太湖底泥清淤疏浚问题探讨

单玉书，沈爱春 ，刘 畅

（1.水利部太湖流域管理局水利发展研究中心，200434，上海；2.太湖流域水文水资源监测中心，214024，无锡；3.中国水利水电科学研究院，100038，北京）

太湖是我国第三大淡水湖，其水域面积2 338 km2，平均水深1.89 m，属典型的平原浅水湖泊，是太湖流域洪水和水资源调蓄中心，也是重要水源地和保障流域生态安全的重要湿地系统。自20世纪80年代以来，流域内经济社会高速发展，太湖水污染与湖泊富营养化问题日益突出，直接威胁沿湖及太湖供水安全和生态安全。2007年蓝藻暴发后，太湖流域水环境综合治理全面开展，十年来治理成效显著，太湖及流域水环境质量明显好转。但由于太湖入湖污染物总量远超水体纳污能力，太湖湖体藻型生境已经形成，短时间内难以彻底改变，2015—2017年，由于气象条件适宜等因素，太湖又出现了较大规模的蓝藻水华和湖泛。

近年，社会和学界高度关注太湖清淤疏浚，由于社会公众对太湖清淤的作用机理不甚了解，导致清淤的预期效果被过度夸大，甚至有观点认为清淤是太湖湖泛治理的治本之策。同时，由于太湖流域土地资源紧缺导致淤泥堆放困难，也有提出清淤筑岛或利用淤泥填筑湖滨带的淤泥处置方案。本文拟从技术层面就太湖清淤是否必要、是否有效、是否为治理湖泛的“治本之策”等问题作出理性客观分析。

一、太湖底泥分布特征分析

1.近代沉积物分布在表层底泥

湖泊是流域物质的汇集，其演化过程中的物理、化学、生物特征均在湖泊底泥中记录和保存。每年沉积于太湖的泥沙量约30万～40万t，沉积速率为0.1～0.2 mm/a。从20世纪80年代后太湖水质开始逐步恶化到近年蓝藻水华频发仅40年左右时间，沉积物主要分布在0～20 cm的表层底泥中。

太湖底泥是湖底密度小于1.8g/cm3的淤泥、流泥、浮泥的统称。据勘测资料，太湖有底泥区面积占66%，底泥总蓄积量为19.12亿m3。受到波浪和湖流的复杂作用，太湖底泥空间分布不均，非湖心区和沿岸区底泥分布相对集中，有3个明显的底泥蓄积带，底泥深平均超过1.5 m，泥量占到总底泥量的2/3，底泥最深的两处分别在梅梁湖和贡湖，均超过了9 m。

从太湖底泥的分布特征可见，底泥总量虽多，但绝大部分不是近代沉积物，而是在太湖水质开始恶化之前就已经存在，可见底泥不是导致太湖富营养化问题的直接原因。

2.受污染底泥分布范围及深度十分有限

太湖各湖区底泥重金属含量总体处于较低水平（远低于土壤质量标准允许值），底泥营养物质含量也远低于城市河道和鱼塘的淤泥。全湖底泥的有机质（OM）平均含量为1.46%，总磷（TP）平均含量为 0.049%，总氮（TN）平均含量为0.0767%。依据全国水资源综合规划采用的全国河流湖泊底泥分级标准进行分析，太湖仅竺山湖、梅梁湖和贡湖很小范围内的底泥达到四级污染程度 （OM＞5.20%，TP＞0.15%，TN＞0.20%）。

由于不同历史时期太湖周边的产业格局发生变化，太湖底泥中的营养物质垂向分布存在轻微波动。20世纪80年代后太湖周边城市化进程明显加快，污废水排放量增加，沉积于表层0～20 cm底泥中的营养物质含量相对较高；深度20～30 cm底泥中的营养物质含量相对较低，但相较于0～20 cm的表层底泥，其TN和TP的含量降低幅度仅为3.2%～30%；部分深度大于30 cm的底泥营养物质含量又略有升高。因此，疏浚并非疏得越深越好，且即便工程疏浚能够精准地将上层营养盐含量较高的底泥清除，减少底泥营养盐含量的作用也较为有限。

3.底泥主要是水体营养物质的“汇”而非“源”

太湖竺山湖、梅梁湖、贡湖、东太湖等部分点位的底泥污染物释放试验结果表明：太湖底泥磷的释放速率随风浪和温度的增加而增大；氮的释放速率随风浪强度而增大，但随温度递增性不明显。浅层底泥营养物质含量大于间隙水，间隙水营养物质含量大于湖水。这说明，太湖底泥对污染物的吸附和释放是动态过程，现阶段一般情况下吸附作用大于释放作用，从而使太湖水质得到净化。

根据对太湖22条主要入出湖河流的监测统计，2012—2016年，通过入湖河道、干湿沉降等方式进入太湖的 TP为 0.217万 t/a、TN 为 4.936万t/a；通过出湖河道直接出湖、水厂取水以及水生生物捕获等途径带出太湖的TP为 0.156万t/a，TN为 2.32万t/a，即28%的入湖TP和53%的入湖TN在太湖中得到了自净。自净过程中，湖体中的氮磷元素大部分均沉积在湖底或吸附在底泥中，在波浪、湖流、生物扰动以及适宜的温度下，可能发生再悬浮而进入湖水中，成为 “内源”。而据测算，太湖底泥释放的TP、TN量分别为入湖总量的15%和11%左右，远远少于外源带入的营养盐。

因此对太湖整体而言，底泥仍是污染物的“汇”而非“源”，但不排除在大风浪和强烈人类活动条件（例如疏浚施工）下，扰动导致大量底泥内源污染负荷短时大量释放的可能。

二、清淤疏浚进展和存在问题

水利部十分重视太湖内源污染治理问题，早在2003年便组织太湖流域管理局开展太湖底泥调查及污染底泥疏浚研究工作，并于2007年批复了太湖污染底泥疏浚规划，明确在对入湖污染源进行治理和控制的前提下，对重点污染湖区开展底泥疏浚。

太湖流域水环境综合治理开展以来，生态清淤作为水环境治理的有效工程措施之一得以推进。2008—2012年间，竺山湖、梅梁湖、贡湖和东太湖等湖湾累计清除污染底泥3910万m3。已实施的太湖清淤主要存在以下问题：

①清淤效果不明显。试验表明太湖底泥疏浚后将形成新的泥-水界面，对抑制营养物质向水中释放有一定作用，但有观测表明其作用仅能维持2～3年，且由于疏浚面积仅为太湖极小部分、疏浚改善水质效果有限，湖体水质又随湖流运动而变化，清淤疏浚对太湖水质改善的贡献微乎其微。目前尚无监测数据可直接证明清淤疏浚对改善太湖水质、抑制蓝藻水华和遏制湖泛的作用。

②外源污染治理是改善湖泊水环境的关键，清淤难以解决主要问题。现阶段太湖流域污染物排放总量仍远超水体纳污能力，太湖污染负荷总量的80%以上来自外源输入，富营养化治理的关键仍然是入湖河流污染的控制。

③环湖地区城镇化程度高，土地资源紧缺，污泥安全处置十分困难。太湖周边很难找到适合的临时排泥场地，导致部分临时排泥场违法违规。淤泥自然固化再利用所需时间长，五里湖、梅梁湖部分临时排泥场堆放淤泥五年后，数十厘米表层硬壳层以下仍是流态稀泥，无法复耕，近千亩土地多年来处于闲置状态。2010年以来，无锡市开展了疏浚淤泥固化利用探索，例如用作城市建设回填土方、淤泥制砖等，但因用量少、成本高、市场需求不足等原因，目前尚难以大规模推广。

三、太湖清淤不是遏制湖泛发生的治本之策

目前，太湖水体的氮磷浓度仍然较高，藻型生境状况相对稳定，水文气象条件仍是决定太湖蓝藻水华暴发时间及强度的关键因子。近几年来，在类似的水质状况和底泥条件下，蓝藻暴发的强度却呈现出较大差异。2017年暴发强度最强，蓝藻面积达到1 403 km2，覆盖太湖面积的一半以上，而2018年观测到的最大蓝藻面积仅为381 km2。2000年以来太湖蓝藻水华暴发的最大面积、分布、年均太湖藻密度等监测数据分析进一步证实，太湖蓝藻水华暴发的强度和分布，与太湖底泥分布及污染程度的相关关系难以建立。

太湖湖泛多为“藻源性”湖泛，只要太湖蓝藻水华存在，自然状态下，就难以避免蓝藻在微地形、湖流、风浪的作用下集聚堆积死亡，并在底泥的共同作用下形成大量的黑臭污水团，进而发生湖泛。

由上述分析可见，底泥在太湖蓝藻水华的暴发和湖泛的发生诱发因子中并非控制性条件，清淤也非遏制太湖蓝藻水华和湖泛灾害的治本之策。太湖的治理需针对湖体营养盐丰富且水动力交换性能弱的特点，重点是全流域的系统治理，关键是加强外源治理和控制，同时加大预防处理力度并实施应急处置对策，才能有效降低蓝藻水华与湖泛的发生风险。

四、淤泥处置面临的难题

由于土地紧张难以找到合适的排泥场，有方案建议湖内处置淤泥，即利用淤泥建设湖滨带或在太湖中利用淤泥筑岛。依据水法、防洪法和《太湖流域管理条例》，在太湖水域、滩地利用淤泥堆岛、垫高滩地高程高于2.8 m（镇江吴淞高程）属于法律法规禁止的围湖造地行为。

单从技术层面看，一是湖内处置淤泥并没有把污染物移出太湖，太湖污染总负荷并未减小，且可能因工程施工的强烈扰动导致更多污染物进入水体。二是疏浚淤泥进入湖内排泥场后，一般情况会采用真空预压等技术手段加快淤泥固结，其排出的淤泥间隙水中污染物含量要远高于湖水。据分析，真空预压法淤泥固结过程中约有30%左右的污染物会随间隙水排出，导致原本在间隙水中相对稳定的污染物，重新污染水体。三是若利用淤泥建设湖滨带，将污染淤泥从水深约2.0 m的湖区搬迁到水深仅0.3～0.5 m的近岸区，风浪对底泥污染物再悬浮的影响将显著加大。特别是太湖西北部沿岸湖面开阔，东南风盛行，多年平均风速为3.9 m/s，沿岸区平均波高近0.9 m，风浪已经对原有的天然湖滨带造成较为严重的冲刷和淘蚀，填筑湖滨带的淤泥难以确保不被风浪淘蚀。可见，湖内处置淤泥除了需要确保符合有关法律规定外，还需加强技术论证，确保技术可行、经济合理，环境风险可控。

五、结论与建议

从太湖底泥分布特征和污染状况看，太湖目前不需要大规模清淤。从太湖污染源的构成以及湖泛发生的机理看，太湖清淤不是治理湖泛的“治本之策”。从已经实施的太湖清淤疏浚效果看，清淤对改善太湖水质或抑制蓝藻暴发效果十分有限，且存在诸多问题。湖内处置淤泥需要解决的技术问题较多，存在预期效果不明、环境影响风险较大等问题。因此，以湖泊富营养化治理和湖泛治理为目标的太湖大规模清淤疏浚须慎重决策，进一步治理改善太湖水环境，宜按山水林田湖草生命共同体的理念，统筹规划，科学论证，系统治理。