江南地区以太湖流域为中心,北滨长江,南依钱塘江,东临大海,西以茅山和天目山脉为界,总面积约36895平方公里。[1]其地理位置处于长江、钱塘江入海口之间,中国海岸线的中部,自然环境和地形地貌较为复杂。总体而言,江南地区地势较为低平,呈由西向东倾斜的态势,大致以太湖沿岸洼地为中心,形成周边高、中心低的碟形,它的北、东、南三面地势较高,称为碟缘高地和滨海平原。在流域西部及西南部有山丘绵亘,北部和东北部环湖地带间有低山孤丘点缀,占流域面积的16%,河湖水面占16%,平原洼地占到68%。作为著名的水乡泽国,江南地区的地面高程大多在海拔4~5米之间,淀泖低地在3.5米以下,最低处还不到2米。平原上湖泊棋布,港汊交错,人工河道和天然河浜密如蛛网,早在唐末五代时就已经形成了“五里七里一横塘,七里十里一纵浦”的水系,历经变迁,至今依然以水乡著称,平均河网密度为每平方千米3.24千米,密集区可达每平方千米6~7千米,部分地区甚至高达每平方千米20千米。[2]河流中以黄浦江为主干,连通各大小支流、湖荡,上连太湖,中通杭州湾,水流经长江口,注入东海,江、河、湖、海互相连通,使之兼备海洋性、河口性、水网性、湖源性等特性,构成湖源性强的感潮平原河网。由此,潮汐的影响范围非常广阔。吴淞口的最高潮位高达5.72米,黄浦江上游松江米市渡的历史最高潮位也达3.80米,每当洪汛和江海高潮时,大部分地区均在高潮位以下。[3]因此构筑海塘、江堤和圩岸,是本地区水利建设必须优先考虑的问题。
历史时期太湖流域的水系格局发生过重大变化。《尚书·禹贡》有“三江既入,震泽底定”之说,唐代以前,一直大致维持着三江(东北娄江、中松江、东南东江)分流入海的格局,虽然娄江和东江都较早湮塞,但中路的松江(即吴淞江)比较稳定,是主要的排水通道。自北宋时起,这种格局开始发生变化:东北的昆山地区,“濒海之田,惧咸潮之害,皆作堰坝以隔海潮,里水不得流外”[4]。由此导致昆山地区原有入海港浦的湮塞。东南杭州湾沿岸,为防止咸潮危害,开始修筑海塘,至南宋时完全阻断了古东江的入海通道,这里的河流多折向东北改由吴淞江入海。杭州湾的潮汐基本上被限制在海塘以外,影响太湖流域的潮汐主要来自于长江口。东流的吴淞江由于下游潮汐泥沙反壅,日渐淤塞,旧的三江水系已无法维系下去。明永乐二年(1404),夏元吉开通范家浜以后,黄浦江水系开始形成,并最终取代吴淞江成为该地区的主要水系。
在水文条件上,太湖流域滨江沿海水域受东海潮汐的剧烈影响,长江口和黄浦江属中等强度的潮汐河口、河流,杭州湾则是强潮河口。在流量对比上,尽管该地区的径流量大,但相对于潮流量来说仍处劣势,最大的内河黄浦江年径流量约100.6亿立方米,年进潮量约409亿立方米[5],是径流量的4倍。尽管长江年径流量高达9500亿立方米,居全国各河之冠,但河口年进潮量亦是径流量的3倍以上,两者力量对比,“江水朝宗之性,终不胜大海怒张之气”,故本地区陆域水系多处在潮流界范围内,同时受潮流和太湖径流的双重影响。水流在潮流和径流两股动力作用下往复流动,呈现出复杂多样的水文特征。(www.xing528.com)
河口地区是河流淡水与海洋盐水相互混合和作用的水域,也是河流动力和海洋动力(主要是潮汐和波浪)相互交接过渡和相互作用的地带。其水体盐度的变化是一种冲淡水(淡、咸混合水),河水进入河口区稀释着随潮汐涨落而进出的海水。由于“江涛轻淡而剽疾,海潮咸重而沉悍”[6],江水和海水之间存在密度差并发生混合,造成河口区的水体含盐度的纵向和横向的变化。河水轻于海水,使得前者“浮”在后者之上流动而形成盐水楔,其位置随潮汐的变化而上下移动。通常是丰水期向外海后退,枯水期迫近乃至入侵内河,造成严重的影响。同时,由于淡、咸水含盐量不同,比重较大的海水在涨潮时会在淡水面下呈现楔形,借助于海潮的冲击,卷起水底的泥沙,从而形成浑潮,泥沙随潮流涌入内河,引起河道淤塞。尤其是在水道繁杂的多口门河口,潮水四通八达,常发生潮流相汇,称为会潮点,这里水流缓慢,泥沙大量沉积。这些水文特点在江南地区都普遍而持久地存在着。
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