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1644—1855年间黄河决溢的时空分布规律初探
来源:云南大学学报(社会科学版)》2020年第1期 作者:孙涛 点击数:456 更新时间:2020/7/2

一、导言

 

黄河是中华文明的母亲河,也是一条灾害频发的“害河”,其下游河道迁徙变化的剧烈程度,在世界上是独一无二的。由于黄河河水挟带大量泥沙,进入下游平原地区后迅速沉积,主流在漫流区游荡,人们开始筑堤防洪,行洪河道不断淤积抬高,成为高出两岸的“地上河”,在一定条件下容易决溢泛滥,造成改道。如何正确认识黄河的决溢规律,一直都是历代治河者所追求的目标。

明代潘季驯治河之后,黄河下游河道被两岸大堤控制在单一河道内,一直持续到1855年黄河铜瓦厢决口后由山东入海,这一河道维持了大约三百年。黄河下游河道在很大程度上受人工大堤的影响,因此对历史时期黄河河道的研究,也对我们认识黄河在人工环境下变迁的特点有很大的作用。更由于这一时期也是黄河下游地区自然、社会、经济等受黄河河道影响最为深刻的阶段,对理解这一区域人地关系有着重要的意义。对这一时期黄河河患灾害的研究著述颇多,前辈学者中徐福龄、邹逸麟和王守春三位先生在黄河决溢的时空分布变化研究中对清代1855年之前的黄河下游决溢地点的时空变化规律与动因机制都有过一定的阐述,尤其是在与黄河新河道时期的对比研究方面做了很多工作。钱宁、许炯心两位先生从河床演变的角度对今黄河下游河道的河流地貌过程做了大量的分析工作,对黄河下游河道的河床演变趋势及与人类活动的互动关系均有提及,为更好地研究历史时期的黄河河道演变过程提供了极有意义的借鉴。实际上,黄河决溢既与流域降水时空分布形成的来水来沙情况以及流经地区的地质地貌等自然因素有关,同时也与河防工程等人为因素有关,尤其是黄河进入下游平原地区后,两岸河防工程对河道的控制作用非常明显,因此在进行数量化统计分析的同时,将河防工程等人为因素加入考量是十分必要的。

黄河决溢位置的变化与黄河大堤有着怎样的关系,以往的说明都集中在黄河大堤的修建减少了黄河决溢改道的发生,但针对两者的因果关系到底如何体现以及黄河决溢位置的变化是否存在特定的规律性,并未有太直接的量化分析。本文选择16441855年这个时段来研究,因为这个时段黄河下游具有相对稳定的河道,而且清代河工体系正是在这一时间段内建立并完善,将两岸大堤划分到以“汛”为基本单位的空间里,便于建立决口事件与河防工程的直接联系,同时河道两岸大堤也具有一定的可比性。对这一时段内黄河下游决口的时空分布规律的研究,于现代黄河的防灾工作也有一定的借鉴意义。

 

二、资料与数据选取

 

()厅汛表数据

黄河河道内的流路变化情况复杂,但河道两岸的堤防建设相较完善,因此相对稳定的黄河大堤就成为黄河研究一个理想的地理信息基础。黄河下游建筑沿岸大堤,也建立起专门的河防管理机构。清代继承了明代的河防体系,顺治元年(1644)设置河道总督一职,“以内秘书院学士杨方兴为兵部右侍郎兼都察院右佥都御史总督河道”,专门负责黄河、运河、淮河等流域的治理与防护,并形成定制。随着治河工作的全面开展,对河道职官的设置与职能发挥的要求越来越细化,并在原河防体系上进一步完善细化,同时增设河兵系统,“设立兵丁,协同筑堤”,形成了一套完整的河、道、厅、汛、堡的分级管理模式。清代对黄河河务的管理在实践中不断发展,“建立起了较为完备的分段分级的管理体系和赏罚严明的条例”,其中涉及大堤的分段管理,将黄河沿岸堤防各堤段明确地划分到不同的管理单元中。乾隆朝之前,河督上奏黄河堤工事务常常以县为单位,具体位置直接使用具体地名,如“河道总督齐苏勒疏奏:砀山县黄河南岸陈家窑,堤工卑小,应加筑三千五十七丈;桃源县黄河北岸七里沟,堤身单薄、建筑月堤八百八十七丈;宿迁县黄河北岸叶家庄,缕堤单薄,加筑月堤五百二十七丈……”乾隆朝之后,河督上奏黄河堤工事务开始使用“汛”作为参考单位,如“河东河道总督白钟山疏称:豫省黄河南岸,郑州汛十七堡堤工,入秋以后汛水叠涨……又疏称:豫省黄河北岸,封邱县汛十三堡,向无埽工,颇为险要。”

河厅是有专职河务官员任职管理的河工单位,起初大体按照各行政辖区内所属临黄大堤设置,后随着河防系统趋于细化和复杂,黄河南北两岸河厅管理逐步分开,如雍正三年“添设河南开封府南北两岸管河同知各一员,怀庆府管河同知一员”;乾隆五十五年(1790)“吏部议准两江总督孙士毅奏:请将徐州府盐捕通判裁汰,改为丰砀北岸通判,专管北岸工程……原设丰砀通判,改为萧砀南岸通判,专管南岸工程。”在行政管理分开的同时,河兵系统也相应分开:“原设丰萧砀守备,改为萧砀南岸河营守备,专管南岸工程;其安阜营守备请裁汰,改为丰砀北岸河营守备,专管北岸工程……”

河防系统在分为南北两岸管理之外,随着民间自筑堤防不断纳入官堤系统以及新建堤防的不断增加,每县一汛不能很好地进行河务管理,于是发展成为每县几汛,如乾隆四十九年(1784),河南境内下北河厅因所管险工较多,“……查一厅四险,同知一员,诚恐顾此失彼。请将上下各厅险工酌量改拨分管:祥符十二堡归上北河同知管;兰阳李六口归曹考通判管;惟留十八堡、铜瓦厢二处归下北河同知……上北河厅原管之原武汛大堤……拨归黄沁同知管辖……如所议行”。厅下所属堤段或拆分或分拨,大堤的管理划分已经不再是以县辖为单位,“一汛之堤”已经是小于县境的一个基础单位了。

《续行水金鉴》河水工程卷中完整地保留了一整套河道厅汛的堤防建设信息,依照这一资料,可以完整整理出清嘉庆末年黄河两岸河道厅汛的设置名录及其隶属关系。至嘉庆末年,黄河北岸大堤归属三省五道十五厅三十三汛,黄河南岸大堤归属二省四道十六厅三十七汛,除徐州道属铜沛厅尚管理南北两岸河务外,其余各厅均为南北两岸分别管理。

1 嘉庆末年“河道厅汛”位置示意图

(各汛名称来源于《续行水金鉴》河水工程部分)

()各汛堤防分界数据

黄河两岸堤防是黄河沿岸各厅汛所管理的具体地理实体,基于这一地理实体,可以将文献资料中的堤防相关的信息落实到具体的地理位置上。结合《续行水金鉴》河水工程所记内容与美国国会图书馆所藏《六省黄河埽坝河道全图》(其时间断面都基本定在1820年左右),以及《中国历史地图集》(清时期)所表现的地理要素,可大致描绘出嘉庆二十五年(1820)各厅汛所管黄河大堤的分布位置。同时依照当代的高程数据和大比例尺地形图作为参照,将各汛所管堤防的分界位置定位到具体的空间位置上。

通过以上各类资料处理之后,可以梳理并定位清嘉庆二十五年的河道厅汛设置及各厅汛所管黄河大堤的具体起止界点位置,从而形成一个以1820年为时间截面的各汛分界的地理信息数据,将黄河两岸堤防按照“汛”为基本单位划分清楚。以此为基础梳理清代黄河决溢事件空间分布更有意义。

()黄河决溢数据

决溢数据主要参照《清史稿·河渠志》所记载黄河决溢事件,同时利用《清实录》与《黄河志·大事记》加以印证,确定决溢事件具体发生地的位置。因《清史稿·河渠志》中的河决记录是以时间为线索,所以本研究中的决溢事件的确认以地点为标准,如:“(康熙十五年)是岁又决宿迁白洋河、于家冈,清河张家庄、王家营,安东邢家口、二铺口,山阳罗家口……”按照地名统计,本次大水共造成七次黄河决溢事件。按照决口的位置统计,若同一年份内几个决口的位置处于同一汛内大堤上,则该段汛堤的决口次数累计计算。

决溢数据统计最终实现将清代黄河决溢的位置与其在嘉庆末年(1820)时所属各汛堤段相联系,将黄河决溢位置确定到具体的堤防位置上,从而为后续的统计分析加入空间参考,同时,也可以为后续的黄河决溢灾害所涉及的堤防维护等造成的地方社会影响研究建立一个简单的基础。

 

三、黄河决溢统计分析的方法

 

()传统的频次统计

这一方法主要是基于黄河决溢发生的时间和地点两方面进行统计计算,本文讨论决溢事件还关注了黄河南北两岸的区别。

黄河两岸的堤防对应关系较为稳定,具体到两岸汛与汛的对应关系也相对稳定,虽然在数量上并不是一一对应,但空间位置相对稳定,在上下游分布比较时可做对应参考。

黄河北岸武陟以下共分为34个汛级单位(含温县段),其中16441855年间发生过决口的有26个汛共计70次;黄河南岸荥泽以下共分为37个汛段,其中16441855年间发生过决口的有28个汛共计75次,两岸总决口次数基本持平。16441676年的33年间,黄河北岸共决口30次,年均0.91次;黄河南岸决口25次,年均0.76次。这33年间的决口次数占16441855年共212年间总决口次数的38%

从河决时段上看,16441676年,黄河下游的决口分布范围最为广大,几乎覆盖了所有发生过决口的汛段,而且发生次数也在1676年达到了顶峰———7次,这33年间共有55次决口记录,其中有12年没有决口记录,有决口记录的年份里平均决口次数为2.6次。总计年均1.67次。16771720年和18211855年的两个时间段黄河决口次数较为平缓,分别为年均0.2次和0.29次。1677年到1855年的179年间,黄河北岸共决口40次,年均0.22次;黄河南岸决口50次,年均0.28次。以10年为一个周期计算移动平均趋势线来看,1676年之前,黄河决口次数是一个逐渐增长的趋势,1676年到1687年间进入一个急速衰减期,1687年之后黄河河决的频次维持在一个较低的水平;1720年左右,河决次数又进入了一个快速增长阶段,但严重程度远小于1676年之前的水平,到1730年又快速减弱;之后又经历了1761年、1789年前后和1819年三次小的波动后,1820年到1830年间又是一段显著的“弱势”阶段。

()平面坐标内的核密度分析方法

清代黄河故道是一条线状分布的区域,与其相关的决溢位置的时空分布是沿着这一线状区域的两条线状边界分布的,其影响范围也是沿线分布,于是传统的空间分析方法很难在这样一条线状的现实空间中得到合理应用。时空统计的常用方法是将决口作为事件点,定位在河道上下游位置与时间构成的平面上。

核密度分析方法是GIS空间分析方法中密度分析方法的一类。核密度分析主要用于计算点或线要素测量值在指定邻域范围内的单位密度,它能直观地反映出离散测量值在连续区域内的分布情况。清代黄河决溢位置的时空分布是否在空间和时间两个方面有规律可循,可以通过时空分布的变形加以处理。首先将各决溢位置按照沿河汛堤的分布排列,再通过时间分布将具体的决溢地点在时空统计图中呈现,从而使现实的空间分布变形到简单的平面坐标中,在平面坐标中应用核密度分析方法,分析决溢事件在时空发展过程中的密度分布水平,从而发现其分布特点。

四、结果分析

()黄河两岸决溢现象的频次分析

1644年到1690年前后,黄河下游从决溢事件发生密度和流域分布两方面来说都处于最为严重的时期,基本上处于全流域“失控”的状态,尤其是在江南河段。也正是由于江南段河决严重,1675年开始的靳辅治河,首先从江南段堵塞决口开始,优先修筑江南段黄河堤岸。1690年之后黄河决溢事件少有连片爆发,多是集中在某一河段,相比清初的“失控”状态缓和很多,这与黄河堤防建设发挥了作用息息相关。虽然堤防建设中仍以堵口似的“被动”筑堤为多见,但靳辅在前后十余年的治河实践中不断完善堤防,同时每年河防整治中针对涉险河工河段的“主动”预防工程的实施也都有着较大的作用。

将黄河两岸的决溢事件分开进行分析,从黄河下游两岸总的决溢事件分布来看,清代早期黄河北决次数多于南决,后期南决多于北决,这与重视漕运,从而重视北岸堤防建设息息相关。其中北岸的河决事件大约主要分布在1740年之前,分布河段也主要是在黄河初入平原地区的武陟和荥泽一带、河南开封河段的祥符三汛和江南桃源清河一段。南岸的决溢事件在清初的“严重时段”里更多是分布在江南河段。一般来说,江南段黄河北岸决口影响运河,清代也不用再顾忌明“祖陵”的影响,因此北岸堤防的受重视程度远大于南岸。至于到具体堤段上:徐州至桃源间北岸多山,堤防借助山势断续构建,从明代以来基本维持在同一位置,与南岸相比较,堤防走势并未有太多变化,因此此段堤防也一直维持在较好的养护状态。

16901740年间黄河在武陟、荥泽两岸决口存在一个高发的状态,这与沁河口以下黄河两岸所属河防体系的建立偏晚不无关系。此段黄河原设沁河厅,主要管理沁河与丹河,清初河患较下游为轻,正是在几次决口发生后,至雍正三年(1725),添设怀庆府黄河厅,该段堤防才纳入黄河河防体系中,堤岸建设提升到新的标准。

这一时期,黄河南北两岸厅汛设置变化也很大。雍正二年(1724)分原南河同知为上下二厅,设上南河同知;雍正三年,原同知改上北河厅,雍正五年(1727)移驻阳武县太平镇,同时添设下北河厅,划原武、阳武、封邱三县境内堤工归下北河厅管理。总的来说,1740年之后南岸决溢事件的发生较北岸明显偏高,而这一时期也是黄河厅汛设置调整的密集时期,这也是一种对黄河决口事件的应对响应机制。

()黄河决溢事件的分布趋势

从黄河下游两岸决口的总体来看,16441684年间,黄河下游处于全流域决口的状态,黄河决口位置分布存在由上游向下游移动的现象,核密度分布区域横向排列,反映出在时间上的聚集性,其分布从上游到下游,几无间断,说明这40年间,黄河决口的频繁程度和分布范围都是极其严重的。

17401820年间,也存在一个决口位置分布由上游向下游移动的现象,这段时间内核密度分布区域沿时间递进,在时间上有连续性,但上下游分布并不连续,涉及全流域的决口灾害较16441684年间小很多。在这大约80年的时间段内,黄河决溢位置表现出向下游移动的趋势也最为明显。分析其发生原因,可以从堤防修筑特点探讨:清代黄河虽然有岁修工程,但大部分是对险工险段的维护工作;大规模的堤防建设多是在发生严重决口险情之后的补救性措施,这些措施关系到实实在在的河患治理,所以具体的处理效果也是十分明显的。堵口后河势下移,就容易造成下游河防薄弱地区的决溢。

当聚焦具体的某一河段时,决口位置的移动也会发生向上游移动的现象。如17651840年间黄河南岸中牟至睢州河段和18201850年间的五工头至黄家嘴河段。在河床自然淤积的状态下,“河床的堆积是从河口向上游发展的,反映在决口位置上,也有由下而上的发展趋势”。堵口后的河势下移似乎难以解释,但是考虑到同一时间段内其上下游河段也存在发生决口与堵口的事件,由此造成的河弯摆动也会影响到河势变化。因此,对于决口位置规律性移动,河决后的堵口工程以及随后的堤防加固建设应该是这一现象的主要原因。

黄河河防建设在新修大堤之后会有一个较为显著的改善,但往往只能坚持数年之后又进入新一轮的河决高发期,这固然与气候大背景和自然河道变化复杂密切相关,同时与河工管理制度的制定和执行以及工程建设维护的可持续性也有着莫大的关系,这也是清代河工研究的一个重要意义。

 

五、结语

 

本文通过分析人工干预下的黄河下游河段决溢的时空分布可知,黄河在自然河道被人工堤岸约束之后,由于黄河决溢的发生地点位于河道边界处,受到河防工程的显著影响。但在两岸边界人为因素的影响之下,河道内的河流发育过程仍然遵循自然的规律,于是决溢位置的核心分布区在时空分布上呈现出一定的规律性。这一规律大致表现为黄河下游河段决溢核心区的演变趋势总体上是从上游向下游移动,但在局部河段也会出现由下游向上游移动的现象。这一规律显著与否,与人为影响的强度有一定的关系,若人为影响强烈,则规律性演进速度趋缓。

结合河决位置规律性移动的现象来分析,1855年兰阳段铜瓦厢的决口事件,只是一个偶然事件,因这一时段的决口核心位置刚刚出现在单县丰县河段,兰阳段距此尚有较远距离,还未进入决口易发的时期。如果按照正常的“决—堵”规律发展,1851年的丰县决口能够得到有效处理,或者1853年“丰县复决”之后能够顺利堵决,1855年的决口也就大概率不会发生在铜瓦厢了。

黄河的河流发育过程既遵循自然规律,其河流边界也受到强烈的人工干预,而深究何种因素作用的影响更大,在对历史时期黄河河流发育的过程进行复原的基础上加以分析,则是相对客观的方法。对历史时期黄河的人工工程干预对于自然河流决溢改道的具体影响的深入研究,可为今天的河流治理、减灾防灾,提供借鉴意义。

 

 

(本文原刊《云南大学学报(社会科学版)2020年第1期第78-86页。文中原有注释,引用请务必参考原刊。)

 

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