古地图与现代空间数据的河道变迁研究_以清代潇河为例_孟万忠

第 36 卷第 2 期 2011 年 03 月 测绘科学 Science of Surveying and Mapping Vol. 36 No. 2 Mar. 作者简介: 孟万忠 ( 1971-) ，男，山西 清徐人，太原师范学院历史地理与环境 变迁研究所高级工程师，陕西师范大学 西北历史环境与经济社会发展研究中心 暨中国历史地理研究所博士研究生，研 究方向为历史地理与环境变迁及地图制 图与 GIS。 E-mail: mwz66@ 163. com 收稿日期: 2010-01-11 基金项目: 山西省人文社科重点研究基地项目—历史时期汾 河流域生态环境与城市布局变迁; 山西省高校重点学科建设 专项基金—历史流域学的理论与实践; 山西省软科学项目— 汾河上游地区生态与经济协调发展机制构建研究 ( 2010041025-03) 古地图与现代空间数据的河道变迁研究 ———以清代潇河为例 孟万忠①② ( ①陕西师范大学，西安 710062; ②太原师范学院，太原 030012) 【摘 要】潇河是汾河的第二大支流，清代河道变迁频繁。本文利用清代山西地方志中的舆地图和现代空间数据， 结合历史文献记载与实地考察，研究了潇河河道变迁最为剧烈的时期———清代近 300 年间的变迁过程，复原了不 同时段的面貌，并对变迁原因进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。认为在气候变干的大背景下，河道变迁的原因主要有两个: 一是潇河 及其支流泥沙含量大，造成旧河道的淤积而改道，清代潇河河道的变迁具有往复性; 二是疏浚河道、开挖灌溉渠 道，过度利用水资源等人类活动的影响。 【关键词】古地图; 地理空间数据; 潇河; 河道变迁 【中图分类号】P208; P28 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307( 2011) 02-0073-03 1 引言 应用空间信息技术对历史时期河道变迁研究成为近年 来河道及水系变迁研究的热点之一，成果有: 利用遥感影 像资料，对玛纳斯河下游冲积平原河道演变过程的研究［1］; 利用历史文献记载、历史地图、卫星影像资料等，对新疆 三屯河与呼图壁河水系 300 年来的变迁研究［2］，但是能够 将古地图与现代空间数据有机结合的研究却比较鲜见。 对于潇河，很多学者都给予关注: 历史时期潇河流域 的水文变迁初探［3］; 潇河历史变迁初探［4］等通过文献记载， 从水运、灌溉、泛滥、迁徙等几方面对潇河的历史进行追 溯分析，但在他们的研究中未曾对古地图进行有效利用和 研究。 本文在前人研究的基础上，利用山西地方志中丰富的 古地图资料，其中涉及潇河的古地图共有 7 幅，涵盖了康 熙、雍正、道光、同治、光绪不同时期，包括山川图、县 境图、河渠图、村落图等，结合现代地理空间数据、实地 考察资料，对清代潇河河道的变迁进行了更为深入的研究， 恢复了不同时期河道的原貌。 2 研究区概况 潇河是汾河的第二大支流，发源于昔阳沾尚镇马道岭， 流经晋中的昔阳、和顺、寿阳、榆次，太原的清徐、小店， 在小店的洛阳、南马村间汇入汾河，全长 147km。潇河古 称洞涡水、洞过水、涂水、同过水、同戈水等，因下游百 姓将其与汾河相比，俗名小河。“潇河”之名始于 1945 年， 潇与小谐音，遂提出以潇河定名［5］。清代潇河河道的变迁 主要在下游流域，涉及清代的榆次县、太原县、徐沟县、 清源乡和祁县，所以我们的研究范围集中于此。 3 研究方法 古地图的编制具有如下特点: ①采用形象直观的画法 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现地物，对于重要地物，比如县城、河流、山脉，采用 的是夸大的表现手法，类似现代地图符号中的象形符号; ②地物之间的位置关系，可能也存在一定的比例关系，但 与现代地图采用严格数学基础的比例尺存在很大差异。然 而它为我们提供了地物在空间上的相对位置，可以将古今 地名进行对照，确定其在现代地图中的位置，为现代地图 准确定位提供了比较可靠的依据; ③古地图中的坐标方向 主要以“上南下北”和“上北下南”为主，这与现代地图 “上北下南”惟一的方向性原则不同，主要基于绘图者所处 的位置。他以自己所处的位置为中心，将所要反映的主要 地物置于自己的前方，落实到地图上，就是位于地图上方。 针对古地图的特点，采用的研究方法如下: 古地图采 用墨色描绘地物的轮廓，表达地名注记，色调单一，各地 理要素容易混淆，加之过去的印刷水平较低，以及纸张质 量问题，导致我们现在看到的古地图字迹模糊，有的已残 破脱落。用图像软件 photoshop 将古地图进行色彩增强处 理，使其对比度增强，墨色表达的地理信息更加清晰。梳 理历史文献记载，结合古地图、野外实地考察、地形图和 遥感影像判读，对古河道及其变迁过程进行比较精确的定 位，确定清代潇河不同时期的古河道的位置。 4 潇河河道的变迁 经综合分析，将清代潇河的变迁分为以下几个时段: 1) 顺治—康熙年间( 1644-1722 年) 这一期间的古地图只有康熙年间的徐沟县境图一幅( 如 图 1 所示) ，图中可以清楚地看到洞涡河从徐沟县城之北经 过，距离徐沟县城很近。结合万历 《太原府志》卷 8 和 《古今图书集成·汇编·典》的记载: “洞涡水源出乐平县， 经榆次永康镇流入太原县北格等村合于汾，至万历 33 年 ( 1605) 徙于骆家营 ( 今龙家营) ，由徐沟县入汾”。康熙 《徐沟县志》卷 1: “洞涡河，俗名淤泥小河，源出乐平县， 经榆次县永康镇，先在太原县北格等村西流，今移本县良 隆、辽西、刘村、同戈、白树村、董家营、王答村、龙家 营、黑石屯等村流入清源县界”［6］，在清源县长头村入汾。 顺治—康熙年间，洞涡河在榆次县永康镇以下的河段向南 测绘科学 第 36 卷 移到了徐沟县城以北，由太原县北格故道，改为经徐沟县 良隆、辽西、骆家营等村西流至清源县长头村入汾的河道。 当时的白树村，今天分为北绿树和南绿树两个村，这两个 村子的形成应该与潇河的这次改道有关。同戈与洞涡在当 地方言中发音相同，进一步证明当时的潇河确实流经此处。 通过分析可知，顺治—康熙年间，潇河河道基本上因循了 万历 33 年的河道。 2) 雍正年间( 1723-1735 年) 雍正 9 年( 1731) 《太原县志》卷 3 和雍正 12 年( 1734) 《山西通志》卷 17 均记载: “洞涡河经榆次县永康镇流入本 县( 太原县) 北格等村入于汾”［7］。同时从雍正太原县治图 上( 如图 2 所示) 可以看出，洞涡河由徐沟县的良隆、辽 西、骆家营等村的河道，向北迁移到太原县北格等村故道， 也就是明万历 33 年以前的河道。 图1 康熙年间 (1662—1722) 徐沟县境图 图2 雍正年间 (1723—1735) 太原县治图 图 3 道光年间 ( 1821—1850) 太原县村落图 3) 乾隆—咸丰年间 ( 1736-1861 年) 乾隆时期没有古地 图佐证，但同治《榆次 县志》卷 1 记载了乾隆 初年( 1736-1745 ) ，潇河 的变迁: “洞涡水经徐沟 县之良隆、辽西……以 达清源”［8］，成书于此 时期的《小方壶斋舆地 丛钞》第四轶言: “汾 水经清源县东南，徐沟 县北，有洞涡水东北来 合诸水来会”。“洞涡水 西流至徐沟县界入汾 水”。道光年间的太原县 村落图上 ( 如图 3 所 示) ，可以看到潇河仍然流经徐沟县，在清源乡长头村流入 汾河。由此可知，潇河河道从乾隆初期改道后，一直到咸 丰末，河道与顺治至康熙年间的一样，重新回到了万历 33 年的故道，在清源乡 ( 1763 年并入徐沟县，降为乡) 长头 村入汾。 4) 同治—清末( 1862-1911 年) 据光绪《清源乡志》卷 3 记载，同治 10 年( 1871 ) 潇 河又发生了一次重大的河道变迁。 “先是小河在长头村入 汾，同治十年，河涨，另泒南走。……经云支、东穆家庄、 西谷村、罗白、碱场营、鵞城、西堡、孟封等村流至祁县 入汾”［9］。光绪《徐沟县志》卷 1: “洞涡河由榆次县永康 镇顺流于良隆、辽西、同戈等村而入清源乡地界”［10］。《清 史稿》卷 60: “洞涡水至愉次县入( 徐沟) ，错太原、复入 ( 徐沟) 县西，左纳乌马及象河( 象峪河) 入焉”。可见洞 涡河在经过徐沟县龙家营以后，冲决向南，经清源乡的云 支、东穆家庄、罗白、西堡、孟封等村，在闫家营以南袭 夺乌马河道经祁县入汾。 根据民国 8 年( 1919 ) 成书的《山西省各县渠道表》 中记载: “太原县，洞涡水，在县东南三十里，由榆次县之 郝村西流，至县属之张花村入境。又西，至南王家堡折而 图 4 光绪年间 ( 1875—1908) 清源乡疆域图 西，南流入清源县界”。 “徐沟县，洞涡河，在县 北八里，土人名淤泥小 河，由榆次永康镇流入 县境，经良隆村、辽西 村、刘村、同戈村、白 树村、董家营、王答村、 龙家营、黑石屯等村流 入清源县界”。 “清源 县，洞涡河，由太原县 吴家堡暨徐沟县龙家营 入境，经城东云支、西 谷、罗白、孟封等处， 南流至阎家营入祁县 界”。 “祁县，洞涡河， 由清源县阎家营流入县 境东北之北左村，经夏 家村、丰固村入文水县 之马家堡，折而西，南 流复入县境西韩村，再南流入平遥界”。可以确定直到 1919 年之前，潇河仍保留在同治 10 年的河道上，没有发生大的 变迁。这一时期，古地图资料丰富，有光绪清源乡疆域图、 同治榆次县境图和光绪徐沟县境图( 如图 4、5、6 所示) ， 这三幅图详尽地表现了潇河河道这次变迁的行程。 图 5 同治年间 ( 1862—1874) 榆次县境图 图 6 光绪年间 ( 1875—1908) 徐沟县境图 5 结束语 利用古地图、历史文献、遥感影像等资料，将清代潇 河河道变迁绘制在同一幅图中，便于比较和分析。从而更 深入地了解河道演变过程，探讨不同时空尺度上河流变迁 的原因。基于清代古地图和现代空间数据，综合考虑自然 因素和人为因素，对潇河河道变迁研究分析得出以下结论: 1) 清代近 300 年间，潇河的河道发生了剧烈的变迁， 曾发生过 4 次大的河道变迁，留下故道 3 条。同治以前的 早、中期，潇河河道一直在太原县与徐沟县交错地带徘徊， 时而南流，时而北流，流向基本上是自东向西。同治以后， 由于旧河道淤积严重，河水突破旧河道的束缚，从龙家营 冲决南下，经徐沟与清源两县交界处自北而南，经祁县， 袭夺乌马河河道入汾( 如图 7 所示) 。 2) 潇河河道变迁的自然因素分析 潇河流域为黄土高原丘陵地貌区，地势由东北向西南 倾斜，上游地处太行山区，平均海拔在 1100m 以上，支流 众多; 中下游位于太行山的山前冲积带，出了榆次后，经 行太原盆地，海拔陡降到 900m以下，所流经的地区实际上 是潇河的三角洲地带。太原盆地是一个断陷盆地构造，为 泥沙等物质沉积提供了自然条件。 流域属大陆性季风气候区，多年平均降水量 459. 6mm， 总趋势由上游向下游、由东向西递减，汛期降水量占全年 降水量的 70%左右。多年平均河川径流量为 1. 4092 亿 m3， 潇河年输沙量为 678 万吨［11］。由于降水量仅为蒸发量的 20%，且集中在汛期，降雨多以暴雨形式出现，常发生洪 涝灾害，导致潇河经常改道，加上象峪河、乌马河、津水 47 第 2 期 孟万忠 古地图与现代空间数据的河道变迁研究 河等经常乱流进入潇河下游区，使得这一地区的水文系统 特别紊乱。大量的泥沙淤积在原来的河道内，来自上游的 水和泥沙无法通行，只能迁徙改道，四野漫流，另寻它途。 3) 人类活动对潇河变迁的影响 潇河中下游所处的太原盆地是山西农业经济最发达的 地区，潇河灌溉历史悠久，从金皇统元年( 1141) ，以后元、 明、清各个朝代均有发展。康熙《徐沟县志》记载: 嘉平 渠、沙河渠、秃尾渠、常安渠、广润渠、仁义渠、同戈村 永兴渠等均引洞涡河水，灌溉两岸土地。雍正《山西通志》 也记载: 徐沟县，洞涡河渠五道: 嘉平渠、沙河渠、仁义 渠、秃尾渠、广润渠，都在洞涡河引水，灌溉田地。同治 《榆次县志》引洞涡水之渠 ( 如图 8 所示) ，有万春渠、官 甲口渠、小东关渠、中郝渠、永春渠、王村渠、杨村渠、 张庆渠、永康渠、永康旧渠、演武渠、怀仁渠、王郝渠、 西长寿渠、陈胡渠、六善渠、北胡乔渠、义和渠、弓村渠、 小张义三村渠、太原辛村渠、西河堡渠、西河堡新渠、郝 村嘉平渠、常安渠、上戈渠等 26 条渠道。 图 7 清代潇河河道变迁图 图8 同治年间 (1862—1874) 洞涡渠图 潇河流域是典型的灌溉农业区，因此流域内引水渠道 的变化反映出人类活动的影响巨大，成为清代潇河水系变 迁的主要因素。由于开渠引水灌溉，过度利用水资源人类 活动强烈地影响了三潇河中下游的空间分布和走向。从潇 河的水文数据来看，潇河水资源还是比较丰富的，为沿河 兴修水利，发展灌溉农业提供了必要的物质基础。但其具 有明显的暴雨型和山地型河流特征，河流丰水枯水不均， 变率大( 包括年际变化和季节变化) ，这对于人们使用这种 数量不定的水资源是很困难的。降水可能集中在一段极短 的时间之内，也许就集中在几场暴雨上，这样多的雨水突 然降落，不但无法利用，即使要完全避免由此带来的灾祸 也是困难的。同时潇河所处黄土高原，土质疏松，易受水 蚀，虽然开渠比较容易，但潇河泥沙含量大，所开之渠很 容易被淤积而废。由于黄土的特性，潇河大堤的稳定性难 以确保，而开挖的河渠很可能成为决口的导火索。同治年 间的大改道，人类的影响应该是主导因素。 总而言之，在 300 年的时间尺度上，潇河流域的气候 变化与地形、地貌因素是影响潇河变迁的主导性因素，人 类活动居于次要地位。在气候变干的大背景下，潇河及其 支流由于泥沙含量大，造成旧河道的淤积而改道，在空间 上表现为自由摆动，具有往复性。但是，在 50-100 年的时 间尺度上，人类活动成为影响潇河空间分布和走向的最活 跃因素，疏浚河道、开挖灌溉，过度利用水资源等人类活 动的影响是主因。清代近 300 年间潇河水系的变迁是汾河 水系变迁的一个重要事件，研究其变迁过程是探讨太原盆 地环境变迁的一个主要方面。利用古地图、现代空间数据， 结合历史文献记载与实地考察，综合考虑自然因素和人为 因素，可以较深入地研究不同时空尺度上水系变迁的原因， 从而为更深入地研究半干旱黄土高原地区生态敏感带环境 演变过程提供研究基础。因此，古地图的应用是研究区域 环境变迁的有效、可行的途径，应该受到地理学、地图学、 测绘学等各界的重视。 参考文献 ［1］ 崔卫国，穆桂金，王核，等 . 基于遥感影像记录的 新疆玛纳斯河下游冲积平原河道演变过程研究 ［J］ .地球科学进展，2007，20( 3) . ［2］ 张 莉，韩光辉，阎东凯 . 近 300 年来新疆三屯河与 呼图壁河水系变迁研究 ［J］ . 北京大学学报( 自然 科学版) ，2004，40( 6) . ［3］ 李乾太 . 历史时期潇河流域的水文变迁初探 ［J］ . 山西水利，1986，( 4) . ［4］ 张杰 . 潇河历史变迁初探 ［J］ . 太原教育学院学 报，1999，( 2) . ［5］ 李英明，潘军峰 . 山西河流 ［M］ . 北京: 科学出 版社，2004: 71-80. ［6］ ［清］王嘉谟，纂修 . 中国地方志集成·山西府县志 辑( 3) 康熙徐沟县志 ［M］ . ［7］ ［清］戴萝熊，李方蓁，李方芃纂修 . 中国地方志 集成·山西府县志辑( 1) 道光太原县志［M］ . ［8］ ［清］ 王序宾，王平格，纂 . 陶良骏，俞世铨， 修 .中国地方志集成·山西府县志辑( 16 ) 同治榆次 县志 ［M］ . ［9］ ［清］王效尊，纂 . 王勋祥，修 . 中国地方志集成· 山西府县志辑( 3) 光绪清源乡志 ［M］ . ［10］ ［清］秦宪，纂 . 王勋祥，修 . 中国地方志集成·山 西府县志辑( 3) 光绪补休徐沟县志 ［M］ . ［11］ 水利电力部黄河水利委员会革命委员会 . 1919-1970 年黄河流域水文特征值统计第 4 册 ( 二) 黄河中游 区下段( 龙门至三门峡水库) ［M］ . 1974-10. River channel changes based on old maps and modern spatial data ———taking Xiaohe River during Qing Dynasty as an example Abstract: XiaoHe River is the second largest tributary of the Fenhe River． Xiaohe River channel had frequent changes during Qing Dynasty． The use of the Qing Dynasty Shanxi ancient maps and gazetteers in the modern spatial data，combined with historical re- cords and field trips to study the Xiaohe River in the most dramatic changes in the period-nearly 300 years of the Qing dynasty changes in the process of recovery in the face of different periods，and their causes were analyzed in the paper． The author believed that climate change context of dry，channel changes is due to two main reasons: first，Xiaohe River and its tributaries contain large content of silt， resulting in the old river siltation and diversion of the Qing Xiao River with the reciprocating nature of the changes; second，dredging， digging irrigation process，the transitional use of water resources and other human activities caused the effect． Key words: ancient maps; geo-spatial data; Xiaohe River; channel changes. MENG Wan-zhong①② (① Shaanxi Normal University，Xi'an 710062，China; ② Taiyuan Normal University，TaiYuan 030012，China) 57