侯雨樂,胡 堯

(阿壩師范學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院,四川 汶川 623001)

清代岷江上游洪澇災(zāi)害特征研究

侯雨樂,胡 堯

(阿壩師范學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院,四川 汶川 623001)

通過對歷史資料的整理分析,研究了清代岷江上游地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻次、等級、周期性、成因等。結(jié)果表明：清代岷江上游地區(qū)洪澇災(zāi)害共計45次,約每6年發(fā)生1次；中度以上洪災(zāi)比例高達77.8%；清代早期洪災(zāi)頻次較少,后期洪災(zāi)激增；岷江上游洪災(zāi)的主周期為17 a，同時還存在6 a和9 a的次周期；氣候變得更加濕潤、年降水增多是引發(fā)洪災(zāi)的主要因子，人地矛盾突出、拓荒毀林等人為因素加劇了洪災(zāi)的發(fā)生。

洪災(zāi);清代;岷江上游；特征

洪澇災(zāi)害對人們生產(chǎn)、生活影響極大,其不僅會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn),長期而言還會導(dǎo)致土地資源退化、生態(tài)環(huán)境惡化。洪澇災(zāi)害嚴重影響了四川省的生存環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展[1-2]。岷江上游地區(qū)位于四川盆地向青藏高原過渡的川西北山地高原區(qū),是山地生態(tài)脆弱區(qū)[3]。岷江上游地區(qū)既是長江上游的主要生態(tài)屏障,更是川西平原的生態(tài)屏障和水源生命線,其生態(tài)環(huán)境狀況會直接影響下游水資源及社會、經(jīng)濟發(fā)展。對岷江歷史時期的洪澇災(zāi)害,前人做過一些研究,例如肖天國[4]根據(jù)1951～1998年洪水實測資料,分析了金沙江、岷江兩江洪水遭遇、洪水組成,指出24 h洪量以岷江為主的多,岷江洪水由暴雨形成,洪峰高,漲落快,持續(xù)時間相對較短。吳垠等[5]通過對2010年7月18日岷江流域洪水的分析,認為強降雨過程是導(dǎo)致大洪水的直接原因。張萍[6]對明清時期岷江流域水旱災(zāi)害資料的統(tǒng)計得出,水災(zāi)災(zāi)年、受災(zāi)程度范圍等都較旱災(zāi)多,自18、19世紀以來水災(zāi)急劇增多,夏六月是水災(zāi)的高發(fā)期。張啟東[7]在其碩士論文《岷江上游水沙變化與森林破壞的關(guān)系研究》中提出:岷江上游森林破壞導(dǎo)致了森林調(diào)理水量的功能下降,使得汛期洪澇災(zāi)害加劇,對中下游的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全造成極為不利的影響。但對歷史時期岷江上游地區(qū)洪澇災(zāi)害等級、變化規(guī)律、與氣候變化關(guān)系等的詳細研究不多。1905年8月長江上游、岷江洪水,自宜賓至重慶沿江各地“田禾廬舍漂沒無算”,“漂沒商民之財畜物不可勝計”。汶川至都江堰河段是有名的鹿頭山暴雨區(qū)[8]。1964年7月,汶川縣映秀鎮(zhèn)出現(xiàn)特大暴雨,降水量超過228 mm/d,同時汶川縣以上河段形成日降水量40～50 mm的大雨,導(dǎo)致岷江上游出現(xiàn)百年一遇的特大洪水。研究表明[9],大洪水往往是由氣候變濕潤、降水量增加引起的。本文通過對歷史文獻統(tǒng)計分析和用數(shù)學(xué)模型計算,研究了岷江上游地區(qū)清代洪澇災(zāi)害的變化規(guī)律、等級及其與氣候的關(guān)系等，以期為現(xiàn)代環(huán)境治理、洪澇災(zāi)害預(yù)防、資源調(diào)配提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)地理

岷江古稱汶江、汶川,岷江東源為漳臘河,源自松潘縣北部的岷山弓杠嶺;岷江西源是黃勝關(guān)河,出自松潘縣岷山山系郎架嶺,在川主寺鎮(zhèn)與漳臘河匯合,以下即稱岷江,根據(jù)干流地理特點,都江堰市以上為上游。岷江上游地區(qū)位于北緯30°10′～30°55′、東經(jīng)102°38′～103°55′間,如圖1所示,在行政區(qū)域上包括四川省汶川、理縣、茂縣、松潘、黑水及都江堰市部分轄區(qū)。岷江上游地區(qū)位于四川盆地向青藏高原過渡的高山峽谷地帶，高山聳立,江河深切,地表起伏大,分屬邛崍山系和岷山山系,地質(zhì)活動頻繁。岷江上游屬于季風(fēng)氣候區(qū),但是由于區(qū)內(nèi)地形差異顯著,氣候為立體型的山地氣候和(半)干旱河谷氣候。常年日照時數(shù)1500～1800 h,日照率約38%,年均氣溫為10.2 ℃,年均降水量約725 mm,但由于高山、峽谷等地形差異導(dǎo)致降水有地區(qū)性差異,松潘縣到汶川縣河段年均降水量410～710 mm;汶川縣映秀灣到都江堰段是岷江流域的降雨極高區(qū),年降水量高達1200～1700 mm。岷江上游地區(qū)年均徑流量在松潘縣鎮(zhèn)江關(guān)水文站監(jiān)測值約為18億m3,紫坪鋪水文站監(jiān)測值上漲為145億m3[10]。岷江流域降水主要由東南季風(fēng)、西南季風(fēng)及太平洋副熱帶高壓進退所控制,降雨季節(jié)變化明顯,汛期暴雨頻發(fā),尤其集中在6～9月,

夏秋兩季雨量可占全年的80%以上；岷江徑流的季節(jié)變化趨勢與降水的趨勢一致。洪澇災(zāi)害時有發(fā)生[11]。

圖1 岷江上游地區(qū)的地理位置

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文數(shù)據(jù)主要來自對歷史文獻資料的整理分析。依據(jù)《中國三千年氣象記錄總集》[12]、《岷江志》[13]、《中國氣象災(zāi)害大典》(四川卷)[14]、《四川兩千年洪災(zāi)史料匯編》[15]、《四川水旱災(zāi)害》[16]等資料及地方史志的記載,對所采集的數(shù)據(jù)信息進行相互插值、印證、修訂,以保證數(shù)據(jù)的可靠性；爾后再對數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計、SPSS軟件下的多項式擬合和基于Matlab的小波分析計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 洪澇災(zāi)害等級劃分

參照本流域洪災(zāi)的實際持續(xù)時間、強度、波及范圍、承災(zāi)程度以及政府賑災(zāi)等相關(guān)內(nèi)容,同時依據(jù)前人的研究成果[17],將清代岷江上游洪澇災(zāi)害分為3個等級(表1)。

表1 清代岷江上游洪澇災(zāi)害等級評定標準及發(fā)生頻次

2.2 洪澇災(zāi)害的時間變化特征

為了深入分析洪災(zāi)的時間變化特性,依據(jù)以上劃分標準,以10年為時間單位來研究清代岷江上游洪災(zāi)等級的頻率分布,如圖2所示。

從圖2可以看出：清代268年(1644～1911年)中岷江上游記載的洪澇災(zāi)害共有45次,平均約6年發(fā)生1次洪災(zāi)。其中輕度洪災(zāi)10次,占洪災(zāi)總數(shù)的22.2%;中度洪災(zāi)22次,占洪災(zāi)總數(shù)的 48.9%;大洪災(zāi)13次,占28.9%;中度以上洪災(zāi)比例高達77.8%。清代早期洪災(zāi)頻次較少,后期洪災(zāi)激增。

為了更加清楚地揭示洪澇災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律,在以10年為時間單位的基礎(chǔ)上采用基于最小二乘法的6次多項式擬合洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻次(圖3)，得到的擬合方程為y=-2E-06x6+0.0001x5-0.0029x4+0.0313x3-0.1279x2+0.2194x-0.1302(y為洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻次，次/10 a；x為年代序號),其決定系數(shù)R2=0.7334,通過了顯著性水平α=0.01的檢驗。據(jù)此,可將清代岷江上游的洪災(zāi)大致分為兩個階段：第1階段為1644～1799年,這156年中共記載了11次洪災(zāi),平均每14.2年發(fā)生1次,頻次較低,為洪災(zāi)少發(fā)期；第2階段為1800～1911年,共發(fā)生了34次洪災(zāi),平均每3.3年發(fā)生1次,災(zāi)害頻繁,以中度災(zāi)害為主,為洪災(zāi)高發(fā)期。

圖2 清代岷江上游洪災(zāi)的等級

2.3 洪災(zāi)的周期規(guī)律

小波分析既可以揭示氣候變化在不同時間尺度下的周期特征,還能揭示各種周期信號隨時間變化的強弱[18]。小波分析是研究自然災(zāi)害變化的重要方法,也可用于自然災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報[19]。本文采用 Morlet小波分析方法對清代岷江上游洪澇災(zāi)害的發(fā)生周期進行了研究,分析了洪災(zāi)時間序列的多尺度變化特征(圖4)。若小波轉(zhuǎn)換系數(shù)為負值,則說明周期信號較弱,周期不顯著;若小波轉(zhuǎn)換系數(shù)為正值,則說明周期信號較強,周期較為顯著。從圖4中小波系數(shù)實部等值線可以看出：岷江上游的洪災(zāi)以17 a左右的震蕩比較明顯,即17 a周期最顯著；同時還存在6 a和9 a的周期,且信號較強，其中1644～1794年的短周期表現(xiàn)為6 a，1795～1911年的短周期表現(xiàn)為9 a。

圖3 清代岷江上游洪災(zāi)頻次分布及其6次多項式擬合曲線

圖4 清代岷江上游洪澇災(zāi)害發(fā)生周期的小波分析

3 洪澇災(zāi)害的成因探討

3.1 氣候異常變化、降水季節(jié)分布不均與洪災(zāi)

洪澇災(zāi)害主要是由降水量增多、降水分配不均及地形地貌等自然因素引起的[20]。岷江上游地區(qū)暴雨多在5～9月出現(xiàn),特大暴雨集中在6～7月,洪水主要由暴雨形成。據(jù)史料記載[21],1911～1949年間,灌縣境內(nèi)受岷江上游的鹿頭山暴雨區(qū)影響,先后發(fā)生洪澇災(zāi)害22次,其中大災(zāi)10次。岷江上游徑流的季節(jié)變化與降雨的季節(jié)變化一致。大面積暴雨隨洪峰傳播,干支流洪峰重疊遭遇,會造成干流峰高量大,嚴重威脅中下游安全。2003年7月15日,汶川縣水磨鎮(zhèn)、漩口鎮(zhèn)境內(nèi)突遭暴雨襲擊,岷江支流壽溪河突發(fā)特大洪水,河水暴漲6 m,出現(xiàn)1964年以來最大的1次洪災(zāi),部分企業(yè)和農(nóng)戶受災(zāi),11人死亡。2013年7月10～12日,汶川縣境內(nèi)連遭強降雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量達1959年以來有氣象監(jiān)測記錄的最高值。暴雨誘發(fā)多點群發(fā)性山洪泥石流災(zāi)害,基礎(chǔ)設(shè)施受損嚴重,汶川縣因洪災(zāi)致14人遇難,直接經(jīng)濟損失38億元。

從15世紀到20世紀初，全球進入了一個寒冷漫長的小冰期；從16世紀中葉到19世紀中葉達到小冰期的鼎盛時段[22]。伴隨著小冰期降溫,我國災(zāi)害性天氣明顯增多,旱澇頻發(fā)。近1000年來長江流域有大干旱氣候和大濕潤氣候的周期性變化規(guī)律,每個大干濕氣候期都包含3個小旱澇期,清代的小洪澇期主要分布在1649～1670、1705～1769、1822～1870和1896～1917年間[23]。在黃忠恕等[23]提出的清代的后3個小洪澇期中,岷江上游地區(qū)洪災(zāi)頻次明顯增多，主要分布于清代中后期。據(jù)分析可知,氣候變得更加濕潤、年降水增多是引發(fā)洪災(zāi)的主要因子。

3.2 崩滑堵江事件與洪災(zāi)

岷江上游因地質(zhì)活動強烈,山高坡陡,降水集中,致使出現(xiàn)地表、坡面物質(zhì)疏松破碎等情況,易引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。歷史資料中記載的滑坡、崩塌、泥石流堵江事件對岷江上游地區(qū)的社會和經(jīng)濟建設(shè)帶來了極大危害。崩滑堵江災(zāi)害過程也可能會引發(fā)潰壩洪水[23]。如,清康熙年間理縣孟董溝山崩,橫塞谷口,水遏三載,于1708年秋淤決,水高八九十丈,淹沒城郭、衙舍。1858年夏理縣下莊鐵邑間山溪水發(fā),沖塌山田河岸,大江為之曲流;對岸山崩,江流由此至灌,渾濁數(shù)年。1930年夏六月,灌縣大雨江溢,白沙積木漂去,崇德廟山崩,阻索橋不通者數(shù)日,外江之張家灣林巷子皆決,沒田廬。1933年疊溪地震導(dǎo)致茂縣較場附近干、支流上10余處山體崩滑堵江,其中疊溪壩于堵江45 d后潰決,造成岷江上游2500余人喪生。2010年8月13日晚至14日凌晨,汶川縣境內(nèi)突降暴雨,雨量超過200 mm,導(dǎo)致映秀、漩口、銀杏等多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)情,映秀鎮(zhèn)新城被洪水圍困,造成38人失蹤,岷江河段形成堰塞湖,形成嚴重洪災(zāi)。堵江事件絕大部分為降水誘發(fā),其次是地震誘發(fā),人類工程等活動也是重要的誘發(fā)因子。

3.3 森林資源退化與洪災(zāi)

古代岷江上游大部分地區(qū)森林十分茂密,元明時期的森林覆蓋率在50%以上,清代以前由于人口稀少、農(nóng)耕技術(shù)水平低下、交通不便等原因,岷江上游森林覆蓋率很高,森林破壞較輕微[25]。 清代時期的改土歸流、人口移民、實邊屯墾、商業(yè)性采伐等政策,使本區(qū)人口急速膨脹,農(nóng)耕文化與商貿(mào)運輸業(yè)都得到了發(fā)展。由于人口增加過快,清代中期以后岷江流域的耕地面積達到了過飽和狀態(tài)[20],人口過剩與耕地不足的矛盾必然導(dǎo)致過度墾荒。到20世紀初,岷江二級支流兩側(cè)森林已被大量砍伐,岷江上游森林覆蓋率下降至40%左右。山區(qū)拓荒直接導(dǎo)致了大面積森林被砍伐,土壤侵蝕等土地退化現(xiàn)象加劇,河流水文要素變化加劇,水土流失嚴重;同時森林調(diào)蓄洪水、調(diào)節(jié)氣候的功能下降,流域小氣候發(fā)生變化,給自然生態(tài)環(huán)境帶來了負面效應(yīng),更容易引發(fā)洪災(zāi)。據(jù)研究[6],岷江上游森林破壞與洪水流量變化呈負相關(guān),而與大洪水概率呈正相關(guān)。

4 結(jié)論

清代岷江上游洪澇災(zāi)害共計45次,約每6年有1次洪災(zāi)發(fā)生。其中輕度洪災(zāi)10次,占洪災(zāi)總次數(shù)的22.2%;中度洪災(zāi)22次,占洪災(zāi)總次數(shù)的48.9%;大洪災(zāi)13次,占洪災(zāi)總次數(shù)的28.9%;中度以上洪災(zāi)比例高達77.8%。

清代岷江上游洪災(zāi)表現(xiàn)出明顯的階段性：第1階段為1644～1799年,平均每14.2年發(fā)生1次,為洪災(zāi)少發(fā)期；第2階段為1800～1911年,平均每3.3年發(fā)生1次,以中度災(zāi)害為主,為洪災(zāi)高發(fā)期。清代早期洪災(zāi)頻次較少,后期洪災(zāi)激增。

岷江上游洪災(zāi)的主周期為17 a；同時還存在6 a和9 a的次周期,1644～1794年的短周期表現(xiàn)為6 a，1795～1911年的短周期表現(xiàn)為9 a。

氣候變得更加濕潤、年降水增多是引發(fā)洪災(zāi)的主要因子。人地矛盾突出、拓荒毀林等人為因素加劇了洪災(zāi)的發(fā)生。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Research on Characteristics of Flood Disasters in Upper Reaches of Minjiang River during Qing Dynasty

HOU Yu-le, HU Yao

(College of Resources and Environment, Aba Teachers College, Wenchuan 623001, China)

Based on the collation and analysis of historical data, this paper studied the frequency, grade, periodicity and causes of flood disasters in the upper reaches of the Minjiang River during Qing dynasty. The results showed that: 45 times (about once every 6 years) flood disasters occurred in the upper reaches of the Minjiang River during Qing dynasty; the moderate and severe flood disasters accounted for 77.8%; the flood disaster frequency was low in the earlier Qing dynasty, but it increased dramatically in the later Qing dynasty; the flood disasters in the upper reaches of the Minjiang River during Qing dynasty had the main periodicity of 17 years and the secondary periodicities of 6 years and 9 years; the moister climate and more annual rainfall were the main factors causing flood disaster, while the human factors such as the contradiction between people and land, and the deforestation increased the occurrence of flood disaster.

Flood disaster; Qing dynasty; Upper reaches of Minjiang River; Characteristic

2016-12-27

阿壩師范學(xué)院校級科研項目“岷江上游旱澇災(zāi)害研究”(ASB15-13);四川省教育廳項目“岷江上游旱澇災(zāi)害原因及治理 探析”(16ZB0386);黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室項目(SKLLQG1428)。

侯雨樂(1983─),男,山西交城人,講師,碩士,主要從事區(qū)域自然地理研究。

P467

A

1001-8581(2017)06-0111-05