环太湖各水资源分区入出湖河流总磷浓度与负荷变化分析

摘要

入出湖总磷负荷变化是影响太湖湖体磷收支平衡的关键因素.基于2012-2018年水质水量监测资料,计算全湖及各水资源分区河流入出湖总磷负荷,并以水量加权计算其总磷年平均浓度,探明其时空变化规律;运用双累积曲线法分析不同分区水污关系的变化规律;以月为时间尺度,利用Pearson相关系数,揭示入湖总磷负荷分别与入湖水量、入湖总磷浓度的相关关系;通过讨论分析,明确适用于太湖的入湖总磷平均浓度计算方法、总磷负荷影响因素及控制途径.研究结果表明:(1)水量加权法比算术平均法更加适用于太湖入湖总磷平均浓度的削减管理;环太湖河流入湖总磷浓度多年平均值为0.189 mg/L,明显高于出湖的0.079 mg/L,入湖总磷负荷多年平均值为2206.51 t,也高于出湖的873.73 t;2016年丰水年入、出湖及净入湖总磷负荷均最高,分别为2993.9、1341.1、1652.8 t.(2)湖西区河流入湖总磷浓度多年平均高于所有其他分区,其值为0.226 mg/L,浙西区、武澄锡虞区河流出湖总磷浓度多年平均分别为0.114和0.109 mg/L,均高于其他分区.不同水资源分区的水污关系呈现不同的年际变化规律,但除杭嘉湖区外,其他分区均未表现出入湖总磷得到有效控制的迹象.(3)湖西区和浙西区入湖总磷年负荷多年平均值分别为1748.71和278.61 t,两区各年入湖总磷负荷占总入湖负荷的比重位居前二,湖西区的都在67.88%以上;而浙西区在7%~19%之间变化;太浦河出湖总磷年负荷多年平均值为272.27 t,自2014年起其占出湖总磷年负荷的比重均在30%以上.(4)不同水资源分区月入湖总磷负荷均与入湖水量存在较好的相关关系,且除阳澄淀泖区外,其他分区月尺度入湖总磷负荷变化主要受入湖水量控制.(5)2016年丰水年湖西区入湖河流总磷浓度较高、入湖水量大的共同作用导致了其入湖总磷负荷的显著增加.研究成果可为太湖的磷外源负荷控制提供科学依据.