1870年,长江爆发历史上最大的洪水
上篇:千年一遇
母亲河长江,
数千年来爆发多次惨烈的洪水灾害
长江是中华民族的母亲河之一,也是世界第三大河(长度第三、流量第三,流域面积第12,感觉磕碜点,但是前十名有九个都是国际性河流,只有第8的勒拿河是俄罗斯独有,第11马些更河是加拿大独有,长江是咱们中国独有)。长江在中国境内奔流6300多公里,带着雪域高原的呼唤,一路向东注入东海。千万年来,她沿途滋养了亿万中华儿女;亿万年来,她通过孜孜不倦地劳作,把神州大地雕琢得更加富饶和美丽。
有利有害,有兴有衰,凡事都有两面性。对于长江这么一条有个性的大河,有涵养之功、有鱼米之获、有舟楫之利,但是也有洪水的破坏,没有人时候,这破坏神鬼不知,有人的时候,这破坏就成了历史。几千年来,随着北民南迁,长江沿岸的居民越来越多,人水相争,灾祸就不可避免,随着时间的增加,记载洪水的历史书卷也层层叠叠,堆积如山了。
网上随便搜索一下长江大洪水,1998年洪水是绕不过去的坎,而1954年洪水则是必须走的弯,有兴趣的朋友可以对比一下1998年洪水和1954年洪水的情况,大家会发现,1954年洪水严重的多,毕竟三万多人因灾死亡,荆江分洪被迫投用,武汉关水位历史第一等等,这场大洪水惨痛教训也是让伟人下定决心搞“更立西江石壁,截断巫山云雨”的原因之一。
同样的,伟人以及撰写长江水文报告的林一山也清楚地知道,在他们之前的国家管理层如孙中山、常凯申等人,也是非常迫切的想治理好长江,毕竟跟1954年洪水比起来,1921年、1931年、1935年的洪水危害更为惨痛,上亿人受灾,数百万人死亡。
【1.2 1931年武汉大水的航拍图,张公堤已经被淹没】
【1.3 1931年9月美国著名飞行员林白在武汉上空所拍,此时的武汉仍然是一片泽国。】
通过沿江水位的碑刻、洪水痕迹以及各县的县志等历史资料,我们可以将长江干流历史记载的特大洪水逐一还原。但是在宋代之前,因为南方开发有限,人口较少,加上两宋战乱,文件丢失,所以宋代之前的记载大多语焉不详。自1153年(南宋绍兴三十二年)开始,长江洪水的记录就逐渐多起来。
简单统计一下,主要的年份有:1153、1227(南宋宝庆三年)、1520(明正德十五年)、1560(明嘉靖三十九年)、1788(清乾隆五十三年)、1860(清咸丰十年)、1870年(清同治九年)、1896年(清光绪二十二年)、1905年、1921年、1931年、1935年、1949年、1954年、1998年。清代以前的记录还是太少,毕竟时间一长,很多事情不经意间就会丢失或者遗忘。
但是很多事情不是想忘就能忘的,创深痛巨是一种刻骨铭心的感受,是能够代代传承的,比如1860年和1870年长江中上游爆发的特大洪水,水位之高,流量之大,称得上千年一遇和万年一遇。
如果说一次次惨痛洪灾只能让人记住一个年份,没办法比较洪灾的规模。山人就拿考试成绩(100分满分)做比较吧,1000年来,按照洪水规模(破坏性就不比较了)而言,如果说1998年洪水是60分,那么1931年和1954年洪水就是70分,1153和1860年洪水就是80分,1227年和1560年就是90分,1870年洪水就是100分。
因为1998年洪水规模跟1860年和1870年的相差太远,几乎没有可比性,这就是山人非要拿150多年前的特大洪水说事的原因。本文虽经删减,但是还是太长,有兴趣的可以通读,没兴趣的别浪费时间,直接翻篇既可以了。
【1.4 1998年洪水,人民子弟兵组成人肉堤坝】
【1.5 1931年长江大水的航拍图,纵横千里一片泽国】
水情资料概述一:
绕不开的黄陵庙
1870年是同治九年,干支纪年为“庚午”,所以本次大水也被称为“庚午大水”。网上介绍本次洪水的文章不多,但是提到“1870年洪水”这个名词的文章则到处都是。能查到的公开文章大都语焉不详,而且自相矛盾的地方多得惊人;不公开的文章大部分收费,而且能够互相取证的地方非常少。
山人本着去伪存真的想法,经过一个多月的努力,在北控水务技术部王高工和温州大学数学系徐教授的帮助下(几十篇参考论文需要通过四大检索下载),基本搞清楚了洪水的过程和规模,并且验证了山人关于三峡地形对长江水文影响的好几个猜想。
说到1870年洪水,位于宜昌市三斗坪镇的黄陵庙是首当其冲需要重点介绍的,因为这座有着数千年历史的古庙(我国号称数千年历史的古庙很多,但是多半都不可靠,黄陵庙的历史就非常靠谱:庙内的碑刻从三国的诸葛亮到北宋的欧阳修,传承有序,历朝文献记载因有尽有,至于文人墨客的文字记录那就更多了)承载了太多、太久远的历史,比如各个历史时期的洪水。
【2.0 千年古迹黄陵庙】
【2.1 黄陵庙前石级台阶重要年份洪水水位标记】
黄陵庙本身就有着太多的传奇故事,山人就不去扯淡了,有兴趣的朋友可以自己找来看。我在这里要说的是,这座古庙中央供奉大禹的禹王殿里,有着非常可靠的洪水记录——大殿36根楠木柱上都留下过1860年和1870年的洪水痕迹,来自四川的淤泥在洪水的长期浸泡下深深的渗入了楠木的缝隙里,虽经150多年漫长时光的打磨,淤泥已经退成了灰白色,但依然是清晰可辩。
1985年,文物部门在对禹王殿维修和油漆的过程中,考虑到楠木柱在长江水文历史上有着重要的地位,便在大殿内东北角的位置保留了两根立柱未做油漆,作为重要的水文文物标志予以保护,并且标注了“老庚午(1870)年洪水至此”,在随后的例行维修中,这两根柱子依旧修旧如旧,被很好的保护着。工程师们通过精准测量,这个洪水痕迹的海拔为81.16米(吴淞高程),发生在同治九年六月十八日(7月20日)。
【2.2 黄陵庙禹王殿楠木柱清晰记录长江1870年洪水痕迹,新修复后】
【2.3 黄陵庙柱子1870记录,1990年代拍摄】
水情情资料概述二:
本次洪水的规模有多大?
根据调查的1870年最高洪水位,可以比绘制出1870年沿程最高洪水位线。通过对照可知,长江干流重庆寸滩至湖北宜昌段,1870年洪水水位比1954年约高10余米。洪水冲出宜昌南津关以后进入平原地区,河床开阔,坡降变小,宜昌站1870年洪水位比1954年约高3.8m,两个年份的洪水位差值越往长江下游就越小。
如果把1954年与1870年两次洪水水文测量进行比较,宜昌站1870年洪水位比1954年约高3.8米,宜昌河段最大洪峰流量达105000m³/s。因为三峡峡谷阻挡了四川盆地的洪水下泄,所以在本次洪水的后期,虽然上游的降水衰退,但是宜昌平均流量超过75000m³/s的特大洪峰持续了半个月,而平均60000 m³/s的大型洪峰在宜昌持续了一个多月。
根据重庆万县沱口和湖北宜昌黄陵庙的水位变化过程,可以估算得宜昌最大3天、7天、15天、30天洪量分别为265亿m³、537亿m³、975亿m³和1650亿m³。对比之后爆发的大洪水,以30天洪量计算:1998年是1379亿m³,1954年是1386亿m³,1931年是1065 亿m³,1870年洪水明显要高一个数量级。
对照网一个网红数据——西湖总水量是0.1429亿m³,1870年头三天的洪峰就可以灌满1854个西湖,是不是感觉有点数不过来了?
按照《湖南省水利志(第三分册)洞庭湖区水利》的说法,1870年洪峰在宜昌至枝城汇合清江等支流的洪峰之后,洪峰高达110000 m³/s(原文中说的是宜昌流量,但是对照的洪峰数据,山人采用广泛认可的宜昌下属的枝城县流量), 最大30天洪量1767~1852亿m³。
【3.1 1870年特大洪水主要淹没范围】
【3.2 1998年洪水淹没范围,与1870年相比可以忽略不计】
滔天洪水冲出宜昌之后就远远超过了荆江河段的行洪能力,原有的“南三口”也满足不了洪水的胃口,洪峰翻越大堤,首先在松滋县的黄家铺决口,随后在公安县陡湖堤再次决口。滔滔洪水倾泻入洞庭湖,洞庭湖分流带走了一半的洪水,从而使公安县窑口镇附近的长江水位急剧下降,窑口附近水位低于1954年洪水位约1米(1954年的堤防高度比1870年普遍高2到3米,所以在大堤的约束下,1954年长江中下游水位更高)。
在长江江以北,除了荆江大堤万城堤之外,其他多处江堤崩溃——监利县邹码头、引港、螺山(现属洪湖)等处堤溃七百七十三丈(2300多米);潜江县荆河两岸,通顺河东岸永林村、泗河村场堤俱溃,彭宅旁复溃…江汉平原一片汪洋。
由于长江两岸大堤动摇决口,洪峰四处奔流,江汉平原和洞庭湖区共计三万多平方公里被洪水淹没。在两湖地区广泛被淹之后,洪峰开始消退,1870年武汉关水位比1954年低2.18米(1954年汉口洪峰水位29.73米、最大洪峰流量为76100 m³/S;1998年汉口水位达29.43米,最大洪峰流量72300 m³/S),所以武汉基本太平,但是长江特高水位持续一个月之久,30天累计洪量为1576亿m³,洪水总量是数百年以来的最高记录。
【3.3 长江上游及支流三次特大洪水流量对比】
【3.4 长江历史上特大洪水水文数据对照表】
水情情资料概述三:
两湖分流,淹没三万平方公里
在全国解放之前,数千年来长江沿线一直未能形成有效的大规模堤防。明清多次水患之后,虽然朝廷和地方多次整治,两湖地区也只有江北的荆江万城堤比较可靠,其他地方的防洪就只能依靠低矮的民垸土堤,洪水稍大就泛滥成灾。
幸而两湖地区的江北原属云梦泽,江南洞庭湖平原近代地质时不时缓慢下沉,所以存在大量的天然湖泊调蓄洪水,所以1870年洪峰经过江汉平原的泛滥之后,洪峰延迟14天(7月20日至8月3日)到达武汉后,武汉关(汉口站)8月3日出现最大洪峰,当天最高水位为27.55米、对应流量为66000m³/S,水位在当时虽然较高,但是不至于形成巨灾。
洪峰延迟14天到武汉是个古怪的数据,——根据宜昌至武汉的长江长度,洪峰原本不可能会延迟近半个月才能到达。比如1931年最大洪峰于8月10日抵达宜昌,8月19日抵达汉口,延迟9天;1954年最大洪峰于8月7日抵达宜昌,8月14日抵达汉口,延迟7天;而2020年最大洪峰于8月20日抵达宜昌,8月23日抵达汉口,仅仅延迟3天。
【4.1 重庆至汉口洪峰推进速度】
【4.2 1870年万县涨水到退水的统计表】
因为重庆至宜昌都是山谷地形,洪水除了壅高,没有其他办法(三峡大坝蓄水同样也是壅高)。但是在重庆至汉口,江北有原本属于云梦泽的江汉平原,江南有洞庭湖平原,自古以来都是调蓄洪水的存在。原本长江两岸有“九穴十三口”分流,明清之后,绝大部分口穴被淤积或者堵塞,加上江北荆江大堤逐步加高,洪水主要由江南注入洞庭湖。
1860和1870相继冲开藕池口和松滋口后,“南四口”可以分流长江一半的洪水。如果南四口还不够分流,江北大堤自然也要决口,1870年洪水延迟14日抵达汉口就是江南江北大堤接口,两湖平原调蓄洪水的结果。
两湖平原究竟滞留多少洪水?由于历史过于久远,目前能查到比较权威的数据是“宜昌30天洪量1650亿m³,而汉口30天洪量1576亿m³,两地相差有26亿m³”,其他一概不知。但是山人锲而不舍想找到依据——
功夫不负有心人,山人找到了计算的办法。因为1870年夏季,根据湖南各地县志,湖南梅雨正常,所以洞庭湖区南四水洪峰在7月下旬已经消退,同时各地县志也没有记载伏旱情况,所以可以认定当年湖南7、8月水量类似平常年份。而湖北地区,根据各县县志,在7月下旬,汉江爆发中度的洪水,中下游有不少州县被淹,但是程度不重,也可以认为5到10年一遇的流量(类似1954年汉江流量)。
【4.3宜昌和汉口不同时间段洪量对照表】
【4.4 荆江南四口与洞庭湖的关系】
所以我们主要计算多年来7、8月份汉口30天平均总流量,减去宜昌同样时间段的总流量,就能测算两湖地区平常年份的来水的总量。以上所有数据都能够依据水利部发行的《水情月报》,以及其他的一些论文资料。根据武当山人制作的《宜昌和汉口不同时间段洪量对照表》,宜昌至汉口之间,30天多年平均来水量为306.9亿m³,扣除1870年的两地差值26亿m³,至少有280.6亿m³宜昌自汉口的区间来水因为汉口排水不及而滞留。
依据1950年代湖北湖泊面积和清朝末年洞庭湖面积,可以大致估算出两湖平原在1870年代的天然湖泊面积为14000平方公里左右(江汉平原总计约为8000,洞庭湖区为6000)。两湖在正常水位时,按照民间普通河堤2米的高度,两湖地区仅仅涨水2米,就可以调蓄280亿m³洪水。
【4.5 湖北江汉湖群不同时期变化】
【4.6 民国时期汉口周边】
但实际上1870年洪水爆发后,两湖地区分叉河道和连江湖泊大量决堤,两湖平面被淹3万平方公里。按照洞庭湖和长江以北各县被淹情况,湖区淹水3米(1.4万平方公里),沿湖周边淹没1米(1.6万平方公里),累计分流洪水就达到680亿m³(与1954年两湖地区分洪量700亿m³持平)。如果按照湖区涨水4米,周边涨水2米计算,累计分流洪水就超过880亿m³,接近本次洪水14天的洪量910亿m³。
因此,1870年洪水经过两湖地区三万平方公里被淹分流之后,汉口延迟14日才出现最高水位。并且因为武汉以下没有新增洪水注入,所以仅仅是黄州、鄂州、安庆等地再次轻度受灾之后,经过较低水位的鄱阳湖调蓄洪峰,芜湖以下就没有受灾记录了。
【4.8 近200年来洞庭湖面积及容积变化】
洞庭湖枯水期卫星图对比。】
洪水爆发主要可能的原因:
小冰期末段气候的剧烈变化
1860年至1870年,长江流域为什么会在10年之内发生百年一遇的大洪水呢?学者们一般认为与当时的气候变化有关。
明清时期,是我国气候史上的一个冷期,称之为“明清小冰期”,当然,整个明清时期,气温略有波动,有时偏冷,有时又偏热,总体而言为低温期,明清小冰期从15世纪开始一直持续到19世纪末。1860年、1870年,正处于“明清小冰期”末段,虽然最低温度已经高于明末清初一百多年的时间,但是整体而言,气温是偏低的。比如1893年的冬天,也是一百多年来最冷的一个冬天,两广、港、澳地区大规模降雪。
由于处于小冰期末尾的回暖期,气候剧烈波动,冷暖气流猛烈交汇或者停滞不前就容易出现局部强烈暴雨或者大面积降水。比如1870年遵义市桐梓县县志记载:“五月十一日(6月19日)夜里,九店垭飞霜,六月大水”,标准的六月飞霜。
按照历史记载,暴雨中心区大致自西向东缓慢移动,暴雨和特大暴雨前后历时约10天左右。由于剧烈降水时间长,降水顺序正好和长江流向一致,所以多条支流上下游洪峰叠加,导致长江爆发滔天洪水。
【5.1我国夏秋主要天气系统】
第一个过程:7月10~13日(农历6月12至15日),暴雨区主要在雅砻江、岷江、沱江、赤水河流域,资中县记载沱江“六月十二日大雨大水”,雅安县记载岷江 “夏沫水(今大渡河)出蛟”,西昌县雅砻江 “大雨时行,河水奔腾,桥梁倒塌”,桐梓县记载赤水河 “六月大水”。
第二个过程:7月13~18日(农历6月15至20日),暴雨区主要在嘉陵江、渠江、涪江流域,其中渠江洪水从7月13日开始,涪江洪水从7月14日开始,暴雨连续四五天,雨带稳定少动,嘉陵江北培段于7月15日和16日连续创历史最高水位记录。
【5.2暴雨第一第二过程模拟图】
第三个过程7月17~19日(农历6月19至21日),暴雨区主要在川东南及长江干流重庆至三峡区间。江津县记载:“六月十九日大水入城,仅有板桥街人可往来,其水直达泮池附城,民房倒塌数百家,三日乃退”;万县记载:“(六月)十九日夜子时大雨,经两日雨止”。;
第四个过程7月20日(农历6月22日)之后,暴雨范围扩大到宜昌地区并向北和继续向东扩展,最终影响到汉江流域及江汉平原,但是强度比前两轮减弱。宜昌最大洪峰出现在7月20日,经过两湖调蓄,汉口洪峰出现在8月3日(七月初七),比宜昌晚14天。
【5.3暴雨第三过程模拟图】
五天后的8月8日(农历7月12日),经过半个多月的长江洪水浸泡,黄州广济县太东乡(黄冈武穴市花桥镇)窝陂塘长江大堤崩溃,溃口直长共二百余丈,与此同时,安徽池州宝赛村长江大堤也发生崩溃,给长江下游人民带来灾难。
由此可见,1860至1870年春夏之间在长江的中上游地区,小冰期后段变暖的大趋势和个别年份强势的冷空气频繁活动,与强劲的西南季风交汇,很可能是这两次大洪水形成的原因。