2019, Vol. 40
2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008;
3. 江苏省水文水资源勘测局无锡分局, 无锡 214124;
4. 中国科学院大学, 北京 100049
2. State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;
3. Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Jiangsu Province Wuxi Branch, Wuxi 214124, China;
4. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
河湖连通性是一个湖泊自我修复能力及服务周边城市能力的重要表征[1].在污染湖泊的水环境治理过程中, 调水引流、提升河湖的水力流通性等水循环优化工程是一项常用措施, 同时也是治理污染负荷较重、水体自净能力较差的浅水湖泊、在短时间内消除河流黑臭、改善水环境的有效方式之一[2~7].调水引流一方面可以从水质相对较好的水源引水, 稀释受水水体污染物浓度, 使之初步满足生态治理的基本条件[8, 9]; 另一方面可以提高水系的大气复氧能力, 增加水体的溶解氧浓度, 加快污染物的降解, 达到提升水体自净能力并最终改善水质的目的[10].优化水循环的河道治理方法在国际上也有广泛的应用, 如德国鲁尔河[11]、荷兰Veluvemeer湖[12]、美国华盛顿Moses湖[13]、日本中川、俄罗斯莫斯科河等的引水修复工程均取得了不错效果.由于调水工程实施的复杂性及调水、受水水体本身的水质特性, 使得引水调水工程在有效改善水质的情况下也具有一定风险性, 如防洪风险[14]、污染物转移及滞留风险[15]、浮游植物群落及结构变化风险等[7, 16, 17].
然而对于暴发蓝藻水华的湖泊而言, 蓝藻水华的滨岸带堆积、腐烂发臭等问题[18]不可避免地影响河湖连通、交换过程.蓝藻水华大量聚集死亡后与底泥发生化学反应后致使水体黑臭并产生严重异味, 是太湖、巢湖、滇池乃至美国伊利湖等大型湖泊面临的水域生态问题[19~21], 在蓝藻水华暴发期间, 湖泊岸边带集聚的大量蓝藻水华物质携带大量有机物、营养盐[22, 23], 对连通河道水质及生态环境造成较大的风险.在当前我国许多湖泊治理, 乃至长江中下游湖泊、湿地生态修复过程中普遍考虑的“再自然化”措施的背景下, 研究暴发蓝藻水华湖泊对连通河道水质的影响强度、变化因素及可能的应对策略, 具有重要的应用价值.
梅梁湾是太湖北部靠近无锡市的湖湾, 是太湖蓝藻水华暴发历史最长、堆积最严重的湖湾之一[24].特别是夏季蓝藻水华在风场的作用下漂移, 使得北部沿岸带、河口区水华堆积严重, 甚至诱发湖泛等灾害[25].梁溪河是无锡市区沟通梅梁湾的最大河道, 西起梅梁湾东北角, 东起京杭大运河, 全长7.97 km, 通过梁溪河船闸与太湖相通.梁溪河两岸是无锡最早的工业区, 污染较重, 沿途有21条支浜入河, 水质黑臭问题严重, 这些支浜多为闸控, 常年关闭, 河流的自然连通性极差. 2007年以来, 为缓解梅梁湾梁溪河口区域蓝藻水华过量堆积及梁溪河的黑臭问题, 启动了梅梁湖泵站[24], 以平均31 m3·s-1的流速从梅梁湾向梁溪河排水.沟通工程大大加强了梁溪河的水体流动性, 有效缓解梁溪河水体黑臭问题, 取得明显的环境与生态效益.然而, 在蓝藻水华暴发期, 梅梁湾排水常将大量蓝藻水华颗粒物带入梁溪河, 严重影响了梁溪河的景观, 降低了梁溪河水利调度的生态环境效益.类似的权衡水系连通和蓝藻水华颗粒物入侵河道的问题, 在太湖、巢湖等蓝藻水华严重湖区十分普遍, 亟待开展专项调查研究以探索解决途径.
本文以梅梁湾连通河道梁溪河为研究对象, 通过夏季蓝藻水华暴发期间梁溪河水质断面蓝藻水华颗粒物及相关水质指标的逐日监测, 结合梁溪河水质和藻类颗粒物的空间分布调查及同期水文气象资料的分析, 研究河湖水文交换过程中蓝藻水华进入河流藻颗粒物通量的变化规律及其驱动因素, 探索河湖良性互动的水利调控方案, 以期为富营养化湖泊流域一体化水环境综合管理提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 监测方案调查点位布设如图 1.其中, 梁溪河景宜桥为逐日蓝藻颗粒通量及水质监测断面, 于2017年6月7日至9月7日实施逐日连续监测.现场利用YSI 6600 V2(美国Yellow Stone公司)多参数水质分析仪对每个采样点测定表层50 cm水温(WT)、电导率(EC)、溶解氧(DO)、浊度(Turb)、酸碱度(pH)等指标.由于蓝藻具有漂浮能力, 容易聚集在水表产生分层现象, 且在水表面也因水流而左右分布不匀.因此, 为了使采样具有代表性, 在该断面河中心及两侧靠岸各设置一个采样点, 将自行设计的长度1 m、直径20 cm有机玻璃柱状采水器, 自表面放下, 采集1 m深的柱状水样, 将河道左、中、右这3个断面的样品混合于采样桶中, 混匀, 分装冷藏, 用于水华颗粒物分离及测定, 以及室内水质指标测定.
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图 1 梁溪河监测点位示意 Fig. 1 Monitoring sites along the Liangxi River |
为了解梁溪河水质的空间分布, 于2017年8月1日分别在梁溪河上的大渲桥、景宜桥、鸿桥、隐秀桥、蠡溪桥、青祁桥、蠡桥, 以及梁溪河与京杭运河交汇处的梁韵大桥、运河上的梁溪大桥和盛兴大桥等10个断面采集河道水下0.5 m的水样(图 1), 测定总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、颗粒态氮(PN)、总磷(TP)、溶解态(DTP)、颗粒态磷(PP)、氨氮(NH4+-N)、磷酸盐(PO43--P)、叶绿素a(Chl-a).
1.2 水质测定方法水体总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定(测定波长: 210 nm); 总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)采用碱性过硫酸钾消解-钼锑抗显色分光光度法测定(测定波长: 700 nm); 氨氮(NH4+-N)、磷酸根离子(PO43--P)测定采用Skalar流动注射光度法(荷兰Skalar公司, SAN++型)[26].颗粒态氮(PN)为TN与DTN的差值, 颗粒态磷(PP)为TP与DTP的差值.浮游植物叶绿素a含量(Chl-a)采用热乙醇提取-分光光度法测定[27].
1.3 河道水华藻颗粒物质通量测定与估算将采集的原水量取500 mL, 用25目浮游生物网快速过滤, 并将留在滤网上的颗粒物定义为颗粒态藻量, 而原水所含的所有藻生物量定义为总藻量.留在滤网上颗粒藻用纯水冲洗转移至滤器后, 用GF/F玻璃纤维滤膜(英国Whatman公司, 孔径约0.7 μm)过滤, 并提取滤膜上的叶绿素, 测定叶绿素a, 定义为颗粒藻叶绿素a[Chl-a(P)], 原水测定的叶绿素a则定义为水体总叶绿素a[Chl-a(T)].将过滤颗粒叶绿素a的滤膜进行烘干、称重, 获得的干物质为藻颗粒干重, 根据取样体积可以估算出采样时水体水华物质藻颗粒的含量(Wpa).根据当日梅梁湖泵站水量, 估算出当日梅梁湾经由梁溪河进入无锡内河系统的总颗粒态藻物质的干重通量.由于叶绿素a在很大程度上能够反映浮游植物的现存量、表征藻的生物量及密度[28, 29], 而根据Wpa与Chl-a(P)的关系, 通过Chl-a(T), 推测出河道总藻生物量Wta, 进而也可以根据梅梁湖泵站水量获得当日总藻生物量的通量.
1.4 水文气象数据来源及处理样品采集期间的气温、风向、风速等气象数据来自于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站.由于梁溪河口处于梅梁湾东北角, 因此将所有风向条件下的风速, 折算成东北方向上的风速矢量值, 定义为水华堆积有效风速.也即将NNW、N、NNE、ENE、E、ESE等风向作为不利于藻堆积在梁溪河口的风向, 转化为其余弦值作为有效NE方向, 命为负值; 将WNW、W、WSW、SSW、S、SSE作为有利于藻在河口堆积的风, 同样按余弦转化为有效的SW方向, 命为正值. NW、SE方向的风垂直于NE、SW的方向, 因此其余弦值为0.
监测期间的逐日梅梁湖泵站调水量数据来自江苏省水文水资源勘测局无锡分局.
所有数据的相关关系统计分析、处理及制图等采用Excel 2010、SPSS 23.0、Origin 8等软件进行.
2 结果与分析 2.1 梁溪河水质的逐日变化采样期间梁溪河景宜桥监测断面理化指标情况如表 1, 主要水质指标逐日变化如图 2.采样期间水温在23.12~35.66℃之间, 7、8月水温高于6月; 水体电导率变幅较大, 介于189.58~594.00 μS·cm-1之间; pH平均8.3; PN、PP、PO43--P平均浓度分别为2.71、0.27、0.06 mg·L-1.需要说明的是, 本调查中的水样前处理方法未采用水质调查规范中取样前静置30 min的操作, 为的是更好地获得藻类水华颗粒物的营养盐输入状况, 因此, 本测定中的TP含有漂浮颗粒藻中的磷, 与环境监测部门所监测的TP有所不同.
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图 2 2017年梁溪河水质逐日变化 Fig. 2 Daily changes in the water quality of the Liangxi River in 2017 |
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表 1 采样期间梁溪河景宜桥断面水质情况1) Table 1 Water quality of the Jingyi Bridge during the sampling period |
整体上, 河道水体TN、TP的日变化幅度很大, 且二者变化趋势类似. TN、TP均在6月中旬、7月初至7月中旬出现较高值; 其中TN在1.81~14.63 mg·L-1范围波动, 平均浓度3.92 mg·L-1, TP在0.15~1.07 mg·L-1范围内波动, 平均浓度0.35 mg·L-1.
监测期间景宜桥断面DTN、DTP的均值分别为1.21 mg·L-1、0.08 mg·L-1, 其均值及变幅均远远小于TN、TP, 特别是峰值明显小于TN、TP.监测期间NH4+-N浓度也有较大的起伏变化, 出现连续几日NH4+-N浓度急剧上升又急剧下降. 2017年7月1日出现NH4+-N浓度最高值(1.96 mg·L-1)、2017年8月19日出现最低值(0.13 mg·L-1), 平均浓度为0.72 mg·L-1, 可能是梁溪河连通支浜的不定期排入所致.监测期间DO也具有较大变化幅度, 特别是6月期间变幅较大.其中, DO在6月17日达到最高值11.43 mg·L-1, 6月30日及7月1日出现最低值1.02 mg·L-1, 平均值5.70 mg·L-1. 6月30日至7月中旬的高温高藻量期间, 梁溪河水体溶解氧持续较低.
根据《国家地表水环境质量评价标准(GB 3838-2002)》中Ⅲ类、Ⅴ类水标准, 采样期间TP均值达到Ⅴ类水质标准, TN均值高于Ⅴ类水质标准, DO平均值基本达到Ⅲ类水质, NH4+-N均值达到Ⅲ类水质标准.在黑臭水体评价中, 作为国内界定水体是否黑臭的单一化学指标, DO在水体中的浓度小于2.0 mg·L-1时表示出现黑臭[30], 综合指标评价中, DO≤2.0 mg·L-1、NH4+-N≥8.0 mg·L-1、TP≥0.8 mg·L-1是适合评价中小河道水体黑臭的关键指标[31].根据单一化学评价指标和综合评价指标, 监测期间梁溪河无“黑臭”情况发生, 相关表征指标均优于黑臭水体判断标准.以上结果表明梅梁湾湖水外排入梁溪河后, 除TN外, 河道水体DO、NH4+-N、TP等水质指标均达到Ⅴ类水标准, 部分指标还达到Ⅲ类及以上, 基本解决河道黑臭问题.
2.2 梁溪河水体藻颗粒及水质的空间变化为了解从梅梁湾进入梁溪河的蓝藻水华颗粒物在梁溪河的沿途分布及其水质效应, 本研究对8月1日的梁溪河10个监测断面的藻类生物量状况(以叶绿素a参数表征)及水质进行了比较.其叶绿素a及关键水质指标TN、DTN、TP、DTP、NH4+-N的空间变化如图 3.结果表明, TN在梁溪桥(运河)最高(3.80 mg·L-1), 在大渲桥(梅梁湾梁溪河口)浓度次之(3.75 mg·L-1), 空间上从梅梁湾梁溪河口至运河交界处呈先降低后逐渐升高的趋势.这说明京杭大运河的TN污染程度高于梁溪河, 甚至高于藻颗粒含量较高的梅梁湾. DTN浓度从大渲桥至梁溪桥逐渐上升, 在大渲桥断面浓度最低(0.53 mg·L-1), 梁溪桥断面浓度最高(2.73 mg·L-1), 说明京杭大运河中的溶解性氮含量比梁溪河高出更多. TP浓度梁溪桥断面最高(0.46 mg·L-1), 在大渲桥断面次之(0.31 mg·L-1), 景宜桥至盛兴桥TP浓度出现小幅度波动; DTP从河口至运河整体上浓度逐渐上升, 在蠡溪桥断面浓度最高(1.72 mg·L-1), 这也表明京杭大运河的磷污染程度高于含有大量藻颗粒的梁溪河. NH4+-N、DO是表征河道水体污染状况及自净能力的主要指标[32], DO从大渲桥断面至景宜桥断面迅速降低, 而后至梁溪桥断面总体保持在6.50~7.50 mg·L-1之间, 期间略有波动; 从大渲桥至盛兴桥断面, NH4+-N浓度整体呈上升趋势, 梁溪桥断面NH4+-N浓度最低(0.08 mg·L-1).水体叶绿素浓度从梁溪河至运河迅速下降, 其中Chl-a(P)从梁溪河接近梅梁湾的152.93 μg·L-1, 迅速下降到京杭大运河的1.99 μg·L-1, 从梅梁湾进入梁溪河的藻颗粒物, 在进入京杭大运河之后分解迅速, 没有在运河中大量堆积.大渲桥作为梁溪河受水的第一站与景宜桥至梁韵桥断面水质相比, 大渲桥断面TN、TP、NH4+-N、Chl-a(T)、Chl-a(P)指标浓度高于河道, DTN、DTP、DO浓度低于河道; 对比运河受水断面(盛兴桥)及背景断面(梁溪桥)水质, TN、DTN、TP、DTP、DO指标的浓度高于盛兴桥断面, 而NH4+-N、Chl-a(T)、Chl-a(P)远低于盛兴桥断面.
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图 3 梁溪河水质空间变化 Fig. 3 Spatial changes in the water quality of the Liangxi River |
梁溪河水质的空间变化说明湖水外排对梁溪河及运河水质均有一定改善效果, 蓝藻水华颗粒物在梁溪河至运河沿程逐渐降低, 调水对河道水质改善作用在靠近梅梁湾处效果最佳, 同时水质较差的运河对梁溪河水质有一定冲击, 表现为靠近运河处受到冲击越大, 从而让调水改善水质效果有一定影响.运河来往船只螺旋桨的曝气作用有助于增加水体溶解氧、促进硝化作用, 从而使梁溪桥DO指标高于盛兴桥而NH4+-N远低于盛兴桥.
2.3 梁溪河交换藻通量的估算梅梁湾泵站每日泵水量(V水, t·d-1)及河道总藻生物量(Wta, t)的逐日变化如图 4, 除2017年6月11日未进行泵水以外, 监测期间泵水量在6月底到7月中下旬期间较多, 7月底至9月初每日泵水量较为稳定, Wta随泵水量的变化而变化, 同样在6月底至7月中旬达到河道总藻生物量的峰值.
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图 4 泵水量与河道总藻生物量日变化 Fig. 4 Daily changes in pumping volume and total algae biomass channels |
将监测期间前7日的Chl-a(P)值与Wpa实测值进行线性回归分析(图 5), 结果显示Wpa与Chl-a(P)呈高度线性正相关(P<0.001), 得到回归公式: Wpa=0.000 3×Chl-a(P)+0.02 (R2=0.96).则当日梅梁湾经由梁溪河进入无锡内河系统的总颗粒态藻物质干重通量可通过每日Chl-a(P)值直接计算:
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图 5 Chl-a (P)与Wpa实测值的线性回归 Fig. 5 Linear regression of Chl-a(P) and Wpa measured values |
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监测期间, 梅梁湾泵站平均流量31 m3·s-1, 2017年6月7日~2017年9月7日共计调水2.6亿m3, 占2017年总调水量的26%.由湖泊进入连通河道的水华颗粒物通量日变化很大, 夏季调查期间进入梁溪河的藻颗粒通量介于75~496 t·d-1, 平均值为105 t·d-1.采样期间排入无锡市内河系统的总颗粒态藻物质干重通量约9 733 t, 按照85%含水率的处置藻泥计算, 相当于排入64 889 t藻泥.根据相关部门统计资料, 无锡市近年来蓝藻打捞量约为平均每年60 000 t藻泥, 则2017年6月7日~2017年9月7日排入梁溪河及其连通河道的藻通量比无锡市全年的蓝藻打捞量还多.
3 讨论 3.1 高藻湖水入河对河道溶解氧的影响监测结果表明太湖梅梁湾调水增加了河道DO浓度, 有助于提高梁溪河的自净能力, 对改善和恢复梁溪河的生态系统、改善及治理黑臭问题具有积极作用.相关调水工程研究结果表明[7, 33], 通过泵水的水力作用会增加水体的流动性进而提高复氧能力.梁溪河水体溶解氧持续较低情况出现在6月30日至7月中旬, 是太湖梅梁湾水华频繁暴发的时期[34], 逐日监测结果也显示该时间段是达到河道总藻生物量的峰值.
监测表明, 不同藻颗粒含量的湖水对水体溶解氧的影响是不同的.河道Chl-a(T)≤200 μg·L-1及＞200 mg·L-1的情况下分别拟合与DO的关系发现, 当Chl-a(T)≤200 μg·L-1时, 叶绿素浓度与DO含量显著正相关(P=0.001)，见图 6 (a).说明此时藻体的光合作用大于藻体有机物排入引发的细菌分解呼吸作用, 藻类含量适当增高, 有助于水体DO改善; 而当Chl-a(T)＞200 μg·L-1时, 叶绿素浓度与DO含量显著负相关(P=0.04), 见图 6 (b).这种情况下, 由于藻颗粒的大量堆积, 其腐烂耗氧的作用强于表层藻类光合作用, 导致溶解氧总体下降.根据线性负相关拟合公式预测, Chl-a(T)浓度分别为800、900、1 000 μg·L-1时, DO分别为1.9、1.3、0.7 mg·L-1.这与周莹[35]研究不同藻密度、温度等因素下水体DO日变化规律, 发现生物量达到一定丰度后与DO呈显著负相关且DO会随着生物量增加而降低的结论基本一致.虽然蓝藻通过光合作用好氧呼吸会增加表层水体溶解氧[36], 但过多蓝藻水华颗粒漂浮在河道表面, 不仅对景观方面产生的影响, 其次还会降低透光度从而影响浮游植物进行光合作用生成氧气的水体深度[37], 同时高密度的藻堆积在一起如果发生腐烂分解也会造成水体溶解氧急剧下降[38, 39].因此通过调水、泵水将梅梁湾水调入梁溪河的水力作用能有效解决河道水体黑臭问题, 但蓝藻水华程度严重时排水, 会造成河道溶解氧降低, 影响调水治理河道水质的效果.
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图 6 不同浓度Chl-a(T)与DO的线性回归 Fig. 6 Linear regression of different Chl-a(T) with DO |
有研究表明, 蓝藻水华期间, 水体颗粒态氮含量与颗粒态磷含量受水华的影响极大, 甚至是水体氮、磷的主要存在形式[40].因此, 携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后, 必将显著增加河道颗粒态氮、磷等营养盐含量.从回归分析(图 7)可以看出, 河道Chl-a(P)含量与PN、PP含量显著正相关(P＜0.001), 相关系数分别为0.91和0.89; Chl-a(T)与TN、TP也呈高度线性正相关, 相关系数分别为0.85和0.87.蓝藻生长会储存大量营养物质[25], 如太湖优势种微囊藻类干物质含N量就比较高[41].调水带入大量颗粒藻给河道营养盐带来冲击.根据太湖蓝藻(干物质)含N、P率分别为6.7%、0.68%[42]计算, 监测期间总颗粒态藻物质干重通量约9 733 t, 折合成N、P约为652 t、66 t.如果不对梅梁湾泵站进行合理避藻泵水, 势必会对梁溪河产生高负荷营养盐冲击.
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图 7 叶绿素与营养盐拟合曲线 Fig. 7 Fitting curves of chlorophyll and nutrients |
水体蓝藻产生、暴发、堆积取决于温度、风速风向、降雨等水文气象等因素的综合作用[25].据此, 对Chl-a(T)、Chl-a(P)与风速、温度、降雨等气象因子做皮尔逊相关性分析, 结果如表 2.其中Chl-a(P)、Chl-a(T)均与有效风速呈显著正相关(P < 0.05), 与降雨均无显著相关性; Chl-a(P)与温度呈显著正相关(P < 0.05).
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表 2 叶绿素与水文气象的相关性1) Table 2 Correlation between water quality indicators and hydro-meteorology |
温度是影响蓝藻生长、分布、水华暴发、衰亡关键环境因子之一[43], 陈宇炜等[44]对梅梁湾藻类与相关因子的逐步回归分析表明温度与梅梁湾藻类总生物量显著相关, 说明温度对梅梁湾藻类的生长有直接的影响.采样期间温度在23~36℃范围内变化, 基本处于水体富营养化条件下蓝藻水华暴发的温度范围[45](24~30℃).
采样期间有效的SW方向风共有54 d, 从颗粒藻叶绿素a变化与有效风向变化来看(图 8), 颗粒叶绿素值较高当日及前几日风向都为西南风, 颗粒叶绿素值较低期间风向则是东北风.并且颗粒叶绿素高值当日风向为西南风而风速均小于3 m·s-1, 表明西南方向风场作用会使梅梁湾漂浮在水面的藻颗粒往梁溪河河口方向及沿岸堆积, 与朱永春等[46]研究发现小于临界风速(2~3 m·s-1)下, 有利于藻颗粒顺着盛行风向岸边漂移的结果一致.大量研究也表明[47, 48], 微风、少降水有利于某一特定区域内的蓝藻上浮堆积、暴发.因此梅梁湾进入梁溪河通量大小主要受水文气象条件控制, 水量、温度、风向是最主要的影响因素.
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图 8 采样期间颗粒叶绿素与有效风速的变化 Fig. 8 Changes in chlorophyll and effective wind speed |
我国太湖、巢湖、滇池等大型湖泊与流域河道的沟通十分密切.以太湖为例, 连通太湖的河道超过200条, 其中相关部门重点监控的河道有23条, 因此, 湖泊与连通河道的水系连通管理是湖泊管理中的一项基本任务.近年来, 随着湖泊生态环境治理的推进, 恢复河湖连通, 增加湖泊及其连通河道, 乃至整个流域水系的污染物自净能力, 提升湖泊及其流域的生态健康程度, 成为许多湖泊水环境、水生态综合治理中重要的技术途径.
对于蓝藻水华暴发严重的湖泊而言, 河湖的水力交换具有两方面的目的: ①加快湖泊滨岸带蓝藻水华易堆积区域的水力交换, 避免蓝藻水华长期大量堆积而诱发湖泛; 据Zhang等[49]对太湖湖泛形成的气象条件调查发现, 持续5 d以上的蓝藻水华堆积, 湖泛的发生概率大增; ②加快河道的水体流动性, 提升水体溶解氧, 改善河道水质.在蓝藻水华大量存在的情况下, 这两个目的可能是矛盾的.此时根据湖泊和河道的相对重要性, 可以选择尽量提高通过河道排出滨岸带的蓝藻颗粒物, 或者尽量降低由湖入河携带藻颗粒量等不同的调控需求.
根据本研究揭示的蓝藻水华物质入河通量影响因素及其水质效应, 可以根据不同的目的对梅梁湖泵站调水方案进行优化:当梅梁湾梁溪河口有湖泛发生风险时, 应当加大西南风向期间的调水力度, 加快岸边带堆积蓝藻水华颗粒物在湖边的堆积, 同时, 应当加大梁溪河沿河水体曝气系统的运行, 避免诱发河道缺氧; 当梅梁湾梁溪河口没有湖泛风险时, 应当以提高梁溪河的水质改善效果为主要目的, 提高西北风向期间的调水力度.当然, 考虑到相关水质的影响因素, 还可以因水质、景观等需求, 设置不同的调水方案.以提升泵水给梁溪河带来改善水质的效果.另外, 在太湖的其他连通河道管理中, 如“引江济太”工程, 也可以结合蓝藻水华期间的河道水质效应, 优化调水方案, 改善太湖水质、增加湖体环境容量.
4 结论(1) 蓝藻水华期间, 河湖水力交换过程中, 湖泊蓝藻水华物质能大量进入连通河道, 总量可观.夏季3个月梅梁湾排入梁溪河的颗粒态藻物质通量可达9 733 t, 与无锡市全年打捞藻泥量相当.
(2) 蓝藻水华暴发期间, 河湖水力交换的环境效应因藻情不同而异.中等水华强度下梅梁湾调水对连通河道黑臭改善明显, 但对河道氮、磷含量等水质指标产生较大影响; 过高藻颗粒物入河导致水体溶解氧下降, 颗粒态氮、磷含量剧增.
(3) 气象条件是梅梁湾进入梁溪河的漂浮颗粒藻通量的关键影响因素.低风速、有利于河口水华聚集的西南风向、以及适合蓝藻生长的气温等气象条件显著加大了藻颗粒入河的通量.管理上, 应因湖泊、河道不同的水质和景观管理目标而实施更加机动灵活的调水方案, 以提升河湖连通的生态环境效益.
致谢: 感谢无锡市太湖蓝藻打捞工作协调小组办公室陈旭清主任在基础数据支撑方面的帮助, 感谢太湖湖泊生态系统研究站提供气象数据, 感谢薛静琛、钱树荣、夏丽萍实验员、田伟、李进京、刘志迎同学在样品采集与分析中的帮助.| [1] |
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