太湖上游的水文特征及災害分析研究

孫將陵 張明月

1. 太湖流域水文水資源監測中心 江蘇 無錫 214024；

2. 太湖流域管理局水文局（信息中心） 上海 200434

1 太湖概況

1.1 自然地理概況

太湖流域涵蓋了其所在的西部丘陵山地和太湖平原，位于長江三角洲地區，總面積超過了36500 km2，是中國主要的經濟發展區域。太湖是我國名列第三的淡水湖，其位于太湖平原中部，平均深度約為1.89m，承擔著太湖周邊水路運輸、飲用水供給和蓄洪、生態資源利用等一系列功能，為中國東部經濟發展做出了巨大貢獻[1]。然而自上世紀初以來太湖流域洪水災害嚴重，特大洪水時有發生，引發了不可估量的人員傷亡與財產損失。本文對1957至1988年太湖上游水文數據進行分析，使用到入湖河道水位數值，并統計了太湖流量變化規律，探究了太湖流域河道流量變化周期性特征，對太湖流域洪水災害預測提供了一定輔助。

1.2 太湖水文與氣候特征

太湖屬于吞吐型湖泊，為太湖貢獻水量的河流主要集中在太湖西部，分為發源于天目山區的菩溪水系和發源于茅山及蘇皖浙三省交界地區的南溪水系，太湖地區位于亞熱帶季風區，有著充足的降水，且由于西太平洋季風的影響容易產生梅雨天氣[2]。太湖流量和水位同梅雨期具有高度相關性，也是引發太湖汛期大洪水的關鍵因素。黃濤珍等人以季節為單位統計太湖流域降水量，發現四季降水量占比存在區別，汛期降水量占據了年均總降水量的大部分。

2 水文關系分析

通過水文關系資料的傾向值進行分析，能夠對水文變量在各年中的線性變化規律進行估計分析，能夠統計出，太湖水位在不同的各個時段均呈現出降低的趨勢，流量除去在夏季有所增長之外，在其余時段呈現的均為降低趨勢。而降水量呈現出上漲趨勢是與此相反的。說明在1957~1988年之間太湖入流河道的夏季、冬季水位與汛期水位等數值均處于下降狀態且同時夏季流量增長。與之對應的冬季流量和年平均流量逐步降低。針對長度為32的樣本數據，給定0. 05（R0.05= 0.3490）的顯著性水平，可以得出下列水平：太湖水位同冬季水流量呈現正比，均出現了降低的狀況[3]。年均降水量和冬季、夏季降水存在顯著增長趨勢。對于其他水文指標來說，其和時間所存在的線性趨勢顯著性不明顯。

2.1 年徑流量等級及其與厄爾尼諾的關系

通過查閱統計資料可以發現對于太湖流域上游河流來說，其年度徑流量與全球范圍內氣候異常二者之間具有一定的相關性，這類變化從氣候異常年份和豐、枯水年份中可以觀察到，故當全球范圍內極端氣候產生時（如厄爾尼諾或拉尼娜），是太湖流域干旱洪澇可能產生的預兆。厄爾尼諾作為一種空間尺度波及全球范圍的氣候現象，探究太湖流域的年徑流量，不僅對太湖上游和太湖整個流域的天氣預測具有積極意義，更能為氣象災害預報提供參考含義。

2.2 水位、流量與降水間的相關性分析

通過查閱太湖流域水文信息統計資料判斷相關系數，發現太湖水位與流量之間存在高度相關性，在不同的季節中均大于0.5，且太湖流量與降水在夏季、汛期相關系數也符合0.05顯著性水平。然而針對太湖水位年平均值和冬季水位平均值的相關性進行分析，該數值同夏季與汛期的相關性相比更低。這種數值差異提示太湖上游入湖河道汛期流量同本年降水的數值存在直接相關性，降水量和流量大小呈現正比關系。統計以往的研究成果，也可以得出相關結論，即太湖流域的汛情取決因素主要包括臺風降水和梅雨的量。冬季階段，太湖水位流量和降水相關聯為負值，這提示在冬季太湖水位流量并非受到降水制約，而更可能和太湖流域的其他水源引入（如工業生活用水）存在相關性。

3 結束語

統計20世紀太湖流域水文數據，可以發現該區域發生了多次較大洪水，其中多次特大洪水的誘因是梅雨。在發生特大洪水的年份，受災面積達到流域面積10%以上，造成了巨大的財產損失。故對太湖流域災害進行預測，以達到控制損失的目的是至關重要的。

針對洪澇災害所造成的重大損害，相關領域的各類專家學者通過分析后針對現狀提出各類損失控制對策，比如疏浚河道、加固堤壩等，上述行為可以說是作用較好的幾種方法。然而如何統計太湖流域歷史年份災害發生并遵循規律進行災害預報，也是具有一定挑戰性的。該過程需求利用歷史資料并采用統計學原理尋求內在規律，且綜合考慮洪澇災害等相關氣候因素，如厄爾尼諾現象和降水，并將其與洪澇變化趨勢二者相結合做出太湖流域洪澇等級預測。雖然獲得的資料數量有限，分析范圍僅局限在太湖流域的區域范圍，并未將研究結果擴展到整個太湖流域當中，然而根據氣候學理論太湖流域范圍內大尺度氣候背景差距較小，故針對未來整個太湖流域洪澇預測進行分析，以上分析結果依然具有重要的參考價值。