长江流域湖泊众多,分布广泛,类型复杂。据20世纪80年代初的统计,全流域湖泊面积达1.52万平方千米,约占全国湖泊总面积的1/5,其中大部分(1.4万平方千米)分布在长江中下游平原区,该地区是我国淡水湖泊分布最集中的区域。两岸分布着100多座面积超过10平方千米的湖泊,包括我国五大淡水湖中的四座——洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖,湖泊面积合计8752平方千米,占该区域湖泊总面积的55.9%。
洪泽湖(五大淡水湖之一)虽属淮河流域,但考虑到目前淮河主要水量由三河闸导入长江水道,以及历史时期江淮之间的密切联系,我们也可将其视为长江下游地区的湖泊。五大淡水湖均系吞吐型湖泊,各有完整水系(见图1-4-1)。
图1-4-1 中国五大淡水湖分布示意图
洞庭湖位于长江中游荆江段以南、湘北中部,平水期湖泊面积为2691平方千米,是我国第三大湖(仅次于青海湖和鄱阳湖)、第二大淡水湖。洞庭湖西、南集湘、资、沅、澧四水,北有松滋河、太平河(虎渡河)、藕池河、调弦河(已断流)“四口”分泄长江来水,湖区周围另有洈水、汨罗江、新墙河等中小河流汇入,经湖泊调蓄后由城陵矶注入长江,是长江最重要的调蓄湖泊。在整个洞庭湖水系流域内,地势呈东、西、南三面高起,顺势向北倾斜,为敞口马蹄形盆地结构;流域面积可达26.28万平方千米,约占长江流域总面积的1/7(见图1-4-2)。
图1-4-2 洞庭湖概图
洞庭湖因7000万年前的燕山运动断陷而形成,延续至4000~3000万年前的喜马拉雅造山运动,自200万年前的第四纪以来,仍呈震荡下沉态势,形成外围高、中部低平的盆地。泥沙在盆地内逐渐沉积,至11000年前的全新世初期,河网切割的冲积平原已形成,因内部地势波状起伏,河间低洼处形成了一些星散的小型湖沼。五六千年前,随着气候的转暖,长江北岸、汉水下游一带及长江南岸的大片低洼盆地形成一片浩瀚的沼泽地带,即先秦典籍所称之“云梦泽”,彼时洞庭仅为君山(原称“洞庭山”)西南侧一小块方圆260里的小湖。
此后,随着长江和汉江持续的泥沙淤积,云梦泽不断消解,江北先变为沼泽,再变为江汉平原;江南起初仍为大泽,但至南朝时期,因荆江河床的不断抬升,荆江南岸形成景、沦两口,分流江水进入洞庭湖,泥沙随之在入湖河口附近大量堆积,洞庭湖逐渐演变为星罗棋布的小湖群,只在汛期才能连为一片。江南湖群的萎缩态势一直持续至唐宋时期,已显现出沼泽化的面貌。而此时,由于荆江河床的不断抬升和堤防的不断修筑,长江江面趋于缩狭,洪水宣泄不畅;大洪水过荆江段时,南岸经常形成决口。洞庭湖接纳的长江洪水远胜以往,虽仍携泥沙,但不足以阻遏洞庭湖的扩张势头,湖面遂向西、南伸展,西吞赤沙湖,南连青草湖,初显“八百里洞庭”
之势。
宋代以后,荆江河床仍因泥沙淤积而不断抬高,水位已超过洞庭湖,江水倒灌入湖的现象时有发生,每次荆江决口都会令洞庭湖湖面扩张。尤其是明嘉靖以后,朝廷奉行“舍南救北”的治水方针,尽堵江北穴口,江水分流专注于南。长江大量水沙不断向洞庭湖倾倒,洞庭湖湖床随之不断抬升,湖面则因来水量巨大而不断外扩,西、南洞庭湖即在此背景下逐渐扩张而成。在1860年和1870年的两次特大洪水发生后,藕池、松滋两口相继被冲开,洞庭湖湖面达到极盛,汛期湖面可达6000平方千米。但也因更多泥沙的淤积,洞庭湖在枯水期呈现沙洲裸露、港汊分歧的态势,由此进入衰退期。此外,清中期以来,湖区围垦的愈演愈烈也大大加速了洞庭湖的萎缩态势。洞庭湖于20世纪40年代被分割为西洞庭湖(原指赤山以西若干小湖,现仅存目平湖和七里湖)、南洞庭湖和东洞庭湖三部分,最终退居我国五大淡水湖次席。截至1995年,洞庭湖湖面面积仅余2623平方千米,不及盛时之半(见图1-4-3)。
图1-4-3 清末以来的洞庭湖演变示意图
20世纪末以来,随着禁伐天然林和退耕还林、退田还湖、平垸行洪、移民建镇等一系列重要举措的实施,洞庭湖的泥沙淤积量呈大幅减少之势。“2003年三峡蓄水后,实测入湖泥沙量仅为0.3亿吨,是之前多年平均入湖泥沙量的22%。而通过退田还湖、平垸行洪,洞庭湖的水面在恢复性扩大,其调蓄容积也在相应增大。”
通江湖泊面积已逐渐恢复至2691平方千米。
洞庭湖水系属亚热带季风气候区,气候温暖湿润,年平均降水量为1200~2000毫米。山地多雨区的年平均降水量一般在1600毫米以上,丘陵、平原区的年平均降水量为1200~1600毫米。
广阔发达的流域水系和充沛的降水,令洞庭湖成为我国水量最大的淡水湖,多年平均入湖水量为3033亿立方米,相当于鄱阳湖的3倍、黄河的5倍多。但其降水量的年内分配不均匀,4-9月的降水量约占全年降水量的60%~70%,最大降水量一般出现在5-6月,占全年降水量的13%~20%,某些特殊年份甚至可达全年降水量的四成以上,极易酿成洪涝灾害。通常年份,四水和四口入湖的洪峰彼此错开,洞庭湖可发挥其容纳四水、吞吐长江之能,可有效缓解荆江河道泄洪能力不足和长江上游来水峰高量大的矛盾,保障江汉平原和武汉三镇平安度汛。但若“江、湖同涨”,就往往会造成较严重的洪水灾害。比如,1998年长江洪水期间,城陵矶前后出现8次洪峰,其中前三次由四水洪水造成,后五次则由长江洪水造成。从第四次洪峰开始,洞庭湖与长江干流高水位相互顶托作用明显,在相同的时段内,长江干流和洞庭湖多次超过最高洪水位,而下游鄱阳湖也有类似情况,这最终导致了长江流域有史以来最为严重的洪灾。
鄱阳湖位于长江中游九江段以南、赣北中部,平水期湖泊面积为3150平方千米,是我国第二大湖(仅次于青海湖)、第一大淡水湖。鄱阳湖自西向东承纳修水、赣江、抚河、信江、饶河五水及博洋河、西河(又称“漳田河”)、潼津河等小河,经湖泊调蓄后由湖口注入长江,是长江流域一个重要的集水湖盆。整个鄱阳湖水系跨越长江中下游平原及华东南山地,中部及北部地势低平,四周山丘环绕,由周边向内倾斜,在九江湖口间向北开敞,流域面积达16.2万平方千米,约占长江流域面积的9%。作为一个典型的吞吐型、季节性浅淡水湖,鄱阳湖洪、枯水期的湖泊面积相差巨大,洪水期(吴淞高程20米)的湖泊面积可达4125平方千米,枯水期的湖泊面积(吴淞高程12米)仅有500平方千米左右
,积水成湖,水落滩出(见图1-4-4)。
图1-4-4 鄱阳湖概图
根据湖盆地质、地貌和历史演变情况,鄱阳湖以永修松门山为界,分为南、北两部分,南部宽浅,为主湖区,形成较晚;北部狭深,为入江水道,形成较早。鄱阳湖由古彭蠡泽演变而来,地跨长江南北,江北的太白、龙感和大官及江南松门山以北的北鄱阳湖皆在其内。泽内水陆相间,古长江穿泽而过,实乃古长江中游之洪泛区。至汉代,长江主泓南移至今河道,北侧洪泛区因来水减少而日益萎缩,六朝时被称为“雷池”,今则仅余龙感、大官等湖;南侧仍称“彭蠡”,即今北鄱阳湖,南朝时,其范围仅限于松门山附近,但因其上游来水丰富,下游又受长江主泓顶托及洪水倒灌,因而湖面不断扩大,南鄱阳湖随之出现并超过北鄱阳湖成为主体,至唐初已成“秋水共长天一色”的浩瀚大湖。明清时,鄱阳湖汊湖扩展,湖面继续向南扩张,但因持续的泥沙淤积和围湖垦田,湖床变浅,湖中孤岛逐渐与陆地相连。20世纪六七十年代,鄱阳湖的人湖争地现象更为严重,进一步加速了湖面的萎缩,但因其萎缩趋势相对弱于洞庭湖,故已取代洞庭湖成为中国第一大淡水湖(见图1-4-5、图1-4-6)。
图1-4-5 鄱阳湖演变图
图1-4-6 20世纪70年代的鄱阳湖(左)及现在的鄱阳湖(右)
鄱阳湖水系属亚热带季风气候区,气候温暖湿润,年平均降水量为1570毫米。鄱阳湖水系年降水量相对平均,由东南向西北略微减少;但年内分配不均,春季阴湿多雨,全年60%的降雨集中在4-6月,是长江流域最早进入汛期的水系;夏季一般晴热干燥,但遇有台风也会引起大暴雨,加之7-9月因长江涨水而引起顶托或倒灌,湖区也易发洪害,故其汛期往往可延续至8月甚至9月。
鄱阳湖年径流量变化不大,可有效调蓄长江洪水,补充长江中下游和湖区淡水。尤其是在每年的9、10月,三峡水库蓄水,鄱阳湖向长江输送的水量增多,这极大地补给了长江中下游的水量。多年来,鄱阳湖依靠其强大的自然净化功能,竭力维持着长江中下游的生态环境安全,是长江流域最大的“肾”。但近年来,农业面源污染、工业废水污染、生活污水排放及湖底采砂导致的湖泊水质下降问题不容忽视,鄱阳湖正承受着巨大的生态压力,这“一湖清水”急需保护。
巢湖,又称“樵湖”“焦湖”,地处长江下游北岸、安徽省中部,介于合肥、芜湖两市之间,平水期湖泊面积约为780平方千米,是我国五大淡水湖之一。中庙(又名“圣姥庙”“忠庙”)三面环湖,处于巢湖中心,湖心岛姥山、孤山嵌于湖区中、西。以中庙—姥山—齐头嘴为界,巢湖可分为东、西两部分。巢湖流域东濒长江,西北为江淮分水岭,东北邻滁河流域,南与陈瑶湖、菜子湖及皖河流域接壤,总面积约为1.42万平方千米(见图1-4-7)。
流域地形总体由西北向东南渐低,向巢湖倾斜。流域水系发达,自古号称“港汊三百六十纳诸水”。现有入湖河流主要分布在湖区的西部和西南部,入湖大小支流有34条,湖水出东湖口后,经裕溪河(又名“运漕河”,古称“濡须水”)注入长江。巢湖闸下牛屯河为分洪入江河道。流域内较大湖泊除巢湖外,还有黄陂湖(23.3平方千米)和白湖(已被围垦)。
图1-4-7 巢湖概图
巢湖流域地处板块交界地带,因燕山运动而下降,成为盆地,此后持续下降并进一步断陷,阻滞大别山北麓流水,形成断陷湖。约在第三纪末、第四纪初(500万~350万年前),湖面面积趋于鼎盛,西近六安双河镇,北抵今合肥市,南与庐江白湖相连,面积超过2000平方千米。距今1.5万年,因大量泥沙不断流入湖中,湖水面积不断缩小并被割裂,巢湖流域最终形成今貌,目前各入湖河口仍在不断淤塞。
巢湖流域属亚热带季风气候区,四季鲜明,气候温和,雨量适中,春季温度多变,梅雨显著,夏雨集中,秋高气爽,冬季一般年份仅有岸冰出现,少有封冻现象。全流域平均年降水量约为1000毫米,年际分配不均,丘陵区易发旱灾;年内分配亦不均,降水集中于夏季,且多暴雨,圩区易发洪涝灾害。
因巢湖流域气候温暖湿润,加之地表土壤肥沃,故其圩区是安徽省沿江农业高产区,但因长期围湖垦田,港汊大多成圩,极大削弱了巢湖的蓄洪能力。巢湖为通江浅水湖泊,沿岸草滩面积广大,水生植物众多,水产资源十分丰富,但由于人们的围垦,湖泊的生态环境被破坏了。特别是裕溪闸和巢湖闸的建成,切断了巢湖的通江河道,减少了鱼类的洄游和长江鱼苗入湖的机会,令巢湖鱼类种群数量锐减。另外,自20世纪中期以来,巢湖正在遭受严重的水质污染问题。20世纪70年代以后,巢湖的水体富营养化严重程度已居全国五大淡水湖之首,甚至出现了严重的“水华”
现象。经过近40年的治理,目前巢湖的水质有所改善,但其水质仍不尽如人意,巢湖的水污染治理任重道远。
太湖,古称“震泽”“具区”“笠泽”“五湖”,位于长江下游干流与杭州湾之间的三角地带、江苏和浙江两省交界处,平水期湖泊面积为2338平方千米,是我国第三大淡水湖。湖中还有48座岛屿,山水结合,层次丰富,形成天然画卷(见图1-4-8)。
图1-4-8 太湖概图
太湖流域东濒东海,南濒钱塘江,西以天目山、界岭、茅山等与钱塘江、水阳江、秦淮河等流域毗邻,总面积为3.65万平方千米,具有明显的封闭性。因四周较高,中部低洼,以太湖为中心的蝶形洼地平原形成。这一特殊地形导致太湖排水不畅、洪涝多发,大规模的水利工程建设是当地维持文明发展的前提。我国最早的大型水利工程——杭州良渚古城外围水利系统,即位于太湖流域,距今已有4700~5100年,也是世界已知最早的水坝系统。良渚古城遗址已于2019年入选世界遗产,用铁一般的事实证明了中华五千年文明史。
太湖流域水系是长江最下游的一个支流水系,包括以太湖为中心的数百座大小湖泊和众多短小河流以及黄浦江。以太湖北岸的直湖港和南岸的长兜港连线,水系可分为西部上源和东部下委两个系统,它们分别是来水区和出水区。下委原有吴淞江、东江、娄江三条入江、入海通道,它们被称为“太湖三江”,分别向东、南、北三面排水。唐时期,东、娄两江相继湮灭,逐渐形成东北、东南各有36条入江、入海港浦,替代了东、娄两江排水。宋元时期,由于海岸线东伸,吴淞江入海段日益淤塞(下游河段最终缩狭为苏州河),东北诸港浦也需时常疏浚以维持通水,东南沿海各港浦则因岸塌土虚,挡潮闸屡筑屡圮,不得不逐渐改闸为堰,以阻海水倒灌。太湖排水阻塞情况日甚一日,苏、松、杭、嘉、湖等府水患不断,遂于明初开范家浜,接通黄浦,导湖水入海,又开通一系列人工运河以疏导太湖积水。不到半个世纪,范家浜被冲刷为深广的黄浦江,从而替代吴淞江成为全流域最主要的排水通道。如今,太湖的排水系统仍由黄浦江和众多人工运河构成。
太湖流域属亚热带季风气候区,气候温暖湿润,雨水丰沛,年平均降水量为1120毫米。年内降雨分配不均,夏季(6-8月)降雨最多,占全年降雨量的35%~40%,加之地形低洼,排水不畅,易发洪灾。另外,太湖流域接近东部沿海,常遭风灾(约一年两次)。台风除造成直接灾害外,还常使广大海面和长江口一带江面的潮位产生增水,导致潮水漫溢,毁堤淹田,威胁城镇。