理论教育 江汉平原水资源调控能力研究及灾害频率分析

江汉平原水资源调控能力研究及灾害频率分析

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:长江流域是我国旱涝灾害较频繁的地区之一,而江汉平原区域的旱涝灾害在长江流域7个省市中最为严重。湖泊、湿地生态系统的退化是导致调蓄能力降低,洪涝灾害加剧的一个重要原因。严重影响了湖泊调蓄洪水抗击洪涝等自然灾害的功能,致使江汉平原江河湖的洪水水位不断升高,特大洪涝灾害频率加大。

江汉平原水资源调控能力研究及灾害频率分析

长江流域是我国旱涝灾害较频繁的地区之一,而江汉平原区域的旱涝灾害在长江流域7个省市中最为严重。江汉平原是我国重要的粮食生产基地,在我国经济的空间布局上有着重要地位,同时又是我国典型的生态环境脆弱地区。该区人口密度约为409.72人/平方千米,人均耕地面积不足0.074平方千米。有限的土地资源承载着大量的人口,这导致人地关系极为紧张,使得该区的发展一直伴随着环境破坏、潜在旱涝威胁加强的矛盾。自新中国成立以来,为了保证农业生产和经济发展,江汉平原湿地面积及其生态功能发生了很大的变化,人们不合理地开发利用自然资源,使得数十年以来形成区内洪涝灾害频率趋高、高水位频率明显增加、外洪内涝日益严重的变化特点。

1.洪涝灾害

(1)洪涝灾害形成的外部因素

长江流域贯穿整个平原地区,整个湖北段流域的组合极其复杂,它既承接长江上游来水,又受洞庭湖水及境内中小河流的汇入,同时还受鄱阳湖和下游洪水的顶托,是这些客水的必经之地,且境内河道复杂,各级干支渠交错相连,支流众多,九曲回肠。区内年均承接客水流量达6 600亿立方米,一旦雨汛同期外排,平原湖区则无法调蓄,并且受上游4—9月集中降雨影响,上游降水异常,长江水位在5—10月也不断上涨,如此之多的地表径流必然积涝成灾。

此外,平原地势低平,多为环状结构盆地型,其中又有许多蜂窝状盆碟型渍地,腹地的长湖、白露湖、三湖、洪湖四湖,在境内珠联一体而得名,而其调蓄能力很低,仅有8.16亿立方米。故四湖地区常年都约有3亿~6亿立方米的渍水难以外排,加之水高田低,排水也不畅,区内内涝不断发生,尤其是洪湖涝灾几乎年年发生。

平原区域受季风影响,年降水量和年际降水量分布不均,4—9月降水量约占年降水总量的65%~75%,各地小雨、中雨、大雨、暴雨日数占降水总日数的比例分别为70%~80%、15%~20%、5%~10%、2%~5%。中、小雨多集中在春秋两季,虽然降水日数所占比例高,但降水量远不及集中于夏季的大雨和暴雨,如2010年,降水最多的7月份降水就占了年降水量的26.7%,进而造成了近20年来最强暴雨洪涝灾害。经长期统计,95%以上的洪涝灾害主要集中在5—9月;其中6—8月为主汛期,70%以上的小洪涝,85%以上的中等洪涝,以及90%以上的大洪涝均发生在这一时间段。

(2)洪涝灾害的潜在威胁日趋严重

通过长江汉口站自1865年以来130多年的统计资料表明,江河湖高水位频率明显增加,出现警戒水位26.3 m以上的频率有显著增加的趋势,1865年—1900年为每6年1次,20世纪内频次逐渐增高,1901年—1950年每4.5年1次,自1951年以来增加为每3年1次。同期超出27.0 m水位的频次同样明显增高,由前36年平均18年1次,到50年的平均9.8年1次,增到后40多年的平均7年1次。长江高水位频率的逐年增高表明洪峰威胁在逐步扩大。

我们可以看到在平原区域中,历年受洪涝灾害最重的县市有汉川市、潜江市、枝江市、云梦县;受洪灾较重的地方有松滋市、天门市、应城市、仙桃市、洪湖市、监利县、石首市;受洪灾较轻的地方有钟祥市、京山县、当阳市、沙市区、荆州市、江陵县、公安县、荆门市。这些区域都主要集中在地势低平的盆地区域,也就是我们通常所说的狭义的平原区。

(3)洪涝灾害的潜在威胁日趋严重的原因

通过实地调查分析,我们发现有多方面的原因造成江汉平原湿地功能下降,调蓄能力不断降低,致使洪涝灾害威胁不断加重。

首先,自新中国成立以来,平原区围湖垦殖使得湖泊数量、面积大幅下降,尤其是20世纪80年代以后湖泊水面锐减,直到20世纪90年代后湖泊水面才基本处于稳定状态。

20世纪50年代汉江湖群的湖泊数为1 066个,据1965年统计,江汉平原尚有大中湖泊面积总计2 536.25平方千米,但近30年来由于过度围湖造田湖泊面积已大为缩小,有的湖泊业已不复存在。据1986年主要调查的150个大、中湖泊的统计,原总面积为3 726平方千米,现在只有1 443平方千米,减少了61.3%,其中江汉平原最大的洪湖水面面积20世纪50年代为615平方千米,1984年武汉测绘学院测得只有395平方千米,减少了38.9%,至2005年稳定在420平方千米,汉北区的汈汊湖20世纪50年代初水面面积为293平方千米,1984年只剩下45平方千米,其他如天门、汉川两地交界处的沉湖原水面面积为190平方千米,荆州市的三湖白露湖原水面面积共为222.3平方千米,现已基本被围垦。

湖泊等水面面积的减少使其调蓄容积减少近60亿立方米,致使一些湖滨地区3天的降水量超过50 mm就能渍涝成灾,目前湖泊仅能调蓄水量约40亿~45亿立方米。

据1980年7月29日至8月4日发生的一次暴雨记录,根据平原湖区近50个雨量站降水量计算7日次面平均雨量近200 mm推算产水量70亿立方米,有近30亿立方米的渍水致使江汉平原四湖含洪湖、长湖、三湖和白露湖水位都达到有记载以来的最大值,成灾面积达47×104km2左右,受灾人数600万。

另外,随着农业种植结构改变,湖北省种植水稻面积不断减少,且水稻面积减少幅度最大的地区正是湖北水资源充足的江汉平原,这也降低了区内的调蓄能力。湖泊、湿地生态系统的退化是导致调蓄能力降低,洪涝灾害加剧的一个重要原因。

再有,汛期江水倒灌入湖泊,内湖长时间处于高水位状态,造成泥沙落淤,湖群湖底变浅。根据江汉湖群湖泊水深调查资料,在正常水位条件下,有近70%的湖泊水深不到3米,仅少数湖泊最大水深达5米,如以平均水深计算,大部分湖泊不到2米。因此,泥沙淤积问题导致湖泊水位下降、湖泊退化等严重问题,以洪湖为例每年平均淤积0.5 cm,其他小型湖泊的退化速度更快。加之水体的污染、富营养化的加剧,水生植物大量生长与消亡,其沉积等也造成了一定的淤积。

因此,江汉湖群湖泊淤积连同水域面积的减少等因素造成江汉湖群20世纪80年代的调蓄能力仅为20世纪50年代的33%。严重影响了湖泊调蓄洪水抗击洪涝等自然灾害的功能,致使江汉平原江河湖的洪水水位不断升高,特大洪涝灾害频率加大。(www.daowen.com)

(4)防洪抗灾能力不断增强

为了抵御自然灾害,20世纪90年代以来,政府对病险水库除险加固、排水泵站和堤防进行了整修,并兴建水利工程设施,加大了渠道清淤整治工程的力度,这些举措在随后多年的农业灌溉、防洪抗旱中发挥了重要作用,经受住了1998年特大洪水的考验。虽然洪峰的威胁在不断增强,但灾害的损失仍在可控范围。

随着葛洲坝、长江三峡、长江上游地区水能资源的开发建设,平原区大堤的抗洪能力从百年一遇提高到千年一遇的特大洪水,江汉平原面临洪峰的压力大大减小,抗洪能力大幅提高。

2.旱情不断

由于整个平原区域的湖北省雨量在地域、年际上分布不均,加之水资源的需求不断增长,且水资源大多是客水,因而就总体情况而言,整个湖北省缺水情况较严重。历年干旱灾害频繁发生,具有普遍性、区域性、季节性、连续性的特点。另一方面,由于灾害造成的经济损失也越来越大,近年来,在中等干旱年份,全省缺水达55.7亿立方米。平原区域虽然水资源充分,但也存在缺水时节,旱情时有发生。

干旱的季节分布与洪涝不同,它每月都有可能出现,但总体上以上年11月至当年1月出现天数最多。4月—9月是最重要的农业生产季节,一旦早春、夏伏连旱,将会造成更大的受灾。如2006年的梅雨期前遇旱、2007年的秋冬连旱,受旱面积达全省面积的60%以上。尤其是鄂东北、鄂西北区域,受灾较重,1988年鄂北大部分地区水分亏缺高达125 mm,造成田地龟裂,人畜饮水困难,棉、杂粮出苗不齐,中稻无水插秧,早茬玉米旱死,甘薯苗枯死,全省受旱面积达133万平方千米。2000年的春旱连初夏旱的危害比1988年更严重,总降水量大部分地区为历史同期最少,夏收作物大幅减产,全省作物受旱面积278.7万平方千米,成灾面积151.3万平方千米,各类农业经济损失达66.8亿元。

造成旱灾的自然因素主要有三方面:

(1)春旱

该区域主要集中在鄂西北,地处于江汉平原西北方,包括郧阳及襄阳地区西部,主要为山地,是湖北省年降水量最少区,春季尤少,中等以上的春旱平均2年一遇。

(2)伏旱和伏秋连旱

伏旱或伏秋连旱是湖北省频次出现最多,受旱范围最广,旱期最长,气温最高,蒸发量最强,灾害最严重的旱害,主要发生在7月中旬之后,有的年份发生在梅雨结束后,6月下旬出现副热带高压气候,高温干旱的伏旱便开始。由于高温蒸发量极大,严重时期缺水高达250~300 mm,如若不能及时引水灌溉,对农作物的危害极大。伏旱和伏秋干旱的分布东多西少,其中鄂东北最为严重,江汉平原其次,发生频率占区内干旱总频次的40%~70%,鄂西占20%~30%,鄂西南最轻,近30年只出现2~4次,且多为小旱。

受伏旱和伏秋干旱影响最为严重的鄂东北区域,该区多为丘陵岗地,地下水位低,水利条件往往较差。降水也极不均匀,梅雨期雨量可达几百毫米,而伏秋干旱期百日内不降透雨,总雨量不足30~50 mm。大、中旱出现率为平均3年两遇,在丘陵岗地往往使稻、棉绝收。另外,在咸宁和黄冈地区南部,属鄂东南区域,即江汉平原的东南区域,是湖北省的多雨区之一。干旱主要发生在梅雨结束以后的伏秋季节,旱情较重,中旱以上出现率为平均2~3年一遇。

反观平原区域,盛夏常为副热带高压脊控制,雨水充分,受洪涝威胁;秋季多晴朗天气,故伏、秋干旱频次较多,但由于水资源相对充分,能够及时引水灌溉,通常对农业生产不会造成太大的损失。

(3)秋冬旱

秋冬季节,境内降雨较少,造成部分区域形成秋冬旱。秋冬旱的分布也呈东多西少,鄂东北最多,约三年一遇;鄂西南几乎不出现,其他地区约10年一至两遇。最严重的冬旱年份有1973年、1979年、1988年及2001年,水分亏缺量约80~129 mm,秋冬连旱对秋播及秋播作物生长影响较大。

此外,旱灾的形成除了主要的气候因素,也与人们不合理的开发利用资源有关。如在水资源相对贫乏地区盲目扩大水稻种植,也导致了干旱成灾率上升。再有,由于部分农田水利基础设施经过多年的运行后设备老化,河道淤积,暂没有及时梳理、清挖,河流水渠面积减少,防汛抗旱标准由设计时的10年一遇,现今只能达到5年一遇的标准,加大了灾害的农业损失程度。近年来,随着政府水利部分的重视,各区水利条件也在不断改善和完善中。

总的来说,鄂西南与江汉平原区域旱情相对较轻,尤其是平原区域,随年际的变化加强或减弱的趋势并不明显,干旱发生的频率呈现明显的增加趋势,但平原区灾情的农业损失程度并未明显增加,这与相对充足的水资源和基础水利设施的不断完善有很大关系,往往平原内旱情时常发生但难以成灾。近年来,全省境内开展“百河(湖)保护行动”,以大东湖生态水网构建为重点,全力推进洪湖、梁子湖等重点水体生态保护与修复建设,随着这些大多集中在平原区域的重点湖泊的生态湿地的不断修复,全省各区的旱情将逐渐得到缓解,而毫无疑问,平原区是最大的受益者。

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