2.4 太湖流域水环境现状及改善需求
2.4.1 水环境动态演变
20世纪50年代，太湖流域基本保持山清水秀的良好状态。近20年来，随着流域内人口不断增加，经济持续高速发展，城市化建设规模不断扩大，人类活动对水环境的影响愈演愈烈，太湖流域水质状况逐步恶化，湖泊富营养化进程加剧。随着城镇化进程的进一步加快，各种工业废水和生活污水直接排入河网水系，使河水受污染。
太湖作为本流域的开放型水体，接纳四面八方来水，流域内的人类活动对水土资源的影响最终都会在太湖水体的量和质上得到反映。随着太湖地区经济的发展，太湖受到了越来越严重的污染。从20世纪80年代初到90年代末，太湖的总氮（TN）和总磷（TP）含量分别增加了近3倍和2倍，富营养化程度不断增加。近年来的研究表明，太湖是有机物和营养物污染型湖泊，通过各种途径进入湖体的污染物多达26种，影响太湖水质的主要污染物为氮、磷和高锰酸钾。TN、TP浓度在20世纪90年代末有下降的趋势，这或许与近些年太湖流域污染物达标排放，化肥、农药的用量减少以及含磷洗涤剂的控制使用有一定的关系。
2000年之后，太湖流域水环境变化以2007年作为时间节点。2007年以前，太湖流域水环境总体呈恶化趋势，2007年太湖蓝藻暴发引起无锡供水危机后，太湖流域水环境综合治理方案得以全面启动实施，流域内河湖水质明显好转，水生态环境总体改善。
2.4.2 水环境现状
2.4.2.1 河网水质
2013年，太湖流域管理局会同两省一市（江苏省、浙江省、上海市）水行政主管部门对太湖流域380个水功能区［《太湖流域水功能区划（2010—2030）》，国函〔2010〕39号］进行了监测。2013年，以高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮（NH3-N）两项指标年均值评价，太湖流域水功能区水质达标率为36.8%，具体水功能区水质状况见表2.2和图2.5（文后附彩插）。
表2.2 2013年太湖流域水功能区水质达标状况统计
① 2013年两个缓冲区未监测，分别是盐铁塘苏沪边界缓冲区和北横塘苏浙边界缓冲区。
以《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）基本项目为评价指标[1]，采用《太湖流域水环境综合治理总体方案》（以下简称《总体方案》）中采用的年均值法评价，2013年太湖流域101个重点水功能区中，达标34个，达标率仅为33.7%。
2.4.2.2 太湖水质
2013年，太湖湖区主要水质指标年平均浓度CODMn为Ⅲ类，NH3-N为Ⅰ类，TP为Ⅳ类，TN为Ⅴ类（表2.3）。除TP外，太湖湖区主要水质指标均已达到《太湖流域水环境综合治理总体方案修编》明确的2015年近期目标。
图2.5 2013年太湖流域水功能区水质状况图
（评价方法：年均值法；评价指标：CODMn和NH3 -N）
表2.3 太湖湖区水质指标变化 单位：mg/L
2013年，太湖蓝藻的平均密度为4008万个/L，叶绿素a的平均浓度为25.08mg/m3。其中，竺山湖和梅梁湖蓝藻密度较高，东太湖蓝藻密度较低。各湖区蓝藻水华季度发生情况见表2.4。
表2.4 2013年太湖各湖区蓝藻季度平均密度及水华发生程度 单位：万个/L
注 依据《太湖蓝藻水华评价方法（试行）》，蓝藻密度小于3000万个/L为轻度；3000万～8000万个/L为中度；大于8000万个/L为重度。
卫星遥感影像显示，2013年3月底开始出现小面积蓝藻水华，5月后随着气温上升，水华范围逐渐扩大，程度也逐渐加重。其中11月19日太湖水华面积1092.38km2（高强度水华面积584.44km2，低强度水华面积507.94km2），为2013年最大值；其次为12月10日的982.32km2（高强度水华面积470.44km2，低强度水华面积511.88km2），如图2.6（文后附彩插）所示。
2.4.3 水环境改善需求
太湖流域水环境综合治理全面实施之后，太湖主要水质指标稳中有降，环湖河道与河网水质有所改善，饮用水安全程度有很大提高，太湖流域水环境综合治理成效明显。但由于产业结构调整和转变经济发展方式尚需时日，仍造成大量废污水排入水体，现状污染物排放总量仍超过水环境容量（纳污能力），加之流域水体流速缓慢，自净能力弱，流域呈现常年水质型缺水。
图2.6 2013年典型月份太湖蓝藻水华状况
2.4.3.1 河网水质改善需求
太湖流域是典型的平原河网地区，河网纵横交错，河网水系在流域经济社会发展中发挥着极其重要的作用。但随着流域经济建设的快速发展和流域城镇化率的提高，受人类活动的影响，流域河网污染严重、水系破坏等问题也日益突出，再加上平原河网地区河道流速缓慢，降低了水体自净能力和水环境承载能力，对流域经济社会可持续发展也造成了影响。
河网水体污染严重，综合治理力度不足。长期以来，面源污染治理重视不够、投入少，面源污染已成为流域的重要污染来源，再加上面源污染治理难度较大，河流支浜水质为劣Ⅴ类或Ⅴ类的水体较多，直接影响相应入湖河流水质的改善。由于河道水体污染，草率、简单地填埋或覆盖河道，形成了许多死水潭、断头浜，甚至河浜消失，造成河网水系萎缩，影响水体流动。
在污染源尚未得到有效控制的背景下，为改善太湖流域河网水质，对流域内河湖连通工程实施综合调控，可以促进水流流向、流速、水体组成等由自然状态转变为目标状态，是实现河湖水系连通的主要方式。通过人工控制、调度连通对象中的水资源，充分利用水体的水量、水质、水能等，来促进自然-人工复合水网体系的运转和维持。因此，深入研究河湖水系连通调控关键技术，将有利于流域综合调度的需求分析、目标制定及方案研究。
2.4.3.2 太湖水生态环境改善需求
太湖历史上具有较好的岸边湿地、植物、微生物和鱼类群落，维系着太湖良好的水生态环境，具有较大的环境容量和净化水体的作用。相关研究表明，湖泊内沉水植物和鱼类生长对湖泊水位水量的要求基本可代表湖泊的生境需水要求。
根据相关研究，目前太湖流域沉水植物的主要优势种群为马来眼子菜，其对水深的适应性很广，太湖不同水深均有分布，野外调查研究表明马来眼子菜主要分布于1～4m的水深中。部分学者在实验室内对不同水深的马来眼子菜的生长习性做了详细的研究，得出水深为0.6m的试验池中的生物量最低（810g/m2），水深超过1.0m时，马来眼子菜长势明显变好，生物量也相应增加，水深1.80m的试验池中马来眼子菜的生物量最高（2941g/m2）。根据太湖湖底平均高程约1.0m可推算出，满足水生高等植物生长的太湖最低生态水位为1.60m，适宜生态水位为2.80m。对于太湖现存鱼类来说，对水深的最低要求一般为1.5～2.0m。为维持太湖鱼类生境，必须维持生境最低水位为2.5m。另太湖系列水位、水资源量分析表明，太湖旬平均水位不低于2.65m时［该水位接近太湖实测水位（1964—2000年）平水年最低旬平均水位］，可满足城镇供水、农田灌溉、航运、渔业等方面的要求。综上，太湖生境最低需水水位为2.50m，此时湖泊蓄水量约为33.5亿m3，枯水期为满足太湖生境需求，需通过河湖连通工程调引水源。因此，有效调控流域内河网连通工程，对太湖水生态环境改善具有重要作用。