太湖流域水利规划及发展趋势

2013-08-15李巍

水利规划与设计 2013年12期

李巍

（上海勘测设计研究院上海 200434)

1 流域概况

太湖流域地处长江三角洲的南翼，北抵长江，东临东海，南滨钱塘江，西以天目山、茅山为界。流域面积为 36895km2，分属江苏、浙江、上海和安徽三省一市，面积分别占 52.6%、32.8%、14.0%和0.6%。

流域属亚热带季风气候区，四季分明，雨水丰沛。多年平均气温15～17℃，多年平均降水量1177mm，年降水天数122～159天，多年平均水面蒸发量 821.7mm，多年平均水资源总量 176.0亿m3，可利用量64.1亿m3，多年平均引长江水量62.6亿m3。流域水环境受到污染，64.2%的河道劣于Ⅴ类，95%以上的平原区浅层地下水劣于Ⅲ类。太湖平均水质劣于Ⅴ类，呈中度富营养化。

流域是我国著名的平原河网区，河网如织，湖泊棋布，水面积5551km2，水面率15%；河道总长约12万km，河道密度约3.3km/km2。太湖水面积2338km2，湖底平均高程约1.0m，多年平均蓄水量44.28亿m3。流域以太湖为中心，分上游水系和下游水系，分布在长江和杭州湾沿岸的流域引排口门均受东海潮汐影响。

流域位于长江三角洲的核心区，内有特大城市上海、杭州、苏州、无锡、常州、镇江、嘉兴、湖州等大中城市群及城镇群，是我国经济最发达、最具活力的地区之一，现有人口 4917万人，国内生产总值（GDP)达 28648亿元，人均 GDP约为5.8万元，城镇化率72.6%。

流域根据地形地貌、水系分布及治理需要，分为湖西区、浙西区、太湖区、武澄锡虞区、阳澄淀泖区、杭嘉湖区、浦西区和浦东区八个水利分区。

2 建国以来流域典型水旱灾害及成因分析

2.1 典型水旱灾害

太湖流域历来是水旱灾害频发地区。据流域800多年历史旱涝资料分析，流域气象干湿周期约为100年，其中，湿润期为 30～40年，干旱期为60～70年。根据我院对吴江塘路垂虹亭“水则石碑”考证和相关单位研究，历史上流域发生特大、大中洪水重现期分别约为45年和30年。建国以来发生流域性大洪水的年份主要有 1954年、1991年和1999年。

1954年洪水为梅雨型洪水，降雨从 5月 5日持续到7月31日，暴雨中心位于浙西区和杭嘉湖区。降雨历时长、总量大，流域最大 90日降雨 890.5mm，重现期约 43年，但流域及各分区30日以内雨量重现期普遍不超10年，太湖最高水位4.65m。由于建国初期水利设施薄弱，灾情极为严重。近25%平原受灾，面积达868万亩，粮食损失约5亿kg，当年经济损失达10亿元，约占GDP的10%。

1991年洪水属梅雨型洪水，入梅早，梅雨期长，雨量集中，强度大，暴雨中心主要位于湖西区和武澄锡虞区。流域最大30日降雨量491.4mm，重现期约36年，太湖最高水位4.79m。严重的洪涝灾害，受灾农田 941万亩，粮食损失 1.28亿kg，减产8.12亿kg，受灾人口1182万人，当年直接经济损失达113.9亿元，约占GDP的6.7%。

1999年洪水是有历史记录以来最大的梅雨型洪水，暴雨中心分布在太湖区、浙西区，主雨期发生在6月7日～7月1日。暴雨集中，总量大、强度高，流域最大7日至90日各统计时段雨量均超历史，30日、90日雨量超过百年一遇，太湖水位高达4.97m。流域受灾人口达746万人，粮食减产超过 9.1亿 kg（不包括上海市)。当年直接经济损失高达 141.3亿元，约占 GDP的1.58%。

太湖流域枯水年份也会出现旱灾，特别是山丘高地易因旱成灾。据1906～1949年统计，九十年中流域平均3-4年出现一次旱灾。新中国成立以来共发生重大旱灾4次，即1967年、1968年、1971年和1978年。其中1967年、1978年为流域特枯水年，1967年全流域成灾面积47.9万亩，粮食减产3600万kg；1978年受旱面积99.51万亩，成灾面积22.91万亩。

2007年5月，太湖梅梁湖湾、贡湖湾蓝藻大规模暴发，导致梅梁湖湾的小湾里水厂、贡湖湾的南泉水厂原水恶臭，致使无锡市市区80%的居民无法正常饮用自来水，引发了城市供水危机，造成了较大的社会影响。

2.2 水旱灾害成因分析

造成太湖流域水旱等灾害的因素除水文气象、地形地貌、潮汐等自然因素外，还受围垦造地、联圩并圩、地面沉降、污染排放等人类活动影响。

自然因素：降雨是造成流域水旱灾害的主因，洪涝成灾雨型主要为 6～7月的梅雨和 8～10月的台风暴雨。受季风强弱影响，降水年际变化明显，最大、最小径流量比达 13倍，年内分配冬季（12～2月)降水量仅占全年的11～14%，枯水年份易出现旱灾。流域为周边高、中间低，西部高、东部低的碟状地形，80%为平原区，流域一半以上高程低于汛期洪水位，坡降仅 1/10万～1/20万，流速缓慢，易发生洪涝灾害。而山区丘陵、高亢平原等易遭旱灾。沿长江、杭州湾最高潮位均高于周边平原高程，日排水时间仅13～14小时，排水难度大，洪涝滞蓄时间长。同时，风暴潮易导致潮水漫溢或冲毁堤岸。

人类活动：自古以来由于人口增长与土地资源不足矛盾突出，围垦之风盛行。20世纪60年代和70年代，围垦面积占建国后围垦面积的94%，仅湖泊被围面积达 528km2；因联圩并圩流域水面积从80年代初期6175km2减少至90年代末的5551km2，减少了624km2；主要城市及工业区长期过量开采地下水，导致地面沉降，形成地下水漏斗面积超过 7000km2；近 20年流域城市建设用地面积增加了2823km2，约占平原地区陆域面积的12%。

此外，流域经济发展与污水治理相对滞后，污染排放超过环境承载能力。水功能区主要污染物化学需氧量（COD)、氨氮（NH3-N)现状入河量分别为102.7万t/a和9.5万t/a，污径比达1：3.3，约是水体纳污能力的2～3倍。

3 建国以来历次水利规划及特点

3.1 太湖古代治水

太湖治水起于商周，周族泰伯开泰伯渎；秦汉大统一及六朝建都南京时期，开挖京杭运河初具雏形，开頔塘，建南湖、练湖等；隋唐五代拓浚整治运河，建北湖，筑江浙海塘，开挖浚治元和塘、盐铁塘、頔塘、丹金溧漕河，实行“浦塘圩田制”，形成以浦塘为四界圩田的格局；宋朝颁《农田水利法》，大力疏浚吴淞江，浚治通江港浦，太湖下游保持了东出吴淞江，东北出常熟、昆山通江诸浦江，东南出华亭（松江)、海盐通海港浦的三江三向排水格局，整修海塘；元明清时期，重点致力于下游排水出路整治、海塘修缮及农田水利发展；明夏元吉因势利导，“掣淞入浏”、“掣淞入浦”，开范家浜，形成了相对稳定的通海大浦——黄浦江；清朝修筑海塘达到了较高的水平。

历经几千年太湖流域治水，初步形成治水之策，以排为主的思想在治水进程中一直占主导地位。

历经三千多年流域治水形成的三江排水、洪旱兼顾、分片治理、高水高排、先治下后治上、浦塘圩田制和重视养护等治水思想，是古代太湖流域治水经验的概括和总结，仍值得学习和借鉴，历史上治水涉及的治田与治水、围垦与退垦、水利与漕运等问题与矛盾，依然是新的历史条件下值得重视和研究的课题。

3.2 流域治理水利规划及特点

新中国成立以来，党和国家十分重视太湖流域水利规划，上世纪 50年代初开始开展太湖治理规划工作，特别是上世纪 80年代以来，加大了治理规划的协调、审批和建设力度，本世纪初完成了第一个系统全面的《太湖流域总体规划方案》（以下简称《总体规划方案》)的建设。同时根据流域水情、工情和经济社会发展要求，开展了流域防洪规划、水资源综合规划、水环境综合治理总体方案等规划编制工作，目前基本形成流域治理规划体系。主要规划简述如下：

（1)太湖流域综合治理总体规划方案：

太湖流域由于长期缺乏统一规划，水系有网无纲。1954年大水后开展太湖治理规划工作，因有关各方难以达成统一意见及“文革”影响，未形成统一规划。1985年经国务院长江口及太湖综合治理领导小组多次协调，各方原则同意原长江流域规划办公室提出的《太湖流域综合治理骨干工程可行性研究报告》“综合格局”方案。1987年，原国家计委批复了根据该方案编制的《总体规划方案》。

《总体规划方案》将防洪除涝作为主要任务，统筹考虑供水和水资源保护，兼顾航运。治理标准为：防洪以1954年实际降雨过程为设计典型，流域平均最大90日降雨量约相当于50年一遇；灌溉供水以 1971年实际降雨过程为设计典型，其7～8月流域用水高峰期降雨量保证率约相当于94%，规划建设环湖大堤、望虞河、太浦河、杭嘉湖南排等十一项骨干工程。规划工程已全面完成，初步具备防洪减灾、水资源优化配置、合理调度的基本条件。在防御上世纪 90年代洪水，特别是防御 1999年流域特大洪水，抗击本世纪来流域多次干旱，缓解水环境危害等方面发挥了重大作用。

规划抓住了突出的洪涝治理这个主要矛盾，同时兼顾改善供水、水环境和航运；流域区域洪涝同步治理，十一项工程发挥整体协同作用；工程安排上坚持了“蓄泄兼筹、三向排水、分片治理、高水高排”等成功的治水策略，为流域综合治理奠定了工程布局基础。但规划也存在流域治理标准仅采用 1954年降雨年型，方案受制于社会利益的均衡和可实施性，而非技术经济最优，城市防洪问题没有引起足够重视等不足。

（2)太湖流域防洪规划：

上世纪 90年代，流域出现了时空分布更集中、强度及总量更大的1991、1999年成灾雨型，加上地面沉降加剧、城镇水面率降低、不透水面积增加等新情况。同时，流域经济社会快速发展要求进一步提高流域防洪除涝能力。太湖局组织编制了《太湖流域防洪规划》（下简称《防洪规划》)，上海、杭州、苏州等7座大中城市和湖西、武澄锡虞等 5个分区防洪除涝规划。2008年 2月，国务院批复了《防洪规划》。

《防洪规划》以流域近期（2015年)防御不同降雨典型50年一遇洪水、远期（2025年)防御不同降雨典型100年一遇洪水的治理目标，以治太十一项骨干工程为基础，充分利用太湖调蓄，完善洪水北排长江、东出黄浦江、南排杭州湾的三向排水格局，完善区域防洪除涝设施，加强城市防洪排涝设施建设，提升流域沿江引排能力和清水通道建设，形成流域、城市和区域三个层次相协调、工程与非工程措施相结合的流域防洪减除涝和引排体系。

规划全面考虑了流域防洪除涝、供水和水环境需要，防洪标准考虑了多个成灾雨型；完善“三向排水、分片治理、高水高排”格局，巩固和完善太湖环湖大堤和三向排水工程体系；增强沿江排水引水能力，扩大望虞河、新沟河工程引排能力，延伸拓浚新孟河、太嘉河工程，构建望虞河、太浦河、太嘉河和东西苕溪等清水通道；在流域和区域防洪体系的基础上，采取与城市规模相适应的防洪标准和自保措施。

但规划主要规划涉及防洪除涝，未从资源节约、环境友好角度提出需水和供水，高水行洪通道和清水通道建设与支地区排水、航道通航存在较大矛盾；工程主要依然依据防洪除涝和供水需要等调度。

（3)太湖流域水资源综合规划：

随着流域经济社会发展，本地水资源不足、水污染严重等水资源问题日益突出，为适应新形势下经济社会发展和生态环境保护对水资源的要求，太湖局组织编制了《太湖流域水资源综合规划》（以下简称《水资源规划》)。2010年 11月《水资源规划》作为《全国水资源综合规划》附件经国务院批复。

规划以提高流域水资源调控能力、保障流域整体供水安全为重点，完善流域“北引长江、太湖调蓄、统筹调配”的水资源调控工程体系，合理配置流域和重要河湖水资源，提出“三片供水”格局和水资源保护要求，基本实现近期（2020年)遭遇枯水年（P＝90%)和远期（2030年)遭遇特枯水年（P＝95%)供需平衡的目标。

《水资源规划》是流域第一个以水资源合理开发、高效利用、优化配置和有效保护为目标的综合性规划。规划系统考虑了各水平年节约用水情况下流域需水量，合理安排了生产、生活和生态供水“三生”用水和各行政区用水总量，提出了水环境纳污能力和各行政区行业用水效率要求，并以防洪骨干工程体系为基础，安排了流域引、蓄、提、调和排等水资源优化配置工程体系。但规划对“三条红线”落实缺乏控制和落实手段，水资源缺乏全面保护措施，水质型缺水考虑不足，流域经济社会发展对用水量和结构、河网生态用水量、水环境承载能力等有待深化研究。

（4)太湖流域水环境综合治理总体方案：

2007年无锡市供水危机后，发改委组织编制《太湖流域水环境综合治理总体方案》（下简称《总体方案》)。2008年5月，国务院批复了《总体方案》。

《总体方案》提出分阶段实现太湖水清的总体目标，确定了流域内3.18万km2综合治理区及其中1.96万km2重点治理区。在重点治理区安排了产业结构调整、饮用水安全、工业点源污染治理、城镇污水处理及垃圾处理、面源污染治理、提高水环境容量（纳污能力)引排工程、生态修复、河网综合整治、节水减排建设、监管体系建设和科技支撑研究等十大类治理项目。水利部门主要负责组织开展提高水环境容量的引排通道工程建设、引江济太、节水减排、水质监测、蓝藻打捞、底泥疏浚、河网整治等工作。

《总体方案》是第一个以流域水环境治理为目标的综合性规划实施方案。方案从经济社会、法律法规、政策标准、污染源治理、水环境容量提高、节水减排、生态修复等系统、全面规划了水环境措施。结合《防洪规划》，开展引排通道工程建设，水利工程具有了更加显著的防洪、供水、水环境保护等综合作用和效益。但治理总体目标可达性尚待检验，流域治理的理念尚需深化，河网与太湖治理目标、措施需进一步衔接，各项措施实施顺序及协调性可待进一步加强，生态修复缺乏系统规划等。

4 经济社会发展态势和水利规划面临的新挑战

4.1 流域经济社会发展态势

以太湖流域为核心的长江三角洲地区是我国综合实力最强的区域。根据《关于进一步推进长江三角洲地区改革开放和经济社会发展的指导意见》和《长江三角洲地区区域规划》，长江三角洲将率先转变经济发展方式，建设成为“全球重要的现代服务业和先进制造业中心、具有较强国际竞争力的世界级城市群”。作为长三角经济发展“引擎”，流域将发展成为中国经济的主要增长极和现代化的先导区，成为优势制造业、城镇化、区域一体化的“高地”，以及制度与机制的创新基地。上海自贸区试验区的建立，将进一步提升对外改革开放水平。流域各省（直辖市)将率先实现现代化。预测2020年流域内GDP总量将达63525亿元，2030年110418亿元；总人口2020年约为5619万人，2030年，5799万人；2020年、2030年人均GDP11.3万元和19.6万元。城镇化率2020年、2030年将达82.7%和86.6%。

流域内基础设施建设以枢纽型、功能性、网络化跨省（直辖市)的重大基础建设为重点，构建安全、便捷、舒适、高效的现代化公路和铁路交通体系，预计到2020年路网规模达到30万km，高速公路约1.2万km，城际轨道交通总里程超过800km。内河将构建高等级航道网和主要内河港口组成的航运系统，重要内河港口货物吞吐量达到 10.11亿 t、200万 TEU。

总之，长三角流域经济将持续增长，经济一体化日益提高，经济结构更趋合理，人口不断聚集，财富继续集中，基础设施更为完备，居民富裕程度稳定提高，经济社会发展将对水资源、水安全、水环境提出更高要求。

4.2 水利规划面临的新挑战

流域经济持续增长，人口聚集，财富集中和居民生活水平提高，与水资源不足矛盾将更为突出，环境制约将更为明显，人民对饮水安全、防洪安全、食品安全和美好环境的现实需求和期盼将更为迫切。流域水利存在着明显的不协调、不适应，水利已成为制约流域经济社会可持续发展的重要因素。因此，需要用先进新理念、前瞻眼光、系统思考，科学方法，完善流域水利总体规划体系，提供更高水平的水资源、水安全和河湖健康保障。

（1)提高水资源承载能力，支撑经济社会持续发展。

流域现状用水总量310.3亿m3，预计到2030年需水量超过 350亿 m3，为本地水资源量的 2倍，遇枯水年和特枯水年缺水量达 30.6～42.3亿m3，水资源供需矛盾将更突出。城市重要饮用水水源地原水水质合格率仅55.3%，城镇供水水质问题更为突出，饮用水水源地安全形势严峻。

缓解流域水资源更高水平上供需矛盾，支撑流域经济社会持续发展是流域水资源规划主要任务。要依靠科学规划，落实最严格的水资源管理制度。根据经济社会发展水平和流域水资源状况，核定各行政区用水总量和用水效率，提高流域水资源对经济活动调控能力，淘汰落后耗水产业和工艺，改进传统农业用水方式和生活方式；根据流域经济社会发展对供水总量、供水质量、供水结构和供水保证的要求，优化配置水资源；利用不透水面径流收集、尾水深度处理利用等增加径流和非传统水资源利用。加强水资源保护，根据季节条件核定河湖水环境承载能力；开展引水、供水通道水环境保护和面源污染治理规划，推进家庭农场农业生产组织，采取农业结构整合和沟、渠、塘、河、湖生态净化组合湿地，构建水资源循环利用和零排放系统，同时为有机、绿色、景观都市农业提供合格水源。开展水源地水源保障和水质提升规划，加强湖泊型水源地生态系统保育，提升水源地周围湿地净化能力；推进开放式、多用途河道型水源地应急水源建设，控制河道水源地点源、削减农业面源污染，提供优质的饮用水源。

（2)提升流域洪水管理，保障流域防洪安全。

目前流域防洪保护区以不到全国 0.4%的国土面积、不到 4%的人口，创造了全国 11.6%的GDP，经济密度近 8000万元/km2，约为全国平均的30倍。到2020年流域内人口增加10%以上，城镇化率将达82.7%，单位面积GDP将增加一倍，一旦受灾损失更为巨大。

加强洪水管理和风险防范是流域防洪面临的主要任务。研究流域和区域性灾害性降雨演变特征及成灾雨型，研究评估气候变暖导致降雨变化、周边海平面上升对流域洪涝灾害的影响；评估保护对象防洪标准适宜性，修订和调整大中城市及镇化地区防洪标准；规划上游水土保持和下游平原地区径流下渗、洪水拦蓄措施，制定城市化地区增加径流下渗、地下河道调蓄等减少洪量、增加洪水调蓄的对策措施；制定利用城市广场、停车场、露天游泳池等城市基础设施和农业圩区参与超标准洪水滞蓄等应急调度方案；依法加强地下水开采、河湖岸线开发利用、河湖水域和不透水面积管理，制定相关补偿、奖惩制度；完善在现有水利设施和现代监测、预报、决策先进技术手段条件下，流域、区域和城市洪水调度方案；建立和完善洪水保险制度。

（3)推进河湖生态保护和修复，保护河湖生态系统健康。

目前流域面临河网水质污染、湖泊富营养化、生物多样性减少、生态系统功能退化等环境问题，一、二级水功能区达标率仅为23.1%，省界河流75.0%监测断面未达到水质要求。太湖、滆湖、阳澄湖和淀山湖等主要湖泊富营养化。

综合治理河湖水环境，保护生物多样性，抑制水生态系统退化、恢复水生生物资源、维持河湖生态系统稳定是当前面临迫切课题。需根据流域自然生态环境条件，依据生态学、生物学、环境学等基本原理，开展流域河湖水生态系统规划；研究制定河湖生态保护目标和河湖生态指标体系，研究河湖水环境和承载能力，确定生态用水指标；规划河湖生态布局和生态保护、生态修复措施，增加水生态系统稳定性、水生生物多样性，恢复水生生物资源；实施流域河湖综合治理规划，制定河湖生态水利工程建设标准和管理要求；根据流域河湖生物生长、洄游等规律和生物状态，开展河湖连通水利工程生态调度研究和实践。

（4)推进流域水利信息化，提升精细化调控能力。

水利信息化是提升管理和服务能力，实现水利数字化、智能化管理的基础和重要手段。开展流域智慧水利规划，建设流域调度决策与数据共享交换平台；依靠互联网技术，着力提高水文监测、水资源监控、水环境监视、城市水务计量、水利工程管理等信息的实时自动采集、网络汇集和数据库存储处理水平；完善流域防汛预报预测决策、行政区水资源供用耗排信息管理、重要河湖水环境预测预警系统建设规划，提升洪水管理、水资源监控和配置、水环境事件防控决策水平。