淀山湖底泥淤積特征及清淤區域分析

摘要：為研究淀山湖底泥淤積情況，基于淀山湖底泥泥樣參數關系得到底泥分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析淀山湖底泥中的浮泥、流泥、淤泥的淤積量和分布特征，研究提出山湖生態清淤的試驗區域。結果表明：淀山湖底泥中浮泥淤積最多，淤泥次之，流泥最少；浮泥淤積最多的厚度區間為0.10～0.20 m，主要分布在淀山湖的中部和南部；流泥淤積最多的厚度區間為0～0.10 m，基本覆蓋全湖區；淤泥淤積最多的厚度區間為0.10～0.20 m，主要分布在淀山湖的西部；以流泥和淤泥合計為準，淤積較為嚴重的地區主要為淀山湖的急水港、珠砂港和千燈浦3條主要入湖河道入湖處和東部彩虹橋角落位置。

關鍵詞：湖泊底泥； 淤積特征； 生態清淤； 淀山湖

中圖法分類號：X524文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S2.017

文章編號：1006-0081（2024）S2-0060-03

0引言

湖泊底泥是湖泊生態系統重要組成部分，承接了湖泊水體中各類污染物，特定條件下將直接影響湖泊水質和富營養化狀態［1-2］。同時，嚴重的湖泊淤積也會對湖泊的航運、水產、供水及防洪排澇產生直接影響［2-3］。

淀山湖作為長三角生態綠色一體化發展示范區內的重要湖泊，其治理和保護一直是工作重點。因此，為摸清淀山湖底泥淤積情況，進一步推進淀山湖綜合治理工作，本研究對淀山湖底泥開展勘察工作，擬合淀山湖底泥泥樣參數關系，計算獲取底泥分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析底泥淤積情況，包括浮泥、流泥和淤泥的淤積量和分布特征，并分析了淀山湖生態清淤的試驗區域。

1研究區概況

淀山湖位于上海市青浦區和江蘇省昆山市交界處，是太湖流域第二大省際湖泊，屬吞吐型弱感潮平原淺水湖泊，主要有急水港、珠砂港、攔路港、淀浦河、元蕩、千燈浦等進出河道，是太湖流域重要的洪水下泄通道，也是溝通蘇南與上海市區的重要水上通道［1］。2019年國務院批復《長三角生態綠色一體化發展示范區總體方案》，明確提出建設示范區是實施長三角一體化發展戰略的先手棋和突破口，其中多次提到淀山湖，要加強淀山湖生態環境綜合治理，建設著名文化生態湖區，打造綠色創新發展新高地。

2底泥勘察

2.1底泥柱狀樣采集

按照淀山湖水域分布情況，在湖區按照1 km×1 km格網布設56個采樣點，對每個底泥樣品的密度、含水率和孔隙比進行測驗，并擬合泥樣的密度、含水率和孔隙比之間的關系。得到淀山湖56組泥水混合物樣品的密度平均值為0.999 3 g/cm3，湖區泥水分界面密度界值定為1.0 g/cm3。淀山湖泥樣參數（密度、含水率和孔隙比）關系見表1。

2.2底泥密度分層

根據JTS 133-1-2010《港口巖土工程地質勘察規范》中泥土分類的含水率分界值（浮泥gt;150%、150%≥流泥gt;85%、85%≥淤泥gt;55%），以及JTS 181-5-2012《疏浚與吹填工程設計規范》中泥土分類的孔隙比分界值（流泥≥2.4、2.4gt;淤泥≥1.5），分別以含水率和孔隙比為分類基準劃分底泥密度區間，利用表1中函數關系式計算得到浮泥、流泥、淤泥的密度分界值，并結合太湖底泥勘察項目經驗，確定浮泥、流泥、淤泥的密度范圍和計算其厚度數據，淀山湖底泥分層密度界值見表2。

2.3數據采集及處理

采用走航式Silas淤泥測量系統通過平行斷面法布設測線（間距200 m），對湖區進行淤泥勘察測量，同時根據淤泥厚度影像布設575個密度計校核點位，采用南方CASS地形地籍成圖軟件對數據進行加工處理。

3結果分析

3.1底泥淤積量分析

根據浮泥、流泥和淤泥分布等厚圖，利用Arcgis軟件的空間分析工具制作5 m×5 m的DEM柵格數據，再通過區域統計分析工具計算各種底泥的淤積量［4］，并采用湖區淤積量與湖區面積的比值作為各種底泥厚度均值。結果顯示，淀山湖底泥合計2 025.13萬m3，厚度均值0.33 m。其中浮泥最多最厚（淤積量977.65萬m3、厚度0.16 m），淤泥次之（淤積量893.78萬m3、厚度0.15 m），流泥最少最薄（淤積量153.70萬m3、厚度0.03 m）。淀山湖各分層淤泥量統計成果見表3，浮泥、流泥和淤泥厚度分布見圖1。

3.2底泥空間分布分析

3.2.1浮泥

根據圖1（a）浮泥（密度范圍為1.0～1.3 g/cm3）的厚度分布，統計各區間淤積量情況，見表4。浮泥的厚度區間為0～0.82 m，其中淤積面積和淤積量最大的厚度區間是0.10～0.20 m，占湖區面積63.41%，占淤泥淤積量62.47%，主要分布在淀山湖的中部和南部；其次厚度區間是0.20～0.30 m，占湖區面積24.47%，占浮泥淤積量32.90%，主要分布在淀山湖的北部和東北部等區域；淤積面積和淤積量較小的厚度區間是0.50～0.82 m，僅個別區域。

3.2.2流泥

根據圖1（b）流泥（密度范圍為1.3～1.5 g/cm3）的厚度分布，統計各區間淤積量情況，見表5。流泥的厚度區間為0～0.54 m，其中淤積面積和淤積量最多的厚度區間是0～0.1 m，占湖區面積99.02%，占流泥淤積量93.28%，基本覆蓋全湖區；其他厚度區間淤積面積和淤積量較少（主要在北部個別區域）。

3.2.3淤泥

根據圖1（c）淤泥（密度范圍為1.5～1.7 g/cm3）的厚度分布，統計各區間淤積量情況，見表6。淤泥的厚度區間為0～0.69 m，其中淤積面積和淤積量最多的厚度區間是0.10～0.20 m，占湖區面積46.26%，占淤泥淤積量46.20%，主要分布在淀山湖的西部；淤積面積第二多的厚度區間是0～0.10 m，占湖區面積28.62%，主要分布在淀山湖的北部和南部；淤積量第二多的厚度區間是0.20～0.30 m，占淤泥淤積量36.66%，主要分布在淀山湖的東北部；其他厚度區間淤積面積和淤積量較少。

3.3底泥生態清淤區域分析

湖泊底泥承載著水體中的各類營養物質，在特定條件下能夠向水體釋放，將會直接影響湖泊的水質和富營養化程度［5］。近年來，淀山湖及其出入湖河道水質狀況正逐漸改善，但是總氮和總磷等指標依然較高，水質類別仍不穩定，湖泊富營養化問題仍舊存在［6］。因此，要考慮淀山湖內源污染的影響因素，適時進行必要的生態清淤［7］。

根據淀山湖底泥勘測情況，結合底泥類別特性，生態清淤一般以流泥和淤泥為主，通過流泥和淤泥合計的厚度分布情況（圖2），淤積較為嚴重的地區主要為淀山湖的主要入湖處和局部角落位置，其中入湖河道主要是急水港、珠砂港和千燈浦（入湖水量約占入湖總量的90%）。入湖處位置淤積比較嚴重，主要原因是河道過水斷面較小，斷面流速和水流挾沙能力較大，當入湖后過水斷面突然變大，造成泥沙大量下沉，導致淤積較多；角落位置主要是彩虹橋附近，周邊無出入湖河道，湖場流速很小，導致淤積相對較多。

考慮到淀山湖生態清淤工程實施，結合后續的底泥營養物質監測情況，建議選擇流泥和淤泥較為嚴重的區域作為生態清淤試驗區域，即淀山湖3條主要入湖河道急水港、珠砂港和千燈浦的入湖處，以及東部的彩虹橋附近。

4結論與建議

根據淀山湖底泥參數關系和分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析了浮泥、流泥和淤泥的淤積量和分布特征，并研究提出淀山湖生態清淤的試驗區域，得到以下結論。

（1） 淀山湖底泥中浮泥最多最厚（占比48.28%），淤泥次之（占比44.13%），流泥最少最薄（占比7.59%）。

（2） 浮泥淤積面積和淤積量最多的厚度區間是0.1～0.2 m，占湖區面積63.41%，占淤泥淤積量62.47%，主要分布在淀山湖的中部和南部。

（3） 流泥淤積面積和淤積量最多的厚度區間是0～0.1 m，占湖區面積99.02%，占流泥淤積量93.28%，基本覆蓋全湖區。

（4） 淤泥淤積面積和淤積量最多的厚度區間是0.1～0.2 m，占湖區面積46.26%，占淤泥淤積量46.20%，主要分布在淀山湖的西部。

（5） 流泥和淤泥淤積較為嚴重的地區主要為淀山湖的主要入湖處和局部角落位置，其中入湖河道主要是急水港、珠砂港和千燈浦，角落位置主要是彩虹橋附近，建議結合后期的底泥營養物質監測情況，優先選擇該附近區域作為生態清淤試驗點。

參考文獻：

［1］程公德.太湖流域淀山湖水位代表站選擇分析［J］.水利水電快報，2023，44（6）：76-79.

［2］于聽雷，高歌，王席，等.淀山湖沉積物-水界面氮磷通量及其生態環境效應研究［J］.環境科學與管理，2017，42（10）：145-150.

［3］毛新偉，仵薈穎，徐楓.太湖底泥主要營養物質污染特征分析［J］.水資源保護，2020，36（4）：100-104.

［4］牟乃夏，劉文寶，王海銀，等.ArcGIS 10 地理信息系統教程——從初學到精通［M］.北京：測繪出版社，2012.

［5］朱靜，徐楓，秦紅，等.示范區重要湖泊底泥營養物質污染特征分析［C］∥中國水利學會.中國水利學會2021學術年會論文集第一分冊.北京：中國水利學會，2021.

［6］石磊.淀山湖底泥污染物特性及分布研究［J］.農業災害研究，2020，10（7）：151-152，155.

［7］張楓，桂梓玲.武漢市東湖底泥污染風險評估及精細化清淤研究［J］.人民長江，2024，55（6）：45-52.

（編輯：江文）