太湖上游的水文特征及灾害分析研究

孙将陵 张明月

1. 太湖流域水文水资源监测中心 江苏 无锡 214024；

2. 太湖流域管理局水文局（信息中心） 上海 200434

1 太湖概况

1.1 自然地理概况

太湖流域涵盖了其所在的西部丘陵山地和太湖平原，位于长江三角洲地区，总面积超过了36500 km2，是中国主要的经济发展区域。太湖是我国名列第三的淡水湖，其位于太湖平原中部，平均深度约为1.89m，承担着太湖周边水路运输、饮用水供给和蓄洪、生态资源利用等一系列功能，为中国东部经济发展做出了巨大贡献[1]。然而自上世纪初以来太湖流域洪水灾害严重，特大洪水时有发生，引发了不可估量的人员伤亡与财产损失。本文对1957至1988年太湖上游水文数据进行分析，使用到入湖河道水位数值，并统计了太湖流量变化规律，探究了太湖流域河道流量变化周期性特征，对太湖流域洪水灾害预测提供了一定辅助。

1.2 太湖水文与气候特征

太湖属于吞吐型湖泊，为太湖贡献水量的河流主要集中在太湖西部，分为发源于天目山区的菩溪水系和发源于茅山及苏皖浙三省交界地区的南溪水系，太湖地区位于亚热带季风区，有着充足的降水，且由于西太平洋季风的影响容易产生梅雨天气[2]。太湖流量和水位同梅雨期具有高度相关性，也是引发太湖汛期大洪水的关键因素。黄涛珍等人以季节为单位统计太湖流域降水量，发现四季降水量占比存在区别，汛期降水量占据了年均总降水量的大部分。

2 水文关系分析

通过水文关系资料的倾向值进行分析，能够对水文变量在各年中的线性变化规律进行估计分析，能够统计出，太湖水位在不同的各个时段均呈现出降低的趋势，流量除去在夏季有所增长之外，在其余时段呈现的均为降低趋势。而降水量呈现出上涨趋势是与此相反的。说明在1957~1988年之间太湖入流河道的夏季、冬季水位与汛期水位等数值均处于下降状态且同时夏季流量增长。与之对应的冬季流量和年平均流量逐步降低。针对长度为32的样本数据，给定0. 05（R0.05= 0.3490）的显著性水平，可以得出下列水平：太湖水位同冬季水流量呈现正比，均出现了降低的状况[3]。年均降水量和冬季、夏季降水存在显著增长趋势。对于其他水文指标来说，其和时间所存在的线性趋势显著性不明显。

2.1 年径流量等级及其与厄尔尼诺的关系

通过查阅统计资料可以发现对于太湖流域上游河流来说，其年度径流量与全球范围内气候异常二者之间具有一定的相关性，这类变化从气候异常年份和丰、枯水年份中可以观察到，故当全球范围内极端气候产生时（如厄尔尼诺或拉尼娜），是太湖流域干旱洪涝可能产生的预兆。厄尔尼诺作为一种空间尺度波及全球范围的气候现象，探究太湖流域的年径流量，不仅对太湖上游和太湖整个流域的天气预测具有积极意义，更能为气象灾害预报提供参考含义。

2.2 水位、流量与降水间的相关性分析

通过查阅太湖流域水文信息统计资料判断相关系数，发现太湖水位与流量之间存在高度相关性，在不同的季节中均大于0.5，且太湖流量与降水在夏季、汛期相关系数也符合0.05显著性水平。然而针对太湖水位年平均值和冬季水位平均值的相关性进行分析，该数值同夏季与汛期的相关性相比更低。这种数值差异提示太湖上游入湖河道汛期流量同本年降水的数值存在直接相关性，降水量和流量大小呈现正比关系。统计以往的研究成果，也可以得出相关结论，即太湖流域的汛情取决因素主要包括台风降水和梅雨的量。冬季阶段，太湖水位流量和降水相关联为负值，这提示在冬季太湖水位流量并非受到降水制约，而更可能和太湖流域的其他水源引入（如工业生活用水）存在相关性。

3 结束语

统计20世纪太湖流域水文数据，可以发现该区域发生了多次较大洪水，其中多次特大洪水的诱因是梅雨。在发生特大洪水的年份，受灾面积达到流域面积10%以上，造成了巨大的财产损失。故对太湖流域灾害进行预测，以达到控制损失的目的是至关重要的。

针对洪涝灾害所造成的重大损害，相关领域的各类专家学者通过分析后针对现状提出各类损失控制对策，比如疏浚河道、加固堤坝等，上述行为可以说是作用较好的几种方法。然而如何统计太湖流域历史年份灾害发生并遵循规律进行灾害预报，也是具有一定挑战性的。该过程需求利用历史资料并采用统计学原理寻求内在规律，且综合考虑洪涝灾害等相关气候因素，如厄尔尼诺现象和降水，并将其与洪涝变化趋势二者相结合做出太湖流域洪涝等级预测。虽然获得的资料数量有限，分析范围仅局限在太湖流域的区域范围，并未将研究结果扩展到整个太湖流域当中，然而根据气候学理论太湖流域范围内大尺度气候背景差距较小，故针对未来整个太湖流域洪涝预测进行分析，以上分析结果依然具有重要的参考价值。