古水文学与哈拉潘河流域文明

美索不达米亚,埃及和印度河(或哈拉潘)是青铜时代(3)理查德·道金斯流域文明(图1A)。人们普遍认为,大型文明是在大型河流系统附近发展起来的,这些河流系统提供了赖以生存的水资源。但是,这种对人河互动的描述在哈拉帕文明的情况下变得复杂了,这一点从其在大小河流沿线的遗址分布中得到了证明。大量哈拉帕遗址位于恒河-亚穆纳河和印度河水系之间的Ghaggar-Hakra古河道沿线(图1B)。

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图1所示。(A)公元前3千年南亚地区的主要河谷文明,(B)印度西北部地图,显示了大(蓝线)和小(红线)河流和古河道系统,以及哈拉帕文明主要城市中心(洋红色三角形)的分布。(C)陆地卫星图像(来源:美国地质勘探局)显示了马坎达山谷古洪水沉积物的位置。

Ghaggar-Hakra古河道研究包括:(1)最早的野外调查(18-19)th世纪),(2)测绘卫星图像(20)th(3)地下取心和钻井(近二十年)。这些研究支持了过去存在的大型河流系统,通常与早期印度文学中的吠陀萨拉斯瓦蒂(或萨拉斯瓦蒂)河联系在一起。沉积物年代测定表明,在哈拉帕文明时期,河流系统是混乱的,或者只是部分活跃的。这就引起了哈拉帕人对河流中地表水资源可用性的关注。要回答这个问题,就必须了解加加尔-哈克拉河过去的水文情况。古洪水沉积是代表过去洪水事件历史的重要沉积单元。我们设计了一个项目来绘制Ghaggar-Hakra流域的古洪水沉积图,以重建其过去的水文(洪水流量),我们认为这一定比占据这些古河道的现代河流的流量要高。

喜马拉雅山麓的一条名叫玛坎达的河流很适合这个目的,因为它位于加格加尔-哈克拉河的汇水区(图1C)。河流地貌测绘显示,马坎达河谷被切割成几层河流阶地。沉积学调查显示,河流阶地中保存着古洪水沉积层(图2A, B)。这为比较现代和古马坎达河谷的流量提供了机会。

不幸的是,没有长期的仪器记录,但幸运的是,有现代马坎达河流量的年度记录(1977-78)。我们利用这些数据来校准SWAT模型(土壤和水分析工具;由USDA-ARS开发),以获得Markanda河谷日排放量的模拟数据(图2C)。我们应用统计技术(log-Pearson III型分布)对模拟数据进行了汛期洪水流量预测。估计流量(≈300 m3./s),几乎是现代月流量(22 m)的13倍3./s)(图2C、D)。

对Markanda山谷剖面(Kaunthra & Kala Amb)进行了DGPS测量,以测量由古洪水沉积物代表的过去洪水的高程(图1C)。我们在MATLAB程序中设计了一个ChanGe工具,利用DGPS数据计算河道横截面积(a),并利用曼宁方程(一种流阻公式)得到流速(ν),最后计算出洪流量(Q)pf=ν)。在Kaunthra的洪水流量为4.6 × 103.3./s)和Kala Amb (3.6 ×1043./s)(图2E, F)。为了了解此类洪水事件的时间,我们使用了光激发发光测年技术。古洪水沉积物样品在哈拉帕文明成熟和晚期的时间范围内给出了3.8±0.3和3.9±0.2万年的年代。

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图2所示。(A和B)马坎达河谷阶地古洪水沉积的野外照片,(C)模拟流量与马坎达河谷观测到的流量和降水有很好的对比,(D)马坎达河谷100年重现期洪水的现代峰值流量,(E和F)马坎达河谷约3.9万年前洪水期间的古流量的河流断面。

我们最终表明,在哈拉帕时期,马坎达河的流量比现代百年一遇的洪水流量高出几个数量级。因此,我们假设古洪水沉积物代表了集水区更强大的水文制度,在哈拉帕文明时期为Ghaggar-Hakra地区提供了足够的下游流量。

特辛格
地球科学与考古科学中心,
印度理工学院甘地纳加尔,印度古吉拉特邦382355

出版

在哈拉帕时代,喜马拉雅山麓河流的大洪水维持了加加尔-哈克拉河道的流动
Ajit Singh, Vikrant Jain, Michel Danino, Naveen Chauhan, Rahul Kumar Kaushal, Shantamoy Guha, V. N. Prabhakar
第四纪学报。2021年5月

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