《太湖流域洪水资源利用理论与实践》是作者多年从事太湖流域洪水规律分析和洪水调控技术研究及管理工作所积累的成果总结。《太湖流域洪水资源利用理论与实践》共9章，围绕太湖流域洪水资源的利用依据、利用方式和利用效果三个层面，针对暴雨洪水演变规律、洪水资源利用评价、洪水调控模式以及风险效益评价等内容开展了系统研究，构建了平原河网地区洪水资源利用技术体系，并在2008年以来的流域洪水与水量综合调度实践中进行了应用，取得了显著的经济、环境和社会综合效益。
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《太湖流域洪水资源利用理论与实践》：
第1章 绪论
1.1 太湖流域洪水资源利用背景与意义
太湖流域地跨苏、浙、沪、皖四省市，位于长江三角洲核心区域，流域面积36 895km2，是我国人口最集中、经济最发达、城镇化程度最高的地区之一。2010年以占全国0.39%的国土面积，养育了占全国4.3%的人口，创造了占全国10.8%的国内生产总值（gross domestic product，GDP），人均GDP超过8.2万元，是全国人均GDP的2.3倍。
太湖流域属亚热带季风气候区，降水丰沛。流域多年平均降雨量约1185mm。太湖流域河流纵横，湖泊众多。较大的河流有东苕溪、西苕溪、南溪、江南运河、锡澄运河、望虞河、太浦河、浏河及黄浦江等；流域内有沙河、大溪、横山、青山、对河口、赋石和老石坎等大中型水库。太湖流域水系及水资源分区如图1-1所示。
图1-1太湖流域水系及水资源分区图
随着人口和经济的快速增长，太湖流域水资源需求量和污水排放量不断增加，出现了自产水量不足、水质型缺水以及洪涝灾害频繁并存的局面，成为区域经济社会可持续发展瓶颈。根据《太湖流域及东南诸河水资源公报（2008年）》，2008年太湖流域用水量达到354.6亿m3，其中流域本地水源供水为201.9亿m3；沿江口门引长江和钱塘江水量为152.7亿m3（包括自来水厂和工矿企业自备水源直接取水以及沿江口门引水），占供水量的43%，因此形成了过分依赖过境水和外流域引调水供水的局面。此外，由于工业、生活污水排放量的不断增加，加之太湖流域中间低、四周高的“碟型”地势特征，使得工业废水、生活污水汇聚于平原河网中，流域河网水质恶化趋势明显。2008年，在总河长3 028.7km的水质评价中，全年期85.2%的评价河长水质劣于Ⅲ类，部分河段为V类甚至是劣V类，流域的水质型缺水问题日益突出。另一方面，太湖流域受季风气候影响显著，降雨年内分配变化大，地表水资源量的60%～85%集中在汛期5～9月，导致流域洪涝灾害频发。1949～2011年发生较大洪涝灾害的年份有15年，20世纪80年代、90年代发生了9次，特别是1991年和1999年，当年洪涝灾害的直接经济损失就达到114亿元和141亿元。
1.1.1基本概况
1.1.1.1太湖流域地理概况
（1） 地理位置
太湖流域地处长江三角洲南缘，北滨长江，南濒钱塘江，东临东海，西以天目山、茅山等山区为界，地理坐标范围为东经119°08′～121°55′、北纬30°05′～32°08′。行政区划分属苏、浙、沪、皖三省一市，包括江苏省苏州、无锡、常州三市全部与镇江市、南京市高淳县的一部分，浙江省嘉兴市、湖州市全部与杭州市的一部分，上海市大陆部分（不含崇明、长兴、横沙三岛）以及安徽省宣城市的少部分地区。流域总面积36 895km2，其中江苏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
太湖流域地形特点为周边高、中间低，呈碟状。其西部为山丘区，属天目山及茅山山区的一部分，中间为平原河网和以太湖为中心的洼地及湖泊，北、东、南周边受长江口和杭州湾泥沙堆积影响，地势相对较高，形成碟边。
流域地貌大致以丹阳－溧阳－宜兴－湖州－杭州为界分山地、丘陵与平原，平原区又分为中部平原区、沿江滨海平原区和太湖湖区三类。西部山丘区面积7 338km2，山区高程一般为200～500m（镇江吴淞高程，下同），丘陵高程一般为12～32m，约占总面积的20%；中部平原区面积19 350km2，高程一般低于5m，约占总面积的52%；沿江滨海平原区7 015km2，高程一般在5～12m，约占总面积的19%；太湖湖区3 192km2，占总面积的9%。
1.1.1.2太湖流域气候概况
太湖流域属亚热带季风气候区，呈现冬季干冷、夏季湿热、四季分明、降雨丰沛和台风频繁等气候特点。冬季受西北冷气团侵袭，盛行西北风，气候寒冷干燥；夏季受海洋气团的控制，盛行东南风，水汽丰沛，气候炎热湿润。多年平均气温介于15～17℃，全年无霜期约230天，多年平均降水量1 184.5mm，多年平均水面蒸发量为822mm。
春夏之交，大多在每年的5～7月，暖湿气流北上，冷暖气流遭遇形成“梅雨”，易引起洪涝灾害；盛夏受副热带高压（简称副高）控制，天气晴热，大多在每年的7～9月，常受热带风暴和台风影响，形成“台风雨”，易出现灾害天气。如遇干旱年份，流域供水矛盾也十分突出。
1.1.1.3太湖流域水系概况
（1） 河流
太湖流域是我国著名的江南水乡，河网如织，湖泊棋布，太湖居中，包孕吴越，江南运河横贯南北，沟通河网水系。河道总长约12万km，河道密度达3.3km/km2。流域内河流水系以太湖为中心，分上游和下游两个系统。上游有发源于天目山南北麓的苕溪水系和发源于茅山、界岭的南河水系以及洮滆水系；下游主要为平原河网水系，有江南运河水系、黄浦江水系、北部沿江水系和南部沿杭州湾水系。
（2） 湖泊
太湖流域内湖泊众多，现有水面面积在0.5km2以上的大小湖泊共有189个，水面总面积3 159km2，蓄水量为57.7亿m3。湖泊占全流域面积的8.6%。湖泊面积大于10km2以上的大中型湖泊有9个，分别为太湖、滆湖、阳澄湖、洮湖、淀山湖、澄湖、昆承湖、元荡、独墅湖，占湖泊总面积的90%。由于受到自然和人为因素的影响，湖盆形态相似，均为浅水碟形，属三角洲浅水湖泊类型。
太湖是我国第三大淡水湖泊，是整个流域水调节和水生态系统的中心，面积2 338km2，正常水位3.11m（吴淞基面）下容积44.3亿m3，平均水深1.99m，换水周期309天，北部从西向东有竺山湖、梅梁湖、五里湖、贡湖、胥湖以及东太湖等湖湾。
（3） 水库
流域内现有25座大、中型水库，主要集中在流域西部。其中大型水库8座（江苏省3座——沙河水库、大溪水库、横山水库；浙江省5座——青山水库、对河口水库、赋石水库、老石坎水库、合溪水库），中型水库17座（江苏省7座，浙江省10座）。此外还有小型水库386座和众多塘坝。大中型水库总库容为15.6亿m3，其中防洪库容5.58亿m3。
1.1.1.4太湖流域社会经济概况
太湖流域经济发达、人杰地灵。由于得天独厚的自然地理条件，这一经济区域自古就是鱼米之乡。“上有天堂，下有苏杭”正是其富饶繁荣的写照。新中国成立以后特别是改革开放以来，流域凭借良好的经济基础、强大的科技实力、高素质的人才队伍和日益完善的投资环境，经济社会得到了高速发展，成为我国经济最发达、大中城市最密集的地区之一。流域内除特大城市上海、杭州外，还有苏州、无锡、常州、嘉兴和湖州等大中城市以及迅速发展的众多城镇。
（1） 人口与耕地
2010年流域总人口5 724.1万，其中城镇人口4 278.1万，人口密度约为1 551.5人/km2，2010年流域城镇化率达74.7%。1980～2010年的30年间，流域人口净增2 555.5万；城镇人口净增3 153.3万；农村人口净减597.8万（表1-1）。表1-1太湖流域代表年人口统计表（1980～2010年）年份人口（万）GDP（亿元）总人口城镇人口农村人口城镇化率
（%）全流域江苏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为2000年可比价，2000年后为当年价2010年太湖流域农田有效灌溉面积为1 637.7万亩1亩≈666.7m2。，较2000年减少351.3万亩。
（2） 主要经济指标
2010年太湖流域实现GDP 42 904.5亿元，约占全国GDP的10.8%，流域人均GDP 约7.5万元，是全国人均水平的2.5倍。2010年太湖流域实现工业总产值20 197.3亿元，占工农业总产值的96.2%；农业总产值792.5亿元，仅占工农业总产值的3.8%。
2010年太湖流域及分省份经济社会情况见表1-2。
表1-22000年和2010年太湖流域经济社会发展指标年份分区人口（万）总人口其中：
太湖流域治理的核心问题包括防洪排涝、水资源开发利用和水环境改善三个方面。三者之间不是孤立的，客观上要求将流域的防洪减灾与水资源利用和水环境改善密切结合、统筹考虑，实现从洪水调度向洪水调度与资源调度相结合转变、水量调度向水量水质统一调度转变。太湖流域洪水资源利用研究正是在这样的背景下提出的。以科技进步为依托，通过科学调控流域内现有防洪工程，挖掘洪水资源的利用潜力，在平衡防洪风险和水资源利用效益的基础上提高开发利用水平，是流域水资源“开源”的一项重要举措。
从工程条件来看，随着治太工程的全面实施，太湖流域已初步建成了望虞河、太浦河、环湖大堤工程等十一项骨干工程，形成了洪水北排长江、东出黄浦江、南排杭州湾，充分利用太湖调蓄，“蓄泄兼筹，以泄为主”的流域防洪骨干工程体系；建立了以治太骨干工程为主体，由流域上游水库、周边江堤海塘和平原区各类圩闸等工程组成的流域防洪工程体系。这不仅在防洪减灾中发挥了重要作用，而且也为加强洪水资源利用提供了良好的工程条件。
从科技条件来看，随着天气监测技术手段的提高，暴雨洪水预测预报技术的进步，为改进调度方式提供了必要的技术保障。目前太湖流域已建立了水文遥测系统、洪水预报调度系统、水资源实时监测系统、灾情评估系统、耦合平原区产水模型的河网水量水质联合调度模型以及太湖湖区水质及富营养化模型等，这些系统和模型已在流域防洪及水资源调度中得到实际应用。因此，流域具备的防洪工程体系调控能力、洪水监测与预报技术、水量水质模拟技术、信息技术、决策支持技术以及组织和应急能力等条件，为实现洪水资源利用目标提供了基础。
太湖流域管理局针对水质型缺水明显、水污染严重、水生态系统恶化的形势，自2002年以来，以一湖两河为重点，开展了引江济太调水试验。通过引江济太工程，将防洪调度和资源调度有机结合，水量调度和水质调度有机结合，以充分保障流域防洪安全、供水安全和水生态环境安全，引江济太取得了巨大的经济效益、环境效益和社会效益。2002～2008年，望虞河共调引长江清水134亿m3，其中61亿m3清水入太湖。2007年4月底，太湖西北部湖湾梅梁湖等出现蓝藻大规模爆发，太湖流域管理局紧急启用望虞河常熟水利枢纽泵站，实施引江济太应急调水，从2007年5月6日至7月4日，通过常熟水利枢纽调引长江水10.0亿m3，通过望亭水利枢纽引水入湖6.2亿m3。引江济太应急调水，大量长江清水进入，再加上梅梁湖泵站的引流作用，加快了贡湖和梅梁湖等水域的水体流动，改善了水源地水质。实践表明，引江济太调水维持了枯水季节太湖水位，加快了太湖水体的置换，提高了河流及湖泊的稀释和自净能力，对太湖流域水环境的改善具有重要的现实意义。引江济太调水试验的成功，也为太湖洪水资源利用提供了大量的技术储备和经验。
因此，开展太湖流域洪水资源利用研究，对于缓解流域水资源“短缺”矛盾，增加水量和改善水质以增加优质供水，提高流域水体自净能力，推进流域水生态修复，改善水环境，有效提高水资源的利用效率和效益等方面具有重要的现实意义。研究成果将丰富我国洪水资源利用的内涵，拓展和完善洪水资源利用的理论框架和技术体系，同时，将对我国其他流域（长江、珠江流域等）洪水资源利用的开展具有良好的技术示范作用。
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