太湖水质保护与流域人类活动管理

    一、前言

    “湖泊是人类文明之镜”，从湖泊的水质保护状况更可以反映人类文明程度。湖泊作为水系的一部分，自古以来就成为人类文化与文明的摇篮。特别是长江下游平原地区的淡水湖泊一直是我国农业经济发达的鱼米之乡，赞美洞庭、鄱阳、太湖的诗词歌赋大量涌现，成为我国水文化的重要内容。（参考《www.jianzhu518.com》）

    随着近代工业化的发展，除各种自然有机物及各种水土流失物进入湖泊可能会影响湖泊水质外，各种人工化学物质进入湖泊可能导致湖泊水质的急骤变化。在江河已遭到严重污染的今日，湖泊已成为保护人类水源的最后一个阵地，湖泊水质的恶化将从根本上破坏流域社会经济的可持续发展条件。

    对湖泊的水质保护，最重要的是处理好流域内人与湖泊的关系，建立人与湖泊长期和谐共处的关系。

    二、湖泊的基本特征

    湖泊的基本特征随湖盒形状及其容量大小而有所差异，同时流域内人类活动

    也会影响和改变湖泊的基本特征。

    容量较大的湖泊其环境容量亦大，相对不易受到污染，可是一旦被污染又较难净化。而较浅的湖泊也较容易被污染，而且受风、热的影响较大。

    进入湖泊的污染物或泥沙由于湖泊内的流动而被输送到全湖。因此要掌握湖泊内污染物及泥沙的输移扩散状况，必需掌握湖流特征。湖流的成因可分为：①吞吐流，由进、出湖河道的水流动引起；②风生流，由风作用于水面的剪切力引起；③热成流，由于太阳辐射，而接受辐射的水体深浅不一，热容量不同而引起；④柯氏力，由地球自转所产生的离心力及线速度差异所引起。在洪水季节，吞吐流影响较大，在枯水季节，风生流影响最大，而热成流只在湖盒地形变化较大，水体深浅不一时才显示其影响。对面积较小的湖泊可以忽略柯氏力的影响。对于北半球湖泊而言，由于南向季风及柯氏力的影响，大多会出现逆时针方向的环流。太湖的主导湖流也是逆时针方向的环流。

    在遭遇较大风力时，由于风的吹送，湖泊近风一侧水位下降，远风一侧水位将抬升，湖面倾斜，在太湖这种北高南低的水位差可达0.3～0.4米。如果风力忽强忽弱，或风向不断变化时，湖面会产生像潮汐一样的静阵现象，亦称假潮，其周期与湖盆形状有关。太湖水面振荡周期约1～1.5小时。过去在太湖渔民中曾有“一日十八潮”之说。

    对于较深的湖泊，在每年春夏之季尚可能出现温度分层现象，影响上、下层之间的物质交换。太湖属浅水湖泊，一般不会出现分层现象。

    从湖泊的水质变化过程来看，要由幼年的贪营养型湖泊→青年的中营养型（偏贫）→壮年的中营养型（偏富）→老年的富营养型，这是湖泊由幼年至老年的变化过程。在自然条件下，这一过程发展相当缓慢，但是由于人类活动的刺激，这一过程也可能变得十分迅速。湖泊水质由幼年期进入青年期，或由青年期进入壮年期时，往往会发生淡水赤潮，而进入老年期时则发生“水华”。因此有人把赤潮称为湖泊的“青春痘”，而把水华称之为“老年癍”。湖泊一旦进入富营养化状态即意味着已进入老年期，在伴随水华发生的同时还会出现沼泽化，沿岸湖湾域水深不断变浅，湖泊面积逐渐缩小。湖泊一旦出现富营养化要使其逆转，再返回青春是较难的，但可以采取多种措施，延缓其老化过程。

    三、太湖的水质评价

    太湖于80年代初，先是在北部湖湾区域出现明显的大面积水华，其后向湖心发展，1990、1994、1995年七月无锡梅园水厂因藻类异常增殖，导致水厂过滤器堵塞，水味异常。目前太湖呈现典型的老年症状。即大面积的水华和东太湖的沼泽化。

    太湖入湖泥沙量不大，粗估为200万m3/年，相当于每年平均淤积1 m m，但由于湖水较浅，一有风浪就被掀起，并随湖流输送到东太湖及其它湖湾地区。在东太湖的一些地方，每年`可淤积0.1 m，水深逐渐减小。

    太湖水质污染严重，1995年全年平均已无Ⅱ类水，Ⅳ类水以上面积占总面积36%，东太湖与湖心区最好，藻类生物量为3.5～4.5mg/l，而五里湖、梅梁湖最差，全年超Ⅴ类水，藻类生物量为3.5～4.5mg/l.

    太湖水质如此急骤恶化，主要是由于流域内人类活动不当`，如不采取严格而科学的管理措施，太湖的水质及生态难以向好的方向发展。

    据最近的调查，每年进入太湖的污染物负荷量为：CODCr282.9万吨，T-N17.79万吨，T-P1.69万吨。CODCr中工业排放占83%；T-N中工业占43.7%，面源占26.1%，生活污水占14.6%，畜产占12.4%；T-P中工业占55.9%，生活污水占23.1%，畜产占15.8%.

    目前从太湖的水质环境状况来看，有机污染的主要来源是工业排放。从富营养化状态来看，氮过剩，磷为控制条件。而磷的来源，工业污水占一半以上，而生活污水占近四分之一。

    四、太湖综合治理措施

    太湖作为大型湖泊具有三大功能，即资源功能、环境功能和生态功能。资源功能主要是为周边地区提高丰富的水资源；环境功能包括其自净功能，对周边地区的气候调节功能，与空间景观相关的文化娱乐及休闲功能；生态功能包括保持生物多样性及保护其持有物种的功能，以及渔业生产功能等。

    作为综合治理的目标应当使太湖的资源、环境、生态三大功能都得到改善，太湖水质改善的目标只是之一。而且三者之间是相互关联的，因此在考虑太湖的综合治理时，应当避免单打一的治理规划，首先要确定一个合理的综合治理目标。

    太湖的综合治理措施应包括三方面的内容：

    （一）污染源控制措施；

    （二）湖泊生态修复措施；

    （三）流域人类活动管理措施。

    污染源控制措施

    点源控制措施包括：

    ①工、矿企业及大型旅游设施的污水达标控制；

    ②城镇

    生活污水处理厂；

    ③河道污染物沉淀设施；

    ④地下卵石槽净化设施；

    ⑤前置库；

    ⑥农村人、畜粪尿沼气化设施。

    面源控制措施包括：

    ①土壤净化资源的开发利用；

    ②陆域低洼地区的生物处理措施。国内外研究表明，受到污染的自然水体，在芦苇地区或水草区域滞留时间超过70小时，其脱磷和脱氮率都可达到70%以上；

    ③水土保持措施。坡耕地流失的水土中含有多样营养盐类，应避免其直接入湖。

    湖泊生态修复措施

    湖泊的有机污染及富营养化是湖泊老化及生态环境恶化的一种表现。生态环境的变化表现在生物种群数减少，水体透明度降低，沉水植物逐渐消失，浮游植物减少，耐污能力强的贝类及鱼类增加，经济价值较高的小型鱼类减少，大型鱼类增加。由于藻类的异常增殖，水中有机质增加，在其死亡和分解过程中产生腥臭味并大量耗氧，使水中溶解氧浓度降低，甚至导致鱼类大批死亡。

    在污染源逐渐得到控制的同时，湖泊的生态也可能得到某种程度的修复。生态修复措施包括：

    在湖滨建设水生带。天然条件下湖与陆是连续的，随着湖泊水位的升降会形成环湖湿地。这些湿地是保持湖泊生物多样性最重要的地带，由浅至深会形成大面积的芦苇或水草带、水生物带。它是多种鱼、贝类产卵、栖息之地，也是多种昆虫、鸟类的筑巢之所。同时它又是湖泊的天然屏障，对于湖周入湖污染物起到遮挡、沉淀、吸收作用，寄生在水草根部的各种菌类也可以对有机物进行分解。但是，环湖大堤建成后，水陆的连续性遭到破坏，湿地消失，适于在浅水中生长的芦苇水草带消失。对太湖而言，若恢复环湖水生带需修整环湖地形，创造适合于芦苇、水草、挺水植物生长的条件。

    对湖内生态进行规划和管理。目前东太湖水草旺盛，形成了较独特的生态系统。由于湖流向东太湖输送了大量土壤和营养盐，湖盆变浅，为挺水生物的生长创造了条件。而挺水生物的大量生长又减少了风浪及流速，为落淤创造了条件。同时水草的生长会吸收水中的营养盐，从而减少了水中磷、氮的浓度，抑制了藻类的生长。因此水体透明度增加，又有利于挺水和沉水植物的生长。东太湖成为太湖的生物净水器。需要研究的是今后能否逐渐扩大湖内水草的生长范围以及如何对湖内水草进行管理。水草吸收磷、氮而生长，因此适时收获水草就等于从水中提出磷和氮。如果不及时收获水草又可能因死亡而分解出磷、氮，成为内污染源。水草收获后的利用以及次年的生长都是需要研究的问题。

    另外，湖泊的水位对湖泊生态有一定的影响，同时湖泊水深与风浪，透明度等都密切相关，因此在研究湖泊生态问题时应当注意对湖泊水位的控制与管理。