太湖流域洪涝灾害的形成和演变，本文主要内容关键词为：太湖论文,洪涝灾害论文,流域论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
关键词 太湖流域 洪涝灾害 成因
洪涝是太湖流域最大的自然灾害。其形成和演变除了与充沛而集中的雨量和碟形洼地地势有关外，还与海平面的相对上升、长江三角洲的向海推进以及人口的激增有关。分析表明，下一世纪洪涝的威胁呈增长趋势。
1 洪涝的危害
1.1 洪涝是流域发生频率最高的自然灾害
如表1所示：大约自宋代以来，流域内平均两三年发生一次洪涝。虽然因史志中统计口径的差异、统计范围的大小以及各地区下垫面不同等原因使得出的洪涝频率差异较大，但就一个流域而言，洪涝灾害的频繁发生可见一斑。从可资对比的史料中发现，流域内洪涝的发生频率居各种自然灾害之首。如据各县志载：青浦宋代以来洪涝93次，旱灾49次，风潮灾害47次；松江14世纪至本世纪80年代初洪涝29次、风灾24次、旱灾13次；奉贤明代以来洪涝41次、风潮39次、旱灾23次。另据陈家其[1]对全流域南宋以来旱涝的统计：涝年频率是旱年频率的1.5倍。
表1 太湖流域洪涝灾害统计
Table 1 Statistics of the number and frequency of floodin the taihu Lake drainage arca
1.2 洪涝殃及面积居各种自然灾害之首
洪涝的发生通常是流域性的，由表2知：1931，1954，1962， 1963，1983，1991和1993年的淹没面积均超过流域陆地总面积的10%、耕地总面积的15%。其中1954年受淹面积占全流域陆地总面积的18.2%，占耕地总面积的29.6%。虽然干旱面积有时也是流域性的，但就太湖地区而言，常不及洪涝殃及之广。以湖州市1949～1981年的14次洪涝和10次干旱统计资料为例：平均每次淹没面积3.67×10[4]hm[2]，平均每次干旱面积只有0.73×10[4]hm[2]。
1.3 洪涝造成的损失巨大
历史上，洪涝曾多次给流域人民带来毁灭性的灾难。据吴江县史料记载：北宋元丰四年（1081年）“湖水侵没居民，滨湖者兼荡尽或举家不知所在。……死者万余人。”明正德五年（1501），“春雨连注，……湖水横涨，……浮尸蔽川，……是岁复大疫，死者居半”。16世纪至17世纪初的百余年间，上海地区因洪涝造成3万人死亡的记录就有3次（龚洪庆，1988）。洪涝不仅造成大量人员伤亡，还通过“漂没庐舍”、“淹没禾稼”而给人民造成难以估量的财产损失。解放以后，由于社会安定和政府重视，虽然发生了象1954年和1991年那样的特大洪涝事件，洪涝造成的人员伤亡极少。 但财产损失仍是巨大的（表2）。 无锡在1954年洪涝中的经济损失占当年工农业总产值的25%。1991年全流域洪涝损失113亿元，占全流域工农业总产值的5%以上。
表2 本世纪太湖流域几次重大洪涝灾害统计
Table 2
Statistics of damages caused by the majorfloods occurred in the Taihu Lake drainage in this century
注 流域2陆地面积287×10[4]hm[2]，其中耕地面积177×10[4]hm[2]，工农业总产值（1984）1355亿元
2 洪涝灾害的形成
本文所指的洪涝灾害即流域降水作用于下垫面所引起的水情侵入人类社会并造成其损失的一种现象。其中水情是主体，社会是客体。灾害的形成以及灾情的大小既与自然又与社会因素有关。
2.1 气候因素
年降水量大太湖流域属亚热带季风气候。流域各站多年平均降水1000～1400mm左右。降水年际差异明显，如杭州和湖州最大降水（1954）分别达到2356mm和2233 mm。在地域分布上， 上游山区雨量明显大于东部平原区。
降水年内分布不均 6～7月的梅雨和8～9月的台风雨通常集中了年内的大部分雨量，是洪涝发生的主要时段。如1954年最大30 d，60 d和90 d雨量分别为507，697和915 mm。1991年总降水量与常年相近，但最大30 d、60 d和90 d雨量分别达498、647和852 mm[2]，吴江市1993 年5～8月23日降雨968 mm，超过1954年同期雨量。湖州市1993年最大69 d雨量达720 mm，介于1954年和1991年之间。 其中南浔和双林分别达947mm和908 mm，均超过历史最大值。汛期降雨集中是流域持久性洪涝及江、湖水位居高不下的主要气候因子。
暴雨强度大暴雨强度大是流域气候的又一重要特征，它是造成短期内市区积水和农田受淹的主要原因。如上海市宝山1977年8月21 日24 h达581.3 mm，创华东地区日降雨量的最高记录。上海市静安区1985年8月31日至9月1日24 h降雨281 mm，其中1.5 h降雨122.7 mm，即造成44%的马路积水、17350户住宅进水[3]。吴江市青云站1993年8月2日1h降雨达203 mm，八都1 h降雨126 mm。苏州1993年7月27日1 h降雨110mm。
2.2 下垫面因素
周围高中间低的碟形地势流域以太湖为中心，呈中央低、四周高的特点。太湖及流域其它主要湖泊底平均高程1 m左右， 湖周的淀泖、青松、嘉北区洼地高程仅2.5～3.5m， 而西部及西南部山地高程在10m以上，北部的澄锡虞高亢平原高程6～8 m， 东部上海地区及南部杭嘉湖地区高程4～6 m。
水网密度大河、湖、池塘、水库等占流域总面积的17%；水田面积占耕地面积的74%，占流域总面积的38%。可见，在农田蓄水种稻的夏半年（也正是多雨季节），水面占流域总面积的55%。
海拔低、河流比降小流域75%的面积为平原。位于长江口平均海面、平均高潮位和平均大潮高潮位以下的面积分别占流域面积的9 %，25%和40%左右。太湖多年平均水位3.1 m，仅比吴淞口海面高出1 m；从太浦闸经黄浦江到吴凇口的距离为155 km；即平均比降为6.5 ×10[-6]，低于芜湖自中浚间的长江口平均比降（8.0×10[-6]）。 而在长江口平均高潮位和太湖平均水位、长江口平均大潮高潮位和太湖警戒水位两种情况之下，都出现负比降。
2.3 社会因素
密集的人口自南宋以来，太湖平原一直是全国人口最密集的地区。如1820年的全国人口统计：在300个二级行政区中，只有10 个人口密度达到500人/km[2]以上。其中太湖流域就占有3个：即苏州府、 嘉兴府和杭州府。苏州府人口密度达到1070.3人/km[2]，不仅居全国之首， 而且在世界上也名列前矛[4]。 据解放后全国第三次人口普查结果计算：包括上海和苏、锡、常、杭、嘉、湖地区在内的太湖流域平均人口密度达930人/km[2]，是全国任何一个面积相当的区域所不及的。
发达的经济太湖流域面积36500 km[2]， 仅占全国国土面积的0.38%。1984年流域工农业总产值1355亿元占全国的13%； 流域地均工农业总产值为全国水平的34倍。上缴国家利税占全国的1/6， 地均上缴利税为全国水平的44倍。1989年流域工农业总产值上升到3400亿元，占全国的12%。流域内不仅座落着全国最大的工业城市上海，而且拥有苏、锡、常、杭、嘉、湖等发达工业城市。与大陆任何一个面积相当的区域相比，太湖流域的经济密度无疑是全国最高的。
2.4 人类活动对自然条件的改变
有些促使洪涝灾害形成的因素既非纯自然过程，也非纯社会因素。其因在人类，其果在自然。
围垦太湖平原的围垦与本地区人类的生存和发展有着不可分割的历史渊源。据《史记》载：西周初期，周文王之长兄泰伯为让贤于其弟，带人南徒，奔赴“荆蛮”之地（今苏州、无锡一带），建国号“勾号”，垦殖荒滩，数年之内民以殷富。三国时期，流域围垦大幅度发展，至唐末达到盛期。但以后各代围垦活动仍在继续。特别是本世纪六七十年代，“与湖争地”空前高涨，建国初至80年代的30多年中，流域围湖面积占原有湖泊总面积的13.6%。围垦，特别是围湖使蓄水面积减少，水位抬高。以太湖为例，解放后的围垦使水面积减少6.4%。 在1991年的4.79 m最高水位下，以湖底平均高程1.2 m计算，若退湖还田， 水位将降低23 cm，使水位低于1954年。
地面沉降由于大量开采地下水，引起疏松层压缩下沉。地面沉降速率为：上海（1921～1965）60 mm/a、苏州（1956～1983）28 mm/a、无锡（1964～1982）50 mm/a、常州（1979～1983）95 mm/a、嘉兴（15 a 平均）40 mm/a。近些年来，虽然上海地面沉降基本得到控制，但郊区和邻近中等城市地面沉降仍在继续。如1989年苏、锡、常地面沉降速率分别为67，31.4和50.2 mm/a。 常州—上海—嘉兴一带已形成一个面积为600 km[2]的地下漏斗，一些地方累计沉降量已逾1 m。 地面沉降是引起城市暴雨积水的重要原因。如对上海市7个区的调查， 常年严重积水面积达14.5%，其中卢湾区和南市区分别达到42.7%和34.4%[3]。
地面可渗透面积减少工厂、住房、道路等建设使地面由可渗透性变为非渗透性，从而增大径流系数。根据现有城镇面积推算，流域内镇以上城区面积约有800 km[2]，加上分散的工厂、民房及道路等，流域内人为引起的非渗透面积约占流域总面积的6%～7%。
3 洪涝灾害的演变
3.1 洪涝灾害的历史演变
认识历史上的洪涝灾害，主要依据文字记载。从青浦县宋代以来洪涝频率（图1）、杭嘉湖两个时期涝年频率（见表1）的对比，以及陈家其[1] 对南宋以来流域涝年的统计可知：两千年来流域的洪涝灾害呈增长趋势。
图1 青浦县1 000年来洪涝和水利工程数统计
Fig.1 Statistics of floods as well as water conservancyprojects in Qingpu County during the past one thousand years
3.2 洪涝频率演变的影响因素分析
自然环境的演变①气候。有人依据太湖流域洪涝灾害的文字记载来推论历史时期的气候。这虽然在研究上有一定的实用性，但在科学上是不严密的。因为除气候外，还有其它一些自然因子影响洪涝的发生。根据地层中孢粉等的记录，全新世中期流域气温比现在高2℃左右，雨量比现在多，相当于如今广东、广西南部和云南的气候[5]；2 500 a来，流域气温和雨量呈下降趋势[6，7]。但近百年来由于“温室效应”引起的全球性气候转暖已成为普遍接受的理论。②海面变化。 对于近2000 a来的海面变化，全球和中国的研究都尚未达成共识。 原因是部分地区表现为上升，而另一些地区则表现为下降。有人认为：北宋初年至南宋中期我国东部海平面上升了1.5～2.0 m，它是太湖地区水患的主要背景[8]。从地质学角度看，海面不可能在300 a左右变化如此之大。滨海平原贝壳堤的研究表明：7 000 a 来中国东部海面仅在现代海面上下1 m范围波动[9]。不过，近两千年来太湖平原地壳以平均1.2 mm/a 的速度下沉[10]，与近百年来长江口海面上升速率1.4 mm/a相近。 即两千年来太湖平原相对海面上升可能达2 m多。 平原高程具有通过淤积而与上升的海面达成平衡的趋势，陆面淤积的一种重要方式就是洪水泛滥。③湖荡的演变。根据历代古地理图集[11]：东汉以前，流域内只有一个太湖（古名震泽、五湖、具区）；三国时期增加了鬲湖、兆湖；隋代增加了芙蓉湖、固城湖；元代又增加了淀山湖；清代出现了漕湖。除其中几个小型湖泊在一定时期后消失（可能是由于围垦）外，其余10余个存在至今。东汉《越绝书》中的“太湖三万六千顷”折合为1 680 km[2]，而本世纪40年代太湖水面为2 498 km[2]，增大了49%。太湖扩大的证据有：东太湖岸外200～300 m 水底发现大量新石器时期文物； 南岸和西岸200～1 000 m湖底发现秦汉瓦片、古树、道路、石桥等[12]。④水系的变迁。三国以前，太湖下游只有一条吴松江。西晋增加娄东二江。北宋挖七鸦浦和白茆浦。元代出现黄浦江。可见，历史上太湖平原水系呈增多趋势。这种数量上的增加是河流比降变小及河道淤塞所至。西汉时，吴松江从现在的上海北新泾镇入海，由于两千年来长江三角洲的推进，现该江之水先后汇入黄浦江和长江，然后在南汇咀入海，距离延长了一倍多；加上相对海平面的上升因素，估计现在的河流比降仅相当于两千年前的1/3左右。在河流比降变小的同时，河道淤塞，过水断面缩小。如吴凇江河宽古时曾达2～3 km，现在仅100～200 m，个别河段仅40 ～50m。
人口的增长由图2知， 中国的人口演变虽然因战乱或自然灾害的影响而呈现波动，但总趋势是增长。尤其是自清朝以来，增长速率极其迅猛。如表3 所示：以长江三角洲为核心的淮南地区人口在全国人口中的比例亦呈明显的增长趋势，反映中国资源开发重心由黄河流域向长江流域转移以及北方民族入侵造成的人口南徙。表4 反映：自南宋以来，以太湖流域为中心的江浙一带一直是全国人口密度最高的地区。现在人口密度是两千年前的150倍左右。
表3 淮南人口占全国人口比重（%）的历史演变
Table 3 Historical variations in the ratio of Huainanpopulation to the whole country(%)
年份(公元)2
140 742
1102 1491 1820
人口比重(%) 5.4 7.4 15.9 15.8 23.6 22.7
表4 长江三角洲人口密度的历史演变
Table 4 Historical variations in the population densityin the Changejiang River delta area
* 全国人口密度最大的一级行政单位.
图3（据龚洪庆[13]资料绘制）表明；两千多年来中国死亡人数1万人以上的灾害事件之和呈明显的增长趋势，与人口的增长趋势基本一致。这并非巧合，而是揭示了一个事实：即灾害的损失与人类社会的发展程度呈正相关。因为，虽然对某一地区的某一种自然灾害而言，其自然的促成机制可能有时间序列；但就中国偌大的范围和各种自然灾害之和来讲，可以假定其自然的影响因素无明显的趋势性变化。就太湖流域而言，洪涝灾害频率的增加固然有其自然的原因，但流域内人口的迅速增长则是不可低估的。
图2 2 400年来全国人口演变趋势
Fig.2 Variation in Chinese population over the past 24centurics
图3 历史上各世纪中国死亡人数≥1万人的灾害事件统计
Fig.3 Statistics of key disaster events having overten thousand human victims during each of the past 22centuries
统计口径的差异各代撰史人对洪涝灾害的统计无统一标准，可比性较差。以《青浦县志》为例：从公元824年至19世纪末的1 000余年中，洪涝灾害的频率为22 a一遇；本世纪上半叶为17 a一遇；而1949～1993年为2.6 a一遇。早期的灾情为“大雨没村郭，淹死者无数”、 “禾尽没、民大饥”，而现在淹没1 000 hm[2]以上即入史。在分析历史时期的洪涝灾害时，史料中因统计口径的差异所造成的信息误导是一个值得重视的问题。
水利工程太湖平原的历代水利工程以河流疏浚为主，目的是减轻洪涝威胁。从图1可知：工程和洪涝的次数有4种组合：两者频率均很低，反映洪涝的威胁较小；两者频率均很高，反映洪涝威胁严重；洪涝频率高，水利工程频率低，揭示人类的抗灾措施不力；洪涝频率低，水利工程频率高，反映人类抗灾措施压倒了洪涝的威胁。
4 下一世纪洪涝威胁的加重
鉴于下列因素，下一世纪太湖流域的洪涝威胁呈加重趋势。据IPCC等国际权威机构预测，下一世纪大气中CO[,2]浓度将升高1倍， 全球气温将上升1.5～4.5倍。据笔者计算，我国沿海的平均气温（C）与纬度（N）的关系为C＝39.26－0.76N，r＝0.999，a＝0.05。假定气温升高3℃，太湖流域的气候将相当于较之低4个纬度的福建北部沿海现在的气候，雨量将增加40%～50%。据初步预测，下一世纪长江口相对海面将上升40～60 cm；长江三角洲还会以一定的速率向海推进。 这将导致下游泄水河道比降进一步减小，使泄洪更加困难。虽然上海的地面沉降已基本得到控制，但由于乡镇工业的迅猛发展，中小城市和郊区的地面沉降仍将继续。可见，下一世纪流域抗御洪涝的任务将更加艰巨。有关部门在进行水利规划时，不只应参照1954年和1991年的灾情，更应着眼于下一世纪。
（收稿日期：1994—06—02；收到修改稿日期：1994—12—23）
FACTORS CONTROLLING FLOOD IN THE TAIHU LAKE DRAINAGE AREA
Yang Shilun Chen Jiyu
（Institute of Estuarine and Coastal Research,East China Normal University,Shanghai 200062）
Key words:Taihu Lake drainage area; Flood disaster; Cause
ABSTRACT
Flood is the prime natural disaster in the Taihu Lakedrainage area.Based on the data of climate, relief, humanactivity and disaster records,this article mainly deals withthe factors which control the formation and evolution offlood.
The formative factors include rainfall and relief. Thepeak rainfall can reach to 203 mm/h,582 mm/d and 2 356 mm/aat individual station.Three-fourths of the drainage area isplain,half of which is below high tide level. Permanentwaters (lakes,rivers and ponds) and paddy fields togethercover 55% of the drainnage area (36 500 KM[2]) in summer, themain flood season.The gradient of water surface in the majordischarge waterway,the Huangpu River,is 6.5×10[-6] in averageand is even negative at high tide.
The frequency of flood has been increasing in the pasttwo thousand years.The major causes are:(1)
the crust ofthis area has been sinking at the rate of 1.2 mm/a; ( 2)
thecoastline of the Changjiang River delta has been continuouslymoving toward the East China Sea; (3) as a result of (1) and(2),the gradient of the discharge waterway has remarkablydecreased to 1/3; (4) the population density has increasedfrom 6/KM[2] to 900/KM[2].
In the 21st century,the rainfall of the drainage willincrease by 40%—50% due to the global warming climate, thesea level of the Changjiang Estuary will rise about 40 cm —60cm.Consequently,the threat of flood will be aggravated inthe next century.
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