汉江上游安康段明清时期洪涝灾害时间规律分析

2015-11-27李晓刚孙娜

现代农业科技 2015年17期

李晓刚++孙娜

摘要汉江上游安康段是陕西省洪涝灾害多发区，洪涝灾害给当地带来巨大损失。通过对汉江上游安康段明清时期（1368—1912年）洪涝灾害历史资料的整理分析，借助Matlab、Excel软件，研究该区域洪涝灾害的等级、时间规律等特征。结果表明：汉江上游安康段1368—1912年洪涝灾害可分为一级轻度、二级中度、三级重度和四级特大洪涝灾害，且以一级轻度洪涝灾害和二级中度洪涝灾害为主；该区域544年中发生洪涝灾害57次，平均每9.5年发生1次且阶段性特征明显；明清时期该区域洪涝灾害的发生集中于夏秋季节；汉江上游安康段该时期洪涝灾害的发生还有明显周期特征。

关键词汉江上游安康段；洪涝灾害；等级；时间规律；明清时期

中图分类号 P426.616 文献标识码 A 文章编号 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

汉江是长江最大支流，是我国南水北调中线工程重要水源区，其水文变化特征与京津地区能否正常保质量供水密不可分[1]。对于地处秦岭和大巴山之间的安康来说，其脆弱的生态环境使得该地区的洪涝灾害与泥石流、滑坡等次生灾害频繁发生，给人民的生产生活带来了威胁，这也引起了全体社会成员的广泛关注[2]，与此同时，汉江上游所处的秦岭南侧北亚热带湿润地区也是研究的热点地区之一[3]。陕西师范大学殷淑燕教授、赵景波教授等对汉江上游或者陕南地区清代洪涝已经有一定的研究成果[4-8]。虽然对于汉江洪涝灾害的研究已经基本成熟，但对于汉江上游安康段明清时期洪涝灾害时间规律的分析尚未见系统的报道。因此，本研究通过搜集和整理丰富的历史资料，探讨汉江上游安康段1368—1912年洪涝灾害发生的等级和时间变化，利用小波分析法[9]研究洪涝灾害发生的周期性规律，在全球气候变暖的背景下，为该区的域洪涝灾害预防和生态环境建设提供科学合理的依据。

1 区域概况与数据来源

1.1 区域概况

陕西省安康市古称“金州”，是陕西省第二大交通枢纽城市，地处我国中部地区，位于秦巴山区、汉江上游，境内河流纵横，沟溪密布，介于东经108°1′～110°12′，北纬31°42′～33°49′，东西宽约200 km，南北长约240 km，全市下辖汉滨区、石泉、汉阴、紫阳、宁陕、岚皋、平利、镇坪、旬阳、白河共一区九县，土地总面积为23 391 km2。辖区内的汉江又名汉水，古称沔水，发源于陕西省宁强县嶓冢山，于白河县流入湖北省，在汉口注入长江，全长1 577 km，陕西省境内长652 km，基本呈东西流向。陕南安康地区位于秦岭南部，是中国南北气候过渡带，属于亚热带季风气候区，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节，辖区内河流众多，地形多以山地为主，位于岭南地区，受夏季风影响大，加之当地生态环境脆弱，集中和高强度的降水更易引起洪涝灾害的发生。endprint

1.2 数据来源

本文通过对《西北灾荒史》[10]《中国三千年气象记录总集》[11]《中国气象灾荒大典·陕西卷》[12]《陕西省志·气象志》[13]《陕西省志·地理志》[14]《陕西省水文志》[15]以及当地的地方县志[16]等相关历史记载进行统计和整理，分析汉江上游安康段明清时期（1368—1912年）洪涝灾害的特征。

2 结果与分析

2.1 洪涝灾害发生等级

通过资料搜集与整理，参考《西北荒灾史》[10]《中国三千年气象记录总集》[11]对洪涝灾害等级的划分方法，根据洪涝灾害按影响范围、时间的持续情况和危害的程度，把汉江上游安康段明清时期洪涝灾害划分为以下4个等级：一级轻度洪涝灾害。文献资料中通常记载有“大水”“大雨”“大雨水”等模糊或简易记载，降雨的持续时间一般不长，没有对人民的生活、生产造成影响或影响较小。二级中度洪涝灾害。文献记载有降水持续时间较长，局部区域受灾，河水涨溢，民田被淹，淫鱼损害庄稼，官府免收赋税等。三级重度洪涝灾害。历史文献记载有受灾的范围较广，大量的民田被水淹没，城垣倒塌，造成人畜的死伤，此类灾害的降水持续时间一般在20～30 d之间。四级特大洪涝灾害。表现为降水持续时间长、受灾范围广、强度大、造成大量人口死亡，对人民生命和财产安全造成重大危害。

由图1可知，区域内一级轻度洪涝灾害17次，占洪涝灾害发生总数的29.82%；二级中度洪涝灾害19次，占洪涝灾害发生总数的33.33%；三级重度洪涝灾害13次，占洪涝灾害发生总数的22.81%；四级特大洪涝灾害8次，占洪涝灾害发生总数的14.04%。结果表明，明清时期汉江上游安康段以一级轻度洪涝灾害和二级中度洪涝灾害为主，造成这种现象的原因主要是较长时间降雨所致的局部区域的洪涝灾害。四级特大洪涝灾害的发生次数最少，其中，明万历十一年（公元1583年）发生了陕西省历史上有记载的死亡人数最多的一次洪灾，是安康地区近600年来最为严重的一次洪灾[14]。洪涝灾害的发生等级整体呈现多样性的波动上升趋势。

2.2 洪涝灾害年际变化

洪涝灾害年际变化统计结果见图2，汉江上游安康段1368—1912年间有明确记载的洪涝灾害共计57次，平均每9.5年发生1次。其中，史料中有491年未见关于洪涝灾害的记录，占总年份的90.26%，是洪涝灾害的少发期；另有53年有明确记录的洪涝灾害共57次，平均每0.93年发生1次，占总年份的9.74%，洪涝灾害的发生呈现波动分布。通过以下3个阶段来分析1368—1912年该区域洪涝灾害的频次分布，即：1368—1638年的270年间共发生洪涝灾害11次，平均每24.55年发生1次，占洪涝灾害发生总数的19.30%，为洪涝灾害发生的较少发生期且发生的频次较为均衡；1638—1788年的150年间共发生洪涝灾害19次，平均每7.89年发生1次，占洪涝灾害发生总数的33.33%，为洪涝灾害的一般发生期且发生的频次呈现不均衡分布；1788—1912年的124年中共发生洪涝灾害27次，平均每4.59年发生1次，占洪涝灾害发生总数的47.37%，为洪涝灾害的多发期且发生的频次呈现不均衡波动上升趋势，其中，洪涝灾害在明末清初的1802年夏秋季节发生3次、1889年发生2次、1903年发生2次，表现为明显的阶段性特征。

2.3 洪涝灾害季节变化

洪涝灾害的发生通常与降水量密切相关，汉江上游所处的亚热带季风气候区降水较多且季节变化大，因此洪涝灾害的发生有明显的季节规律。按我国古代记载以立春、立夏、立秋、立冬4个节气作为四季的开端。将文献中有记载的1—3月归至春季，将4—6月归为夏季，7—9月归至秋季，将10—12月归作冬季。由此，根据史料记载的洪涝灾害的发生时间（图3），得出洪涝灾害集中分布于夏、秋两季，夏季24次，秋季30次，而春季和冬季几乎没有洪涝灾害发生。说明汉江上游安康段洪涝灾害的发生集中于夏、秋两季，是明清时期乃至当代洪涝灾害季节分布的显著特征，这与当地的季风气候和山地地形有着密切联系。

2.4 洪涝灾害周期特征

小波分析是20世纪80年代初由Morlet提出的一种具有时-频多分辨功能，能更好地研究不同时间多尺度变化规律的方法。本文选用Morlet连续小波变换以分析明清时期洪涝灾害发生的时间序列的多时间尺度特征。所谓时间序列多时间尺度变化，通常具体表现为小时间尺度变化周期嵌套在大时间尺度变化周期内，小波分析就是通过增加或者减少尺度因子得到低频或者高频的信号信息，再对信号的概况进行分析，从而实现对信号的不同时间尺度特征的分析。

为探明1368—1912年汉江上游安康段洪涝灾害发生的周期性特征，通过Matlab软件得到洪涝灾害小波函数Morlet的小波变换图（图4），图中的等值线曲线为小波系数实部值。用实线代表正值，即有洪涝灾害发生；用虚线代表负值和零值，即未发生洪涝灾害。可以看出，洪涝灾害的发生在各时间尺度上都表现出虚实线交替的特征。换言之，在洪涝灾害时间演变过程中存在着3类尺度的明显周期性规律，即10～30年主周期、37～52年周期和58～64年周期。其中，以10～30年尺度的主周期虚实交替变化规律最为明显，存在准33次振荡，也就是说在10～30年尺度的主周期中，存在着34次虚实交替的波动现象。同时可以看出该尺度的周期变化在整个尺度上表现的较为稳定，具有全域的整体性，但在1658年以后，其洪涝灾害发生周期性波动更加明显；在37～52年周期上存在准17次振荡；在58～64年周期上存在准7次振荡；而后2个尺度的周期变化则呈现明显的阶段性特征。由此说明，汉江上游安康段1368—1912年洪涝灾害的发生在长尺度上呈现明显周期波动的全域性和阶段性特征。

汉江上游安康段1368—1912年在10～30年主周期上所呈现的波动变化，与13世纪后期到19世纪末气候变化过程中的小冰期（我国表现为明清小冰期）大致吻合。虽然在小冰期气温较低，但由于该时期气候复杂多变，会呈现出一定的周期波动特征，特别是1658年以后洪涝灾害的发生明显增多，这与小冰期的鼎盛阶段基本吻合[17]。由此可得，汉江上游安康段明清时期洪涝灾害的发生多与气候冷暖波动的不稳定时期相对应。endprint

3 结论

（1）1368—1912年汉江上游安康段洪涝灾害发生等级具有多样性特征。在所发生的57次洪涝灾害中，按照等级可分为一级轻度洪涝灾害、二级中度洪涝灾害、三级重度洪涝灾害和四级特大洪涝灾害，分别占洪涝灾害发生总数的29.82%、33.33%、22.81%和14.04%。

（2）汉江上游安康段明清时期洪涝灾害的发生表现为明显阶段性特征，分为3个阶段：1368—1638年的270年间平均每24.55年发生1次；1638—1788年的150年间共发生洪涝灾害19次，平均每7.89年发生1次；1788—1912年的124年中发生洪涝灾害27次，平均每4.59年发生1次。

（3）1368—1912年汉江上游安康段洪涝灾害的发生具有明显的季节分布差异。在57次洪涝灾害中，其中夏季24次、秋季30次，分别占洪涝灾害发生总数的42.11%和52.63%。

（4）1368—1912年汉江上游安康段洪涝灾害的发生多与气候冷暖波动的不稳定密切相关，且呈现明显的周期性特征。存在着3类尺度的明显的周期性规律，即10～30年主周期、37～52年周期和58～64年周期。

4 参考文献

[1] 彭维英，殷淑燕，朱永超，等.历史时期以来汉江上游洪涝灾害研究[J].水土保持通报，2013，33（4）：289-294.

[2] 靳俊芳，殷淑燕，庞奖励，等.近60年来汉江上游极端降水变化研究：以安康地区为例[J].干旱区研究，2014，31（6）：1061-1067.

[3] 王朝建，庞奖励，黄春长，等.汉江上游谷地黄褐土粒度组成特征及其意义[J].陕西师范大学学报（自然科学版），2012，40（3）：76-80.

[4] 仇立慧，殷淑燕，黄春长，等.清代汉江上游洪涝灾害及其影响研究[J].干旱区资源与环境，2012，26（10）：57-61.

[5] 赵景波，马莉.明代汉江上游地区洪涝灾害研究[J].地理科学与环球学报，2009，31（2）：207-211.

[6] 仇立慧.明清时期汉江上游洪涝灾害与环境变化关系研究[J].陕西农业科学，2014，60（8）：76-79.