水利科学史之阮元提出黄河人海口延伸对下游河床淤积影响的理论分析
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2023年10月08日 13:29:35
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    清代后期对黄河河道特性和冲淤规律的认识有新的进展。道光初年著名经学家阮元(1764~1849)写了一篇《黄河海口日远、运口日高图说》的文章。在其中详细阐述了河道延伸与黄河河床抬高之间的关系。他指出:“乾隆初年之海口,非康熙初年之海口矣。嘉庆初年之海口,非乾隆初年之海口矣,盖远数百里矣。”这是由于黄河挟沙入海沉淀于海口,海岸线逐渐向海中延伸的缘故。他进一步分析由于海口外移,河道延伸,河流纵比降势必自动调整和变缓,因而河床也必将随之抬高。他说:“夫以愈久愈远之海口,行陕州以东之黄水,自中州至徐淮二府,逐里逐步无不日加日高。


    清代后期对黄河河道特性和冲淤规律的认识有新的进展。道光初年著名经学家阮元(1764~1849)写了一篇《黄河海口日远、运口日高图说》的文章。在其中详细阐述了河道延伸与黄河河床抬高之间的关系。他指出:“乾隆初年之海口,非康熙初年之海口矣。嘉庆初年之海口,非乾隆初年之海口矣,盖远数百里矣。”这是由于黄河挟沙入海沉淀于海口,海岸线逐渐向海中延伸的缘故。他进一步分析由于海口外移,河道延伸,河流纵比降势必自动调整和变缓,因而河床也必将随之抬高。他说:“夫以愈久愈远之海口,行陕州以东之黄水,自中州至徐淮二府,逐里逐步无不日加日高。

低者填之使平,坳者填之使仰,此亦必然之势也。”也就是说,黄河出山陕峡谷一端和海口另一端的高程是相对固定的,然而由于侵蚀基点向海中延伸,将打破原来的冲淤平衡。随着河流纵比降的变缓,河流输沙能力相应降低,泥沙淤积将使得河床低者抬高,而洼者补齐,从而达到新的平衡。而随着海口进一步外延,平衡再一次被打破,从而导致“逐里逐步无不日加日高”的结果。于是他认为,“运口昔日清(淮河)高于黄(河),今常黄高于清者,岂非海口日远之故乎!”①。阮元还绘图说明以上见解,如图2-27所示。


   

    阮元所提出的理论分析与近代地理学所总结的河流运动规律相一致,也和黄河实际演变情况相符合。徐福龄在《黄河下游明清时代河道和现行河道演变的对比研究》一文中,引用江苏省水利厅等的研究资料编制的《明清故道河口延伸情况统计表》,河口延伸与相应时代河床淤积的情况相一致,参见表2-3。也印证了阮元的结论。



    阮元还认为:河流比降(甲壬)、陕州的高程(甲癸)和陕州至海口的水平距离(癸庚)的关系,是直角三角形的弦、勾和股的关系。泥沙淤积的趋势是必欲使河流比降成为直线,使入海距离最短,输沙力最大。因此,“盖测天测地,未有勾股直而弦曲者,亦未有大股已加长改位,而弦不加长改位者”②。
   ①  清?阮元:《黄河海口日远、运口日高图说》,研经室续集卷2,丛书集成本,第55页。
    ②清?阮元:《陕州以东河流合勾股弦说》,研经室续集卷2,丛书集成本,第57页。

   

    ①见徐福龄,黄河下游明清时代河道和现行河道演变的对比研究,人民黄河,1979年,第1期,第72页。笔者增补
河床淤积情况栏。
     ②《清史稿?河渠志一》,二十五史河渠志注释本,第501页。
     ③《清史稿?河渠志一》,二十五史河渠志注释本,第514页。    ,
     ④清?铁保:《筹全河治清口疏(嘉庆十年)》,清经世文编卷1,中华书局,1992年,第2459页。

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