【新华社】“引江济太”工程会加重太湖“磷污染”吗?

引江济太工程是联通长江与太湖的一项国家重大水利工程,工程以实现“静态河网、动态水体、科学调度、合理配置”为战略目标,通过常熟水利枢纽引长江水入望虞河,由望虞河望亭水利枢纽入太湖。工程实施以来,在防洪、水资源调配和水环境提升方面发挥了重大作用。但是,2016年太湖磷又呈现自2007年后的首次反弹,2017年出现大面积水华,引江济太工程因此面临了一些质疑的声音:长江水体磷浓度高于太湖,引江济太会不会加剧太湖磷负荷的风险?

围绕这一科学问题,长江保护与绿色发展研究院(下文简称“长江院”)又一课题“引江济太对入湖磷负荷的影响及优化调度研究”给出了答案。

长江水引流太湖会加重磷污染吗?

2007年,太湖爆发蓝藻水华,足球比分,比分直播太湖研究中心主任朱伟教授就开始组建团队,对太湖问题开展了深入的研究。“我们在太湖设了18个采样点,从2008年开始每两周采样一次,采取水柱采样法,这项工作已经坚持了十几年。”从水质的变化、浮游生物的生长到底泥的沉积等等,朱教授都有相关的数据作为支撑。

对“引江济太”工程的相关数据收集得十分充分。朱教授告诉记者,从调水量、入湖磷通量、调水后短期磷响应及各湖区磷增量来看,“引江济太”与2016年太湖磷反弹相关性不强。

与太湖主要入湖的大多数河流相比,“引江济太”调来长江水水质并不差“我们的数据显示,引江济太的水量占太湖总比例的5%左右,而带进来的磷占太湖总磷总通量的比例低于4%。”不仅如此,其中所含的磷60%是可以沉降的颗粒磷。此外,湖泊的入湖河流磷浓度一般会高于湖泊本身的磷浓度,因此可以说,“引江济太”工程对太湖总磷浓度的影响是微乎其微的。

无独有偶,研究太湖问题的另一位专家、长江院副院长李云教授团队通过模型研究,也得出了与朱教授相同的结论。李云团队以太湖全湖区风生流物理模型为主体,搭建了集原型观测、水槽实验、数学模型为一体的“太湖水动力水环境研究平台”。作为目前世界上最大的湖区物理模型平台,该模型将现实中的太湖缩小了500倍,但仍可直观且精确地反应现实太湖的水体流动和污染物运动等特征。平台在模型模拟技术、模型测控技术、风生流原位观测技术、数学模型关键参数确定技术等方面取得了一系列关键创新,可为太湖等浅水湖泊治理提供重要的科技支撑。李云团队的研究表明,引江济太工程并不是加重太湖磷污染的原因,与工业、农业污水排放、城市雨污分流不到位造成的污染相比,引江济太工程的影响微乎其微。

长江院副院长李琼芳教授团队的研究同样印证了这一观点:从2012-2018年间望虞河引水带入湖泊的总磷负荷与汛期排水带出湖泊的总磷负荷的多年平均值来看,望虞河的运行在某种程度上有利于降低湖体磷的赋存量。因此,现阶段“引江济太”带入的磷负荷与近年太湖总磷浓度反弹的相关性不高,而且通过调引长江水,可以改善太湖水动力条件、增加太湖水环境容量。

随着长江大保护战略的不断推进,长江水质逐步提升,加之望虞河两岸控源截污工作不断加强,未来引江济太工程的入湖总磷负荷将进一步减小,对太湖水质的正面影响也将进一步增强。

研究成果指出,根据2010-2019年监测数据,望虞河入湖磷负荷的年均贡献仅占入湖总磷负荷的3.1%,引江济太不是太湖总磷上升的主要原因。相反,引江济太工程显著提升了太湖北部贡湖的水质,总磷和总氮浓度分别下降了48%和45%。

“世界最大湖区物理模型”

东清西浊,太湖承担了天然净化器功能

2007年,太湖蓝藻水华爆发后。国家投入了巨大的资源对其进行治理,蓝藻的水华面积在此后数年里呈现出持续下降的局势。但为何会在2016年出现了较大幅度的反弹呢?

排除了引江济太的原因,朱伟教授又对其他几个诸如“泵吸现象”“气候变暖”等流行的说法进行了分析。他的研究表明,太湖蓝藻水华的反弹跟2016年的洪水有着密不可分的关系。

“我们研究发现,正常年份入湖水在100-110亿方,但是2016年,太湖的入湖水达到了164亿方。当时为了防洪的需要,流域里的不少汇聚了污染物的水进入了太湖,这就导致了当年太湖水的水质比较差,磷含量也大幅提升。”

李琼芳团队佐证了这个观点:“强降雨形成的地表径流可携带大量污染物质进入湖体,导致入湖总磷负荷增加。以2016大水年为例,2016年湖西区年降水量达到2025.5 mm,超过常年降水量的73.3%,2016年入湖负荷也明显高于其他年份。2016年降水量6、7月最大,相应的6、7月入湖水量、入湖总磷负荷也最大,表明丰沛的降雨所产生的地表径流携带了大量面源污染物排入河道。再者,河道内风浪扰动、水动力扰动作用使得河道沉积物中的磷再悬浮,随径流入湖,也会增加入湖磷负荷。”

在朱伟教授看来,太湖水污染与流域其他水系的水质有着紧密的联系。太湖的水质分布可以用“东清西浊”一词来总结,东太湖以及胥湖等湖区的水质良好,而西北部的竺山湖、西部沿岸区水质较差,太湖如同一个天然的净化器,在入湖水流由西北向东南流动的过程中水质得到改善,保障了东太湖吴江、苏州以及包括上海金泽水库水源地的水质。

李琼芳团队认为,以水量加权法计算分区河流入出湖总磷平均浓度更为合理,研究结果也表明,入湖水量大的湖西区入湖总磷平均浓度和负荷明显高于其它水资源分区。

也正是因此,有效提升太湖水质,不能仅仅局限于太湖水本身的,需要在理解太湖水循环系统的基础上改善流域引排格局全面提升流域的水质。

长江保护与太湖治理需处理好“江湖关系”

“除了岸线保护、湿地修复、生物资源恢复,长江大保护也要保护好‘江湖关系’。”

太湖流域属于河网地区,河流彼此相互连通,上下游关系不明确。谈及太湖的治理难度,朱伟教授将其比作“把一盆清水放在人口密度特别大的城市群中间”,来自22条入湖河道的入湖河水大多数经过农业、工业、生活等活动使用后过,入湖水量很高的使用率增加了太湖的治理难度。在长江大保护的背景下进行太湖治理,关键在于梳理好长江和太湖周围河网水系的关系,正确处理流域的“江湖关系”。

自2007年太湖蓝藻水华引起水危机以来,国家加大对太湖流域治理投入,22条入湖河流的水质明显提升,连续13年履行了“2个确保”,江苏确保了不出现饮用水危机,确保了不发生大规模的湖泛。

朱伟教授表示,望虞河“引江济太”工程在保证供水安全、缓解水华危机的同时对处于严重富营养化状态的太湖具有一定的改善效果,但未来引水量增加的情况下,必须继续关注引水带来的磷通量与太湖磷循环系统的关系,确保“引江济太”对太湖继续产生良性的影响。

太湖水治理的长期性和艰巨性

“总磷负荷占比最大的湖西区入湖河流总磷浓度没有得到有效削减,入湖水量对入湖总磷负荷的影响大,在难以精准溯源和控源的背景下,应加强降水过程中水量水质高频次同步监测,并通过海绵城市建设等途径进行源头控制。”李琼芳团队对太湖治理的技术手段提出了新的建议。

李云团队认为,太湖治理是一项长期且艰巨的任务,需进一步坚持结构调整与末端治理并重、提高截污能力与提升治理标准并重、外源控制与内源治理并重的思路,要以控源截污为关键举措,加强点源、城镇生活污染和农业农村面源污染治理,加快推进环太湖地区城乡有机废弃物处理利用示范区建设。要以清淤固淤为重要抓手,有力推进工程试点,加快削减内源污染。

建设和科学合理引调江水,控制入湖总磷负荷.除此之外,太湖这个“患者”的恢复,还需维护好周边生态,为它打造能够起到净化作用的“肾”——湖边湿地。因此还需进行入湖河道滨岸带生态修复,加强生态沟渠、缓冲带和人工湿地建设。

“十四五”太湖新一轮治理过程中,需要充分利用太湖水动力水环境研究平台等先进的科学技术手段,深入开展湖泊基础理论研究工作,科学指导湖泊清淤和调水引流等湖泊水环境治理工程实施,做到科学管水、科学治水、科学护水。

解决中国的淡水湖泊富营养化,恢复绿水青山仍任重道远,但只要落实生态治理措施,坚持绿色发展路径,相信未来太湖这颗“江上明珠”将重焕光彩,长江流域也能展现绿色的生态底色,让一江碧水浩荡东流。(通讯员:张春平 文:姜秋晨 柳扬)

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