長(zhǎng)江三角洲水害特點(diǎn)與成因分析

周 飛，馬 靜，胡雅杰，閆 龍，陳 波

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038；2.南昌市水文局，江西 南昌 330018）

長(zhǎng)江三角洲水害特點(diǎn)與成因分析

周 飛1，馬 靜1，胡雅杰1，閆 龍1，陳 波2

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038；2.南昌市水文局，江西 南昌 330018）

結(jié)合長(zhǎng)江三角洲區(qū)域特點(diǎn)，對(duì)長(zhǎng)江三角洲洪澇、河網(wǎng)水污染、太湖藍(lán)藻水華以及長(zhǎng)江口咸潮入侵四類水害特點(diǎn)進(jìn)行分析，識(shí)別區(qū)域水害的主要因素和水害成因。結(jié)果表明：當(dāng)前長(zhǎng)江三角州洪澇災(zāi)害以澇災(zāi)為主，具有頻發(fā)性，影響范圍廣，損失巨大等特點(diǎn)。河網(wǎng)水污染已為常態(tài)，貫穿全年，具有雨污同期性，汛期水污染問(wèn)題加劇。太湖藍(lán)藻水華表現(xiàn)出明顯的時(shí)空變異性，長(zhǎng)江口咸潮入侵也形成了北支咸潮倒灌進(jìn)入南支，南支外海咸潮上溯的入侵路徑，形成“兩邊高，中間低”的空間分布特征。水文條件是水害形成的自然因素，人類活動(dòng)則是導(dǎo)致水害問(wèn)題不斷嚴(yán)重的根本原因。區(qū)域下墊面變化加劇了洪澇災(zāi)害，而不合理的閘壩調(diào)度方式導(dǎo)致汛期河網(wǎng)水污染加劇。區(qū)域內(nèi)污染物過(guò)量排放，加重了太湖富營(yíng)養(yǎng)化程度，使藍(lán)藻水華問(wèn)題惡化。水利工程的調(diào)度運(yùn)行影響著入海徑流，對(duì)咸潮入侵產(chǎn)生影響。此外，社會(huì)財(cái)富的增值亦使水害損失持續(xù)上升。

長(zhǎng)江三角洲；水害特點(diǎn)；成災(zāi)機(jī)理；人類活動(dòng)

長(zhǎng)江三角洲是水害的頻發(fā)區(qū)域，近年來(lái)人類活動(dòng)日益增強(qiáng)，城市化進(jìn)程不斷擴(kuò)展，帶來(lái)了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇及水污染問(wèn)題，影響著區(qū)域內(nèi)居民正常的生產(chǎn)生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)前長(zhǎng)江三角洲水害已從單一的自然型水害轉(zhuǎn)向自然-社會(huì)復(fù)合型水害，水害損失不僅僅由降水量、洪水量等自然因素單方面決定，更是受土地利用變化、水面利用方式等人類活動(dòng)影響［1］，導(dǎo)致水害特點(diǎn)發(fā)生變化，成災(zāi)原因更為復(fù)雜。針對(duì)此類問(wèn)題，陳家其［1］開展了長(zhǎng)江三角洲水害與城市建設(shè)發(fā)展關(guān)系研究，著重論述了城市水土資源開發(fā)對(duì)水害成災(zāi)環(huán)境的影響。朱大奎等［2］分析了區(qū)域當(dāng)前的水資源與水環(huán)境現(xiàn)狀及其成因，并提出相應(yīng)的對(duì)策。趙娟等［3］則通過(guò)對(duì)比長(zhǎng)江三角洲人地相互作用關(guān)系的歷史與現(xiàn)狀，分析了人類活動(dòng)對(duì)水害的加劇作用。

可見(jiàn)，長(zhǎng)江三角洲的水害問(wèn)題，前人已進(jìn)行了一系列有益探討，但仍可以進(jìn)行以下深入探討：（1）針對(duì)長(zhǎng)江三角洲特有的平原河網(wǎng)、太湖、長(zhǎng)江河口三大河湖水系分區(qū)，深入剖析和明確各分區(qū)下產(chǎn)生的特有水害問(wèn)題；（2）長(zhǎng)江三角洲平原河網(wǎng)區(qū)閘壩眾多，受水利工程調(diào)控影響，該區(qū)域的水污染不同于太湖水體污染，具有獨(dú)特的變化規(guī)律與成因，需進(jìn)行深入剖析；（3）對(duì)各類水害從自然水文條件和人類社會(huì)活動(dòng)影響兩方面綜合分析水害驅(qū)動(dòng)因素，揭示其成災(zāi)原因。本文即從上述三方面開展研究，旨在從宏觀上把握長(zhǎng)江三角洲整體的水害狀況，為防災(zāi)減災(zāi)及災(zāi)害管理提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及主要水害問(wèn)題

1.1 區(qū)域概況 長(zhǎng)江三角洲地處我國(guó)華東地區(qū)，是長(zhǎng)江入海之前的沖積平原，面積約5萬(wàn)km2，地形呈現(xiàn)周邊高、中間低的碟形特點(diǎn)。流域西部和西南部地區(qū)為山丘區(qū)，屬天目山及茅山山區(qū)的一部分，約占流域面積的20%。區(qū)域范圍北起通揚(yáng)運(yùn)河，南抵杭州，西至南京，東抵東海，包括上海市全部、江蘇省中南部和浙江省北部杭嘉湖平原，共計(jì)二省一市，主要城市包括上海、杭州、嘉興、湖州、蘇州、南通、無(wú)錫、常州、鎮(zhèn)江、泰州、南京、揚(yáng)州共12個(gè)城市，2012年區(qū)域總?cè)丝? 355萬(wàn)人，GDP 54 884億元，工業(yè)增加值26 297.7億元，分別占同期全國(guó)總量的4.7%、10.3%和12.9%。

長(zhǎng)江三角洲河湖水系特點(diǎn)分明，主要由三部分組成，如圖1所示：一是區(qū)域中間的平原河網(wǎng)區(qū)；二是以太湖為中心的洼地及湖泊；三是長(zhǎng)江干流入海形成河口水域。首先，平原河網(wǎng)區(qū)河道密布，是全國(guó)河道密度最大的地區(qū)之一，已形成自然水系疊加人工河道的城市河網(wǎng)體系。其內(nèi)水利工程眾多，形成了以望虞河、太浦河等引排工程為主體，由上游水庫(kù)、周邊江堤海塘和平原區(qū)各類?ài)组l等組成的工程體系。

區(qū)域眾多的湖群中以太湖為中心，大小湖泊星羅棋布。太湖位于長(zhǎng)江三角洲中心偏南位置，全部水域在江蘇省境內(nèi)，湖水南部與浙江省相連，是我國(guó)東部近海區(qū)域最大的湖泊，湖面形態(tài)如向西突出的新月。湖泊南岸為典型的圓弧形岸線，東北岸曲折多灣，湖岬、湖蕩相間分布，太湖水面面積為2 338.11 km2，湖岸線總線405 km，平均水深1.89 m，湖底地形由東向西傾斜，湖盆形態(tài)呈淺碟形。

長(zhǎng)江口是我國(guó)第一大河口，河口徑流量大，水體自凈能力強(qiáng)，河口水域現(xiàn)已成為上海市及蘇南地區(qū)重要的供水水源地。受長(zhǎng)江徑流和潮汐上溯影響，長(zhǎng)江口是咸淡水交匯的特殊區(qū)域，環(huán)境條件復(fù)雜多變，其水體的理化特征以及水生生物習(xí)性都具有特殊性，已成為多種生物周年性溯河和降河洄游的必經(jīng)通道，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)特、功能多樣的生態(tài)系統(tǒng)。

圖1 長(zhǎng)江三角洲河網(wǎng)水系分布

1.2 主要水害問(wèn)題 長(zhǎng)江三角洲河湖水系的分區(qū)特點(diǎn)決定了水害也呈現(xiàn)不同的分類：一是在城市、農(nóng)田等人類活動(dòng)區(qū)域形成的區(qū)域性洪澇災(zāi)害；二是在平原區(qū)河網(wǎng)和以太湖為主的湖群水體中產(chǎn)生的水污染問(wèn)題，其中河網(wǎng)地區(qū)主要為河網(wǎng)水污染，而湖泊內(nèi)主要為藍(lán)藻水華的爆發(fā)；三是在長(zhǎng)江河口因咸潮上溯產(chǎn)生的水生態(tài)問(wèn)題。各類水害分述如下：

（1）洪澇災(zāi)害。長(zhǎng)江三角洲多年平均降水量為1 147.7 mm，年際變化顯著，全年降水量的60%集中于汛期5—9月，且持續(xù)性暴雨天氣頻發(fā)，每年6月中下旬至7月上旬易出現(xiàn)梅雨季暴雨，降雨歷時(shí)長(zhǎng)、總量大、范圍廣，往往造成流域性洪澇災(zāi)害；8—9月份出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)季暴雨，降雨強(qiáng)度大、暴雨集中，易形成山體滑坡、泥石流等區(qū)域性洪災(zāi)。長(zhǎng)江三角洲地勢(shì)平坦低洼，加之經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集，洪澇災(zāi)害往往影響范圍廣、歷時(shí)長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)損失巨大，是該地區(qū)最主要的水害之一。

（2）河網(wǎng)水污染。長(zhǎng)江三角洲是典型的平原河網(wǎng)區(qū)，河渠水系眾多，水系發(fā)達(dá)，圩區(qū)、閘壩等水利工程密布，具有人工調(diào)度性強(qiáng)、自凈能力差、水力聯(lián)系復(fù)雜等特點(diǎn)。20世紀(jì)80年代后該地區(qū)工業(yè)化與城市化進(jìn)程加速，帶來(lái)了嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題，河網(wǎng)水污染問(wèn)題日益凸顯［4］。以主要區(qū)域太湖流域?yàn)槔?，根?jù)《太湖流域水資源公報(bào)》，2012全年水質(zhì)評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)6 032.9 km，全年期水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類的河長(zhǎng)比例僅為18.7%，河網(wǎng)內(nèi)氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷嚴(yán)重超標(biāo)，且河網(wǎng)汛期水質(zhì)明顯差于非汛期。

（3）太湖藍(lán)藻水華。太湖地處長(zhǎng)江三角洲南緣，當(dāng)前太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)已成為長(zhǎng)江三角洲區(qū)域面臨的最突出、最重要的水環(huán)境問(wèn)題。2007年4—5月梅梁湖和貢湖暴發(fā)嚴(yán)重的藍(lán)藻水華現(xiàn)象，更是污染了無(wú)錫市供水水源地，影響了200多萬(wàn)人的正常生活用水，給廣大人民群眾的生活及身體健康帶來(lái)威脅。

（4）長(zhǎng)江口咸潮入侵。長(zhǎng)江三角洲是我國(guó)受咸潮影響最為顯著地區(qū)之一，長(zhǎng)江口咸潮入侵的主要影響可分為兩類：一是長(zhǎng)江口和近岸海域的低鹽區(qū)不僅是幼魚和無(wú)脊椎動(dòng)物的育苗場(chǎng)，還是洄游魚類重要的產(chǎn)卵場(chǎng)，鹽水入侵造成該低鹽區(qū)鹽度升高，對(duì)水生生物的生存、產(chǎn)卵等造成破壞。二是長(zhǎng)江口布置有寶鋼水庫(kù)、陳行水庫(kù)、青草沙水庫(kù)等取水口，其中陳行水庫(kù)已成為上海市的第二水源地，咸潮入侵直接威脅供水安全。

2 水害特點(diǎn)分析

2.1 洪澇災(zāi)害 洪澇災(zāi)害日趨頻發(fā)，受災(zāi)面積廣，損失嚴(yán)重。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料［2，5］，歷史上長(zhǎng)江三角洲區(qū)域洪災(zāi)平均每10年一次（表1），20世紀(jì)90年代之前約6～7年一次，但進(jìn)入90年代以后，平均每4～5年就有一次較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。統(tǒng)計(jì)1990年以來(lái)的流域農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積和經(jīng)濟(jì)損失指標(biāo)（基于2011年可比價(jià)），如圖2所示。發(fā)現(xiàn)期間有6年發(fā)生較嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，損失巨大，其中1991年最為嚴(yán)重，造成直接經(jīng)濟(jì)損失（可比價(jià)）345億元，超過(guò)58萬(wàn)hm2農(nóng)田受淹。

澇災(zāi)問(wèn)題突出。長(zhǎng)江三角洲為平原洼地，區(qū)域受圩內(nèi)排水條件和外河水位影響，經(jīng)常形成嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，主要有兩種情況：一是在長(zhǎng)期的開發(fā)形成大面積的人工水網(wǎng)的情況下，受到圩垸修筑影響，區(qū)域需靠人力或動(dòng)力排除圩內(nèi)積水，而當(dāng)排水動(dòng)力不足或超標(biāo)準(zhǔn)降水時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)澇問(wèn)題；二是區(qū)域特殊的地理位置，常受長(zhǎng)江高水位頂托，圩內(nèi)澇水難以排出，也極易成澇。

表1 長(zhǎng)江三角洲歷代洪災(zāi)發(fā)生頻次

2.2 河網(wǎng)水污染 長(zhǎng)江三角洲河網(wǎng)水污染最大的特點(diǎn)是雨污同期，汛期水質(zhì)明顯差于非汛期，河道內(nèi)污染物隨洪水過(guò)程擴(kuò)散，造成河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率下降。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料［6-8］，分析歷年河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率變化過(guò)程，得到平均河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率僅為17%，除個(gè)別月份外，歷年河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率最高不超過(guò)40%，表明區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)水污染狀況已為常態(tài)。但通過(guò)歷年最好與最差月達(dá)標(biāo)率的差值來(lái)分析河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率在豐枯季的波動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)豐枯季河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率波動(dòng)由大到小、最差月達(dá)標(biāo)率逐步改善的趨勢(shì)（圖3），其原因一方面是2005年起“引江濟(jì)太”工程進(jìn)入長(zhǎng)效運(yùn)行階段，增強(qiáng)了河網(wǎng)區(qū)域水體的流動(dòng)性，河道內(nèi)污染水體得到置換，水質(zhì)改善［9］。另一方面2007年太湖藍(lán)藻事件后，中央和地方政府加大了太湖流域水污染的治理力度，實(shí)施一系列截污減排措施［10］，區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量提高。

圖2 長(zhǎng)江三角洲1991—2012年洪澇災(zāi)害損失情況

圖3 長(zhǎng)江三角洲2001—2012年河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率變化過(guò)程

盡管如此，在汛期河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率仍處于年內(nèi)最低水平，平均河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率僅為在12.9%（圖4），分析歷年汛期河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率隨累積降水量的變化過(guò)程（圖4），汛期河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率呈“下降—上升”的V字型過(guò)程，即從5月開始，隨降雨量的不斷累積，河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率呈明顯的下降趨勢(shì)，最低點(diǎn)集中在6—7月，而隨著降水量進(jìn)一步累積，河道內(nèi)污染物得到稀釋，達(dá)標(biāo)率開始上升。

圖4 河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率隨汛期累積降水量變化過(guò)程

2.3 太湖藍(lán)藻水華 藍(lán)藻水華災(zāi)害情勢(shì)近年來(lái)發(fā)生明顯改變，主要有兩個(gè)方面：一是藍(lán)藻爆發(fā)時(shí)間提前，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；二是爆發(fā)區(qū)域向外擴(kuò)展，由湖西區(qū)擴(kuò)展至南部及湖心區(qū)。

圖5 歷年藍(lán)藻水華時(shí)空演變規(guī)律

首先，從時(shí)間上來(lái)看，太湖藍(lán)藻暴發(fā)經(jīng)歷從無(wú)到有的過(guò)程。根據(jù)1979年以來(lái)的衛(wèi)星遙感影像［11-12］，太湖藍(lán)藻的大面積暴發(fā)發(fā)生在1987年6月，至2000年前后水華面積基本維持在該水平，2004年起水華集聚面積、暴發(fā)強(qiáng)度逐漸增大，暴發(fā)時(shí)間總體呈逐年提前的趨勢(shì)，且持續(xù)時(shí)間開始延長(zhǎng)。如圖5（a）所示，2004年前，太湖藍(lán)藻初始暴發(fā)時(shí)間晚于5月份，大多在6、7月份首次出現(xiàn)，但2005年藍(lán)藻初始暴發(fā)時(shí)間提前至4月份，尤其2007年3月份即出現(xiàn)藍(lán)藻首次暴發(fā)，2008—2012年基本維持在4月份。持續(xù)時(shí)間上，2000年以后，藍(lán)藻暴發(fā)持續(xù)時(shí)間快速增長(zhǎng)，特別是2004年后藍(lán)藻持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)8—10個(gè)月，幾乎全年都在發(fā)生。

從空間上看，太湖藍(lán)藻分布區(qū)域經(jīng)歷了由北、西北向南再向湖心擴(kuò)散的過(guò)程，如圖5（b）所示：2000年以前，主要區(qū)域?yàn)槊妨汉?、竺山湖及其相連水域，西部沿岸區(qū)偶有發(fā)生；在2000—2003年期間，南部沿岸區(qū)藍(lán)藻暴發(fā)頻率增加，形成以梅梁湖和竺山湖為核心，向南部擴(kuò)展的態(tài)勢(shì)；而在2003年以后，藍(lán)藻水華面積進(jìn)一步擴(kuò)大，開始向湖心區(qū)擴(kuò)散，嚴(yán)重時(shí)可與梅梁湖、竺山湖、西部及南部沿岸相連而覆蓋太湖近一半的水域面積。藍(lán)藻水華面積開始擴(kuò)展的時(shí)期與藍(lán)藻出現(xiàn)提前爆發(fā)，持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)所處的時(shí)間節(jié)點(diǎn)較為一致，均在2000年前后，此期間藍(lán)藻水華情勢(shì)開始發(fā)生改變。

2.4 長(zhǎng)江口咸潮入侵 對(duì)于咸潮入侵，按國(guó)家取用水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以水體的氯度大于250 mg/L時(shí)即表明水體受到影響，換算成鹽度值為0.45‰。長(zhǎng)江口的咸潮入侵一般是發(fā)生在徐六涇以下區(qū)域，這里形成獨(dú)有的“三級(jí)分汊、四口入?！睉B(tài)勢(shì)，分為北支、北港、北槽和南槽4個(gè)入海通道。在特殊的地形及水動(dòng)力條件影響下，外海潮波沿入海通道的南港、北港和北支形成了三條特殊的上溯路徑，如圖6（a）所示。三條路徑中，北支的咸潮入侵已為常態(tài)，鹽度值常年與外海相當(dāng)，而大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)研究［13-14］表明，南支的氯度平均值及受咸潮影響的天數(shù)遠(yuǎn)低于北支，南支包括南港和北港兩條路徑，鹽水隨海潮自南槽和北槽向口內(nèi)入侵，經(jīng)南港和北港進(jìn)入長(zhǎng)江口南支，受下泄水流影響，鹽度不斷降低，直至吳淞口處潮流結(jié)束上溯。長(zhǎng)江口鹽度空間分布如圖6（b）所示，受入侵路徑影響，長(zhǎng)江口鹽度呈現(xiàn)“兩邊高，中間低”的沿程分布，表現(xiàn)為：南支陳行水庫(kù)至吳淞口區(qū)間內(nèi)鹽度值最低；受北支鹽水倒灌影響，從吳淞口起中游至上游，鹽度沿程增加；吳淞口下游至外海，受海潮上溯影響，鹽度也沿程增加。

圖6 長(zhǎng)江口咸潮入侵路徑與鹽度空間分布

3 水害驅(qū)動(dòng)因素分析

（1）水文條件。汛期暴雨頻發(fā)，集中降水引發(fā)洪澇災(zāi)害，因水體流動(dòng)累積的污染物擴(kuò)散導(dǎo)致河網(wǎng)水污染加劇。研究區(qū)汛期5—9月降水量大，多年平均值達(dá)774mm，占全年降水量的67%，最大值為1991年的1 104 mm。降水主要集中在主汛期6—8月，占全年降水量40%，期間暴雨頻發(fā)，典型的暴雨過(guò)程包括6月中下旬至7月上旬的梅雨季暴雨和7—8月份的臺(tái)風(fēng)季暴雨。統(tǒng)計(jì)1991—2012年局地和全區(qū)暴雨（24小時(shí)P≥50mm）出現(xiàn)次數(shù)如圖7，結(jié)果表明，在局地和全區(qū)范圍內(nèi)汛期平均發(fā)生暴雨14次，降水總量超過(guò)700mm，可見(jiàn)汛期90%以上的降水均為暴雨過(guò)程，促使區(qū)域江河水位迅速上漲，防洪壓力劇增，是引發(fā)洪澇以及河網(wǎng)水污染加劇的自然條件。

對(duì)于太湖藍(lán)藻水華而言，營(yíng)養(yǎng)鹽含量往往是其爆發(fā)的主要誘因，但太湖湖水位變化在一定程度上也影響著藍(lán)藻水華的產(chǎn)生及其危害。首先太湖水體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽含量在豐枯季隨太湖水位變化而變化。通過(guò)點(diǎn)繪4—7月水華爆發(fā)期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)鹽指數(shù)（TN、TP、高錳酸鹽等權(quán)重歸一化處理得到）隨湖水位的變化關(guān)系（圖8）可看出，湖內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物隨湖水位變化關(guān)系密切，特別是4—5月，太湖水位偏低，保持在2.8～3.1m，受水位影響營(yíng)養(yǎng)鹽濃度此期間達(dá)到最高，為藍(lán)藻生長(zhǎng)提供良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。其次，太湖低水位易產(chǎn)生“湖泛”現(xiàn)象，相關(guān)研究表明［15］大部分“湖泛”的發(fā)生在太湖水位3.30 m以下。“湖泛”現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到取用水水源地安全，造成供水危機(jī)，2007年4—5月期間太湖爆發(fā)的嚴(yán)重藍(lán)藻水華事件，即是無(wú)錫南泉水廠附近出現(xiàn)“湖泛”所引發(fā)。上述驅(qū)動(dòng)關(guān)系事實(shí)上在20世紀(jì)80年代以前并不明顯，主要是由于當(dāng)時(shí)太湖水質(zhì)良好，水質(zhì)基本保持在Ⅲ類以上［16］，湖體內(nèi)缺少TN、TP等營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入，因此并未產(chǎn)生藍(lán)藻水華問(wèn)題。

圖7 長(zhǎng)江三角洲局地和全區(qū)歷年暴雨頻數(shù)

圖8 營(yíng)養(yǎng)鹽隨湖水位變化趨勢(shì)

（2）人類活動(dòng)。下墊面變化是加劇洪澇災(zāi)害的主要原因。近年來(lái)城市化發(fā)展導(dǎo)致城鎮(zhèn)建筑用地面積不斷增加，大面積的透水性下墊面轉(zhuǎn)化為不透水路面。加之長(zhǎng)期以來(lái)的圍湖造地，大范圍的聯(lián)圩、并圩打亂了原有的天然河網(wǎng)水系，導(dǎo)致水域面積不斷萎縮。根據(jù)相關(guān)研究［17］，區(qū)域1991年城區(qū)建設(shè)面積已從4 857 km2增至2008的23 178 km2，增幅近4倍，而水域面積累積減少1 063 km2?？焖俚某鞘谢ㄔO(shè)，直接影響流域的水文過(guò)程和產(chǎn)匯流機(jī)制，致使降水后徑流系數(shù)增加，加大了區(qū)域產(chǎn)水量［18］，加大了區(qū)域洪澇災(zāi)害爆發(fā)的頻度和強(qiáng)度。

此外，在人類活動(dòng)影響下，區(qū)域內(nèi)獨(dú)特的閘壩調(diào)度運(yùn)行方式，是導(dǎo)致汛期河網(wǎng)水污染的主要原因，具體表現(xiàn)為：枯水期閘壩阻斷導(dǎo)致污水積留，汛期閘壩泄洪，納污河段污水?dāng)U散。在枯水期閘、壩等工程關(guān)閉的情況下，河道內(nèi)污水流動(dòng)緩慢，基本與其他河道水體切斷聯(lián)系，水體自凈能力差，河道形成顯著的分段化特點(diǎn)，出現(xiàn)部分河段水質(zhì)及感官“達(dá)標(biāo)”，納污河段污水積留的現(xiàn)象。汛期到來(lái)，為保證區(qū)域防洪安全，納污河段閘壩開啟，形成河、湖水體相互連通的水系格局，此時(shí)積留的高污染水體也隨洪水?dāng)U散至其余相對(duì)達(dá)標(biāo)的河段中，河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率急劇下降，造成汛期河網(wǎng)水污染。

區(qū)域污水過(guò)量排放，加重太湖富營(yíng)養(yǎng)化程度，是藍(lán)藻水華進(jìn)一步惡化的根本原因。根據(jù)《太湖水資源公報(bào)》及文獻(xiàn)資料［19］統(tǒng)計(jì)結(jié)果，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，區(qū)域廢污水排放量在逐年上升。1987年，太湖流域廢污水排放量為36億m3，1999年增至49億m3，2003年已達(dá)到53.4億m3，超過(guò)了太湖多年平均的蓄水量。之后污水排放量每年仍持續(xù)增加，直至2012年廢污水排放量已達(dá)64.3億m3。在廢污水中，生活污水和以服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)每年廢污水比例逐漸增加，促進(jìn)藍(lán)藻水華生長(zhǎng)的TN、TP即來(lái)源于此，導(dǎo)致藍(lán)藻水華進(jìn)一步嚴(yán)重。盡管如此，流域主要污染物排放量（表2）則在2007年后呈現(xiàn)出了降低的趨勢(shì)，可見(jiàn)區(qū)域水環(huán)境治理力度在不斷加大，污染物排放量得到有效控制，這也進(jìn)一步解釋了河網(wǎng)區(qū)域達(dá)標(biāo)率逐步提高的原因。

表2 太湖流域近年主要污染物排放量 （單位：萬(wàn)t）

枯季徑流偏小引起咸潮入侵本屬于自然規(guī)律，但在水利工程運(yùn)行和調(diào)度的影響下，自然的枯季徑流過(guò)程發(fā)生改變，影響著咸潮入侵規(guī)律。長(zhǎng)江大通斷面是長(zhǎng)江口咸潮上溯所能到達(dá)的上界，分析歷年咸潮入侵情況（圖9），發(fā)現(xiàn)咸潮入侵次數(shù)隨枯季入海流量變化顯著，而當(dāng)大通徑流量低于16 000 m3/s時(shí)咸潮入侵天數(shù)明顯增加?？梢?jiàn)長(zhǎng)江入海徑流依然是控制咸潮入侵的主要指標(biāo)，目前對(duì)大通徑流量影響主要有三峽和南水北調(diào)兩大工程，三峽工程在10—11月仍處于蓄水期，下泄流量減少，會(huì)導(dǎo)致咸潮入侵周期提前，而1—3月下泄流量增加，將消減河口水體的氯化物濃度［20］，減輕損失。而南水北調(diào)東線工程運(yùn)行后最大引江抽水將達(dá)1 000m3/s，咸潮入侵問(wèn)題將由于枯季入海徑流量減小而加?。?1］。由此可見(jiàn)，合理的水利工程調(diào)度，適時(shí)泄水壓咸可成為控制咸潮入侵的有效手段。

（3）區(qū)域財(cái)富增值。如前所述，長(zhǎng)江三角洲是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，自20世紀(jì)90年代以來(lái)區(qū)域進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，GDP總量呈幾何倍數(shù)上升，人口大量集聚。經(jīng)過(guò)可比價(jià)折算（2011年為基準(zhǔn)年），區(qū)域1991年GDP為4 532億元，2000年已達(dá)到13 181億元，增長(zhǎng)近3倍，至2012年區(qū)域GDP已達(dá)52 000億元，是1991年的11.5倍。對(duì)于人口，1991年區(qū)域總?cè)丝? 325萬(wàn)人，2012年總?cè)丝跀?shù)已達(dá)6 355萬(wàn)人，人口增加1 000萬(wàn)人。GDP的快速增長(zhǎng)，人口的不斷增加，一方面反映出區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生活水平的顯著提高，而另一方面也使得區(qū)域在各類水害下的暴露程度加重。從風(fēng)險(xiǎn)的角度看，暴露程度越大，其災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也越大［22］，災(zāi)害發(fā)生時(shí)往往損失的絕對(duì)量也越大，這也是導(dǎo)致水害損失巨大的直接原因。

圖9 歷年長(zhǎng)江口咸潮入侵情況

4 結(jié)論

洪澇災(zāi)害、河網(wǎng)水污染、太湖藍(lán)藻水華以及長(zhǎng)江口咸潮入侵是當(dāng)前長(zhǎng)江三角洲地區(qū)面臨的主要水害。對(duì)于洪澇災(zāi)害，以澇災(zāi)為主，受汛期降水直接驅(qū)動(dòng)，災(zāi)害日益頻發(fā)，損失由于國(guó)民財(cái)富增值迅速，不斷增大；區(qū)域河網(wǎng)水污染已呈常態(tài)化，貫穿全年，且具有雨污同期性。受區(qū)域獨(dú)特的閘壩調(diào)度方式影響，汛期閘壩泄洪，納污河段污水隨洪水?dāng)U散，導(dǎo)致河網(wǎng)水污染加劇；太湖藍(lán)藻水華近年來(lái)表現(xiàn)出明顯的時(shí)空變異性，區(qū)域內(nèi)污染物過(guò)量排放，營(yíng)養(yǎng)物富集，是誘發(fā)藍(lán)藻水華的根本原因。同時(shí)在水體富營(yíng)養(yǎng)化的情況下，太湖枯季低水位也會(huì)影響藍(lán)藻水華的爆發(fā)，并有利于“湖泛”問(wèn)題的產(chǎn)生；從入侵路徑上看，長(zhǎng)江口咸潮入侵特點(diǎn)為北支倒灌入南支，南支外海咸潮上溯并止于吳淞口，受此影響，南支鹽度呈現(xiàn)“兩邊高，中間低”的分布特征。咸潮入侵天數(shù)隨枯季入海徑流變化顯著，當(dāng)前水利工程調(diào)度和運(yùn)行影響著枯季徑流過(guò)程，進(jìn)而對(duì)咸潮入侵產(chǎn)生影響，但通過(guò)合理調(diào)度，適時(shí)泄水壓咸可成為減輕咸潮入侵問(wèn)題的有效手段。

本文對(duì)長(zhǎng)江三角洲水害的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析與論述，明確了近年長(zhǎng)江三角洲水害變化的特點(diǎn)與趨勢(shì)，可為宏觀把握區(qū)域水害情勢(shì)和水害治理提供參考。同時(shí)對(duì)于有效實(shí)施水害調(diào)控與治理措施，定量分析區(qū)域水文條件、人類活動(dòng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等對(duì)災(zāi)害的影響，合理估算水害損失十分必要。

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Study on characteristics and causes of water-induced disaster in Yangtze Delta

ZHOU Fei1，MA Jing1，HU Yajie1，YAN Long1，CHEN Bo2
（1.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China；2.Nanchang Hydrology Bureau，Nanchang 330018，China）

The Yangtze Delta is suffering from the water-induced disasters，like the flood，the river pollution in the plain，the outbreak of the cyanobacteria in Taihu Lake and the seawater intrusion in the estuary，which lead to dramatic losses every year.The aim of this paper is to analyze the characteristics of above four types of the water-induced disasters and identify the main causes.The result shows that water logging is the majority in the region with frequent occurrence，wide range and huge damage.The default state of the river pollution runs through the whole year with the synchronization in precipitation，which cause a water quality deterioration when the flood season comes.The outbreak of the cyanobacteria in Taihu Lake has a temporal and spatial regularity.The seawater intrusion in the estuary also has its own special path，i.e.seawater backward flowing into the southern branch from the northern branch as well as the sea region.This fixes a spatial distribution in a lower salinity in the midd le and a higher salinity at the both sides.Obviously，the hydrological factors in nature cause the disaster.However，the interaction with the human activity exacerbates the disaster damages.For instance，the variations of land use and cover intensify the flood；the inappropriate operations on the dams and sluices worsen the water quality；the eutro-phication in Tailhu Lake could be further deteriorated due to the the excess contam inant discharges；the operations in the water facilities lead to the changes in runoff into the sea，which would influences the sea water intrusion.In addition，the enlargements of social wealth is a force to be reckoned which results in a continuous grow th in the losses by the water-induced disasters.

Yangtze Delta；characteristic of water-induced disaster；mechanism；human activity

TV213

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2016.02.001

1672-3031（2016）02-0081-09

（責(zé)任編輯：韓 昆）

2015-09-07

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201201073）；留學(xué)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目“洪澇損失的全口徑評(píng)價(jià)技術(shù)”

周飛（1987-），男，遼寧沈陽(yáng)人，博士生，主要從事水害損失核算、生態(tài)水文等方面研究。E-mail：bob20131117@sina.com