陕南汉江上游历史洪水灾害与气候变化

　　摘要:根据陕南汉江上游历史时期以来的洪水灾害史料和水文站记录,统计分析了189BC-2008AD近2200年间的洪水发生频率,并对此时间段内气候变化进行分析。结果表明:清后期到现代,是汉江上游洪水发生频率最高的时期,洪水发生频率为18.94次/50a;其次是明末至清前中期和唐末期,洪水发生频率分别为6.5次/50a和6次/50a;再次是西汉初、北宋中期至南宋前中期、明代,是3次/50a左右的频率。洪灾的出现往往与气候的异常波动有密切关系,历史时期,汉江上游的洪水在气候冷暖交替变化时期较为频繁,气候平稳期出现频率较低。

　　关键词:洪水灾害;气候变化;历史时期;汉江上游

　　汉江是陕南到湖北地区的一条经济价值利用极高的河流,作为南水北调中线工程的水源,汉江上游的水文气象变化不仅与陕南地区的环境及经济发展息息相关,也与通过南水北调中线工程保障京津供水有着密不可分的联系。只有深入揭示其水文变化特点,才能保持汉江水资源的可持续利用。我国学者对于汉江的研究主要集中于水资源、水环境的特征和气候变化对径流量的影响等。近年来,由于南水北调工程的兴建,汉江研究更多集中于南水北调工程对该流域环境的影响。汉江上游洪水灾害研究则仅限于近现代,对于历史时期洪水灾害及其与气候变化的相关性研究很少。

　　KnoxJC通过历史洪水事件与相应气候状况的分析,得出适度气候变化,如1～2℃的气温变化和小于10%～20%的降水变化就能导致较大洪水事件的发生。本文根据历史记载以及汉江上游水文站点资料,对汉江上游有史以来的洪水发生频率进行了统计与分析,以探索历史时期以来汉江上游洪水的发生特点,及其与气候变化的关系。

　　1、研究区域、时间范围与资料选取

　　汉江是长江一级支流,发源于陕西省宁强县潘冢山,由西向东流经汉中、安康二市,于白河县出境入湖北省。按河段划分,研究区域属汉江上游河段。汉江为陕西境内最大的河流,流域面积59115km2,北有秦岭山脉与干流平行,海拔高度在2500m以上;南以米仓山、大巴山为界,平均海拔在2000m左右。除汉中盆地等少量川道外,其余多为山地。主河段基本为“U”型峡谷,基岩裸露,河道窄深,水流湍急,河槽调蓄能力较差。流域属北亚热带边缘湿润季风气候区,气候较温和、雨量充沛,米仓山、大巴山为秦岭南部的著名暴雨中心区,坡陡流急暴雨洪水集流汇合迅速,因此暴雨洪灾频发,使汉江成为长江支流中洪水灾害最为严重的一条河流。

　　2、统计结果

　　分别以50年和10年为单位,统计汉江上游地区历史时期以来的洪水发生频率,10年统计结果。(注:-180对应的数据是189-180BC10年间的洪灾次数,以下类推)历史时期以来(189BC至2008年)汉江上游洪水灾害频率统计Fig.2StatisticalresultsoffloodfrequencyintheupperreachesoftheHanjiangRiverduringtheperiodfrom189BCto2008AD虽然本文已尽量搜集相关历史文献资料,但由于历史记载所固有的局限性,洪水记载详细程度随时间和地点有非常大的变化,早期记录一般较少,近代相对增多;不同朝代对某一灾害的重视程度不同,也会导致记录详略有一定差异。因此,频率变化不能完全代表真实的洪水事件变化趋势,准确来说,实际代表的是历史记录中的洪水频次变化。考虑到自汉代以来,本研究区域经济和社会发展相对较发达,我国各朝代历来又非常重视农业气象灾害的记录,本文数据资料包括当地各县县志,记载相对比较完善,故推测,历史记录中应该不会有大的洪水灾害记载被遗漏,以上统计在一定程度上还是可以反应历史洪水的发生情况。虽然仅从历史记载资料进行分析可能存在一定缺陷,但对了解历史极端降水和洪水发生规律仍有重要的意义。

　　从统计结果看,汉江上游洪水810AD之前较少,810AD之后明显增多;810-1460AD洪水开始增多;1460AD之后越来越频繁,洪水发生频率在波动中不断攀升。20世纪90年代以后,略有下降。189BC至2008年的2198年中,汉江上游干流共发生洪水144次,而最近的1811AD至2008年的198年中,就发生洪水75次,超过全部洪水的一半。在这之前的200年中(1611-1810AD),发生洪水26次。近代在不到400年的时间中发生洪水101次,超过了2198年(189BC至2008年)中全部洪水数量的2/3,在这之前的1800年中(189BC-1610AD),发生洪水共43次,且其中16次发生在1361-1610AD这250年中,剩下9次发生在1061-1210AD的150年中,6次发生在811-860AD的50年中,3次发生在189-140BC的50年中,余下的9次零星分布在其余的1300年中。

　　清后期到现代,是汉江上游洪水发生频率最高的时期。尤其是1911-1960年,50年间发生了23次洪水,平均每2年就发生1次,其中包括1935年汉江历史上的第二大洪水;1960年以后,洪水的发生频率虽然略有下降,1961-2008年的48年中,发生了18次洪水,但是,洪水的强度并未降低,这期间发生了包括1983年水淹安康城的特大洪水和2005年的大洪水;其次发生频率较高的时期是明末至清前中期和唐末期,分别为6.5次/50a和6次/50a;再次是西汉初、北宋中期至南宋前中期、明代,大约3次/50a的频率。

　　洪水的频率是一个方面,洪水的强度是另一方面。从历史资料到目前的水文统计来看,189BC至2008年,汉江上游大洪水约51次。其中,历史洪水难以定量,以造成的损害程度衡量,这些年份均有洪水冲堤破城、大量人畜溺亡的记载;现代则是以安康段洪峰流量超20000m3/s量级以上为标准。大洪水大部分仍出现在晚近时期,明代以后就有26次,如果从明代开始统计,平均每20年约有1次大洪水。到目前为止历史时期最大洪水发生在1583年,其次是1867,1935年和1983年的特大洪水,分别出现在明、清、民国和现代。

　　3、结果分析

　　汉江流域径流由降雨形成,洪水由暴雨产生。流域多年平均降水量700～1100mm。汉江流域各地均可产生暴雨,暴雨最多的地区是米仓山、大巴山一带。就季节而言,暴雨多发生于7～9月,个别年份推迟至10月。具有显著的夏、秋季暴雨分期特点。汉江上游流域位于秦岭南坡,系自西北向东南的狭长地带,均属副热带季风区,暴雨洪水的产生和发展是与季风的活动分不开的。当春夏季,随着东亚上空的西风带向高纬度地方撤退与西太平洋副热带高气压的逐渐强盛,我国大部分地区逐渐成为西南季风(来自印度洋和我国南海的热带气流)和东南季风(来自太平洋的温湿气流)的活动区,它们都是海洋的温湿气团,与原控制我国的极地变性气团形成一接触带,即所谓极锋带,在锋带区内经常发生大雨和暴雨。汉江上游大洪水灾害的频繁发生,一方面与降雨量有关,另一方面也与降水的集中程度和降水的方向密切相关。例如,根据安康特大洪水分析小组的统计分析,“83·7”洪水的降水量1,3,5日流域平均雨量仅70.8,126.1,161mm,相当于15年一遇,但洪峰流量却达200年一遇。这主要是由于1983年暴雨移动方向与支流先后涨水的顺序方向一致,暴雨中心的走向与雨区的扩展方向使干支流的洪水全面遭遇造成的。因此,汉江上游洪水的发生频率与强度不仅仅与降水量大小有关,也与降水的集中程度以及降水的方向密切相关。

　　统计分析表明,清后期到现代汉江上游洪水发生频率高达18.94次/50a;其次是明末至清前中期和唐末期,洪水发生频率分别为6.5次/50a和6次/50a;再次是西汉初、北宋中期至南宋前中期、明代,大约是3次/50a。与历史时期的气候变化比较发现:一是洪水发生频率最高的时期是冷暖波动大、气候恶劣的灾害群发期(明末至清前中期、清至民国);二是在气候转型期(唐后期、民国以后至目前),洪水的发生频率也较高。

　　3.1唐后期