1.5 下荆江蜿蜒型河道形成过程与江湖关系
从前人众多的研究可知[15],关于下荆江形成条件有多种观点,其中有两种观点截然相反。一种观点认为1860年藕池口和1870年松滋口决口是下荆江蜿蜒型河道形成的决定性因素[1],这其中也包括认为1860年藕池口决口分流是个特定条件,下荆江在流量减小情况下蜿蜒河型才得以全线发育的观点;二是认为下荆江蜿蜒河型的形成是两岸分流减小、河道流量增大的结果[5]。作者倾向于后者的观点,并在本节中进一步分析了下荆江蜿蜒型河道形成过程及其江湖关系。
1.5.1 形成过程和年代
根据张修桂的研究[67],在元明之际下荆江蜿蜒河型已开始在监利东南出现,至明中叶监利东南典型的河曲已经形成。这说明元明时期云梦泽完全解体后,下荆江成为多支汊通向两岸湖泊的网状河型,又通过泥沙淤积河道由多穴口向少穴口转变。在这个过程中,下荆江主干河道流量不断增大而使得河道先变为部分蜿蜒型。从林承坤等20世纪50年代发表的通过调查绘制的古河道图来看(图1-4),1490—1644年间(明正德元年—崇祯十七年),下荆江监利河段已形成蜿蜒河型,它是由三个河曲单元和一个长过渡段所构成,而监利以上也形成弯曲型河道[2]。这与张修桂上述分析基本上是相吻合的。由此说明,在元明之际至明末,下荆江蜿蜒型河曲已初步形成并开始发育,这个过程至少经历了300年的时间。而且,在明末还发生了东港湖和老河两处裁弯,这进一步说明,下荆江的下段河道在这个过程中已经具有了自然裁弯的演变特性。
图1-4 下荆江历史变迁示意图
图1-5 下荆江河道变迁图
需说明的是:“下荆江河道变迁图”(图1-5)是一幅广为引用以阐述下荆江蜿蜒型河道形成和发展的图。据考证图中1869年地形是由英国人实测的,这与林承坤等的古河道图中1835—1876年(清道光十五年—同治十三年)河道的弯曲方位和河曲单元数基本一致。从1869年实测的地形来看,下荆江已经自上至下形成了一条典型的蜿蜒型河道。这里,有的学者根据该变迁图中1756年的平顺型河道和1869年的蜿蜒型河道的形态相比较,将下荆江蜿蜒河型成因归于1860年洪水藕池口的决口,这显然是不可能的。因为它既不可能无缘无故地在前面很短的时间内从一条已初步形成的蜿蜒型河道质变为一条平顺型河道,更不可能在大洪水决口后不长的时间内将一条平顺的下荆江又塑造成一条具有10多个河曲单元、全线蜿蜒的河型。同时,根据记载,在这期间于1821—1850年还发生了西湖裁弯。可见这一阶段是下荆江全河段形成蜿蜒型的历史演变过程,而且也具有蜿蜒型河道发生自然裁弯的这一演变特性。
综上所述,下荆江河曲开始形成于元明之际,初步发展于明中后期,完全形成于清中期至末期。在这个过程中还伴随着三处自然裁弯。同时,需要指出的是,以往在研究中被认为十分经典且广为应用的“下荆江河道演变图”中1756年地形不能令人信服地解释下荆江蜿蜒型形成的历史过程,建议用1490—1644年古河道图取代之,成为修正后的下荆江河道变迁图(图1-6,图中1934年加上了原图疏忽未画上的尺八口裁弯的牛轭湖)。做了这一修正,可使19世纪中期至20世纪中期的近期演变与蜿蜒型河道形成的历史演变过程相衔接。
图1-6 修正后的“下荆江河道变迁图”
1.5.2 河曲发育的特点和趋向
按以上分析并通过对文献[6-8]的综合分析可知,下荆江河道在明中期曲折率大约为1.96,到清后期已发展到2.53。之后,在1861—1914年半个多世纪内,下荆江河道平面摆动非常剧烈,自然裁弯十分频繁。这期间曾先后发生过1886年月亮湾、街河裁弯,1887年大公湖、古丈堤裁弯和1909年尺八口裁弯。然而从1869年和1914年图的平面形态来看,下荆江的曲折率不仅没有减小,反而明显增大。说明下荆江的河曲发育在短短的50年间,虽然有5处裁弯,但河道曲折率仍然保持着增大的态势。进一步从图1-6来看,1934年的河道曲折率比1914年又有所增大;尽管1949年碾子湾发生了自然裁弯,但1934—1953年期间,下荆江曲折率仍在进一步增大。以上说明下荆江蜿蜒型河道自明中叶形成后,其曲折率一直保持着增大的历史演变趋势。之后,下荆江发展到中洲子和上车湾人工裁弯和沙滩子自然裁弯前夕的20世纪60年代,河道曲折率达到2.84。此时,下荆江由沙滩子、调关、中洲子、来家铺、监利、天字一号、上车湾、荆江门、熊家洲、七弓岭、观音洲等单元河曲构成“九曲回肠”的蜿蜒型河道,其中有的弯段成为与洪水流向交角很大甚至逆向的“畸型”河曲。
由上述可见,下荆江自河曲形成以后,河道遵循着一条曲折率不断增大的演变规律。直至20世纪60年代人工系统裁弯整治前其曲折率达到最大值。可以推断,如果不整治仍处于自然状态下,那么,随着江湖关系的演变,下荆江曲折率还会继续增大,平面摆动将更强烈,自然裁弯机会更多。自然条件下的下荆江未来状态,将取决于在长江来水来沙基本不变情况下下荆江分流的进一步减少和洞庭湖出流基面的调整后所达到的动态平衡状态。
1.5.3 河曲形成和江湖关系的变化
1.5.3.1 下荆江河道形成中穴口总体减少和分流减小的过程
1.历史时期穴口的演化
早在先秦时期,荆江是以沙市为三角洲顶点,在三角洲堆积体向下推进中,荆江有三条主干河道穿越云梦泽。随着长时期泥沙的大量堆积,云梦泽开始被支解。到汉晋南朝时期,在主干输沙通道堆积的基础上,形成次一级甚至次二级三角洲,形成许多分流及其自然堤和洲滩,荆江在塑造平原的同时使云梦泽进一步解体。据《水经注》记载,这期间荆江是通过24口及其穴道与两岸湖泊相通。到唐宋后至元明之际,荆江在泥沙不断沉积过程中进一步形成冲积平原,云梦泽遂完全解体。此时,两岸大小湖泊星罗棋布,荆江由网状水系逐步演化为网状河道。通过泥沙继续沉积,荆江的穴道和口门陆续淤塞、分流归并、洲滩并洲并岸,荆江河道从三角洲堆积过程逐渐向冲积造床过程转化。到宋元以后穴口显著减少,从而有“九穴十三口”之说。
关于荆江“九穴十三口”的演化,最近出版的《荆江堤防志》作了较全面的描述[8]。元人林元在《重开古穴碑记》中最早提出,“按郡国志,古有九穴十三口”,但他并未指出穴口的名称和位置。到明清时期,对于“九穴十三口”众说纷纭。明人雷恩霈在《荆州方舆书》中云:“穴凡有九,水口凡十有三。在江陵者二,曰郝穴、獐捕穴;在松滋则采穴;监利则剥穴;石首则杨林、调弦、小丘、宋穴;潜江则里社穴。九穴之口合虎渡、油河、柳子、罗堰为十三口。”清人俞昌烈在《楚北水利堤防纪要》一书中作《九穴十三口记》,亦同雷氏观点。
另外,晚清倪文蔚在编志中提到“俗传九穴十三口实有其地”,并列出南北两岸总数为九个穴和十三个口“合之适符其数”的地名,但他本人却认为“此说近于凿矣”,应为“九穴四口合为十三口,非九穴之外别有十三口”,这与以上雷氏、俞氏观点基本相同。当然还有其他历史地理学者的考证。
我们的理解是,上述所谓的“穴”,有一定的通道之意,即荆江与两岸湖泊连通的分流水道;而“口”仅指口门段,有的分流水道不止一个口门。这样的理解似更接近当时网状河道的情况。不管如何解释,总而言之,荆江在历史时期内是由众多口门分流入两侧湖泊,经过自然演变和人们对于荆江的开发治理,到宋元之际减少为“九穴十三口”,应该是反映了荆江穴口历史时期逐渐减少的规律。
2.近代荆江从两侧分流到一侧分流的演变
所谓荆江“九穴十三口”,据有的考证是北有八处,南有五处分流口通向两侧湖泊的。由于先期的荆江是以三条主干在云梦泽偏北区域穿行,以后随着大量泥沙输移和沉积,荆江北部地势首先淤高,此后形成了广阔的江汉平原,因而在历朝的治水活动中首先在河道北岸建成了较多的堤防工程,促进了荆北穴口的进一步堵塞。很多史料均称,到明嘉靖年间(1522—1566年)“北岸穴口尽塞”,荆江河道基本上成为一侧分流态势。
嘉靖年间似乎是荆江由两侧分流变为一侧分流的转折阶段,但《荆江堤防志》新近的成果表明,当时北侧还存在一个重要的分流口没有堵塞,这就是鲁袱江分流。鲁袱江,又名太马长川,其分流口曰“庞公渡口”,在监利西门渊处。明初,荆江通过该穴道分流入沔,在明嘉靖之后的万历八年(1580年)始堵庞公渡口。至天启二年(1622年)重开,清顺治七年(1650年)再次堵塞。至康熙九年(1670年)御史疏请再开,但未实施,直到康熙十九年(1680年)加筑庞公堤与荆北堤合为一体,才与荆江隔开。所以准确地说,荆江是在1680年后才由两侧分流彻底变为一侧分流的。
3.荆南一侧分流穴口的历史变迁
荆江南侧分流历史上的穴口,《荆江堤防志》作过考证的有20多处。经过各历史时期的变迁,大多数通向洞庭湖的穴口在自然演变和人类开发围垦中均已湮塞或堵塞。据考查,最早湮塞的穴口是元末的杨林穴和宋穴,之后是明万历年间的采穴,在清道光年间湮塞的是油河口;其他较多的穴口,如西口、俞口、上檀浦、龙穴口、景口、沦口、再生口、瀼口、灌子口、东壁口、芭芒口等湮塞年代不详;清水口和生江口可能分别与藕池口和调弦口为同一穴口。近期的荆南一侧是荆江四口分流的格局,其形成年代自远至近为调弦口、太平口、藕池口和松滋口,现对其历史演变逐一进行描述。
(1)调弦口。调弦口为调弦河分流入洞庭湖之口门。据《大清一统志》载,调弦口即《水经注》中的“生江口”,为荆江“九穴十三口”之一。调弦河又名华容河,形成历史悠长。据考证,西晋太康元年(280年)为漕运开此河,当时从南至北只开至焦山铺,故名焦山河。该河在历史上屡淤屡挖。元大德七年(1303年),开调弦河北段,但兴工未竣。明嘉靖二十一年(1542年)于调弦口筑建宁堤,调弦口一度湮塞。隆庆时(1567—1572年)再次开调弦口,至明末清初,开通焦山铺段与长江贯通,直到清末未再湮塞。期间,于明万历三年(1575年)和清道光十四年(1834年)进行了两次疏浚。但在清后期,调弦河“分杀荆江洪水并不得力”。咸丰十年(1860年)藕池决口,调弦河故道为藕池河所夺,遂东移至今现状。自1937年有实测资料以来,调弦河最大分洪流量为1938年的2120m3/s,至1948年分洪流量为1650m3/s,1954年洪水分洪流量为1440m3/s,可见调弦口分流在20世纪30—50年代呈萎缩之势。
(2)太平口。太平口为虎渡河分流入湖的口门。据《荆州府志》记载,虎渡河至迟在北宋仁宗时期(1023—1063年)就已形成。之后,穴口慢慢湮塞。南宋乾道四年(1168年)人为决开虎渡堤以“杀荆江水势”,于乾道七年(1171年)复堤,后又复为穴口。至明嘉靖时期,虎渡河曾是当时荆南最大的分流洪道,以后逐渐衰萎。清康熙十三年(约1674年)吴三桂军拓虎渡口门至30丈,使其成为荆江分流入湖的重要通道,后于乾隆二十四年(1759年)、道光十二至十四年(1832—1834年)进行过两次疏浚。1870年松滋河决口,虎渡河故道为松滋河所夺而东移至今现状。据推算,虎渡河最大分流量为1926年的4150m3/s,1938年实测为3280m3/s,1948年为3240m3/s,可见太平口分流在20世纪20—40年代也呈衰萎之势。
(3)藕池口。藕池口为藕池河分流口门,据《岳阳风土记》载,藕池口即《水经注》中的“清水口”,宋明期间筑塞。自明嘉靖三十九年(1560年)决堤之后,屡次复堤,几乎是“随筑随决”。清道光十年(1830年),决堤达十余丈,咸丰二年至五年(1852—1855年)年年溃决分流。至咸丰十年(1860年)发生大洪水期间,藕池口分流南泄,其下游冲出一条藕池河,成为当时荆江泄洪量最大的分流河道。之后,因淤积分流逐渐减小,到光绪十八年(1892年),藕池口分流“较之昔年初溃时已减其半”,但口门仍宽达500余丈。1937年最大分流量为18900m3/s,至1954年减为14800m3/s,可见藕池口在20世纪30—40年代分流之势均较强劲,但也与调弦、太平二口一样,在自然条件下,都具衰萎之势。
(4)松滋口。清同治九年(1870年),长江发生特大洪水,“洪水泛涨异常,江堤、垸堤漫溃殆尽”,松滋县庞家湾、黄家铺堤溃决。之后,黄家铺堤复堵。同治十二年(1873年)大水,黄家铺堤复溃,“水流自采穴以上夺流南趋,愈刷愈宽,从此再未堵塞,洪水任其泛滥达四五十年之久。”松滋河在1870年溃口后,夺虎渡河故道入湖,从此荆江形成“四口南流”入洞庭湖的格局。1937年后,松滋河最大分流量为1938年的12300m3/s,1954年为10180m3/s,可见松滋口与藕池口类似,在20世纪30—50年代初分流也具有较强之势,但也呈现减弱的态势。
由以上分析可以看出,荆江四口历史演变有一个共同的特点,这就是它们承袭了荆江由两侧分流到一侧分流的过程,随着穴口的不断减少,总体分流也呈相应减小的趋势。就是说,自它们形成以后无论怎样时塞时开的自然演变或人为影响,其分流总体保持减少的趋势。
4.20世纪50—60年代荆南四口分流的变化
荆南四口中的调弦口于1958年建闸控制。由表1-1可知,荆南其他三口松滋、太平、藕池等向洞庭湖中的分流量20世纪60年代系统裁弯前与50年代初相比,其分流比又都有一定程度的减小,其中以藕池口减小幅度较大[9],说明这段时间荆江分流延续了自然条件下减小的演变特性。
表1-1 20世纪50—60年代荆南三口分流比变化 单位:亿m3
1.5.3.2 下荆江河道形成过程与江湖变化的对应关系
根据上述下荆江河道发育和荆江穴口湮塞过程的分析,可以按历史时序将下荆江蜿蜒型河道的塑造过程与江湖关系中的穴口演化建立起一个对应关系(表1-2)。
表1-2 各时期荆江河型发展过程与江湖分流关系
可见,下荆江蜿蜒型河道的形成,与江湖分流关系的变化息息相关,是由网状河型转化而来的,是随着荆江穴口的减少、分流的减小而不断发展的,其曲折率呈增大的趋势。
1.5.4 河道发育中水流泥沙运动的纽带作用
随着江湖关系从漫流阶段开始,先两侧分流、后一侧分流,到四口分流的历史演变过程,下荆江河道由网状多分汊逐渐转化为少汊最终基本为单一河槽河型,这是一个质的河型转化;而单一主干河槽又由曲折率较小、部分弯曲、蜿蜒的河型变为曲折率很大、全河段整体蜿蜒的“九曲回肠”河型。不难理解,这两种转化过程应是相互渗透和叠加的,其历史变迁必然同时经历了支汊淤塞(或阻塞)、洲滩归并过程和分流穴道湮塞(或堵塞)、主干河道不断拓展的过程,而所有这一切都是通过水流泥沙运动使河床发生冲淤变化而实现的。水流泥沙运动在下荆江河道形成和发育中起着纽带的作用。
在上述的前一过程中,当某一支汊因泥沙淤塞或人为阻塞时,其上游的水位应是壅高的,接纳其流量的相邻支汊就是在增大比降和流量的动力作用下增大其挟沙能力,通过冲刷河床以增大过流能力和输沙能力。这样,塞支强干、洲滩归并的结果,就必然使某些“主干汊”在流量增大时通过河床拓展、流速减小,逐渐使比降调减。但还是会大于原汊的比降和流速,这就有必要通过增加河长来达到多余能量的消耗。谢鉴衡院士根据河相关系式J=K/Qm也分析了下荆江在流量增大情况下通过增加河长来达到比降的调减[5]。另一方面,侧向分流穴道在泥沙淤积湮塞或人为堵塞时也同样使主干河道流量和比降增大也演化着同样的过程。这样,支汊和穴口的阻塞、洲滩归并、多汊变少汊的过程,实际上就是某些主干支汊因流量增大而不断冲刷拓展和延伸河长的过程,同时也体现出主干河道的变化由“24口”变为“九穴十三口”历史演化过程,并变为单一的蜿蜒型河道的结果。
下荆江单一的主干河道何时形成无从考证,但推断应在“九穴十三口”之后,通过明末嘉靖年间“北穴尽塞”,下荆江可能逐渐形成具有单一河槽并向荆南一侧分流的主干河道。就是说,元明之际监利以下开始形成河曲,至明中期,下荆江可能还是处于汊道的形态;嘉靖后直到明末崇祯年间,下荆江才可能是以单一的主干河道不断发育为蜿蜒河曲。在上述过程中,随着支汊与穴口的进一步堵塞和主干河道流量的不断增加,下荆江河曲的发育都是通过凹岸的不断冲刷和凸岸的不断淤积,通过河道的平面摆动而在原汊道塑造的洲滩上重塑蜿蜒型河道及其河曲带的河漫滩形态,从而基本消除了历史上大小支汊遗留的痕迹。
综上所述,下荆江蜿蜒型河道的形成和发展是通过诸多支汊和分流穴口堵塞、主干流量增加和分流减少所构成的水流泥沙运动的变化和调整来实现的。也就是说,下荆江从多支汊、多穴口堵塞,主干流量增加和分流减少,到蜿蜒型河道形成和发育的过程,是以水流泥沙运动作为纽带而实现的。