1．历史旱灾等级确定与同一样本建立
目前通行的干旱指标一般有4类：①气象干旱指标（降水与蒸发，无雨日数等）；②农业干旱指标（土壤墒情与作物需水量）；③水文干旱指标（径流低于一定供水量的地表水和地下水不足程度）；④经济干旱指标（反映人类活动中造成的水资源供需不平衡）。
干旱致灾强度与水资源状况有关，与灌溉设施有关，与区域经济状况，作物品种和技术有关。通行干旱等级方法有：①根据历史灾情类比定等级；②按降水量距平确定干旱等级；③按受旱成灾农业指标确定等。
现代水文、雨情的资料不过100年左右，我们根据历史文献、政书和地方志对灾情的描述来划分旱灾等级，然后建立与现代水文资料同一样本的灾害序列。历史旱灾共分3级：1级为旱，即数县范围内连季少雨或不雨，秋粮减产；2级大旱，一省或相邻省范围内连季少雨或不雨，发生两季以上严重减产或核心旱区绝收；3级为重旱，发生持续2年干旱，出现饥荒等社会经济恶化趋势；4级为极旱，为持续数年，跨流域大区域范围的严重干旱，出现大量非正常死亡和饥民流徙，历史文献中出现如“赤地千里”“人相食”的记载。据此，整理近500年华北五省重大旱灾年表。
2．近500年持续4年以上严重旱灾及个案分析
2.1 1489—1948重大旱灾概况
依据旱灾等级划分原则，统计出460年间，全国重大旱灾年共有51年。以北方干旱为严重的偏北型干旱，发生较多，受旱和成灾面积大，且发生连续多年干旱，灾情比较严重；全国范围的重旱和极旱，是在北方连年干旱与南方干旱年遭遇情况下出现，旱灾范围大，灾情严重。
从500年重大旱灾年表中可以看出：10个以上的省（自治区、直辖市）（水利史研究公众号编者注：行政区划地名以当代为准）范围内遭受旱灾年数有35年，其中1528—1529年、1637—1642年、1874—1879年、1899—1900年、1928—1930年、1941—1943年为持续特大干旱年段。其间还有1785年、1835年、1920年、1943年等重旱年。
2.2 持续重旱和极旱的大旱灾及旱情
2.2.1 崇祯十年至清顺治三年（1637—1646年）
这是近500年持续性旱灾时间最长，范围最大，受灾人口最多的旱灾。旱灾遍及20个省（市），北方多数地区持续旱灾4~8年， 1637年始于陕西北部，1646年终于湖南，重旱区在黄河、海河，涉及长江流域中下游15个省（自治区、直辖市），干旱重灾区连成一片。1637—1646年重旱城市如表2所示。
据文献记载估计，明崇祯大旱自然变异非常明显，黄河和海河流域持续少雨。1640年降雨量不足300mm，5—9月不足200mm。华北地区1640、1641年连续两年的降雨量均远低于现代大旱的1959—1960年。1637—1643年降水距平值也显示出1637年开始急剧下落的趋势，1640年达到历史最低，1643年趋于好转（表3）。
明崇祯大旱灾是逐步发展，1637年主要出现在华北和西北地区，1638年向南扩大到皖、苏等省。北方地区许多县志的灾异记载显示，1640年出现数省特旱，核心旱区如山陕甘冀出现“人相食”的极旱情况。山西汾水断流，临汾夏季甚至“风霾不息”，即持续性沙尘暴。海河流域各河断流，晋、冀、鲁、豫大多州县伴随旱灾出现蝗灾、疫灾，甘肃省死人达80％以上。崇祯时（1628—1643年）外有清兵临境，内有连年旱灾。河北、山东大量灾民弃耕逃亡，很多村庄变成无人村。自然灾害导致了经济的全面崩溃，并激化了社会动荡。崇祯时陕西关中爆发了李自成、张献忠农民起义，很快席卷大半个中国。1644年农民起义军攻入北京，明朝灭亡。
根据故宫档案，1877年山西省连续200天以上无雨的有14个县，100~200天的有61县。山西水文总站估计该年全省年降水只有126mm，相当于千年一遇的特枯年。
据史料记载：1877年河南省夏秋无收，87州县报灾，饥民约600万；山西无雨天数长达3个月，57州县报灾，饥民约200万；河北报灾州县68个，严重地区有邯郸、邢台、沧州、衡水、石家庄、保定等。
1876年旱区范围黄淮海流域及长江上游和下游，共145县，重旱区在山西、山东、苏北及皖北；1877年，旱区共308县。次年重旱区扩大为陕西、山西、宁夏、内蒙古、河北、山东、河南；1878年重旱区缩小为海河流域、黄河中下游、淮河流域北部。此次连续大旱波及中国一半人口，估计灾民达到2亿人，死亡人口1000万人。
重旱区主要分布在陕西、山西、宁夏、甘肃、河南，波及青海东部、四川北部、湖北西部、湖南中部地区。从年降水量来看与明崇祯大旱不相上下，与1950—1990年相比，普遍低于20世纪后半叶最小降水量（表4）。
1928年重灾区晋南地区、河南北部、甘肃全省、陕西北部。1929年延伸至陕西全省，88县死亡人数达到250万人；甘肃全省58县，死亡230万人。此次大旱持续到1932年。
1928年北方重旱区降水量重现期估计在50年以上，各站年降水量低于1950—1990年最枯年降水量（表4）。
1949—1900年全国平均每年受旱面积超过2000万hm2，有23年；成灾面积超过1000万hm2，大旱年有12年；成灾面积超过1500万hm2大旱年有5年。按成灾面积大小依次为：1961年、1978年、1960年、1988年、1989年。其中持续旱灾年有1959—1961年、1980—1982年、1986—1989年等。
1959年黄河中下游普遍少雨，但并非近500年最低，甚至还不是20世纪后半叶的最低值。 1960年受旱范围继续扩大，河北、河南、山东西部、陕西关中、辽宁西部、山东汶水与潍河等8条主要河流断流，黄河从山东范县至济南断流40多天。 1961年继续干旱，干旱核心邯郸、德州、济南、菏泽和江淮平原旱情加剧。 1959—1961年华北大旱与1874—1879年大旱类似，应为海河和黄河流域范围内的100年一遇大旱，旱灾等级为重旱。
1959—1961三年全国其他省份也遭遇旱灾。云南、贵州、四川冬春连旱，广东、海南旱情持续7个月，3年间全国15个省受灾，旱灾面积3659万hm2 ，成灾1533万hm2。
1959—1961年三年持续大旱以及其他的原因导致了1949年以后最严重的灾情，全国粮食库存急剧下降，山东、河南、河北灾民外逃。1960年9月7日中央《压低农村和城市的口粮标准的批示》：“库存比去年（1959年）同期减少100亿斤……到今年库存粮下降到148亿斤。”“1961年京津沪三市和辽宁的粮食库存接近挖空，几乎出现脱销危险。”实际情况更为糟糕，1959年山东、河南等省农民已经耗尽余粮，三年间1000万人死于饥饿。
1972年全国性干旱少雨，重旱区为京、津、晋、冀、陕北、辽西、鲁西北。为黄河、海河流域1950年以来大范围严重干旱。河北省无雨持续天数一般超过50天，太行山前区达到80～90天；山西春、夏、秋连旱，两省旱情延续至1973年5月。
3．持续干旱趋势分析
3.1 近500年黄淮海重旱和极旱分析
根据比较完整的1489—1990年历史资料，分区进行各种干旱等级出现频次分析，得出大旱和重旱（极旱）频次表（表6）。
在表6基础上统计不同时期各区域大旱及以上旱灾出现的频率（表7）。
表6和表7反映出：黄淮海大旱以上等级重现频率均较高，除16世纪、18世纪外，15、17、19、20世纪均为干旱高频期。干旱频次源于史料记载，考虑旱区范围因素，应该说海河流域旱灾发生次数更为密集；考虑到旱灾的文字记载清代多于明代，现代多余古代的因素，黄河和淮河15世纪，海河流域17世纪当为历史上高频期；气象部门的降水距平分析，20世纪还未出现类似1637—1642年的极旱，但50年一遇的如1874—1879年、1959—1960年型重旱的重现可能性较大。
历史时期的4级极旱有两次即1637—1643年、1922—1931年，干旱范围涵盖海河、黄河、淮河和长江（表8、表9）4个流域，灾害延及大半个中国。气象专家依据灾情描述，估计1640年、1641年降水是历史最低，1928年、1929年为其次，甚至远低于海河流域1961年、黄河流域1965年的水平。据此，4级旱灾频率应为200年一遇。
3.2 历史时期重旱、极旱的影响范围
表8和表9是依据历史记载统计的重旱和极旱区的范围。从表8可见1640年，黄淮海及长江中游重旱区连成一片，重旱区范围类似的情况还出现在1928—1929年；1640年的极旱范围几乎包括了黄淮海三个流域的大部分地区（表9）。
表9显示出1949年以后，我国尚未出现过1640年那样的大范围重旱。
4．研究结论
近500年干旱灾害的初步研究，反映出极端干旱具有风险的不确定性，与缓慢发展的特点。它从局部扩展到全流域，以至多个流域，从小灾逐步演变为大灾。持续4年以上的旱灾往往经历了水源和粮食的极度消耗，一旦继续蔓延，将对社会造成极大的破坏。应该先期从工程措施和非工程措施研究这类干旱的战略和战术对策，为国家主管部门部署防范措施提供科学依据。以下为初步研究的结论：
（1）近500年间（1490—1990年）多个流域同时发生干旱，核心旱区持续干旱4年以上的极端干旱灾害，即4级旱灾近500年共发生过两次。根据历史资料的灾情描述，气象部门的降水距平分析，频率为200年一遇；1874—1879年、1959—1960年的大旱，灾害等级为3级重旱，频率为100年一遇。
（2）历史旱灾频次和频率分析指出：20世纪50年代以后，我国进入旱灾高频期。迄今为止，20世纪以来尚未出现过类似1637—1642年的极旱。但是，近期类似于1874—1879年、1959—1960年型，即频率为100年一遇的3级重旱出现的可能性较大。四大流域同时受旱，并且发生等级为4级的极端旱灾则可能性较小。
（3）1997年以来水文和气象干旱指标指出海河流域持续干旱，同时有干旱向黄河流域发展和多流域连旱的迹象。海河流域在1950年以来的水文记载中，有23年的降水量低于平均值，有1／4的时间为枯水年或偏枯水年；同时黄河流域和淮河流域近20年处于偏枯水年（断流主要是人为原因所致）；长江 ’98大水之后，华北平原持续干旱至今，持续时间之长为近50年所未有。
（4）1950年代以来在黄淮海流域上游陆续兴建了大中型的水利工程。但是，北方各大水系均发源于和流经贫水地区。随着人口增加，城市化进程加快，水利工程的供水效益被急剧上升的生活用水、工农业用水所抵消。1990—2000年10年间旱灾引起的我国粮食减产情况（表10） 与1959—1961年相比，全国受灾面积尚未突破1959—1961三年特大持续干旱时3812.5万 hm 2 最低值，但是成灾面积在 1992年、1994年、1997年、2000年四次突破三年持续重旱最低1865.4万 hm 2 的水平。说明1960年代以后全国农业抗御旱灾的整体实力并未明显增强。
极端旱灾对社会和环境的破坏是非常严重的。历史时期的极度旱灾首先的后果是粮食大幅度减产，然后引发对社会、环境造成破坏性极大的的次生灾害：由于粮食极度短缺，造成经济崩溃，引发社会动荡；由于降水长期不足，地表水断流，地下水水位大幅度下降，造成植被破坏、土质退化，引发蝗灾、沙尘暴等生态灾害。今天人类抗御旱灾的能力是古代不能比拟的，但是，我们应正视：与历史时期相比，高密度的人口和城市对供水的需求已经极大地强化了极端旱灾的灾难性后果。
1970年代以来为了确保北京、天津供水，陆续采取了密云水库专供北京，潘家口水库重点向天津供水的供水对策。而河北省各主要城市和农业供水主要靠超采地下水。70年代以来华北地区多次出现供需失衡的水危机，80年代不得不两次从黄河调水解决天津水危机。1999年密云水库入库水量比设计流量减少91％，2000年水库储水量少于同期7.9亿m 3 ，潘家口水库水位低于死水位，不得不在2000年10月再次引黄济津、济青。华北平原西北-东南向分布4条地下水分布带，也不是取之不尽、用之不竭的。据调查，近年河北省广大农村机井深度普遍为200多米，较大数量的机井达到500米左右。
黄淮海平原同属缺水地区，历史时期持续干旱发生时，海河与黄河流域同时出现大范围的重旱、极旱。一旦黄河和海河两个流域同时出现重旱，北京、天津等中心城市的缺水危机将难以从就近流域调水得到解决。如果发生历史上明崇祯1632—1642年、1922—1932年那样持续11年的干旱，黄淮海与长江中游旱情叠加，任何水利措施可能都将无能为力。1997年以来华北干旱已经持续6年，应该说有继续干旱的可能性。一旦出现1640年极端情况，即使南水北调工程建成，也可能无水外调。这类重旱、极旱特大旱灾越早研究，越早部署，则主动性越大。
原文刊登于《防灾减灾工程学报》2003年第2卷77-83页，水利史研究公众号转载时有少量文字修订。
作者简介：
谭徐明， 1954年生，女，汉族，中国水利水电科学研究院教授级高级工程师、博士生导师，兼任中国水利学会水利史与水利遗产专委会主任委员、水利遗产保护与研究重点科研基地学术委员会主任。主要从事水利史、灾害史、水利遗产与保护研究工作。主持或参与国家科技支撑项目、国家科技攻关项目、国家自然科学基金、国家社科基金、国家清史编纂工程、水利部、国家文物局等各类科研项目50余项，发表论文70余篇，有《都江堰史》《中国灌溉与防洪史》《人为的灾害》《中国大运河遗产构成及价值评估》《中国物质文化史·水利》《清史·水利志》等专著或译著。
转自：微信公众号“水利史研究”
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