漢江上游安康段明清時期洪澇災(zāi)害時間規(guī)律分析

李曉剛++孫娜

摘要 漢江上游安康段是陜西省洪澇災(zāi)害多發(fā)區(qū)，洪澇災(zāi)害給當(dāng)?shù)貛砭薮髶p失。通過對漢江上游安康段明清時期（1368—1912年）洪澇災(zāi)害歷史資料的整理分析，借助Matlab、Excel軟件，研究該區(qū)域洪澇災(zāi)害的等級、時間規(guī)律等特征。結(jié)果表明：漢江上游安康段1368—1912年洪澇災(zāi)害可分為一級輕度、二級中度、三級重度和四級特大洪澇災(zāi)害，且以一級輕度洪澇災(zāi)害和二級中度洪澇災(zāi)害為主；該區(qū)域544年中發(fā)生洪澇災(zāi)害57次，平均每9.5年發(fā)生1次且階段性特征明顯；明清時期該區(qū)域洪澇災(zāi)害的發(fā)生集中于夏秋季節(jié)；漢江上游安康段該時期洪澇災(zāi)害的發(fā)生還有明顯周期特征。

關(guān)鍵詞 漢江上游安康段；洪澇災(zāi)害；等級；時間規(guī)律；明清時期

中圖分類號 P426.616 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）17-0272-03

Law Analysis on Floods in Ankang Reaches of Hanjiang River Upstream in Ming and Qing Dynasties

LI Xiao-gang SUN Na

（College of Urban，Rural Planning and Architectural Engineering，Shangluo University，Shangluo Shaanxi 726000）

Abstract Hanjiang River upstream Ankang reaches is flood-prone areas of Shaanxi Province，local flood would bring huge losses. Based on the finish analysis of floods historical data of Hanjiang River upstream Ankang reaches in Ming and Qing Dynasty（1368 to 1912），using Matlab and Excel software，the flood level，time law and other features in the area were researched. The results showed that：flood disaster of Hanjiang River upstream Ankang reaches during 1368 to 1912 can be divided into：First level mild，second level moderate，three-level severe and level four severe catastrophic floods；occured floods 57 times in 544 years in this region，occured once with an average of 3.9 years，and with obvious stage characteristics；the occurrence of floods in Ming and Qing Dynasties in the region focused on the summer season；there is a clear cycle characteristics of flood of Hanjiang River upstream Ankang reaches occurred in this period.

Key words Ankang reaches of Hanjiang River upstream；flood disaster；level；time law；Ming and Qing Dynasties

漢江是長江最大支流，是我國南水北調(diào)中線工程重要水源區(qū)，其水文變化特征與京津地區(qū)能否正常保質(zhì)量供水密不可分[1]。對于地處秦嶺和大巴山之間的安康來說，其脆弱的生態(tài)環(huán)境使得該地區(qū)的洪澇災(zāi)害與泥石流、滑坡等次生災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人民的生產(chǎn)生活帶來了威脅，這也引起了全體社會成員的廣泛關(guān)注[2]，與此同時，漢江上游所處的秦嶺南側(cè)北亞熱帶濕潤地區(qū)也是研究的熱點地區(qū)之一[3]。陜西師范大學(xué)殷淑燕教授、趙景波教授等對漢江上游或者陜南地區(qū)清代洪澇已經(jīng)有一定的研究成果[4-8]。雖然對于漢江洪澇災(zāi)害的研究已經(jīng)基本成熟，但對于漢江上游安康段明清時期洪澇災(zāi)害時間規(guī)律的分析尚未見系統(tǒng)的報道。因此，本研究通過搜集和整理豐富的歷史資料，探討漢江上游安康段1368—1912年洪澇災(zāi)害發(fā)生的等級和時間變化，利用小波分析法[9]研究洪澇災(zāi)害發(fā)生的周期性規(guī)律，在全球氣候變暖的背景下，為該區(qū)的域洪澇災(zāi)害預(yù)防和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)合理的依據(jù)。

1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

陜西省安康市古稱“金州”，是陜西省第二大交通樞紐城市，地處我國中部地區(qū)，位于秦巴山區(qū)、漢江上游，境內(nèi)河流縱橫，溝溪密布，介于東經(jīng)108°1′～110°12′，北緯31°42′～33°49′，東西寬約200 km，南北長約240 km，全市下轄漢濱區(qū)、石泉、漢陰、紫陽、寧陜、嵐皋、平利、鎮(zhèn)坪、旬陽、白河共一區(qū)九縣，土地總面積為23 391 km2。轄區(qū)內(nèi)的漢江又名漢水，古稱沔水，發(fā)源于陜西省寧強縣嶓冢山，于白河縣流入湖北省，在漢口注入長江，全長1 577 km，陜西省境內(nèi)長652 km，基本呈東西流向。陜南安康地區(qū)位于秦嶺南部，是中國南北氣候過渡帶，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛，年降水量在700～1 200 mm，且主要集中于夏秋季節(jié)，轄區(qū)內(nèi)河流眾多，地形多以山地為主，位于嶺南地區(qū)，受夏季風(fēng)影響大，加之當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境脆弱，集中和高強度的降水更易引起洪澇災(zāi)害的發(fā)生。endprint

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文通過對《西北災(zāi)荒史》[10]《中國三千年氣象記錄總集》[11]《中國氣象災(zāi)荒大典·陜西卷》[12]《陜西省志·氣象志》[13]《陜西省志·地理志》[14]《陜西省水文志》[15]以及當(dāng)?shù)氐牡胤娇h志[16]等相關(guān)歷史記載進行統(tǒng)計和整理，分析漢江上游安康段明清時期（1368—1912年）洪澇災(zāi)害的特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 洪澇災(zāi)害發(fā)生等級

通過資料搜集與整理，參考《西北荒災(zāi)史》[10]《中國三千年氣象記錄總集》[11]對洪澇災(zāi)害等級的劃分方法，根據(jù)洪澇災(zāi)害按影響范圍、時間的持續(xù)情況和危害的程度，把漢江上游安康段明清時期洪澇災(zāi)害劃分為以下4個等級：一級輕度洪澇災(zāi)害。文獻資料中通常記載有“大水”“大雨”“大雨水”等模糊或簡易記載，降雨的持續(xù)時間一般不長，沒有對人民的生活、生產(chǎn)造成影響或影響較小。二級中度洪澇災(zāi)害。文獻記載有降水持續(xù)時間較長，局部區(qū)域受災(zāi)，河水漲溢，民田被淹，淫魚損害莊稼，官府免收賦稅等。三級重度洪澇災(zāi)害。歷史文獻記載有受災(zāi)的范圍較廣，大量的民田被水淹沒，城垣倒塌，造成人畜的死傷，此類災(zāi)害的降水持續(xù)時間一般在20～30 d之間。四級特大洪澇災(zāi)害。表現(xiàn)為降水持續(xù)時間長、受災(zāi)范圍廣、強度大、造成大量人口死亡，對人民生命和財產(chǎn)安全造成重大危害。

由圖1可知，區(qū)域內(nèi)一級輕度洪澇災(zāi)害17次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的29.82%；二級中度洪澇災(zāi)害19次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的33.33%；三級重度洪澇災(zāi)害13次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的22.81%；四級特大洪澇災(zāi)害8次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的14.04%。結(jié)果表明，明清時期漢江上游安康段以一級輕度洪澇災(zāi)害和二級中度洪澇災(zāi)害為主，造成這種現(xiàn)象的原因主要是較長時間降雨所致的局部區(qū)域的洪澇災(zāi)害。四級特大洪澇災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)最少，其中，明萬歷十一年（公元1583年）發(fā)生了陜西省歷史上有記載的死亡人數(shù)最多的一次洪災(zāi)，是安康地區(qū)近600年來最為嚴(yán)重的一次洪災(zāi)[14]。洪澇災(zāi)害的發(fā)生等級整體呈現(xiàn)多樣性的波動上升趨勢。

2.2 洪澇災(zāi)害年際變化

洪澇災(zāi)害年際變化統(tǒng)計結(jié)果見圖2，漢江上游安康段1368—1912年間有明確記載的洪澇災(zāi)害共計57次，平均每9.5年發(fā)生1次。其中，史料中有491年未見關(guān)于洪澇災(zāi)害的記錄，占總年份的90.26%，是洪澇災(zāi)害的少發(fā)期；另有53年有明確記錄的洪澇災(zāi)害共57次，平均每0.93年發(fā)生1次，占總年份的9.74%，洪澇災(zāi)害的發(fā)生呈現(xiàn)波動分布。通過以下3個階段來分析1368—1912年該區(qū)域洪澇災(zāi)害的頻次分布，即：1368—1638年的270年間共發(fā)生洪澇災(zāi)害11次，平均每24.55年發(fā)生1次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的19.30%，為洪澇災(zāi)害發(fā)生的較少發(fā)生期且發(fā)生的頻次較為均衡；1638—1788年的150年間共發(fā)生洪澇災(zāi)害19次，平均每7.89年發(fā)生1次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的33.33%，為洪澇災(zāi)害的一般發(fā)生期且發(fā)生的頻次呈現(xiàn)不均衡分布；1788—1912年的124年中共發(fā)生洪澇災(zāi)害27次，平均每4.59年發(fā)生1次，占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的47.37%，為洪澇災(zāi)害的多發(fā)期且發(fā)生的頻次呈現(xiàn)不均衡波動上升趨勢，其中，洪澇災(zāi)害在明末清初的1802年夏秋季節(jié)發(fā)生3次、1889年發(fā)生2次、1903年發(fā)生2次，表現(xiàn)為明顯的階段性特征。

2.3 洪澇災(zāi)害季節(jié)變化

洪澇災(zāi)害的發(fā)生通常與降水量密切相關(guān)，漢江上游所處的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)降水較多且季節(jié)變化大，因此洪澇災(zāi)害的發(fā)生有明顯的季節(jié)規(guī)律。按我國古代記載以立春、立夏、立秋、立冬4個節(jié)氣作為四季的開端。將文獻中有記載的1—3月歸至春季，將4—6月歸為夏季，7—9月歸至秋季，將10—12月歸作冬季。由此，根據(jù)史料記載的洪澇災(zāi)害的發(fā)生時間（圖3），得出洪澇災(zāi)害集中分布于夏、秋兩季，夏季24次，秋季30次，而春季和冬季幾乎沒有洪澇災(zāi)害發(fā)生。說明漢江上游安康段洪澇災(zāi)害的發(fā)生集中于夏、秋兩季，是明清時期乃至當(dāng)代洪澇災(zāi)害季節(jié)分布的顯著特征，這與當(dāng)?shù)氐募撅L(fēng)氣候和山地地形有著密切聯(lián)系。

2.4 洪澇災(zāi)害周期特征

小波分析是20世紀(jì)80年代初由Morlet提出的一種具有時-頻多分辨功能，能更好地研究不同時間多尺度變化規(guī)律的方法。本文選用Morlet連續(xù)小波變換以分析明清時期洪澇災(zāi)害發(fā)生的時間序列的多時間尺度特征。所謂時間序列多時間尺度變化，通常具體表現(xiàn)為小時間尺度變化周期嵌套在大時間尺度變化周期內(nèi)，小波分析就是通過增加或者減少尺度因子得到低頻或者高頻的信號信息，再對信號的概況進行分析，從而實現(xiàn)對信號的不同時間尺度特征的分析。

為探明1368—1912年漢江上游安康段洪澇災(zāi)害發(fā)生的周期性特征，通過Matlab軟件得到洪澇災(zāi)害小波函數(shù)Morlet的小波變換圖（圖4），圖中的等值線曲線為小波系數(shù)實部值。用實線代表正值，即有洪澇災(zāi)害發(fā)生；用虛線代表負(fù)值和零值，即未發(fā)生洪澇災(zāi)害。可以看出，洪澇災(zāi)害的發(fā)生在各時間尺度上都表現(xiàn)出虛實線交替的特征。換言之，在洪澇災(zāi)害時間演變過程中存在著3類尺度的明顯周期性規(guī)律，即10～30年主周期、37～52年周期和58～64年周期。其中，以10～30年尺度的主周期虛實交替變化規(guī)律最為明顯，存在準(zhǔn)33次振蕩，也就是說在10～30年尺度的主周期中，存在著34次虛實交替的波動現(xiàn)象。同時可以看出該尺度的周期變化在整個尺度上表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，具有全域的整體性，但在1658年以后，其洪澇災(zāi)害發(fā)生周期性波動更加明顯；在37～52年周期上存在準(zhǔn)17次振蕩；在58～64年周期上存在準(zhǔn)7次振蕩；而后2個尺度的周期變化則呈現(xiàn)明顯的階段性特征。由此說明，漢江上游安康段1368—1912年洪澇災(zāi)害的發(fā)生在長尺度上呈現(xiàn)明顯周期波動的全域性和階段性特征。

漢江上游安康段1368—1912年在10～30年主周期上所呈現(xiàn)的波動變化，與13世紀(jì)后期到19世紀(jì)末氣候變化過程中的小冰期（我國表現(xiàn)為明清小冰期）大致吻合。雖然在小冰期氣溫較低，但由于該時期氣候復(fù)雜多變，會呈現(xiàn)出一定的周期波動特征，特別是1658年以后洪澇災(zāi)害的發(fā)生明顯增多，這與小冰期的鼎盛階段基本吻合[17]。由此可得，漢江上游安康段明清時期洪澇災(zāi)害的發(fā)生多與氣候冷暖波動的不穩(wěn)定時期相對應(yīng)。endprint

3 結(jié)論

（1）1368—1912年漢江上游安康段洪澇災(zāi)害發(fā)生等級具有多樣性特征。在所發(fā)生的57次洪澇災(zāi)害中，按照等級可分為一級輕度洪澇災(zāi)害、二級中度洪澇災(zāi)害、三級重度洪澇災(zāi)害和四級特大洪澇災(zāi)害，分別占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的29.82%、33.33%、22.81%和14.04%。

（2）漢江上游安康段明清時期洪澇災(zāi)害的發(fā)生表現(xiàn)為明顯階段性特征，分為3個階段：1368—1638年的270年間平均每24.55年發(fā)生1次；1638—1788年的150年間共發(fā)生洪澇災(zāi)害19次，平均每7.89年發(fā)生1次；1788—1912年的124年中發(fā)生洪澇災(zāi)害27次，平均每4.59年發(fā)生1次。

（3）1368—1912年漢江上游安康段洪澇災(zāi)害的發(fā)生具有明顯的季節(jié)分布差異。在57次洪澇災(zāi)害中，其中夏季24次、秋季30次，分別占洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的42.11%和52.63%。

（4）1368—1912年漢江上游安康段洪澇災(zāi)害的發(fā)生多與氣候冷暖波動的不穩(wěn)定密切相關(guān)，且呈現(xiàn)明顯的周期性特征。存在著3類尺度的明顯的周期性規(guī)律，即10～30年主周期、37～52年周期和58～64年周期。

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