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主题:【原创】把论文写在祖国的大地上——大禹治水行迹考(0)引子 -- 汉服
家园博客 (3)黄河流域之临夏盆地

黄河很长,流域覆盖面积也很广。为什么我们会从临夏盆地开始呢?因为临夏有一个非常有启发意义的传说。

本章是非常关键的一章。我们将通过对临夏盆地的考证,分析临夏平原的成因,并据此得出一般性的结论,提出全新的盆地平原生成学说。在以后的章节中,我们会用这个学说一一验证中国大地上所有其他盆地平原。

以下正文

大禹治水的传说及印证

临夏盆地(35°37'27.60"N, 103°12'22.57"E),今临夏回族自治州所在地。黄河流经临夏盆地的北方。贯穿临夏盆地的大夏河是黄河从西北方的积石峡泄出群山后并入的第一条支流。北方宽阔的水面是近代兴建的刘家峡水库。

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图25 临夏盆地

我们选择临夏盆地作为第一个详细研究的案例,是因为当地有一个有趣的传说:

很早以前,临夏是一个大湖,称为“夏湖”。大禹治水时从夏湖下游凿开了一个口子,将湖水导入黄河,使临夏成为米粮之川,这个峡谷称为“泄湖峡”。

既然我们假设远古时期是一个高科技的时代,大禹可能具备凿开河口的能力。那么在大禹凿开下游河口之前,临夏盆地会是什么样子?

临夏盆地总体地形特征如下:

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图26 临夏盆地总体地形

临夏的地形是个盆地,一共有5条河流从周围的群山当中发源并注入临夏盆地。大夏河发源于西南山脉并贯穿整个盆地。另有4条河流中途汇入。

我们看一下整个盆地的高程变化:

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图27 盆地高程变化

可以看到,总体上,除了出口的泄湖峡处有一点坎坷,整个盆地表现为相当平整的一个斜坡(在42公里的水平距离上共下降了约400米,坡度9‰。中间有些微的波折,是因为我们选取的路径通过了盆地中的河流),河流可以很好地从盆地中流过而不至于淤积在盆地中。

大夏河流经泄湖峡后最终注入刘家峡水库。经测量,从岸边能日常通行的道路算起,泄湖峡的深度在30米以上。

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图28 泄湖峡

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图29 泄湖峡入口两岸剖面高程示意图

看一下泄湖峡入口两岸剖面高程变化:上图中绿色直线垂直于泄湖峡路径,注意下方的这条路径的剖面高程。绿色直线的左侧被用红色标记了,可以看到其高度是基本一致的,平均高度是海拔1958米。泄湖峡处最低海拔1822米(可能还是水面海拔而非峡底海拔),也就是说泄湖峡在入口处相对两岸而言有超过136米的深度。从上面的照片看泄湖峡完全是从石头当中通过的,要用人力在其中打出一个通道确实是件非常不容易的事情。

假如这个豁口确实是大禹开凿的,那么在大禹开凿之前,两侧的山体是连在一起的。那么现在的出口处当时就是一道海拔1958米高的山梁。这样的话,会是什么情形?

大夏河等5条河流都是从周围的群山中发源的,显然河水仍然会注入盆地。河水流到盆地底部之后就流不出去了,整个盆地会形成一个堰塞湖。

我们用软件来模拟一下这个情形,将盆地中的水位提高到海拔1958米:

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图30 临夏盆地:提升水位至海拔1958米

请忽略左上角那片蓝色区域。那个区域与我们关注的临夏盆地并不连通。我们还是把关注的焦点集中到临夏盆地。盆地中的水位只淹没了半截盆地。这个显然与盆地中的河流上游区域的平原海拔较高有关。我们将水位再提升一点,提升到大夏河上游的海拔2104米看看:

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图31 临夏盆地:提升水位至2014米

这次湖水上涨到大夏河刚刚注入盆地平原的位置了。但是下游湖水已经稍稍溢出了湖区的边界。

仔细观察这两张图,我们会发现有几个特点:

1. 现有平原区域与想像中的湖水覆盖区域吻合度较高。即曾经是湖底的区域现在都是平原,尤其是有河流注入的位置。

2. 盆地中的河流上游区域整体海拔较高而下游区域整体海拔较低,整个盆地表现为一个非常平坦的斜坡。如果按盆地出口处的海拔配置水位,那么上游的湖水就不足以覆盖上游的平原区域;如果按上游的盆地平原海拔配置水位,那么下游就溢出了。

经过仔细思考后,我觉得,假如传说属实,那么过程应该是这样的:

首先,因为泄湖峡在大禹开凿前并不存在,现在的泄湖峡处最初就是一道石头山梁,现在的临夏盆地最初就是一个由西南而东北的向下的山谷,在山谷的下方被泄湖峡所在的山梁挡住去路。

其次,几条河流自然是持续向盆地中注入河水。这些河水在流入盆地之后被石梁所阻,就积蓄在盆地中,盆地就变成了堰塞湖(这就是传说中的“夏湖”)。

再次,盆地注满水之后,湖水会在下游山梁较低矮的缺口处溢出并形成一道瀑布(就临夏湖区而言,这条瀑布会有100多米高)。

因为注入湖泊的河水都是从周围的山上流下来的雨水,不可避免地会将山上的泥沙带下来。水流进入湖区之后,水面变得开阔,因而流速也会降低,水中的泥沙就开始沉淀。因为泥沙先从湖区的上游开始沉淀,所以上游的湖底地势会略高一些。不过上游湖底的地势也不会高太多,除了湖水仍然会向下游轻轻推动湖底的沙子外,沙子本身也垒不了太高,高了自己也会坍塌。

又因为较大的石头更不容易被流水携带,所以理论上越大的石头越容易沉淀在上游,越小的泥沙越容易被水流带至远处,所以下游的泥沙更细腻。(当然这一点在临夏盆地的照片中看不出来,我们将会在后面对其他地区的分析中遇到这样的情况。)

溢出的水以清水为主,因为溢水口位于最下游的水面位置,泥沙很难到达这里,基本上都沉淀在湖底了。

久而久之,湖区的底部沉淀了很厚的泥沙,高过了湖底嶙峋的山石。在湖水的作用下,这些沙子在湖底铺得很平坦,不过从上游到下游还是会有一个很小的坡度。

最后,大禹来了。大禹凿开了下游的石堰(因为盆地已经注满了水,原来的石梁现在称石堰更为准确了),湖水一泄而空,原来的湖底露出了水面成了平原。然后大禹只需要在原来的湖底,也就是现在的平原上疏浚出一条河道,那么这个新的平原就成了人类理想的居所:地势平坦,土壤肥沃,还有河流从中贯穿而过。

还有一个问题:为什么我们按照峡谷出口处的山梁设置水位,湖区没有能够覆盖整个盆地?

我分析有两个可能:

一、盆地中的湖水上下游之间存在一个水位差。湖区中的水虽然流得慢,但仍然是流动的水。所谓“水往低处流”,既然水还在流动,说明水位差还是存在的。也就是说上游的水位要比峡谷出口处的山梁略高一些。我现在使用的软件只能根据等高线模拟水位上涨的情况,所以会出现湖区不能覆盖整个盆地的结果。如果软件允许设置一个水面的坡度,应该能得到最真实的模拟结果。

二、大禹治水至今已经几千年了。峡口的那道石梁也因为风化和人为等原因损失了一些高度,导致我们按今天的石梁高度还原湖泊就达不到当年的高度。简言之,只要我们相信大禹有凿开100多米高的石梁的能力,那么一切都很完美:既可以与当地的传说相印证,也能解释盆地中的平原是如何形成的,平原为什么有个坡度,中间为什么有条河流,出口为什么是个峡谷,等等。

最后,关于临夏,再多说一句:临夏,大夏河,夏禹,都有一个夏字。这似乎暗示了什么。

平原形成新理论:泄湖成原学说

经过仔细思考,我觉得前述临夏盆地平原的形成过程具有普遍意义。归纳一下其形成过程如下:

首先,要有一个四面环山的盆地(其实形状不拘,譬如被山脉截住去路的狭长山谷也算);

其次,要有河流向其中注入水流及泥沙。注入的水流在盆地中会形成湖泊,而携带的泥沙会在湖泊中沉淀下来。经过若干年(视湖区大小、上游泥沙多寡,百年、千年或者万年都有可能)的发育之后,湖底的泥沙达到一定的厚度,淹没盆地底部原有的嶙峋的石头,形成上游略高、下游略低的平坦湖底。

最后,大禹来了,凿开了下游的石堰,湖水泄空之后,原本的湖底露出水面成了平原。大禹再适当疏浚河道让河流从平原上流过。天然的堰塞湖经过大禹改造,就成了人类理想的居住地。

我决定将这个平原生成学说命名为“泄湖成原学说”,因为自然形成的湖泊的泥沙淤积与人力凿开石堰是形成盆地中形成平原的两个必须的关键步骤。这样形成的平原有几个典型特征:

1. 有河流从盆地平原中贯穿而过;

2. 河流流出盆地平原的位置必然存在一个峡谷。因为我们相信这个峡谷是人力开凿的,所以这个峡谷通常不会太宽(太宽了就是毫无意义地增加工程量)。

3. 盆地平原的海拔与河流走势基本一致,上游略高,下游略低;

其中第1、第2点是本理论的必然特征,也就是说平原是与峡谷成对出现的。如果只具其一,就不符合本学说。第3点在大多数情况下都成立,但偶尔也有不成立的情况。我会在后面分析具体案例的时候指出这样的情况。

请注意:

这个理论是以大禹有能力凿开峡谷为前提的。如果下游只有山梁没有峡谷,那么这个盆地只会是一个堰塞湖,水只会从山梁顶上漫过形成瀑布;如果峡谷是天然的,那么盆地中不可能形成湖泊更不可能沉积泥沙形成平坦的湖底。只有先有湖泊再泄水,才有可能形成盆地中的平原。

事实上,每一个盆地中的平原,都是大禹治水的证据。

我试着用这个理论去分析中国版图内的各大平原,发现除了临海的平原外,绝大多数平原都可以用这个理论来解释。(临海的平原没有形成盆地的条件,所以可能是其他的原因形成的。)

在后面的部分,我将用这个理论分析中国的若干山谷和盆地中的平原,一方面证明这些平原的来历,另一方面也是证明大禹的功绩。对于每一个疑似大禹掘开的峡谷,我们可以问自己两个问题:

1. 如果这个峡谷并不存在(或者,如果我们将这个峡谷堵上),那么会是一个怎样的局面?

2. 如果我们对此局面感到不满,在现有峡谷位置凿开峡谷是不是最佳方案?如果回答是肯定的,那也意味着这个峡谷的出现是人为选择的结果。事实上,在我们将检视的盆地中的平原中,这个回答几乎总是肯定的。至少有一个事实:峡谷的深度总是能够将平原中的水全部泄出而不至于积压在盆地中形成湖泊——哪怕是个局部的湖泊。

再补充一句,我还意外地发现这个理论甚至能解释黄土高原的形成。

我将在后面一一展开。

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