洪水事件的研究历史与现状

直到最近几十年,洪水事件才被作为一门学科进行研究。随着第四纪地质学、地层学、地貌学、年代学、水力学、水文学等学科的交叉,以及同位素和热释光等断代方法精度的提高,洪水事件的研究逐渐成为国际地球科学和历史学家研究的热点。

1.关于古代洪水的传说和文献

翻看历史书籍,我们可以发现几乎所有民族在其文明的黎明时期都有许多洪水事件。《圣经》中诺亚方舟的故事生动地讲述了出来。古埃及的文明与尼罗河洪水的季节性波动和泛滥密切相关。

我国史书中有许多关于于霞时期洪水的记载。中国古代《尚书·尧典》最早记载了其事件:“汤汤填山冢,气壮山河。”《孟子·滕文公上》记载:“在过去的尧时代,天下特别动荡不安,洪水泛滥,祭祀盛行,草木茂盛,动物和动物正在繁殖,农作物没有收获,动物和动物受到压迫,鸟类和蹄子被交给中国。”...九河,经济飘流,海洋闻名:肯定你,韩,淮河闻名;然后中国就可以得到它并吃掉它。”司马迁的《史记·夏本纪》也记载:“帝尧在位时,洪水泛滥”,尧“以枪治水,九年不止,功能失灵。”所以帝尧是求人办事,和他只能交好”;舜“看着水枪没有任何形状的控制,于是舜举起水枪玉子继续他的事业”;于“操劳过度,离家十三年,不敢进家门”,“天下太平。”《庄子·天下》中也提到了大禹时期的洪水:“昔禹洪水溺,河破而通四洋,通九州,名河三百,汊三千,小者无数。余亲自照顾天下百姓,兼管天下九杂江河。排里没有胶水,胫部也没有毛发。雨很大,梳子风很大,世界各地都有。”此外,诸如《吕氏春秋》、《诗经》、《左传》、《国语》、《墨子》、《荀子》、《韩非子》、《管子》和《楚辞》等古籍都提到了发生在中国古代历史传奇时代的洪水。可见,在距今约4000年前的尧舜禹时代,长期发生了一场特大洪水灾害。

2.国外古代洪水事件研究进展。

尽管国内外对古代洪水事件的传说和文字记载由来已久,但真正将古代水文学作为一门学科来研究却只有十多年的时间。

国外古水文研究始于20世纪50年代。20世纪七八十年代,由于洪水地貌学和第四纪地质学的研究方向不同,古洪水水文学作为地球物理学和应用水文学的交叉学科应运而生。随着第四纪地质学、地层学、地貌学、年代学、水力学、水文学等学科的交叉,以及同位素和发光等测年方法精度的提高,古洪水事件的研究逐渐走向国际化。利奥波德&米勒(1954)首先使用了“古水文学”这一术语。20世纪60年代,舒姆斯。提出了根据河流形态参数计算古代洪水流量的方法。Frochich W .认为在波兰的卡尔巴耶山地区大约8400年前发生了一次古代洪水,因此河道被削减了4 ~ 6米。Spaulding W.G .在研究了北美西南部沙漠地区的古水文后认为,该地区在威斯康星晚期和全新世早期有两次洪水过程,其中冰川鼎盛时期(根据今天的18000)最大。后来,有人基于对泥砂等粗颗粒沉积物的分析来研究古代洪水的流量,人们对古代洪水的研究越来越广泛,并总结了洪水平流沉积物在研究古代洪水中的作用,但仅用了十多年的时间就迅速发展并成为研究热点。

近年来,世界各地都发现了史前洪水事件。例如,在犹他州和亚利桑那州的19条河流中发现了古代洪水事件,并研究了它们对古气候的响应。认为古代洪水事件与南方涛动指数和厄尔尼诺事件密切相关。在黑海地区发现了大约7500年前的古代洪水事件,并研究了它们对农业传播的影响。在西班牙,通过对塔古斯河流域平流沉积的研究发现,该流域自全新世以来有6次洪水多发期,最大洪水发生在距今9440 ~ 9210年、距今6750年和距今1200 ~ 950年期间。认为洪水的发生与伊比利亚半岛的水汽输送和冬季降水增加密切相关,对冬季降水变化敏感的湖面和持粉记录与塔有关。洪水的变化可能与影响伊比利亚半岛的大气环流型变化有关。

3.中国古代洪水事件研究进展

在国内,许多学者对古代洪水进行了深入研究,取得了一系列研究成果。20世纪80年代,丁梦林根据地质地貌资料推测,洪水发生在远古时期最后一次冰期的鼎盛时期。马宗申等人还利用洪水平流沉积物研究了红水河和西樵河的古洪水。

如今,随着研究方法的多样化和断代技术的精准化,全新世古洪水研究逐渐在我国多个河流断面展开,成为洪水研究的热点。根据古河道砂体中埋藏的泥炭、木炭、浮木、泥炭层和古代遗迹等资料,陈武指出,华北平原在距今3500-3000年前的商代末期和距今2500-2300年前的战国早期曾发生过两次洪水。2500年前华北平原的河流格局以弯曲为主,之后为平直-微弯。

张强等人收集整理了长江下游埋藏古树、泥炭和海相贝壳的测年资料。研究结果表明,自6000年前以来,长江下游古代洪水的发生与气候变化密切相关。原因是长江下游地势低平,海平面变化对洪水的发生有重要影响。气候变化导致的海平面上升对长江下游的径流产生支撑作用,导致河流上游和地表排水不畅,导致洪水发生频率增加。

杨大元等人确定了古洪水平流沉积的基本特征,指出研究古洪水要依靠古洪水沉积来获取古水文信息。他们在长江三峡下游和黄河三门峡下游古洪水研究中明确了“古洪水平流沉积”的概念及其特定的古水文指示意义,并指出了古洪水平流沉积的几个特征,即判断其是否具有特定指示意义的几个标志(在沉积构造方面,以微层理发育为特征, 其末端是倾斜而尖的,也具有特定的粒度结构和各种重矿物的含量)。

谢等人根据淮河向洪殿、春沱河黄壁庄、长江三峡和黄河小浪底等地的古洪水平流沉积物样品和实验分析,指出沉积环境、沉积物颜色和沉积物分层可以指导野外寻找和判断洪水干流沉积物。沉积物的粒度、矿物成分和花粉分析可进一步确定沉积物是否为古代洪水平流沉积,以及洪水发生时期和洪水来源。谢等人还根据古洪水的基本特征和三峡河段的特点,建立了一套用于野外搜寻、鉴定和实验分析的古洪水平流沉积判断指标体系,对古洪水研究具有较高的实用价值。

古洪水研究的目的是通过古洪水平流沉积这一古洪水信息的载体来提供古洪水水位和流量。谢在研究了长江、黄河、海河和淮河的古代洪水后指出,洪水平流泥沙夹点的高度与其洪峰水位之间存在着一致的关系,大量的室内模型试验、野外观测和抽样调查证明,洪水平流泥沙夹点的高度指示洪水水位的精度最高,可以确定为洪水时的水位高程。在确定了古代洪水的水位和断面后,可以通过水文方法推求洪峰流量。