太湖水质保护与人类活动管理
“湖泊是人类文明的镜子”,湖泊的水质保护更能体现人类的文明程度。湖泊作为水系的一部分,自古以来就是人类文化和文明的摇篮。尤其是长江下游平原的淡水湖,一直是中国农业经济的鱼米之乡,涌现出大量赞美洞庭、鄱阳湖、太湖的诗词歌赋,成为中国水文化的重要组成部分。
随着现代工业化的发展,除了各种天然有机物和水土流失,湖泊的水质也可能受到影响,各种人工化学物质都可能导致湖泊水质的突变。今天,河流已经被严重污染,湖泊成为保护人类水资源的最后阵地。湖泊水质的恶化将从根本上破坏流域社会经济可持续发展的条件。
保护湖泊水质,最重要的是处理好流域人湖关系,建立长期和谐的人湖关系。
二、湖泊的基本特征
湖泊的基本特征随着湖箱的形状和容量而变化,流域内的人类活动也会影响和改变湖泊的基本特征。
容量大的湖泊,环境容量也大,相对不易被污染,但一旦被污染,就很难净化。浅水湖泊也容易被污染,受风和热的影响很大。
由于湖中的流动,进入湖中的污染物或沉积物被输送到整个湖中。因此,要掌握湖泊中污染物和泥沙的运移扩散,就必须掌握湖泊水流的特性。湖泊水流产生的原因可分为:①吞吐流,由进出湖泊河道的水流引起;(2)风生流,是风对水面的剪切力造成的;(3)热流是太阳辐射引起的,接受辐射的水体深度不同,热容量不同;(4)科里奥利力,由地球自转引起的离心力和线速度之差引起的。汛期,吞吐流影响较大,枯水期,风生流有影响,而热流只有在湖箱地形变化较大,水体深浅不一的情况下才显现其影响。对于小湖,科里奥利力的影响可以忽略。对于北半球的湖泊,由于受南下季风和科里奥利力的影响,大部分会出现逆时针环流。太湖的主导湖流也是逆时针环流。
遇到大风时,湖泊近风侧的水位会下降,而远离风侧的水位会上升,湖泊会发生倾斜。太湖水位差,北高南低,可达0.3 ~ 0.4米。如果风忽强忽弱,或风向不断变化,湖泊会产生类似潮汐的静阵现象,也称为假潮,其周期与湖盆形状有关。太湖水面振荡周期约为1 ~ 1.5小时。过去太湖渔民中流传着“一日十八潮”的说法。
对于深湖来说,每年春夏两季都可能出现温度分层,影响上下层的物质交换。太湖是浅水湖,一般不会出现分层现象。
从湖泊水质的变化过程来看,是一个从童年的贪吃湖到青年的中年湖(穷)再到成熟的中年湖(富)再到老年的富营养化湖的变化过程。在自然条件下,这个过程发展得相当缓慢,但由于人类活动的刺激,这个过程也可能变得非常迅速。淡水赤潮往往发生在湖泊水质进入青年期,或者从青年期到成熟期,而“水华”往往发生在进入老年期。所以有人把赤潮称为湖泊的“青春痘”,水华称为“老年斑”。一旦湖泊进入富营养化状态,就意味着进入了老年期。随着水华的发生,也会发生沼泽化,沿海湖湾区水深变浅,湖面面积逐渐缩小。湖泊一旦富营养化,就很难逆转,回复青春,但可以采取各种措施延缓其衰老过程。
三。太湖水质评价
20世纪80年代初,太湖首先在北部湖湾区出现大面积水华,随后发展到湖中心。7月无锡梅园水厂1990、1994、1995因藻类堵塞,导致水味道异常。目前太湖呈现典型的老年症状。即东太湖大规模水华和沼泽化。
进入太湖的泥沙量并不大,粗略估计为200万m3/年,相当于年均淤积1m·m/m,但由于湖水较浅,一有风浪就被挑起来,随湖水流向东太湖及其他湖湾地区。东太湖有些地方年淤积可达0.1 m,水深逐渐减小。
太湖的水质受到严重污染。65438 ~ 0995年全年无ⅱ类水,ⅳ类水以上面积占总面积的36%。东太湖和湖中心区藻类生物量为3.5 ~ 4.5 mg/L,五里湖和梅梁湖最差,全年超过ⅴ类水,藻类生物量为3.5 ~ 4.5 mg/L .
太湖水质迅速恶化主要是由于流域内人类活动不当。如果不采取严格科学的管理措施,太湖的水质和生态将很难向好的方向发展。
根据最近的调查,每年入太湖的污染物负荷为282.9万吨
T-N177900吨,T-P16900吨。工业排放占CODCr的83%;T-N中,工业占43.7%,面源占26.1%,生活污水占14.6%,畜牧生产占12.4%。在T-P中,工业占55.9%,生活污水占23.1%,畜牧业生产占15.8%。
目前,根据太湖的水质和环境状况,有机污染的主要来源是工业排放。从富营养化来看,氮是过剩的,磷是控制条件。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
作为一个大湖,太湖有三大功能,即资源功能、环境功能和生态功能。资源的功能主要是为周边地区提高丰富的水资源;环境功能包括自我净化、对周边地区的气候调节、与空间景观相关的文化娱乐休闲功能;生态功能包括维持生物多样性和保护其所拥有的物种的功能,以及渔业生产的功能。
作为综合治理的目标,要提高太湖的资源、环境、生态三大功能,改善太湖水质的目标只有一个。而且三者是相互联系的,所以在考虑太湖综合治理时,要避免单一的治理方案,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个方面:
(1)污染源控制措施;
(2)湖泊生态修复措施;
(3)流域人类活动管理办法。
污染源控制措施
点源控制措施包括:(1)工矿企业和大型旅游设施的污水控制;②城镇
生活污水处理厂;(3)河流污染物沉淀设施;(4)地下卵石槽净化设施;⑤预库;⑥农村人畜粪尿沼气设施。
非点源控制措施包括:①开发利用土壤净化资源;②低洼地区的生物处理措施。国内外研究表明,受污染的天然水体在芦苇区或水生植物中停留70小时以上,除磷脱氮率可达70%以上。③水土保持措施。坡耕地流失的土壤和水分中有各种养分,应避免直接入湖。
湖泊生态修复措施
湖泊的有机污染和富营养化是湖泊老化和生态环境恶化的表现。生态环境的变化表现为生物种群减少,水体透明度降低,沉水植物逐渐消失,浮游植物减少,耐污染性强的贝类和鱼类增加,经济价值高的小型鱼类减少,大型鱼类增加。由于藻类的异常增殖,水中有机物增多,产生恶臭,在其死亡和分解过程中消耗大量氧气,使水中溶解氧浓度降低,甚至导致鱼类大量死亡。
在污染源逐步得到控制的同时,湖泊的生态可能得到一定程度的恢复。生态恢复措施包括:
在湖边建一条水生带。在自然条件下,湖泊和陆地是连续的,湖泊周围的湿地会随着湖泊水位的升降而形成。这些湿地是维持湖泊生物多样性的最重要的区域。由浅入深,会形成大面积的芦苇或水生植物、水生生物。它是多种鱼类和贝类产卵和栖息的地方,也是多种昆虫和鸟类筑巢的地方。同时它是湖泊的天然屏障,对湖泊周围进入湖中的污染物起到屏蔽、沉淀和吸收的作用,而寄生在水生植物根部的各种真菌也能分解有机物。但环湖大堤建成后,水陆连续性被破坏,湿地消失,芦苇和适合浅水生长的水生植物消失。对于太湖来说,如果恢复环湖水生带,就要修整环湖地形,创造适合芦苇、水生植物和挺水植物生长的条件。