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西湖位于杭州老城区西部，是一个城市内陆淡水湖泊，也是我国著名的风景旅游湖泊。西湖水域面积约6.39 km2，平均水深2.27 m，水体容量约为1 450万m3。整个西湖湖面被苏堤、白堤、杨公堤分为五个子湖区：外湖、北里湖、西里湖、岳湖和小南湖。2002年底，“西湖西进工程”由杭州市政府牵头启动，工程恢复了70 hm2水面面积，其中包括了茅家埠、乌龟潭等重要水域，恢复水域与西里湖相贯通，保持了整个西湖地区良好的生态系统[1-2]。作为影响西湖湖泊生态系统初级生产力的重要因素之一[3-4]，水体中藻类生长对磷元素需求量较大，水体磷元素的积累会引起藻类加速繁殖，造成水质感官性下降，影响湖泊多种功能的发挥[5]。
引水、清源、截污、生态修复等一系列多方面的治理措施对西湖不同湖区的TP会产生不同影响。文章利用2003～2017年TP实测资料,分析西湖不同水域在综合治理过程中TP的时空变化特征及对综合治理手段的响应，研究成果可为促进西湖生态良性发展提供参考及理论依据。
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该论文研究时间段为2003～2017年，数据资料均来源于杭州西湖风景名胜区环境监测站。
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采用钼酸铵分光光度法测定西湖水体中TP浓度。
对西湖主要代表湖区的外湖、北里湖、西里湖、小南湖进行数据分析，TP等各项水质指标监测频次均为每月1次。
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西湖东靠杭州市区，其余三面环山，天然水源补给不足，水体更新不良，营养元素外泄迟缓，自净能力较差，不利于西湖水体的良性循环及生态协调发展。为保证西湖引水供给量，1986年建立了西湖引水工程，年引水量可达2 400万m3。2003年“西湖引配水工程”正式启动，至此每天有40万m3钱塘江水经过絮凝沉淀透明度达到120 cm后，通过6处入水口进入西湖，6处入水口分别在西湖小南湖、浴鹄湾、乌龟潭、茅家埠、长桥等地，再通过西湖北里湖、岳湖等北面及东面的9个出水口流出，完成西湖的水体交换[6-7]。2009年起，西湖相继实施了国家“十一五”、“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项项目——“西湖水质改善和水环境生态恢复项目”和“西湖水质提升与生态系统稳态调控项目”，研发西湖水质改善及生态修复关键技术体系和集成方案，并相应实施湖西水域水生植物群落优化、钱塘江大规模引水高效降氮、北里湖生态修复等多项示范工程，见表1。
1.1. 数据来源
1.2. 研究方法
1.3. 研究区域生态治理背景
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钱塘江在杭州市境内干流长319.8 km，流域面积1.390 2万km2，是浙江省第一大河，也是西湖引水主要水源地[8]。 钱塘江集城市供水、发电、防洪、灌溉、航运、排水等功能于一体，是一个高度人为干预下的多功能复合生态系统[8-9]，钱塘江水域水质状况并不稳定。2003～2009年，钱塘江TP下降50.9%，2009～2012年由于钱塘江流域内社会经济的飞速发展，对水环境压力逐步加大，导致钱塘江TP在这一阶段上升167%，2012年钱塘江TP年均值达到0.332 mg/L，并且全年有6个月TP超过0.3 mg/L。2013年，全省“五水共治”第一枪在钱塘江流域污染最严重的支流浦阳江打响，为从源头减少污染，浦江一年内关闭两万多家水晶小作坊[10]。在全省上下几年来的治理和努力下，钱塘江TP下降达67.7%，2017年钱塘江TP年均值为 0.073 mg/L，根据《地表水环境质量标准(GB 3838—2002)》[11]，采用单因子评价，TP已达Ⅱ类水质标准，见图1。
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2003～2017年西湖主要湖区TP变化见图2。
北里湖TP在阶段Ⅰ下降率为64.4%，钱塘江引配水工程实施后，优质水源的补给使得北里湖TP稳步下降。在阶段Ⅱ北里湖TP保持相对稳定，经过北里湖引水布局的优化以及生态修复，治理效果在阶段Ⅲ有所呈现，下降22.4%。总体来说，北里湖经过15年的修复治理，TP下降71.2%。
外湖TP在阶段Ⅰ下降率为53.1%，较北里湖下降率低10%，这与外湖处在引水路线下游有关，西湖引配水经过8年的稳定运行TP在阶段Ⅱ保持相对稳定。经过外湖流场优化工程的实施，外湖TP在阶段Ⅲ下降33.3%。总体来说，外湖经过15年的修复治理，TP下降65.3%。
西里湖TP在阶段Ⅰ下降率为72.6%，属于西湖各湖区中TP下降率较高点，这是因为引水进入西里湖湖区，大量引水使得该水域水体得到快速稀释，随着排水量的增大，磷元素的积累逐步减少，TP 浓度得到大幅下降。图2可见，西里湖TP在阶段Ⅱ上升36%，与钱塘江这一时期TP较高有很大关系（见图1），经过西湖湖西水域水生植物群落优化示范工程等生态调控手段，西里湖TP在阶段Ⅲ下降38.2%。总体来说，西里湖经过15年的修复治理，TP下降76.9%，在西湖各监测湖区范围内下降幅度最大。
由于钱塘江引配水工程的实施，小南湖TP在阶段Ⅰ下降率为62.3%，在阶段Ⅱ上升46.1%，与钱塘江这一时期TP较高有很大关系。通过“十一五”、“十二五”，小南湖示范区内生物多样性提升，水生态系统结构逐渐完整，特有水生动物生存良好，小南湖TP在阶段Ⅲ下降52.6%。经过15年的修复治理，小南湖TP总体下降达73.9%。
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西湖主要湖区TP空间分布概况见图3。
西湖不同点位TP的空间差异较大，2003～2007年TP年均值为北里湖>外湖>西里湖>小南湖。2008～2015年则呈现北里湖>外湖>小南湖>西里湖，2016年、2017年年均值大小呈现北里湖>外湖>西里湖>小南湖。
小南湖是西湖引水主要入湖口，每天30万m3清水源源不断地涌入使得小南湖TP一直处于较低状态，但小南湖同时也是受钱塘江水质影响最大的湖区，因此在钱塘江TP较高的阶段小南湖TP浓度也比引水主要扩散区——西里湖要略高。西湖引配水工程实施后，引水线路的分布对不同水域水质有较大影响，优质水体经小南湖、西里湖逐步扩散至北里湖、外湖后，水体的交换及更新逐步减弱，故北里湖、外湖TP始终高于湖西。图3可见，总体来说西湖各湖区TP浓度差异在逐步减小，这也说明近几年的综合治理及生态修复工程取得了很好的效果。
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2003年4个湖区全年TP浓度波动明显，受水温、降雨、上游溪流等影响较大。随着西湖水质的逐步稳定、自我修复能力逐步强大，TP月度变化差异减小明显，见图4。尤其是西里湖及小南湖，因大量优质水源的注入,全年 TP 浓度在2010年、2017年表现均极为稳定，根据TP每月实测浓度计算各湖区在2003、2010、2017年均方差，见表2。
图4、表2可知，各湖区TP年内波动幅度大幅下降，外湖、北里湖、西里湖、小南湖均方差分别下降69.6%、80%、78.8%、76.2%。
2.1. 2003～2017年钱塘江TP变化趋势
2.2. 2003～2017年西湖主要湖区TP变化趋势
2.3. 西湖主要湖区TP空间分布概况
2.4. 西湖主要湖区15年来月均变化趋势
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1）西湖综合保护工程实施以来，北里湖、外湖、西里湖及小南湖经过15年修复治理，TP下降率分别达到71.2%、65.3%、76.9%和73.9%，西湖作为一个典型的磷限制性湖泊，生态治理成效显著。
2）在钱塘江水质稳定的情况下，西湖引配水工程经过多年运行除磷效果稳定，钱塘江TP含量对西湖影响较小，在钱塘江TP处于异常高位的状况下，西湖湖西水域TP受钱塘江影响较大，建议在钱塘江TP较高时期对引配水工程处理工艺进行同步调整。
3）西湖不同点位TP的空间差异较大，由于引水线路分布导致水体在各水域扩散程度不均衡，北里湖、外湖TP总体高于湖西西里湖、小南湖，但在生态修复工程的实施下，各湖区TP浓度差异正在逐步减小。
4）西湖引配水工程、北里湖生态修复示范工程、外湖生态调水工程等“十一五”和“十二五”水专项重要工程的相继实施，使得西湖水体逐步稳定，自净能力不断增强，西湖水生生态系统将逐步平衡完善。
