历史流域学研究视野中的水患

——谈流域内人地关系与泥沙淤积

    引言：近年来，我国许多江河水患灾害频频发生，究其原因，除了全球气候变暖之外，与流域内水循环加快、生态蓄水能力破坏、河流泥沙淤积过多、工程防洪标准过低有直接关系。回顾历史，从历史流域学的视角，总结经验与教训，提升流域良性发展的健康水平和承载能力，对流域经济社会发展有着重大意义。

    历史流域学是研究以流域为单元,以一万年为时段,在流域范围内以河流为核心，对区域人地关系进行综合研究的一门学科。自创立伊始，就受到相关学科专家的广泛关注。特别是该学科提出的“从流域因果性、系统性、链条性视角，开展多学科、长时段交叉”的研究方法为自然地理学、水文水资源学、气象气候学和灾害学等相关学科提供了一个崭新的学科平台和研究思路。 

    20世纪以来，在全球变暖的气候背景之下，流域水循环加快，降水量、径流量不断增加，我国各大江河水患灾害频发。特别是南方各省市，自2010年进入主汛期之初，就有不少地区发生大面积洪涝灾害，给国家和人民造成了重大的生命财产损失。 

    一般而言，水患的主要肇因可以归结为三大流域因素，即气候因素：流域内降水量大而集中；生态因素：流域内森林破坏造成水土流失加剧；工程因素：上游水利工程设防标准较低，其中生态因素和工程因素属于可控制因素，与人类长期活动关系密切。因此,应用历史流域学的方法和理论，对历史时期人地关系和洪水记录作深入考证和确定，可以将上述三个因素统筹考虑，对提高水利设施的防洪标准，减少河道淤积，增强流域内应对特大洪水的能力有重大意义。具体应用体现在三个方面：（1）应用历史流域土壤工程、人口史和人地关系史，探讨河流泥沙问题；（2）通过历史考证帮助制定流域水利工程合理的防洪标准；（3）应用历史流域水患灾害资料对历史洪水和古洪水资料进行考证和推演。  

    泥沙淤积导致河道宣泄能力降低是水患发生的原因之一，尤以黄河最具代表性。黄河下游干流河床淤积严重，且逐年不断抬升，致使黄河高于两岸黄淮海大平原，形成地上悬河。一旦发生特大洪水或堤防施工质量不良、防汛不力，就极易决口。 

    根据历史文献记载，黄河中游水土流失和下游淤积成为悬河，是在两千年甚至更长时期以前即已客观存在的事实。早在先秦时代，黄河就已经是一条多泥沙的河流，被称为“浊河”（《战国策·燕策》）。到西汉时，《汉书·沟洫志》记载，大司马史张戎指出：“河水重浊，号为一石水而六斗泥。” 

    悬河的形成也很久远。据《汉书·沟洫志》记载，西汉哀帝初年（公元前6年至公元前1年）待诏贾让应诏上书云：有人说“河水高于平地，岁增堤防，犹尚决溢”。贾让引用的话，表明当时黄河河床已在逐年淤高。当时西汉一尺合公制0.231米，按他的说法当时淇河一带黄河河水已高出平地1.16米。王莽时张戎也称：“国家数堤塞之，稍益高于平地，犹筑垣而居水也”。 

    钱宁先生研究发现，在上世纪60年代中期以前，黄河下游河道每年淤积的4亿吨泥沙中，粒径大于0.05毫米的粗泥沙约占69%。泥沙观测还发现，粗泥沙只有43%可以输送到利津以下，可见粗泥沙是威胁黄河下游和黄淮海大平原的主要根源之一。 

    又据水文观测资料，黄河大北干流右岸的皇甫川、孤山川、窟野河三条一级支流，年输沙量达2.148亿吨，占黄河全流域的13.68%。尤其是粗泥沙年输沙量1.395亿吨，如按57%淤积在下游计，年淤积量近8000万吨，约占下游粗泥沙淤积量2.76亿吨的29%以上，所以这三个流域可以合称为多沙粗沙区。窟野河中下游和孤山川流域，被学者称为 “强烈侵蚀中心的中心”，该区在明、清两朝及现在，均位于陕西府谷、神木两县。面积2875平方公里，年侵蚀量5750万吨，侵蚀模数高达20000吨/平方公里·年。 

    考察明嘉靖二十一年（公元1542年）两县的人口和耕地统计资料，人口1.221万人，耕地面积2.984万市亩，总土地面积却有10659平方公里，其中平川耕地资源为68.98万市亩。从当时人地关系的资料可以得知：（1）在这个强烈侵蚀中心的中心，明朝晚期耕地面积也不到总土地的2%；（2）人口密度每平方公里只有1.146人，可谓地广人稀；（3）耕地只占平川耕地资源的4.33%，可见并未开垦坡地。综合考虑以上三个因素可以得出一个结论：直到明嘉靖年间，耕地开垦尚不足以导致土壤侵蚀。换言之，历史上该区的水土流失主要由自然因素所造成。 

    通过研究黄河中游的人口史和农垦史，发现这三条中等河流的开发史，具有相当普遍的意义，即大多数流域坡地的开垦始于清乾隆嘉庆时期，从先秦到前清乾嘉时代的2600多年间，黄河中游的农耕主要在关中平原、太原盆地、临汾盆地、运城盆地和各流域的河谷川地上发展。 

    黄土高原上的黄土层，为垂直节理发育，浸水后易坍塌，为暴雨径流所冲刷搬运到河道中。而上述多沙粗沙区的粗泥沙产自被称为砒砂岩的基岩上，砒砂岩土结构松散，遇水易分解，故水土流失剧烈，人称“地球癌症”，又称“世界水土流失之最”，像如此主要由自然因素造成的水土流失，靠退耕还林还草等措施做到根本性防治有很大困难。上世纪80年代中期水电部原部长钱正英提出开发沙棘，经十余年试验，土壤年侵蚀模数由原来的4万吨/平方公里下降到0.5万吨/平方公里，是一个有益的探索，但黄河泥沙的防治仍任重道远。

    (作者单位为太原师范学院)