收稿日期:2020-07-23;网络首发时间:2021-01-29
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基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC0407205)
作者简介:吴浩云(1963-),博士,教授级高级工程师,主要从事流域水文水资源、防灾减灾和水利信息化等研究。
E-mail :水
利学报SHUILI XUEBAO 2021年3月
第52卷第3期
文章编号:0559-9350(2021)03-0277-14太湖流域治水实践回顾与思考
吴浩云1,陆志华2
(1.水利部太湖流域管理局,上海200434;2.太湖流域管理局水利发展研究中心,上海200434)
摘要:系统治理和综合治理是流域治理中至关重要的思想,是解决流域性水问题的有效方法论。太湖流域因湖得名、因水而兴,在我国经济社会发展中占有举足轻重的地位。流域治水始终围绕兴水利、除水害、保发展、惠民生,先驱们为之进行了长期艰苦的实践与探索,逐渐形成了系统治理和综合治理的治水思想,并成为流域各地治水的重要遵循,未来也将不断传承与发展。新世纪以来,太湖流域防洪减灾、水资源配置、水生态环境改善三位一体的综合治理工程布局逐步完善,初步形成了流域的治理与管理框架,造就了江南水乡的繁荣昌盛。在气候变化与快速城镇化背景下,太湖流域全方位水安全保障也不断面临新的压力与挑战。本文系统总结太湖流域治水历程、治水思想、治水现状,分析新时期流域治水需要解决的关键技术,探讨未来流域治水方向,为进一步建设美丽幸福太湖提供借鉴。
关键词:太湖流域;治水;系统治理;综合治理
中图分类号:TV213文献标志码:A doi :10.13243/jki.slxb.202007281研究背景
受全球气候变化及强人类活动影响,我国面临严峻的流域水安全形势,水旱灾害频发、水资源供需矛盾严峻、水污染普遍蔓延、水生态持续退化、水管理体制不顺和机制不活等,水安全问题和风险十分突出,成为影响经济可持续发展和人民安居乐业的关键性制约[1]。流域水问题的根本解决具有相当的复杂性、艰巨性和长期性[2]。流域治水是一项复杂的系统工程,作用于由水域、自然、经济和社会组成的流域复合生态系统,具有多元目标性特点,需坚持全局整体考虑,注重系统性、整体性、协同性,综合运用行政、法律、经济、科技等多种手段进行治理,最终达到人水和谐的目标[3]。
太湖流域在国家发展中占有举足轻重的战略地位。太湖流域地处长三角地区的中心区域,涉及江苏、浙江、上海、安徽三省一市,2019年以全国0.4%的国土面积承载了全国4.4%的人口和9.8%的GDP 。流域北抵长江,东临东海,南滨钱塘江、杭州湾,西以天目山、茅山等山区为界,总面积约3.69万km 2,其中80%为平原,是典型的平原河网地区。太湖流域水系是长江水系最下游的支流水
系,以太湖为中心,分上游山丘区水系和下游平原河网水系(图1)。太湖是典型的大型浅水湖泊[4],
水面面积2338km 2,是流域洪水和水资源调蓄中心,对维系流域防洪安全、供水安全和良好的生态环境具有不可替代的作用。
太湖流域水利工程众多,独特的平原河网特征[5-6]和经济社会发展阶段决定了不同时期水问题的复杂性。一方面,流域河网密布,地势低平,河道水面比降小,平均坡降约十万分之一,水流流速缓慢,往复不定,决定流域治水需面对庞杂繁复的江河湖海关系;另一方面,流域经济社会高度发达,人口密集,城市集中,流域城镇化率已接近80%,是我国高度城镇化地区之一,人与自然矛盾
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图例
湖泊、水库
河道
水利分区界
图1太湖流域水系
突出,流域多年平均水资源总量为176亿m3,而2019年流域用水总量338.7亿m3,用水总量明显大于水资源总量,决定流域治水需面对复杂多样的利益诉求和矛盾,流域防洪、供水、水生态环境等保障问题相互交织、相互影响。在古代农业社会时期,太湖流域的水问题主要是洪涝与干旱。在当下则转变为水灾害、水资源、水环境、水生态等并存交织的综合性水问题[7]。主要表现为,城镇挤占水域发展的意愿比较强烈,流域河湖空间管控压力突出;洪涝灾害发生频繁[8],在持续的经济发展和气候变化影响下,未来流域洪水风险也将增加[9];全流域入河污染物排放总量远超流域水环境承载能力的状况没有根本改变,流域水污染状况依然严重[10],河湖氮磷营养盐水平仍较高,控制太湖蓝藻水华仍任重道远;流域经济社会发展导致流域防洪与区域排涝矛盾,以及防洪与水资源供给、水环境改善、水生态保护等需求之间的矛盾进一步突出,统筹不同需求的流域综合调度难度大。
面对变化的水问题,流域人民一直在寻求、实践有效的治水方法[11]。为保障流域水安全,太湖流域
治水坚持系统治理和综合治理的理念,已由以工程措施为主发展为工程与非工程措施相结合[12],由单一的水量调控发展为水量和水质统筹调控,由传统的经验治理、分散治理和末端治理逐渐转变为流域性的系统治理和综合治理,逐渐实现全流域着手、系统综合施策、水陆统筹兼顾。历史上太湖水系的演变、前人的治理不断为后续治理奠定基础。在古代,人们进行了海塘、圩田、运河、堰、闸、埭等水利建设,至明清年代流域已基本构筑了以太湖为中心,湖、荡、漾、溪、港、溇、浜等组成的湖泊水网水系[13],形成和发展了三江排水格局,以及“上杀、中分、下导”、“洪涝分治、高低分片”、“治水治田并举”等治水思想[14-15],成为太湖流域系统治理和综合治理思想的雏形。新中国成立之后,流域治水继承并发展古人治水思想,开展水库、河道、堤防、海塘等大规模水利建设。特别是1991年太湖大水以后,11项流域综合治理骨干工程(一轮治太)[16]、21项流域水环境综合治理骨干工程[17](二轮治太)相继实施,流域治水从以防洪安全为主转向以保障流域防洪、供水、水生态、水环境等多目标的安全,逐步构筑流域综合治理工程布局(图2)。在此期间,太湖流域系统治理和综合治理思想逐步完善形成。太湖流域系统治理遵循流域系统思维,以河湖水系为主线,系统考虑流域、区域、城市不同层面,山区、平原、圩区不同单元,山水林田湖草不同要素,把治水与治山、治田、治林、治湖、治草有机结合,统筹流域上下游、左右岸、干支流复杂关系,统筹流域、区域、城市、乡村治理,统筹水的全过程治理,实现因势利导、因地制宜,其中水利工程的合278
理布局及科学调控是太湖流域实现系统治理的重要抓手;太湖流域综合治理遵循流域一体、综合治理的观念,以达到流域人水和谐为目标,基于流域自身要素禀赋特征,从末端治理走向全过程治
理、从单一措施治理走向多种措施相结合的综合治理、从区域治理走向区域与流域相结合的全局治
(b )太湖流域二轮治太工程
图2太湖流域水利工程布局
(a )太湖流域一轮治太工程
湖泊、水库
河道
一期治太骨干工程
水利分区界
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理,通过规划引导、法治约束、制度保障、工程建设、调度管理、科技支撑、产业结构调整、控源截污等工程与非工程措施,水陆统筹、水岸联动、综合施策,统筹推进流域水资源、水生态、水环境、水灾害等新老水问题的系统治理,为流域经济社会发展提供全面的水安全保障。在太湖流域治水实践中,系统治理思想、综合治理思想相互交融,协同推进流域治理与管理。
目前,太湖流域是长江经济带、长三角区域一体化等重大国家战略的交汇点,处于追求更高水平、更高质量发展的关键阶段。人民众期盼更清洁的水源、更优美的水环境、更健康的水生态、更和谐的水秩序,因此亟需凝练历史及当代治水思想,寻求适宜的治水之道。本文系统总结太湖流域治水历程、治水思想、治水现状,分析新时期流域治水需要解决的关键技术,探讨未来流域治水方向,为进一步建设美丽幸福太湖提供借鉴。
2历史太湖流域治水历程与主要思想
历史上太湖流域治水是在不断解决人水关系矛盾过程中逐步演进的,“永嘉之乱”“安史之乱”“靖康之变”造成了三次人口大迁移,促进了流域农田水利的发展。经历代人民不懈治水,因水患频繁被称为荆蛮之地的太湖流域,逐步被改造为“鱼米之乡”“人间天堂”,至唐宋以后,成为历朝历代重要税赋之地,有“赋出天下,江南居什九”之说。因此,回顾古人治水历程,总结古人治水思想,有助于指导治水实践。
2.1历史治水历程伴随着朝代的更替,将新中国成立之前流域治水历程大致分为远古孕育期、殷商至春秋
战国的萌芽起源期、秦汉至南北朝的初步创建期、隋唐至五代十国的兴盛期、北宋南宋的延续发展期、元明清的巩固提升期、战争至民国的近代低谷期等7个阶段[18-19]。
(1)远古孕育期(远古时期)。从新石器时代开始,先民在太湖地区进行水土斗争。马家浜文化时期先民依水定居、种植水稻并建设灌溉系统。崧泽文化时期农耕水利技术进一步发展。良渚文化时期在良渚古城外围修筑了中国最早、规模最大的水利工程体系,成为世界最早的拦洪水坝系统。
(2)萌芽起源期(殷商至春秋战国)。商末周兴之际,泰伯、仲雍为首的周人来到江南,带来了北方的耕作技术经验,推动了太湖地区农业生产发展,开凿了太湖地区最早的人工河道泰伯渎。春秋战国时期,太湖流域是吴、越争战和经营之地,后又为楚国吞并,这一时期流域治水进入萌芽期,主要围绕军事、防洪、灌溉等开展。
(3)初步创建期(秦汉至南北朝)。秦汉时代太湖流域开始了海塘、圩田、塘堰、运河等建设。三国孙吴、东晋和南朝的宋、齐、梁、陈相继建都南京,将太湖流域作为重要经济区域,促使水利和农业发展。西晋“永嘉之乱”引起我国人口第一次大南迁,防洪、灌溉、水运、围田等普遍开展。到南朝后期太湖流域已逐步成为长江流域经济文化中心地带,赶上了黄河流域的水平。这一时期流域治水进入初步创建期,实施了江南运河、平原水库南湖、练湖、以及跨越两个流域的破岗渎、上容渎等比较有名的水利工程。
(4)兴盛期(隋唐至五代十国)。隋代贯通了南北运河,对我国经济发展有很大影响。唐代是封建社会鼎盛时期,全国经济重心逐步由中原南移到长江流域,太湖流域迅速发展成为全国富庶的地区,唐中期“安史之乱”引起我国人口第二次大南迁,期间太湖流域遭受战乱破坏较小,耕地面积扩大,物产丰盛,经济水平开始居于全国领先地位。流域治水也进入了兴盛期,拓浚整治江南运河,建立江浙海塘,始建吴江塘路,开挖浚治元和塘、盐铁塘、荻塘等骨干河道,浚治塘浦、修筑堤岸,形成河渠纵横、圩田棋布的塘浦圩田系统[20]。其后吴越致力于工程管理养护。
(5)延续发展期(北宋南宋)。北宋初期,偏重漕运、忽视水利[21],太湖流域塘浦圩田解体。“熙宁变法”颁行《农田水利法》以后,掀起全国性的农田水利建设高潮[22],流域治水又纳入了继续发展的轨道。北宋宝元元年和嘉祐六年先后裁直吴淞江盘龙汇、白鹤汇两个大弯道。庆历八年吴江塘路筑成[23],限制了太湖水狂野东泄,为围田垦殖创造了条件。至和年间修筑了苏州至昆山的至和塘。北280
宋末期“靖康之变”引起我国人口第三次大南迁,对经济文化重心进一步南移起到巨大作用。南宋后期,太湖下游排水出路日趋恶化,治水主要以排水出路的探索为中心,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。
太湖美 吴文璟(6)巩固提升期(元明清)。元代流域治水达到新的高度,政府主持的工程规模较大,水利学家任仁发负责的吴淞江治理,以及疏浚南北诸大浦并浚治浏家港(即浏河)及其通江港浦,同时进行圩田治理[24],是流域治水史上的转折。明代对太湖的排水系统进行大规模整治,对传统的圩田塘浦进行恢复和发展[25]。明代永乐年间户部尚书夏元吉对下游排水出路提出“掣淞入浏,开范家浜”的主张[26],成为明初政府组织的最大水利工程。清代太湖流域已成为国家经济命脉,康雍乾三朝治理规模一代超过一代,治理太湖泄水主道、塘浦圩田及江浙海塘[27],无论深度、广度都要超过历史上任何时期,连续大规模治理三江,极大推动了太湖地区水利建设。清代末期,随着上海兴起,黄浦江的修浚逐渐成为重要工程。
(7)近代低谷期(战争至民国)。1840年战争以后,国内战争频发,社会动荡不安,流域治水修修补补[28],主要是对海塘、河浦、堤闸的岁修养护,大型水利工程建设不多。帝国主义把持黄浦江和吴淞江下段,在黄浦江治理上只考虑航运,不顾水利需要;吴淞江下游治理则只是从上海城市发展着眼,大幅度束狭河身,变成狭小的苏州河。
2.2历史上形成的治水思想古代太湖流域治水初步形成由防水害到防水害与兴水利兼顾、由单一治水到综合治水的过程,形成了许多因地制宜、颇具特的治水思想。
(1)太湖洪水“上杀、中分、下导”的治水思想。对于太湖水患的治理,在洪水出路安排及工程布局上形
成了“上杀、中分、下导”的思想,在流域上游有节制地控制入湖水量,在中部适当地考虑分流,在下游理顺排水出路。不同时期基本都遵循这一思想,但关注的具体工程有所不同。宋代以前,主要为调蓄山地径流,疏治下游河港,建设塘浦圩田。北宋以后,太湖水患日益频繁。北宋郏亶认为当时太湖水患严重的症结在于塘浦圩田系统的毁坏,提出予以修复。单锷则提出了“上杀、中分、下导”的太湖洪水处理思想,主张上游节制来水量,中游开通撇洪道,下游扩大泄水出路;苏轼认可并赞赏单锷的治水思想,后期的治水者多用单锷之说。元代以后太湖出水问题越来越突出,治水者主要围绕“下导”展开。元末周文英认为吴淞江海口段严重湮塞是沧海桑田的自然现象,提出放弃吴淞江海口段涂涨之地,导吴淞江由浏家港一、二处港浦入海,这在当时为权宜救急之策。明初夏原吉采用了周文英的主张,但在“掣淞入浏”的同时,开范家浜接大黄浦,导淀泖水由黄浦出海,曾起到良好效果。后黄浦和浏家港成为太湖地区排水的两大干流,吴淞江逐渐成为黄浦江一条支流,后称“黄浦夺淞”,这是太湖三江水系长期演变的结果。清代吴淞江、浏家港并淤,黄浦坐大,到清末太湖洪水80%由黄浦宣泄。“上杀、中分、下导”总体体现了太湖洪水以排为主的思想[29],为现代太湖洪水“蓄泄兼筹,以泄为主”的治理方针奠定了基础。
(2)洪涝分治、高低分片的治水思想。太湖洪水如何经下游地区排入江海,古人有两种意见:一种是洪涝合流,让太湖水分散流入下游水网和地区径流汇合在一起,泄入吴淞江及通江通海的河浦,注入江海;另一种是洪涝分流,以吴淞江为排太湖洪水的专道,以东北、东南通江通海的塘浦排地区径流。吴
越时以吴淞江为主要泄水道,又以东北及东南两路河港为泄水之翼,当时吴淞江比较宽广,泄水较为通畅;东北方面古代有娄江等排太湖洪水入江,但唐时娄江已经淤湮;东南的东江吴越时也已湮塞,由小官浦等分泄吴淞江部分洪水入海。北宋郏亶、单锷主张洪涝合流的形式,但具体措施有所不同,郏亶主张深挖塘浦,高筑圩岸,强水归海;单锷主张大浚入江、入海河道。郏亶之子郏侨基于洪涝不分、无法根治水患的认识,总结前人运用堤防堰闸控制、分区排水的经验,提出以吴淞江为太湖排洪专道,以东南、东北通江出海诸港排除地区水潦,实行洪涝分流,既有利于下游低洼地区的防洪除涝,又有利于太湖排水。元代以后主要围绕太湖洪水排水通道以及地区涝水排水通道展开治理。这一思想也成为现代圩区治理方法中“高低分开、洪涝分治”思想的先驱。
(3)治水治田相结合、大河流治理与塘浦圩田治理综合考虑的治水思想。围绕治田与治水的矛
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