基于碑刻记录的嘉陵江清代洪水发生规律及成因研究

2017-11-15 06:39李卫朋伏润得梁七丹叶云佳文星跃董海英
地球环境学报 2017年5期
关键词:嘉陵江碑刻洪水

李卫朋,伏润得,梁七丹,叶云佳,文星跃,董海英

1. 西华师范大学 国土资源学院,南充 637009

2. 西华师范大学 区域环境演变与保护研究中心,南充 637009

3. 西华师范大学 文学院,南充 637009

基于碑刻记录的嘉陵江清代洪水发生规律及成因研究

李卫朋1,2,伏润得1,梁七丹1,叶云佳3,文星跃1,2,董海英1

1. 西华师范大学 国土资源学院,南充 637009

2. 西华师范大学 区域环境演变与保护研究中心,南充 637009

3. 西华师范大学 文学院,南充 637009

基于历史文献法收集整理了《四川两千年洪水史料汇编》中嘉陵江清代洪水碑刻的碑文记录,并利用Gibbs-Mirtin多样化指数法分析洪水碑刻记录的空间分布特征。结果发现:清朝时期,嘉陵江流域共有洪水碑刻记录55通,月份明确可辨的有36通。空间上整体分布不均,下游多于中上游,其中嘉陵江干流28通(20通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0.46,上游仅有零星分布,相对集中于中下游),渠江16通(10通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0.71,各河段均有分布),涪江11通(6通有明确月份;Gibbs-Mirtin多样化指数为0,仅集中于下游的重庆市)。洪水碑刻记录在年内主要分布于6、7、8、9四个月,洪水碑刻清晰记录了清代1679年(2通)、1840年(3通)、1870年(17通)、1903年(2通)4次特大洪水,洪水碑刻记录的嘉陵江流域清代洪水的发生频率为7 a一洪。清代嘉陵江洪水碑刻记录反映了流域夏秋季洪水较多,这与嘉陵江流域的亚热带湿润季风气候、多洪齐发的扇状水系、低山丘陵-谷坝地形、松散的土壤质地以及“湖广填川”时期毁林垦荒导致的水土流失与河道淤积有关。

嘉陵江;洪水碑刻;清代;雨洪河流

嘉陵江全长1120 km,流域面积16万km2(王杰等, 1997),是长江上游最大的支流。嘉陵江流域地处亚热带季风气候区,雨热同期,降水丰沛且集中,易形成较大的洪水。从清代以来,嘉陵江共发生5次特大以上洪水,分别是1679年、1840年、1870年、1903年、1981年(李铁松,2005),还有其它大小不等的各次级洪水,这对流域中下游人民的生产和生活造成了严重威胁,历来是政府部门和学者关注的热点环境问题。特别是近年来随着全球气候变化的加剧、极端气象、水文灾害频发以及流域内城镇化和城市化持续推进,防洪抗洪和防止城市内涝成为嘉陵江流域特别是中下游沿江区域面对的重要环境问题。当前洪水的发生规律及其预测、预报、预警和防控主要基于水文台站的站测数据以及卫星影像等遥测数据。然而现代水文观测技术只有几百年历史,要全面掌握区域内洪水发生规律需要站在更长的历史背景下全面去审视。历史洪水研究由于缺乏直接的器测或遥测数据,需要通过各种历史代用资料进行,如河流沉积相及其相关环境代用指标,历史文献、洪水碑刻等。Wang et al(2011)认为研究古洪水通常有收集调查地貌记录和历史文献资料两种方式。河流沉积相研究有不少,如赵景波等(2010)将渭河眉县段的河漫滩沉积剖面划分为16个沉积层,揭示了该河段的洪水过程,为渭河的现代防洪抗洪提供了重要的理论参考。张天文等(2010)通过沉积粒度统计研究了嘉陵江北碚段支流龙凤溪流域历史洪水过程。河流沉积相研究对于较长的地质时期洪水研究具有重要的意义,但由于地质地貌记录自身性质和测年技术的限制对于距今较近的历史洪水研究而言,时间分辨率有限。

历史文献作为历史洪水研究的重要手段,也有大量的研究成果。周晓龙和于学峰(2013)通过文献集成研究发现,1000 a BP以来,长江、黄河两大流域古洪水记录频次对太阳活动均具有显著的响应:长江流域在太阳活动较弱的时期,洪水多发,而黄河流域则呈现出反相位变化的趋势。Wu et al(2003)在研究长江中游三峡地区时认为在明清时期中国地方史料记载较为详细,可利用地方档案来研究洪水。Brázdil et al(1999)也运用文献史料研究了16世纪莱茵河大洪水。赵毅如等(1983)利用历史文献分析了1870年7月长江上游特大暴雨及其大洪水的成因。纸质档案记载数量大,记录多,但是正因这种多而杂的记载方式使得洪水发生大小及影响区域的真实性和准确性不一而论,且主要源于地方奏报的历史档案一般记录的多为大洪水和特大洪水,由于档案保存与官员勤政状况等影响,史料对洪水记录也存在失载的情况(蔡东洲,1999)。洪水碑刻作为一种刻于石头或崖壁上用于客观反映洪水水位高低或涨水情况的水情记录,类似于如今的水尺或水文简报,在历史洪水发生规律重建、识别过程等方面与沉积相资料以及地方文献或档案材料互为补充,可进行交叉验证,对于反映一定历史时期的洪水情况具有极其重要的意义。关于洪水碑刻的研究,前人也进行了许多研究,如史辅成(1993)利用洪水碑刻推算了黄河的历史洪水流量。蔡东洲(1999)对嘉陵江流域历代洪水碑刻进行了考论,将洪水碑刻提到了与文献记载资料同等重要的地位。

李铁松和刘辉(2006)研究发现南宋、清代和现代是嘉陵江洪水发生高峰期。随着时代变迁,嘉陵江流域在距今较久远的南宋时期,洪水碑刻记录残存较少,或因地形地貌的影响而不能判断洪水的水量大小或涨水高低;而近现代由于记载方式的多元性,人们更倾向于通过纸质文档来详尽记录嘉陵江洪水大小;清代以来嘉陵江发生了5次特大以上洪水,分别是1679年、1840年、1870年、1903年、1981年(李铁松,2005),除了20世纪80年代这次大洪水,其余4次都发生在清代。马强和杨霄(2013)基于地方志、档案文书和奏折等史料对明清时期嘉陵江流域水旱灾害频次进行统计分析,发现嘉陵江流域水灾集中在6、7、8月(69.5%),其中涪江流域是嘉陵江流域水灾的高发区。朱圣钟(2012)基于地方志、档案等史料统计发现明清时期川西凉山地区水灾也集中在6、7、8 月(68.2%),其中金沙江下游与安宁河流域是水灾的高发区。

就现存的有效洪水碑刻记录数量来看,相对于南宋时期,嘉陵江流域清代碑刻记录更为丰富;与史料“时近迹易真”(朱圣钟,2012;马强和杨霄,2013)的特点类似,距今较近的清代洪水碑刻保存也相对完好,可识别性相对较强,记录可信度也相对更高,因而洪水碑刻成为嘉陵江清代洪水研究的重要记录之一。本文借助嘉陵江较为丰富的洪水碑刻记录史料,通过对其系统地搜集、解读和整合,研究了嘉陵江清代洪水碑刻记录时空分布特征,以期为嘉陵江历史洪水研究和现代洪水分析提供参考。

1 清代嘉陵江洪水碑刻史料整合与解译

1.1 清代嘉陵江洪水碑刻史料整合

本文的碑刻资料主要源于对水利部长江水利委员会等(1993)编著的《四川两千年洪水史料汇编》和清代嘉陵江流域洪水碑刻记录的整理,并在参考蔡东洲(1999)考论的基础上进行系统整理而成(题刻录文中的简写、别字代用、后补题刻补刊时的公元纪年等在句中通过小括号进行注解;洪水发生的公元纪年均在题刻录文句末予以注解)。

1.1.1 清代嘉陵江干流洪水碑刻史料整合

(1)咸丰九年(1859年)刊立的广元市千佛岩关帝庙的《重修关帝庙碑记》中载:“去秋(1858年)霪雨连旬,江水泛滥,殿宇神像漂没殆尽,河堤崩颓十有余。”(1858年)

(2)苍溪县庙垭乡群岭村鹞儿岩:“大清咸丰三年,水界。”(1853年)

(3)苍溪县镇水乡群力村黑石子沟雷打石:“咸丰七年六月初□□,十(‘十’为水淹没标记)。”(1857年)

(4)阆中县南津关的《重修临江楼碑记》:“道光二十年八月内,河水泛涨,将庙宇、山门、河堤冲去。”(1840年)

(5)阆中县南津关的《重修临江楼碑记》:“咸丰七年,河水陡涨,将前募化善缘账簿冲去无存。”(1857年)

(6)南充市双桂场大田坝会馆内墙:“大清咸丰三年岁在癸丑陆月初三申刻,大水至此。”(1853年)

(7)南充市双桂场禹王庙内石梯上方石刻:“咸丰三年六月初三,洪水至此。”(1853年)

(8)武胜县礼安乡杨家岩:“道光壬寅年五月望八日,涨大水,齐大石止。黄文若字。”(1842年)

(9)合川县皂角乡大石坝岩壁:“洪(化)年,长(‘长’为‘涨’的简写)大水。”洪化即康熙十九年。(1680年)

(10)合川县临江场:“道光甲申年闰七月二十七日,大水。”(1824年)

(11)合川县临江场涤冠台:“庚午年六月十□日,□水。”(1870年)

(12)合川县云门区思居乡观音阁后侧岩:“同治九年庚午岁六月十七日,水涨至此。”(1870年)

(13)合川县云门区思居乡观音阁后侧岩:“光绪二十九癸卯六月初八日,小五尺。”(1903年)

(14)合川县云门区龙当沟内桥下石窝:“大清同治九年六月十八日,河水淹进此凼。”(1870年)

(15)北涪区朝阳洞派出所岩上:“同治九年庚午岁六月十七日,水涨至此。”(1870年)

(16)北涪区澄江镇石盘村关桥:“同治九年六月十八日,涨水在此。”(1870年)

(17)北涪区二岩下码头1号侧面岩石:“庚午,大水,同治。”(1870年)

(18)北涪区二岩下码头大路左侧:“光绪二十九年癸卯,大水在此。六月初八日。”(1903年)

(19)北涪区北温泉右岸黄桷树大石头上(水文站下游40 m处):“庚午年涨水。同治十年(1871年)五月十八日(题刻)。”(1870年)

(20)北涪区北温泉小兽嘴大石:“嘉庆七年,水淹至此。”(1802年)

(21)北涪区澄江镇右岸运河官桥:“同治九年六月十八日,涨水在此。”(1870年)

(22)北涪区文星湾航村站侧面:“同治九年庚午岁六月十七日,水涨至此。”(1870年)

(23)北涪区三圣庙汽车站渡口附近:“同治九年六月十八日,大水在此。”(1870年)

(24)北涪区澄江镇夏慈口慈幼路11号对面:“庚午,大水,同治。”(1870年)

(25)江北县水土沱银河湾水扒岩:“大清同治九年庚午六月十八日,水淹至此。黄阳熙题。”(1870年)

(26)江北区陈家馆沙湾河街39号门前岩石:“同治九年庚午岁大水淹此(‘’为洪水淹没标记),六月十三日起至二十日退,众性(姓)立。”(1870年)

(27)江北区陈家馆沙湾河街4号宅后岩石:“乾隆五十三年,大水淹此。六月十二长水。十九日退水,易蔚立。”(1788年)

(28)江北区陈家馆沙湾河街39号宅后岩石:“乾隆五十三年,大水淹此,六月十二长,十九日退,戊申立。”(1788年)

1.1.2 清代渠江洪水碑刻史料整合

(1)通江县木溪壕水文站下游200 m处:“乾隆三十五年又五月初七日,河水泛滥至此岩脚。”(1770年)

(2)平昌县兰草渡:“乾隆大水至此石顶。庚寅五月十三日。”(1770年)

(3)达县渡市乡申家滩下游4 km处:“戊辰涨水至到此。”(1808年)

(4)达县龙会头下游500 m处石盘上:“道光二十七年八月十四日,水平。”(1847年)

(5)渠县三汇镇夏家沟拱背桥:“道光二十七年八月十四日,大水至此。”(1847年)

(6)广安团堡乡清溪郑家嘴观音岩:“道光丁未年中秋,大水至此。”(1847年)

(7)广安浓洄镇外糍粑店牌坊:“道光二十七年八月十三日午时起至十五洪水止。”(1847年)

(8)广安浓洄镇边渠江下游1 km左岸:“道光庚子年桂月,合阳瀼水至此。”(1840年)

(9)广安团堡乡清溪村:“庚午年,大水。”(1870年)

(10)广安县团堡乡五村石狮座:“乾隆三十年,河水长。”(1765年)

(11)合川蒲溪场下游小沟风双喜桥碑:“嘉庆(十三年)水涨到此处。”(1808年)

(12)合川蒲溪场下游小沟风双喜桥碑:“庚午(同治九年)年间高七尺。”(1870年)(11 )—(12)为同一碑上的不同时期的两次刊刻记录,时间已经蔡东洲考论,后一次采用相对比较表述。

(13)合川县渭溪区双槐村龙门嘴:“同治九年庚午岁六月十五,洪水徒(陡)涨,淹到二十日止,淹至此处。” (1870年)

(14)合川县小沔乡顶罐村大石湾:“乾隆三十五年又五月朔日,江水泛涨至此。西蜀颖川郡人字。”(1770年)

(15)合川县小沔乡顶罐村大石湾:“同治九年六月十六,水泛。”(1870年)

(16)合川县小沔乡黄桷湾路边:“境地有水口,昔有双桥。去夏(1806年)水涨,将下桥推去。但此桥系往来行人之在道,余自捐资修建,敢曰岂利济行,余不过前善之不坠云耳,此序。信士陈现彩嘉庆丁卯(1807年)花月上院日立。”(1806年)

1.1.3 清代涪江洪水碑刻史料整合

(1)潼南县大佛寺右侧岩壁:“乾隆四十六年,辛年,六月十五,水到此。”(1781年)

(2)潼南县大佛寺右侧岩壁:“乾隆四十七年,水到此。” (1782年)

(3)潼南县大佛寺右侧岩壁:“同治十二年癸酉,渝朔月,大水至此。”(1873年)

(4)潼南县大佛寺右侧岩壁:“光绪十五年七月初四日,水到此。玉亭题。”(1889年)

(5)潼南县玉溪乡经堂庙:“庚子年,洪水涨,半壁临江。”龚廷万先生释庚子为道光二十年。(1840年)

(6)铜梁县安居镇波仓寺下新龙垭:“洪化年,大水至此。”洪化即康熙十八年。(1679年)

(7)铜梁县二坪乡碾米村院墙上:“同治九年岁次庚午,六月十六日陡涨大水,淹到此处。”(1870年)

(8)铜梁县石鼓乡玉坪村:“乾隆四十三年,大水淹石堡。”(1778年)

(9)铜梁县人和乡永清村龙洞岩:“嘉庆七年七月二十八日,大水到此,沟水一丈高。”(1802年)

(10)合川铜溪镇龙洞沟:“大水淹在此处。同治九年庚午岁六月十六日起,二十二日退。永垂不朽。”(1870年)

(11)合川铜溪镇柴树店石桥:“大清同治九年庚午岁六月十七日,洪水涨平了桥。”(1870年)

1.2 嘉陵江清代碑刻洪水记录特征解读与评述

据上述统计,在清朝时期,嘉陵江流域共有55通洪水碑刻记录。其中干流28通,渠江16通,涪江11通。碑刻文字信息多为简略的时间(一般有年号,多有月份,部分具体到日期,个别有时辰)加上“大水”、“至此石顶”、“至此岩脚”、“水涨至此”、“水泛至此”之类的表述。一般可以视题刻记录中“此”字(或“一”、“十”、“”等标记,已与现在的水位标记方式基本一致)为洪水淹没线的最高点(水利部长江水利委员会等,1993),这些标记的高程(表 1)是反映历史洪水大小的重要基础(Huang et al,2010;Liu et al,2014;Hu et al,2016)。同一碑上不同时期的刊刻记录,后者往往参考前者位置予以相对表述,采用相对描述反映洪水大小的碑刻记录在本研究区有3通。1.1.1中嘉陵江干流位于合川县云门区思居乡观音阁后侧岩的记录12 — 13:“同治九年庚午岁(1870年)六月十七日,水涨至此;光绪二十九癸卯(1903年)六月初八日,小五尺”。后者比前者低五尺,按照清朝时的尺寸换算高差约合1.6 m(杨乃济,1984)。1.1.3中渠江流域位于合川蒲溪场下游小沟风双喜桥碑上的记录10 — 11:“嘉庆(十三年)水涨到此处;庚午(同治九年)年间高七尺”。即后者相比前者高约合2.24 m(杨乃济,1984)。另有1.1.3中涪江流域位于铜梁县人和乡永清村龙洞岩的记录:“嘉庆七年七月二十八日,大水到此, 沟水一丈(约合3.2 m)高”,集中刊刻则便于比较(本文中所指高程,如果没有特殊说明,一般是指洪水题刻中洪水淹没线的海拔高程)。但这些代表同一地点同一碑上可比性较强的不同时期题刻的数量并不多。

表1 嘉陵江干流部分碑刻所记录的洪水淹没线高程Tab.1 A part of the inscription-recorded fl ood trace elevation in the mainstream of Jialing River

2 嘉陵江清代碑刻洪水记录的时空特征

2.1 嘉陵江清代碑刻洪水记录的空间特征

统计清代洪水碑刻记录共有55通:嘉陵江干流28通,渠江16通,涪江11通;其中有37通记录分布于嘉陵江中下游的重庆市部分地区,沿江自上而下分别为重庆市现辖的潼南区、铜梁区、合川区、北碚区和江北区,记录数分别为5(涪江)、4(涪江)、14(涪江、干流和渠江分别为2、6和6)、10(嘉陵江干流)和4(嘉陵江干流),数合川区为最多;其余的18通的碑刻记录刻于嘉陵江中上游地区(图1)。

图1 嘉陵江流域洪水碑刻分布Fig.1 The distribution of fl oods inscription records for Jialing River

为研究嘉陵江清代碑刻洪水记录在地域上的空间聚集程度,选取Gibbs-Mirtin多样化指数(苏广实,2009)对清代嘉陵江流域洪水碑刻记录通数在流经的市级行政单元的空间分布特征进行分析(式1)。

式中:IGM为Gibbs-Mirtin多样化指数,Fi为目标河流所流经的某个市级行政单位的洪水碑刻通数,n为该河流所流经的市级行政单元的个数。结果表明(表2):涪江流域洪水碑刻记录的Gibbs-Mirtin多样化指数为0,反映了该子流域洪水碑刻记录仅集中于一个市级行政单位——重庆市。嘉陵江干流洪水碑刻记录的Gibbs-Mirtin多样化指数值亦偏低(0.46),反映了该子流域洪水碑刻记录相对集中于中下游地区。渠江流域洪水碑刻记录的Gibbs-Mirtin多样化指数(0.71)大大高于另外两流域,相对均匀地分散在流域各河段。这种分布格局可能与承载着印度洋水汽的川西暴雨中心在西风带作用下由川西南向川东北推进并与承载着太平洋水汽的川东暴雨中心逐渐汇聚叠加有关(龚召雄,1957)。

2.2 嘉陵江清代碑刻洪水记录的时间特征

2.2.1 嘉陵江清代碑刻洪水记录的年内变化

由于洪水碑刻的即时性较强,且记录者的文化水平相对较高,洪水碑刻信息的月份信息大多较为确切。除去19通未能判别月份(干流8通、渠江6通、涪江5通),共有36通月份可靠的碑刻信息,对其农历月份延后一个月得到大致公历时间(图2)。

其中,涪江仅在7月、8月有洪水信息,7月有4通,8月有2通。渠江在6、7、9月有洪水信息,6月3通,7月2通,9月5通。而干流碑刻信息的月份分布较广,6月1通,7月多达17通,8月1通,9月1通,总体上嘉陵江6 — 9月的碑刻记录通数依次为4、23、3和6(图2)。这反映了嘉陵江流域的洪水发生的时间主要集中在6、7、8、9四个月份,特别是7、8、9月对应该区域暴雨集中时段(马强和杨霄,2013),其中7月是嘉陵江洪水的高发阶段,与夏秀芳等(2012)的分析结果一致,这与四川地区的季风性气候密切相关:嘉陵江流域地处四川盆地东侧,初夏南部和东部的暖湿性气流率先抵达,在此地形成降水,故碑刻洪水信息多见于夏季。

表2 各流域Gibbs-Mirtin多样化指数Tab.2 Gibbs-Mirtin diversity index for all branch drainage basin

图2 清代嘉陵江洪水碑刻记录频次的月份变化Fig.2 Monthly frequency variation of floods inscription records for Jialing River in Qing Dynasty

2.2.2 嘉陵江清代碑刻洪水记录的年际变化

如图3,在嘉陵江清代55通洪水碑刻记录中,频次超过一次的年份分别有:1679年,2通;1770年,5通;1788年,2通;1808年,2通;1840年,3通;1847年,4通;1853年,3通;1857年,2通;1870年,17通;1903年,2通。其中,1770年和1870年记录显著高于其它年份,洪水碑刻的频度整体上19世纪显著超过18世纪,可一定程度上反映出当年的洪水规模大小。发生在清代1679年、1840年、1870年、1903年的这4次特大洪水都在碑刻中得到了体现,其中1870年的这次特大洪水就有17通记录,这次洪水是嘉陵江中下游、渠江和涪江下游等地区遭受的宋代以来最大的一次洪水(马强和杨霄,2013)。据《四川两千年洪水史料汇编》中收录(水利部长江水利委员会等,1993),在庚午同治九年六月间,“川东连日大雨”,降雨范围广,降雨历时长,“涪、嘉、渠三江洪水齐发”(龚召雄,1957),南充、合川、江北等州县“皆大雨,城垣、衙署、营汛、民田、庐舍多被冲淹”,这与碑刻中江北县水土沱银河湾水扒岩上刻的“水淹至此”以及合川蒲溪场下游小沟风双喜桥碑上所刻“庚午年间高七尺”相符。北碚县“六月十六日至二十日,江盛涨,水入城”,这次洪水在嘉陵江的北碚站洪峰流量据估测为5.73万立方米每秒,在重庆的寸滩站为10万立方米每秒,在万县站为11.48万立方米每秒,在宜昌站为10.5万立方米每秒。龚召熊(1957)根据北碚站慈幼路的碑刻水痕的高程推测,北碚洪峰流量高达5.48万立方米每秒,这反映了洪水碑刻记录在历史洪水研究中的重要价值。

图3 清代嘉陵江洪水碑刻记录频次的年际变化Fig.3 Interannual frequency variation of floods inscription records for Jialing River in Qing Dynasty

为了进一步对洪水碑刻记录年际特征进行分析,将年洪水碑刻记录通数划分为1通 、2 — 3通及4通以上共3个级别进行频次和平均间隔年数(数据四舍五入取整)统计(表3)。

表3 碑刻记录频次比较Tab.3 The comparison of the frequency of floods inscription records

结果发现仅1通记录约10年一次,2 — 3通约29年一次,4通及以上时间间隔较大约50年一次。就整个嘉陵江流域而言,平均约7 a有一通洪水碑刻记录。为了对碑刻洪水记录的可靠性进行进一步探究,将嘉陵江碑刻洪水记录和其它史料的系统记录进行了比较,这里以马强和杨霄(2013)系统的明清时期嘉陵江流域水灾年表作为对照。

如图4,采用逻辑赋值,为了便于显示,对所有碑刻记录年份赋值1,对其它史料洪水记录(马强和杨霄,2013)年份赋值−1(仅仅是为了与碑刻区分,负号无物理意义),无记录则为0。在时间轴上,上半部分每条实线对应一个洪水碑刻记录年,下半部分每条虚线对应一个其它史料洪水年。结果表明:清代1679年以前洪水记录资料较为罕见;1679 — 1734年碑刻洪水记录仅发现有一条;洪水碑刻作为较大洪水的客观记录(蔡东洲,1999),尽管相对稀疏,但大多数碑刻洪水记录都有对应史料洪水记录,与其它史料的研究结果可互为印证,如1802年、1806年、1842年等多数一般洪水记录仅有1通记录;1808年、1847年、1853年的三次大洪水的碑刻记录分别发现有2、4、3通;1870年的特大洪水记录多达17通;1679年、1765年、1771年和1858年四通碑刻记录在马强和杨霄(2013)的史料统计中未有对应的记录,可以作为史料洪水记录的补充。洪水碑刻记录的频次在一定程度上可反映历史洪水的频次或强度:在其它条件(洪水频次、洪水强度、区域的人口密度、社会经济发展水平等)差别不大的情况下,如果洪水碑刻记录多,且在年内几乎同一时间,则反映当时洪水强度可能较大;如果洪水碑刻记录多且分布在年内不同月份,一定程度上反映洪水发生的频次相应的也较大。

图4 碑刻记录年份及其它史料比对Fig.4 Comparisons of floods records between inscription and other historical materials

3 嘉陵江洪水碑刻记录所反映的洪水多发原因初探

洪水碑刻所记录的嘉陵江洪水得到其它史料的印证,并可补充其它史料的部分遗漏的洪水记录。嘉陵江作为长江的重要支流,其洪水的成因复杂,主要包括自然环境和人类活动两大方面。

3.1 自然环境因素

(1)亚热带湿润季风气候与低山丘陵-谷坝地形

嘉陵江流域位于川东丘陵地区的盆地边缘,属亚热带湿润季风气候区,受夏季北上的暖湿气流以及地形影响,降水丰沛,河流以降水补给型为主,雨水补给占径流量比例达80%,是典型的“雨洪河流”(张敏等,2008),降水主要集中在6、7、8、9四个月份。特别是嘉陵江东侧支流渠江受大巴山西南侧暴雨中心(年降雨量超过2000 mm,年暴雨日数超过5 d)的影响显著(葛兆帅,2009),洪水碑刻记录也相应分布较为广泛和离散。另外,嘉陵江流域主要位于亚热带地区,低山丘陵与山间谷坝相间分布,河床比降小,水流不畅。

(2) 多洪齐发的扇状水系与松散的土壤质地

嘉陵江水系呈扇状,渠江和涪江及众多支流汇入,构成复杂的向心型河网,降水期几乎一致,各支流洪水易同时齐发汇流,来水迅猛,易形成洪峰。土壤主要是以第四纪松散沉积物为母质发育的红土,土质疏松;同时,区内多有易于侵蚀的紫色页岩和薄砂岩,易受流水侵蚀作用影响。嘉陵江上游地区的河流易携带黄土高原上的松散沉积物,加之当地的松散沉积物,河流含沙量较大,河道淤积不利于行洪和泄洪。

3.2 人类活动因素

明末清初“湖广填川”是四川盆地历史上第二次人口大迁徙(李华,2008),当时正值我国历史上距今最近的冷期 —— 明清小冰期,低温多灾,粮食减产,民不聊生,社会动荡(惠富平和李琦珂,2011)。四川则兵燹与天灾交作,人亡地荒(周邦君,2006),朝代更替和战祸,使得人口骤减。平定“三藩”(1681年)之后,政府颁布了大量的鼓励政策,使得大规模的移民入川(葛全胜等,2003;张敏等,2008),至雍正年间(1723年)移民浪潮进一步涌现(李士成等,2012);这次移民事件历时长达百年(谢忠梁,1978),其确切起止时间学界有不同观点,但毫无疑问,“湖广填川”经过顺治和康熙时期的积淀在雍正初期(1723年前后)已发展成显著的移民浪潮和社会经济驱动力,土地利用在原有荒地复垦殆尽时进入“拓展性”垦殖阶段,至同治末年(1874年前后)基本终结(梁勇,2011;李士成等,2012)。人口增加,耕地严重不足,人们开始由平原地区转向低山深丘垦殖,致使森林覆盖率下降。雍正二年(1724年)至宣统三年(1911年)西南地区清代森林覆盖率从54.7%下跌至27.8%;四川省森林面积在波动起伏中从3075.3万km2持续降至1442.9万km2(何凡能等,2014),四川省人口则从129.5万人增至5450万人(清末受战乱影响,低于人口峰值),而在“湖广填川”末期人口应达到5526万人左右,当时森林覆盖面积为1788.4万km2(图5)。

图5 清代“湖广填川”时期四川森林面积和人口变化Fig.5 The forest area and population variation in Sichuan during the great immigration of “Hu-Guang fi lling in Sichuan” in Qing Dynasty

森林影响区域气候和调蓄洪水的能力被削弱(严平和王相文,2000),坡地水土保持功能下降,导致河道泥沙淤积加重,进而增加洪水发生的频率。伴随流域抛荒土地复垦以及渐趋冷干的气候,1670年以后嘉陵江水亦趋于变浊,含沙量和输沙量较高(周宏伟,1999),结果导致清代后期时常“雨不甚大,水涨异常”(水利部长江水利委员会等,1993)。

4 结论与讨论

4.1 结论

(1)嘉陵江流域的清代洪水碑刻记录共有55通,嘉陵江干流、渠江和涪江分别有28通、16通和11通,这些记录集中分布于6、7、8、9四个月份(依次为4、23、3和6),且以7月最为显著,这与嘉陵江所处的气候区密切关。在年际间,有两通碑刻记录以上的共有10个年份,集中反映了10次大洪水。这些碑刻记录不仅能反映洪水的年内分布(夏秋多洪)特征,也能反映洪水的年际分布特征(约7 a一洪)。

(2)涪江流域的洪水碑刻相对集中(Gibbs-Mirtin多样化指数为0,仅集中于下游的重庆市),而渠江流域的洪水碑刻相对分散(Gibbs-Mirtin多样化指数为0.71,各河段均有分布),嘉陵江干流的洪水碑刻分散疏密介于二者之间(Gibbs-Mirtin多样化指数为0.46,上游仅有零星分布,相对集中于中下游)。就洪水碑刻沿河流纵向分布而言,显著集中分布于河流中下游地区。

(3)洪水碑刻清晰记录了清代1679年(2通)、1840年(3通)、1870年(17通)、1903年(2通)4次特大洪水,清代嘉陵江洪水碑刻记录所反映的洪水较多与嘉陵江流域的亚热带湿润季风气候、多洪齐发的扇状水系、低山丘陵-谷坝地形、松散的土壤质地以及“湖广填川”时期毁林垦荒导致的水土流失与河道淤积有关。

4.2 讨论

(1)本文主要基于对《四川两千年洪水史料汇编》的嘉陵江洪水碑刻记录进行解译,充分讨论了嘉陵江洪水的发生规律,但难以确保分析的记录为嘉陵江流域清代的全部洪水碑刻记录,可能有相当一部分散落于野外(关传友,2010),对于更为全面洪水碑刻记录的信息整合需要后续进一步的田间发掘考证。

(2)洪水碑刻记录在很大程度上与洪水发生、演进史实相对应,且受记录者个体文化水平和语言表达特征的影响;同时记录的质量(清晰可辨程度)和残存数量(岩石风化、河岸地形变动或泥沙掩埋)随着时间推移存在一定的衰减,轶散、损毁、残缺,甚至被篡改得面目全非等情况也时有发生(胡广跃和孙坤,2016),因而洪水碑刻记录频次与洪水频次之间的对应关系存在一定的不确定性,且历史越久远,不确定性越大,因此洪水碑刻记录需要与其它洪水记录进行交叉验证。

(3)一方面洪水碑刻记录表述以定性居多,定量描述偏少;二是文字过分简略,无法反映一场洪水洪灾的全貌(蔡东洲,1999)。对于定量表述由于历史时期各地古人表述方式和度量衡单位与现今存在较大差异(丘光明,2012),这些因素也会带来一定的不确定性。

(4)洪水碑刻作为历史洪水的客观记录,可以弥补文献记载的遗漏,二者可互相补充和交叉验证。相对史料记录而言,洪水碑刻以时间与洪水淹线大致位置等简略文字信息或符号,可直接为后人提供历史洪水的发生时间(时间确切程度受记录详略和保存完好程度影响),较为直观和确切地反映洪水痕迹的相对空间位置(大多数碑刻后期扰动和位移一般不大)。今人通过测量洪水淹线位置进而可获得洪水痕迹的高程数据。但要进一步掌握流量等水文情势信息与洪水灾损状况,则需结合河道沉积学、测量学以及文献学等学科进行进一步研究。

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The regime and causes of the Jialing River floods in Qing Dynasty based on inscription records

LI Weipeng1,2, FU Runde1, LIANG Qidan1, YE Yunjia3, WEN Xingyue1,2, DONG Haiying1
1. Land and Resources College, China West Normal University, Nanchong 637009, China
2. Research Center for Regional Environmental Evolution and Conservation, China West Normal University, Nanchong 637009, China 3. School of Chinese Language and Literature, China West Normal University, Nanchong 637009, China

Background, aim, and scopeJialing River, the important sub-basin river of the upper Yangtze River with the most extensive area, has always threaten the lives along the river, especially in the middle and lower reaches. The historical records of the past fl oods, such as historical documents and inscription, have taken more and more attentionunder the frequently extreme weather and climate for their reference to the current fl ood prevention.Materials and methodsThe fl oods inscription records of Jialing River in Qing Dynasty were collected, extracted and tallied up based on theCompiled historical data of Sichuan fl oods in two thousand yearsby historical and documental method,and their spacial characteristics were analyzed by GIS mapping and Gibbs-Mirtin diversity index.ResultsThe results showed that: there were 55 fl oods inscription records for Jialing River in Qing Dynasty, 36 of which with clear time.The records were unevenly distributed in space and time on the whole. It tended to be more records from the upper to the lower reaches. There were 28 records in the mainstream of Jialing River (20 with clear month information;with a Gibbs-Mirtin index 0.46, concentrated in middle to lower reaches while sparse doted in the upper reach),16 records in Qujiang River (10 with clear month information; with a Gibbs-Mirtin index 0.71, relatively evenly distributed along the river), 11 records in Fujiang River (6 with clear month information; with a Gibbs-Mirtin index 0, only concentrated in lower reach city Chongqing). It also tended to be more records ranged in June to September in a year; for inter annual records, 4 historical extraordinary fl ood events of Jialing River during Qing Dynasty were obviously recorded by the inscription: floods in 1679 (2 records), floods in 1840 (3 records), floods in 1870 (17 records), and fl oods in 1903 (2 records). The fl ood interval turned to be 7 years.DiscussionThe paper was mainly based on the interpretation of the historical relics from the fl oods description carved on the stone, which are the“off and on” ref l ections of the historical fl oods and supplements of historical material, effected more or less by the educational and expression level of their recorders, and inevitably encounter deterioration over time. Furthermore,most of the floods recorded in the inscription tend to be more qualitative rather than quantitative, and there are obviously differences between the present expression and historical expression. So the fl oods inscription records has some inherent uncertainties, which should be cross validated by other historical archives, such as history documents and ancient Chinese literature in further study.ConclusionsThe distribution of inscription records reveals that fl oods took place frequently in downstream of Jialing River in Qing Dynasty. The main reasons for the frequent fl oods and the inscription records should be the low mountains and hills terrain under subtropical humid monsoon climate,fanned drainage system with almost synchronous rainfall and loose red loam, and the water loss and soil erosionchannel deposition resulted from the deforest and reclamation in Qing Dynasty.Recommendations and perspectivesThe study ref l ected fl oods characteristic in Qing Dynasty based on historical inscription of fl oods, and offer scientif i c statistic analysis of Jialing River fl oods for current fl oods protect measures.

Date: 2017-07-31; Accepted Date: 2017-09-06

Doctoral Scientific Research Foundation of China West Normal University (15E002, 15E003); Fundamental Research Funds of China West Normal University (16C003); National Nature Science Foundation of China(41671220); Undergraduate Training Program for Innovation and Entrepreneurship (cxcy2016117)

LI Weipeng, E-mail: wpliwenli@163.com

Jialing River; fl oods inscriptions; Qing Dynasty; storm fl ood river

2017-07-31;录用日期:2017-09-06

西华师范大学博士科研启动基金(15E002,15E003);西华师范大学科研业务项目(16C003);国家自然科学基金项目(41671220);大学生创新创业训练计划项目(cxcy2016117)

李卫朋,E-mail: wpliwenli@163.com

李卫朋, 伏润得, 梁七丹, 等. 2017. 基于碑刻记录的嘉陵江清代洪水发生规律及成因研究[J].地球环境学报, 8(5): 384 – 396.

: Li W P, Fu R D, Liang Q D, et al. 2017. The regime and causes of the Jialing River fl oods in Qing Dynasty based on inscription records [J].Journal of Earth Environment, 8(5): 384 – 396.

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