南水北调东线调水前后洪泽湖总磷含量时空变化探讨

韦翠珍 付小峰2 李洪亮

（1.中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601 2.淮河流域水资源保护局淮河水资源保护科学研究所 蚌埠 233001）

目前调水工程涌现，以缓解中国水资源空间分布不均衡与经济发展的矛盾。长江干流已建或规划建设跨流域调水工程多达近20 项[1]，南水北调东线工程位列其中。由于总磷河流水环境质量标准高于湖泊4 倍[2]，因此引调长江水后是否会恶化输水线路各湖泊的水环境状况备受关注。

洪泽湖作为淮河流域最大的湖泊，是苏北地区居民生活、农业、工业水源，也是南水北调东线工程重要输水线路和调蓄湖泊，其水环境状况关乎南水北调的水质安全，也关系沿湖地区乃至淮河流域的可持续发展[3]。本研究基于洪泽湖多年监测数据，分析南水北调东线调水前后洪泽湖总磷含量时空变化，为制定洪泽湖水质改善和南水北调东线水环境保障措施提供基础支撑，也可为其他调水工程对调蓄湖库的富营养化风险影响提供参考。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

洪泽湖是淮河流域最大的湖泊型水库，其地处苏北平原中部西侧，淮河中、下游结合部，是淮河河床的组成部分。洪泽湖西北部、西部和南部有时断时续的低山和岗阜，东部地势低平。临近京杭大运河里运河段，背枕废黄河，西纳淮河，南注长江，东通黄海，北连沂沭，湖面分属江苏省淮安市的盱眙、洪泽、淮阴区3 县（区）和宿迁市的泗阳、泗洪、宿城区3 县（区）。

根据洪泽湖水文、水动力学特征、水质、生物分区特征，以及洪泽湖水功能区区划特征，该研究将洪泽湖水域分成8 个区（图1）：溧河洼区新汴河、新濉河汇入，地势较高，水生植物分布较广，生长茂盛[4]；临淮区汴河、濉河汇入；老子山区为淮河汇入；三河区为三河汇入或汇出；二河区为苏北灌溉总渠和二河出湖口；成子湖南区为徐洪河汇入或者出湖口；成子湖北区水体流动性差，水质受宿迁市城市尾水的影响[5]。该研究在每个分区设置1～3个水质监测点，全湖共计16 个（见图1）。

1.2 调查与监测方法

野外调查于2011—2018年进行，每月10日左右采样一次。水样带回实验室后，采用《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》（GB/T 11893-1989）测定总磷。

图1 洪泽湖水域分区及水质监测点示意图

图2a 2011—2018年洪泽湖总磷变化图

图2b 调水前后总磷含量图

图3 调水前后洪泽湖总磷季节变化图

图4a 洪泽湖全湖总磷空间变化图

图4b 调水前后洪泽湖总磷空间变化图

利用WPS Office 2019 表格进行数据整理，IBM SPSS statistics 24 进行统计分析。南水北调东线于2013年10月19日通水，10月14日监测，因 此该研究设置2011年1月—2013年10月为调水前，2013年11月—2018年为调水后。

2 结果与分析

2.1 调水前后总磷总体变化

洪泽湖总磷含量较高，8年来年均值为0.086mg/L，每年均高于0.05mg/L（见图2a），是洪泽湖水质的定类因子之一。2013年总磷含量最高，随后逐年下降，2018年略有回升。调水后总磷略有下降（见图2b），但T 检验结果显示调水对洪泽湖总磷变化的影响并不明显（Sig.=0.222）。

2.2 调水前后总磷季节变化

无论调水前或调水后，洪泽湖秋季总磷含量最高，冬季次之，春秋季差异不大。调水后总磷在春、夏、冬季低于调水前，而秋季高于调水前（见图3），T 检验结果显示春季和冬季下降显著（Sig.=0.000/0.029），夏秋季变化差异不大。比较调水前和调水后各季节的差异发现，调水后从春季开始总磷逐渐升高，秋季达到顶峰，冬季迅速下降，差异性显著（Sig.＜0.01）；而在调水前春夏相差较小，秋季显著高于夏季（Sig.=0.020），秋冬差异也不明显。

2.3 调水前后总磷空间变化

纵观全湖，溧河洼区总磷最高，中心湖区和老子山区次之，临淮区最低（见图4a）。比较调水前后不同区域的总磷变化，结果显示成子湖北区、临淮区、中心湖区调水后总磷高于调水前，其他区域反之（见图4b）。但T 检验结果显示调水后洪泽湖大部分水域总磷变化不明显，仅成子湖南区和溧河洼区调水后显著下降（Sig.=0.019/0.009）。

3 结论与讨论

通过2011—2018年的总磷监测数据分析长江调水对洪泽湖总磷的时空变化规律。总体而言，调水前后洪泽湖总磷变化不明显；从时间维度上看，调水后春季和冬季洪泽湖总磷显著下降，夏秋季差异不显著；从空间维度上看，调水后成子河南区和溧河洼区总磷显著下降，但其他湖区差异性较小。综上所述可以看出：

（1）5年的调水并未显著影响洪泽湖的总磷水平。由于总磷的河流水环境质量标准明显高于湖泊，认为引调长江水北送可能会恶化调蓄或过水湖泊的水环境质量，但本研究结果显示该现象并未出现。

（2）调水后洪泽湖季节变化明显，春冬季显著下降。冬初、春末是南水北调东线受水区农业灌溉高峰，需水量大，调入长江水后随即出湖进入各灌区，提高了水体交换率，可能因此降低了春冬的总磷含量。

（3）调水后洪泽湖空间差异不明显，仅成子湖南区和溧河洼区显著下降。南水北调东线洪泽湖输水线为三河入湖，成子南区的徐洪河出湖向北送水。调水后长江水调入三河区，经过中心湖区和成子河南区后出湖，这可能使得成子湖南区总磷流失，总磷含量降低；淮河干流水入老子山区后与三河区的长江水汇流，水力作用使得淮河水冲入溧河洼区，可能因此稀释了溧河洼的总磷，总磷含量下降。

（4）洪泽湖无论调水前、后总磷含量均较高。一般而言，湖泊水体磷主要来源于工业点源、农业面源、内源以及各汇入河流所携带的磷。入洪泽湖主要河流包括淮河干流、新汴河、新濉河、汴河、濉河、三河、徐洪河等，除了长江水外，上述河流携带的磷亦有贡献。因此洪泽湖高磷来源于何处有待进一步研究■