1.植被变化
植被变化对洪涝灾害的影响以森林最为突出,表现为森林过度砍伐削弱了对降水的持蓄能力和对雨洪的再分配功能,使林地径流速度加快,洪水相对集中,从而加大了河流的泥沙淤积和中小河流的山洪威胁。据有关部门观测,森林土壤的根系空间达1m深时,每公顷森林可贮水500~2000m3,被人们喻为“绿色水库”。
我国森林覆盖率在战国时为49%,清中叶减为28%,间隔2000多年,平均每100年减少约1%;至清末时为18%,平均每20年减少约1%,减少速率约为前一时期的5倍。至20世纪70年代,全国森林覆盖率仅为12%,平均每10年减少约1%。1980年以来,国家大力倡导植树造林,森林覆盖率有所上升。2000年,中国科学技术协会公布,我国森林覆盖率为16.55%。
2000多年森林的消长变迁,改变了自然界的生态环境,对流域内洪水特性产生了显著影响。据专家研究,长江流域上游河源区在从唐代以来的1000多年间,因森林破坏导致水源涵养减少约3000亿m3。森林破坏成为近代以来长江水患频发的一个重要原因。
不过,森林对洪水的拦洪削峰作用受很多因素限制,如土壤前期含水量、枯枝落叶层受前期降雨影响所达到的饱和程度、暴雨的强度和历时等。
森林变化对河道洪水特性影响突出,主要是增加了河道泥沙含量和淤积量。我国含沙量低的河流,如松花江(0.157kg/m3)、闽江(0.135kg/m3),其流域森林覆盖率都很高。
2.水土流失
水土流失对洪水灾害的影响表现为增加河流的泥沙含量,减低河道的泄洪能力,淤积水库、湖泊。20世纪50年代初期,全国水土流失面积约116万km2,经过50年的治理,全国共完成治理面积81万km2,但总的情况是边治理边产生新的水土流失。20世纪90年代以来,平均每年新增水土流失面积约1万km2。1999年水利部遥感调查统计,全国水土流失总面积约356万km2,占国土总面积的37%。水土流失的主要地区是:长江上中游主要支流,黄河中游黄土丘陵区,辽河干流西侧支流,海河水系的永定河以及珠江流域上游的南盘江、北盘江及中游支流等。这些地区不但灾害性洪水频发,而且河流洪水常挟带大量的泥沙,造成下游河湖淤积,破坏天然河湖调蓄和宣泄洪水的能力,加剧了洪水的危害。
长江中下游地区是我国湖泊分布最为集中的两大湖群之一,随着水土流失增加,泥沙淤积日益严重,湖泊容积不断减少。据20世纪90年代初统计,长江中下游地区每年因泥沙淤积减少湖泊容积0.5亿~1.0亿m3。洞庭湖泥沙淤积是最为典型的例子。1951~1987年,共淤积泥沙约35.8亿m3,占入湖沙量的74.1%,平均每年淤积0.97亿m3。加之多年来的围垦,大大小小的堤垸分割了湖体。昔日“八百里洞庭”如今已成为“洞庭河”。
水土流失,特别是七大江河流域的水土流失,是我国防洪减灾工作有效实施的重要制约因素之一。
3.湖泊围垦
长江中下游是我国洪涝灾害的多发地区,区内分布有众多的通江湖泊和洼地,是长江洪水的天然调蓄场所。据概略匡算,全区165个大中型湖泊可调蓄水量946亿m3,约占河川径流量的1/5,对减轻本地区的洪涝灾害、保护湖区人民生命财产起着重大的作用。据不完全统计,1949年以来,由于泥沙淤积和人类围垦,长江中下游5省湖泊减少面积约1万多km2,减少面积比例约1/3(见表2-5)。目前,较大的湖泊除洞庭湖和鄱阳湖仍与长江相通外,其余均已建闸控制,调蓄能力减低了许多。
表2-5 长江中下游各省湖泊减少面积统计
注 王苏民,窦鸿身.中国湖泊志.北京:科学出版社,1998
由表2-5看出,湖北、湖南、江西三省湖泊的缩减率都在40%以上,湖北省湖泊的变化尤为明显。20世纪50年代初期,湖北省水域面积100亩以上的湖泊1332个,水域面积8528.2 km2,素称“千湖之省”;1988年湖泊843个,水域面积2983.5 km2。近40年间湖泊个数减少489个,水域面积缩减5544.7 km2,湖泊消失率为36.7%,水域面积缩减达65%。其中1万亩以上的大中型湖泊减少197个,面积减少4909.4 km2,总容积减少43.3亿m3,有效调蓄容积减少84.7亿m3。江汉平原20世纪50年代初期有大小湖泊约1052个,中水位的水域面积8300 km2,高水位的水域面积13000 km2,至80年代中期,围垦总面积约6000 km2。表2-6是湖北省环境保护局1984年对典型地区的调查资料,反映了围垦湖泊的强度。
表2-6 20世纪后半期湖北省部分地区湖泊围垦统计(www.xing528.com)
注 引自王苏民、窦鸿身.中国湖泊志,北京:科学出版社,1998年。表中湖泊数指水域面积在0.5km2以上的湖泊。
洞庭湖的变化也非常明显,1995年的湖泊面积比1949年、1983年分别递减了39.7%和2.5%;与同期容积相比较,1995年比1949年和1983年分别递减了43%和6.2%。由表2-7可见,洞庭湖的萎缩主要发生在1949~1983年,萎缩量占1949年以后总减少量的88.6%,年均萎缩57.5km2;1977~1995虽然面积仍在缩小,但速度已大大减低,年萎缩6.5km2,为前一时期的1/9。据研究,洞庭湖多年平均泥沙淤积1.53亿t,约合0.69亿m3,据此估算,1949~1977年29年间泥沙淤积约为27亿m3,但实际洞庭湖容积在29年间减少了115亿m3。据此推算,人类围垦使洞庭湖容积减少约88亿m3,人类围垦是自然淤积的3倍。1949~1980年,洞庭湖在洪水年份调蓄水量的减少和湖区湖田的增加也反映了这一实际情况。1952~1983年,洞庭湖入湖最大流量减少15600 m3/s,调蓄水量减少17.2亿m3,城陵矶起调水位则增高5m(见表2-8)。另据统计,1949~1979年,洞庭湖区耕地面积增加了275万亩,其中一半左右来自内湖围垦。
表2-7 洞庭湖100多年来萎缩进程表
注 据以下文献整理统计:吕娟、周魁一,“洞庭湖的萎缩:人类围垦是自然淤积的三倍”,《中国水利》,1999(12);马宗晋等,《面对大自然的报复:防灾与减灾》第103页,清华大学出版社、暨南大学出版社,2000年;长江委水文局,《1998年长江洪水及水文监测预报》第121页,中国水利水电出版社,2000年。
表2-8 洞庭湖洪水年份可调蓄水量
注 引自全国农业区划办公室,《长江中下游地区大中型湖库资源调查与综合开发研究》第40页,气象出版社,1998年。
鄱阳湖的围垦也比较严重。1949~1995年鄱阳湖区共围垦面积1466.9km2,占新中国成立初期湖泊面积的29%。因围垦损失的湖泊容积达80亿m3,这一数字大致相当于目前湖泊容积的50%(水位21.69m时,湖泊容积150.1亿m3)。其中1949年至20世纪70年代末围垦面积1213.3 km2,占围垦面积的82.7%,因围垦平均每年减少湖泊面积超过40 km2。
其他如太湖、洪泽湖和高邮湖的围垦强度都比较大,太湖1949~1985年共围垦湖泊528.55km2,建圩498座,占1949年湖泊面积的13.6%。
湖泊本是江河的调节器,湖泊围垦后不但减少了对江河洪水调蓄的容积,而且广大圩区的涝渍水还要向江河排放。长江中下游各控制站通江湖泊1980年比1949年减少3/5以上,见表2-9。1996年汛期,仅长江中游各大闸口泵站向长江抽排的涝渍水总量即达3000~5000m3/s,相当于一条大河的流量。围垦恶化了湖区的水情,使洪水位抬高,持续时间延长,洪水频率升高,洪、涝、渍灾害加重,成为制约广大湖区经济发展的心腹之患。
表2-9 长江中下游各控制站以上通江湖泊面积变化单位:km2
注 洪庆余主编.中国江河防洪丛书·长江卷.北京:中国水利水电出版社,1998
鉴湖的湮废是历史上最具典型的例子。鉴湖建于东汉永和五年(140年),湮废于南宋初年,控制集雨面积610km2,多年平均径流量约4.6亿m3,水面面积172.7 km2,湖底平均高程3.45m(黄海高程),正常水位高程5m,正常蓄水量2.68亿m3,总库容4.4亿m3以上。是一座集灌溉、防洪以及向城市和运河供水的综合性人工湖泊,对当地的经济和社会发展有着重要的影响。北宋末年,由于人口压力等多方面的原因,湮废成田。据对其湮废前后的水灾统计,在北宋的167年中,这一地区有历史记载的水灾7次,其频次约为23.7年/次;而在其湮废后的150年中,水灾即多达38次,频次上升为4.0年/次,是前一时期的近6倍。
大规模围垦对洪水的影响是严重的,退田还湖在一定程度上可以改善水情、削减洪峰水位。但湖区经济发展与防洪的矛盾历史上长期存在,如何协调湖区社会发展与生态环境的矛盾,促进区域可持续发展,有许多问题需要深入探讨。
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