我國洪澇災害日益嚴重的主要原因是:①降雨分布不均,氣候異常加劇;②主要河流中下遊地形平緩,河道曲折,行洪不暢;③水土流失和滑坡活動強烈;④河湖淤積嚴重,泄洪蓄洪能力降低;⑤大江大河沿線工程條件復雜,堤防隱患嚴重(張亮,1999)。
1.降水分布不均
我國降水的最大特點是時間和區域分布嚴重不均,這是水旱災害頻發的根本原因。從時間上看,年內降水集中在夏季,全年豐枯交替,形成各種尺度的周期性變化。在空間上,西北地區幹旱少雨,東部地區,尤其是華南和東南沿海地區,雨量充沛。與世界同緯度地區相比,我國北緯35°以北(尤其是西北地區)降水偏少,北緯30° ~ 35°之間地區基本持平,北緯30°以南地區明顯偏多。
這種降水特征是隨著新生代區域地殼運動和氣候環境的演變而逐漸形成的。第四紀以來,全球變冷加劇了中低緯度地區的海陸熱力差異,形成了大規模的東亞季風環流,而青藏高原的急劇隆升又大大加強了這壹環流,使其比同緯度的其他地區更加炎熱多雨,洪水頻發。此外,受當地山地地形控制,降水的時空分布更不均勻。燕山南麓、太行山東麓、伏牛山、大別山、雪峰山、羅曉山、武夷山,不僅年降水量多,而且暴雨頻繁、強度大。
2.低窪地與區域性地面沈降
受區域構造控制,我國地形西高東低,依次形成高原、山地→山地、高原→平原、丘陵三級地貌格局。在這種控制下,我國各大河流上遊險峻,水流千裏,而中下遊地勢險峻,河道曲折,河速急劇下降,泥沙大量淤積,行洪不暢,易發洪水。以長江為例,宜昌東進中遊後,河流高程從100m以上急劇下降到50m以下,到達長江口1800km的河流平均比降僅為2.8%。特別是江漢平原和洞庭湖區屬於中、新生代構造沈降盆地,自白堊紀以來沈降速率不斷增大,第四紀以來處於構造沈降加速期。據研究,更新世構造沈降速率約為0.065~0.129mm/a,全新世約為1.19mm/a,現代約為9.82 mm/a..據此計算,江漢平原的構造沈降僅在1954 ~ 1998期間超過0.4m(張仁仁等,1998)。人類活動,如開采地下水,進壹步加劇了地面沈降。
長江三角洲地區由構造沈降和地下水超采引起的地面沈降更為劇烈。以上海、蘇州、無錫、常州為中心的地面沈降,使地面標高降低了幾十厘米,達到2米以上(張業成,1999)。
上海是壹個地勢低窪的沿海城市。20世紀40年代以前,地面標高普遍在4m以上,市區幾乎沒有防洪設施,但也幾乎沒有發生嚴重的水災。從上世紀60年代中期開始,上海市區地面標高普遍下降到3.5m以下,市區每次下大雨只有2.6m左右,市區多條街道被淹,百姓房屋受損。1995年6月24-25日,我市普降100mm以上特大暴雨,造成市區200多條道路嚴重積水,25600多棟居民樓被淹(劉壹,1999)。
3.土壤侵蝕
水土流失、崩塌、滑坡和泥石流與洪水災害密切相關。暴雨洪水是激發水土流失、崩塌、滑坡、泥石流的重要因素,反過來又進壹步加劇了洪澇災害。壹方面,水土流失和滑坡嚴重破壞了森林植被和土地資源,惡化了生態環境,降低了土壤調蓄水分的功能,從而增加了洪水的強度和頻率;另壹方面,水土流失和滑坡產生的泥沙造成河流、湖泊、水庫淤積,河床擡高,甚至高於兩岸地面,成為地面上的“懸河”,從而加重洪澇災害(張業成,1999)。
例如,位於長江上遊的四川省,20世紀50年代發生了4次洪水,70年代發生了8次。20世紀80年代以來,幾乎每年都有洪水發生,1981和1998發生了特大洪水。中下遊河床、湖底逐年上升,城陵磯-漢口段20年平均淤積高度0.43m,洞庭湖萎縮。因此,長江中下遊幹流洪水位除少數河段外,在流量不增加的情況下,仍在逐年上漲。根據洞庭湖城陵磯水文站觀測資料,1954處最高水位為34.45m,最大流量為44500 m3/s..除了這兩次特大洪水,在此期間還發生過幾次大洪水,洪峰流量相似,從29100到29800 m3/s不等,最高水位逐年升高。
4.湖泊的蓄水能力下降了。
湖泊在蓄洪、分洪、調洪方面發揮著非常重要的作用。湖泊面積急劇縮小,使其蓄洪能力急劇下降。
據相關數據顯示,1949年長江中下遊湖泊總面積達到25828km2,減少了壹半以上。被稱為“千湖之省”的湖北,新中國成立初期有1066個天然湖泊,到80年代末僅剩309個。1825以前,洞庭湖是壹個統壹的大湖,面積6270km2。之後逐漸分解為東洞庭湖、南洞庭湖和西洞庭湖,到90年代湖泊總面積減少到21.50 km2。鄱陽湖的面積也從新中國成立初期的5600km2減少到今天的3860km2(張業成,1999)。
湖泊周圍的泥沙淤積和圍墾是湖泊萎縮的主要原因。泥沙淤積不僅直接導致湖泊萎縮,也為人工圍墾提供了依據。比如洞庭湖每年平均接收1.33×108m3的泥沙,其中82%來自長江上遊。
5.沿河的堤防工程是脆弱的。
河流兩岸的天然堤壩是在自然條件下形成的,在正常時期基本保持穩定,但在洪水時期,穩定性差的堤壩可能會決堤,導致洪水災害。具有潛在不穩定因素的大壩往往位於隱伏巖溶發育的地區或土質結構松散、土洞土洞發育的河段。如江西長江幹堤長約160km,其中近80km為隱伏巖溶發育區。新中國成立以來,已有22公裏長的幹堤發生隱性坍塌,是決堤的重要隱患。土質結構和穩定性差的岸坡也影響堤防安全。如長江中遊大部分河段的天然堤防上部為粘性土,下部為砂土,容易以管湧形式發生滲透變形,被水流破壞。
綜上所述,影響中國洪災頻發的因素有很多。雖然各種因素影響不同,但大多與地質動力過程有關。氣候是控制洪澇災害的前提條件,地面沈降、水土流失、山體滑坡、河湖淤積等因素加劇了洪澇災害的危害。