《太湖流域洪水資源利用理論與實踐》：
　　第1章 緒論
　　1.1 太湖流域洪水資源利用背景與意義
　　太湖流域地跨蘇、浙、滬、皖四省市，位于長江三角洲核心區(qū)域，流域面積36 895km2，是我國人口最集中、經(jīng)濟最發(fā)達、城鎮(zhèn)化程度最高的地區(qū)之一。2010年以占全國0.39%的國土面積，養(yǎng)育了占全國4.3%的人口，創(chuàng)造了占全國10.8%的國內(nèi)生產(chǎn)總值（gross domestic product，GDP），人均GDP超過8.2萬元，是全國人均GDP的2.3倍。
　　太湖流域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，降水豐沛。流域多年平均降雨量約1185mm。太湖流域河流縱橫，湖泊眾多。較大的河流有東苕溪、西苕溪、南溪、江南運河、錫澄運河、望虞河、太浦河、瀏河及黃浦江等；流域內(nèi)有沙河、大溪、橫山、青山、對河口、賦石和老石坎等大中型水庫。太湖流域水系及水資源分區(qū)如圖1-1所示。
　　圖1-1太湖流域水系及水資源分區(qū)圖
　　隨著人口和經(jīng)濟的快速增長，太湖流域水資源需求量和污水排放量不斷增加，出現(xiàn)了自產(chǎn)水量不足、水質(zhì)型缺水以及洪澇災害頻繁并存的局面，成為區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展瓶頸。根據(jù)《太湖流域及東南諸河水資源公報（2008年）》，2008年太湖流域用水量達到354.6億m3，其中流域本地水源供水為201.9億m3；沿江口門引長江和錢塘江水量為152.7億m3（包括自來水廠和工礦企業(yè)自備水源直接取水以及沿江口門引水），占供水量的43%，因此形成了過分依賴過境水和外流域引調(diào)水供水的局面。此外，由于工業(yè)、生活污水排放量的不斷增加，加之太湖流域中間低、四周高的“碟型”地勢特征，使得工業(yè)廢水、生活污水匯聚于平原河網(wǎng)中，流域河網(wǎng)水質(zhì)惡化趨勢明顯。2008年，在總河長3 028.7km的水質(zhì)評價中，全年期85.2%的評價河長水質(zhì)劣于Ⅲ類，部分河段為V類甚至是劣V類，流域的水質(zhì)型缺水問題日益突出。另一方面，太湖流域受季風氣候影響顯著，降雨年內(nèi)分配變化大，地表水資源量的60%～85%集中在汛期5～9月，導致流域洪澇災害頻發(fā)。1949～2011年發(fā)生較大洪澇災害的年份有15年，20世紀80年代、90年代發(fā)生了9次，特別是1991年和1999年，當年洪澇災害的直接經(jīng)濟損失就達到114億元和141億元。
　　1.1.1基本概況
　　1.1.1.1太湖流域地理概況
　�。�1） 地理位置
　　太湖流域地處長江三角洲南緣，北濱長江，南瀕錢塘江，東臨東海，西以天目山、茅山等山區(qū)為界，地理坐標范圍為東經(jīng)119°08′～121°55′、北緯30°05′～32°08′。行政區(qū)劃分屬蘇、浙、滬、皖三省一市，包括江蘇省蘇州、無錫、常州三市全部與鎮(zhèn)江市、南京市高淳縣的一部分，浙江省嘉興市、湖州市全部與杭州市的一部分，上海市大陸部分（不含崇明、長興、橫沙三島）以及安徽省宣城市的少部分地區(qū)。流域總面積36 895km2，其中江蘇19 399km2，占52.6%；浙江12 093km2，占32.8%；上海5 178km2，占14.0%；安徽225km2，占0.6%。
　�。�2） 地形地貌
　　太湖流域地形特點為周邊高、中間低，呈碟狀。其西部為山丘區(qū)，屬天目山及茅山山區(qū)的一部分，中間為平原河網(wǎng)和以太湖為中心的洼地及湖泊，北、東、南周邊受長江口和杭州灣泥沙堆積影響，地勢相對較高，形成碟邊。
　　流域地貌大致以丹陽－溧陽－宜興－湖州－杭州為界分山地、丘陵與平原，平原區(qū)又分為中部平原區(qū)、沿江濱海平原區(qū)和太湖湖區(qū)三類。西部山丘區(qū)面積7 338km2，山區(qū)高程一般為200～500m（鎮(zhèn)江吳淞高程，下同），丘陵高程一般為12～32m，約占總面積的20%；中部平原區(qū)面積19 350km2，高程一般低于5m，約占總面積的52%；沿江濱海平原區(qū)7 015km2，高程一般在5～12m，約占總面積的19%；太湖湖區(qū)3 192km2，占總面積的9%。
　　1.1.1.2太湖流域氣候概況
　　太湖流域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，呈現(xiàn)冬季干冷、夏季濕熱、四季分明、降雨豐沛和臺風頻繁等氣候特點。冬季受西北冷氣團侵襲，盛行西北風，氣候寒冷干燥；夏季受海洋氣團的控制，盛行東南風，水汽豐沛，氣候炎熱濕潤。多年平均氣溫介于15～17℃，全年無霜期約230天，多年平均降水量1 184.5mm，多年平均水面蒸發(fā)量為822mm。
　　春夏之交，大多在每年的5～7月，暖濕氣流北上，冷暖氣流遭遇形成“梅雨”，易引起洪澇災害；盛夏受副熱帶高壓（簡稱副高）控制，天氣晴熱，大多在每年的7～9月，常受熱帶風暴和臺風影響，形成“臺風雨”，易出現(xiàn)災害天氣。如遇干旱年份，流域供水矛盾也十分突出。
　　1.1.1.3太湖流域水系概況
　�。�1） 河流
　　太湖流域是我國著名的江南水鄉(xiāng)，河網(wǎng)如織，湖泊棋布，太湖居中，包孕吳越，江南運河橫貫南北，溝通河網(wǎng)水系。河道總長約12萬km，河道密度達3.3km/km2。流域內(nèi)河流水系以太湖為中心，分上游和下游兩個系統(tǒng)。上游有發(fā)源于天目山南北麓的苕溪水系和發(fā)源于茅山、界嶺的南河水系以及洮滆水系；下游主要為平原河網(wǎng)水系，有江南運河水系、黃浦江水系、北部沿江水系和南部沿杭州灣水系。
　�。�2） 湖泊
　　太湖流域內(nèi)湖泊眾多，現(xiàn)有水面面積在0.5km2以上的大小湖泊共有189個，水面總面積3 159km2，蓄水量為57.7億m3。湖泊占全流域面積的8.6%。湖泊面積大于10km2以上的大中型湖泊有9個，分別為太湖、滆湖、陽澄湖、洮湖、淀山湖、澄湖、昆承湖、元蕩、獨墅湖，占湖泊總面積的90%。由于受到自然和人為因素的影響，湖盆形態(tài)相似，均為淺水碟形，屬三角洲淺水湖泊類型。
　　太湖是我國第三大淡水湖泊，是整個流域水調(diào)節(jié)和水生態(tài)系統(tǒng)的中心，面積2 338km2，正常水位3.11m（吳淞基面）下容積44.3億m3，平均水深1.99m，換水周期309天，北部從西向東有竺山湖、梅梁湖、五里湖、貢湖、胥湖以及東太湖等湖灣。
　�。�3） 水庫
　　流域內(nèi)現(xiàn)有25座大、中型水庫，主要集中在流域西部。其中大型水庫8座（江蘇省3座——沙河水庫、大溪水庫、橫山水庫；浙江省5座——青山水庫、對河口水庫、賦石水庫、老石坎水庫、合溪水庫），中型水庫17座（江蘇省7座，浙江省10座）。此外還有小型水庫386座和眾多塘壩。大中型水庫總庫容為15.6億m3，其中防洪庫容5.58億m3。
　　1.1.1.4太湖流域社會經(jīng)濟概況
　　太湖流域經(jīng)濟發(fā)達、人杰地靈。由于得天獨厚的自然地理條件，這一經(jīng)濟區(qū)域自古就是魚米之鄉(xiāng)�！吧嫌刑焯�，下有蘇杭”正是其富饒繁榮的寫照。新中國成立以后特別是改革開放以來，流域憑借良好的經(jīng)濟基礎、強大的科技實力、高素質(zhì)的人才隊伍和日益完善的投資環(huán)境，經(jīng)濟社會得到了高速發(fā)展，成為我國經(jīng)濟最發(fā)達、大中城市最密集的地區(qū)之一。流域內(nèi)除特大城市上海、杭州外，還有蘇州、無錫、常州、嘉興和湖州等大中城市以及迅速發(fā)展的眾多城鎮(zhèn)。
　　（1） 人口與耕地
　　2010年流域總?cè)丝? 724.1萬，其中城鎮(zhèn)人口4 278.1萬，人口密度約為1 551.5人/km2，2010年流域城鎮(zhèn)化率達74.7%。1980～2010年的30年間，流域人口凈增2 555.5萬；城鎮(zhèn)人口凈增3 153.3萬；農(nóng)村人口凈減597.8萬（表1-1）。表1-1太湖流域代表年人口統(tǒng)計表（1980～2010年）年份人口（萬）GDP（億元）總?cè)丝诔擎?zhèn)人口農(nóng)村人口城鎮(zhèn)化率
　�。�%）全流域江蘇省浙江省上海市安徽省19803 168.61 124.82 043.835.51 081.3255.4127.3698.40.219903 493.01 649.71 843.347.22 582.6798.3363.01 420.70.620003 887.02 583.11 303.966.59 716.63 770.41 463.64 481.61.120105 724.14 278.11 446.074.742 904.519 425.16 795.916 678.05.5注：2000年及以前GDP為2000年可比價，2000年后為當年價2010年太湖流域農(nóng)田有效灌溉面積為1 637.7萬畝1畝≈666.7m2。，較2000年減少351.3萬畝。
　�。�2） 主要經(jīng)濟指標
　　2010年太湖流域?qū)崿F(xiàn)GDP 42 904.5億元，約占全國GDP的10.8%，流域人均GDP 約7.5萬元，是全國人均水平的2.5倍。2010年太湖流域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值20 197.3億元，占工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的96.2%；農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值792.5億元，僅占工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的3.8%。
　　2010年太湖流域及分省份經(jīng)濟社會情況見表1-2。
　　表1-22000年和2010年太湖流域經(jīng)濟社會發(fā)展指標年份分區(qū)人口（萬）總?cè)丝谄渲校?br /> 　　太湖流域治理的核心問題包括防洪排澇、水資源開發(fā)利用和水環(huán)境改善三個方面。三者之間不是孤立的，客觀上要求將流域的防洪減災與水資源利用和水環(huán)境改善密切結(jié)合、統(tǒng)籌考慮，實現(xiàn)從洪水調(diào)度向洪水調(diào)度與資源調(diào)度相結(jié)合轉(zhuǎn)變、水量調(diào)度向水量水質(zhì)統(tǒng)一調(diào)度轉(zhuǎn)變。太湖流域洪水資源利用研究正是在這樣的背景下提出的。以科技進步為依托，通過科學調(diào)控流域內(nèi)現(xiàn)有防洪工程，挖掘洪水資源的利用潛力，在平衡防洪風險和水資源利用效益的基礎上提高開發(fā)利用水平，是流域水資源“開源”的一項重要舉措。
　　從工程條件來看，隨著治太工程的全面實施，太湖流域已初步建成了望虞河、太浦河、環(huán)湖大堤工程等十一項骨干工程，形成了洪水北排長江、東出黃浦江、南排杭州灣，充分利用太湖調(diào)蓄，“蓄泄兼籌，以泄為主”的流域防洪骨干工程體系；建立了以治太骨干工程為主體，由流域上游水庫、周邊江堤海塘和平原區(qū)各類圩閘等工程組成的流域防洪工程體系。這不僅在防洪減災中發(fā)揮了重要作用，而且也為加強洪水資源利用提供了良好的工程條件。
　　從科技條件來看，隨著天氣監(jiān)測技術(shù)手段的提高，暴雨洪水預測預報技術(shù)的進步，為改進調(diào)度方式提供了必要的技術(shù)保障。目前太湖流域已建立了水文遙測系統(tǒng)、洪水預報調(diào)度系統(tǒng)、水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)、災情評估系統(tǒng)、耦合平原區(qū)產(chǎn)水模型的河網(wǎng)水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度模型以及太湖湖區(qū)水質(zhì)及富營養(yǎng)化模型等，這些系統(tǒng)和模型已在流域防洪及水資源調(diào)度中得到實際應用。因此，流域具備的防洪工程體系調(diào)控能力、洪水監(jiān)測與預報技術(shù)、水量水質(zhì)模擬技術(shù)、信息技術(shù)、決策支持技術(shù)以及組織和應急能力等條件，為實現(xiàn)洪水資源利用目標提供了基礎。
　　太湖流域管理局針對水質(zhì)型缺水明顯、水污染嚴重、水生態(tài)系統(tǒng)惡化的形勢，自2002年以來，以一湖兩河為重點，開展了引江濟太調(diào)水試驗。通過引江濟太工程，將防洪調(diào)度和資源調(diào)度有機結(jié)合，水量調(diào)度和水質(zhì)調(diào)度有機結(jié)合，以充分保障流域防洪安全、供水安全和水生態(tài)環(huán)境安全，引江濟太取得了巨大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。2002～2008年，望虞河共調(diào)引長江清水134億m3，其中61億m3清水入太湖。2007年4月底，太湖西北部湖灣梅梁湖等出現(xiàn)藍藻大規(guī)模爆發(fā)，太湖流域管理局緊急啟用望虞河常熟水利樞紐泵站，實施引江濟太應急調(diào)水，從2007年5月6日至7月4日，通過常熟水利樞紐調(diào)引長江水10.0億m3，通過望亭水利樞紐引水入湖6.2億m3。引江濟太應急調(diào)水，大量長江清水進入，再加上梅梁湖泵站的引流作用，加快了貢湖和梅梁湖等水域的水體流動，改善了水源地水質(zhì)。實踐表明，引江濟太調(diào)水維持了枯水季節(jié)太湖水位，加快了太湖水體的置換，提高了河流及湖泊的稀釋和自凈能力，對太湖流域水環(huán)境的改善具有重要的現(xiàn)實意義。引江濟太調(diào)水試驗的成功，也為太湖洪水資源利用提供了大量的技術(shù)儲備和經(jīng)驗。
　　因此，開展太湖流域洪水資源利用研究，對于緩解流域水資源“短缺”矛盾，增加水量和改善水質(zhì)以增加優(yōu)質(zhì)供水，提高流域水體自凈能力，推進流域水生態(tài)修復，改善水環(huán)境，有效提高水資源的利用效率和效益等方面具有重要的現(xiàn)實意義。研究成果將豐富我國洪水資源利用的內(nèi)涵，拓展和完善洪水資源利用的理論框架和技術(shù)體系，同時，將對我國其他流域（長江、珠江流域等）洪水資源利用的開展具有良好的技術(shù)示范作用。
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