黄河龙门段商周转折时期的古洪水事件及气候背景

通过野外观察研究,在黄河中游晋陕峡谷龙门段乡宁-韩城大桥西端支沟内,发现了全新世古洪水滞流沉积物.通过野外观察和室内实验分析,证明它们是黄河特大洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物,记录了黄河晋陕峡谷段一期4次特大古洪水事件.通过地层学对比分析和光释光测年,确定这4次洪水发生在全新世中期-晚期转折阶段,即我国历史上商代末期-西周初期的气候突变转型期.利用"古洪水滞流沉积物厚度含沙量法"恢复古洪水洪峰水位,运用HEC-RAS模型估算出4次古洪水事件洪峰流量介于46280~48800 m~3/s之间.这些成果为黄河中游地区的防洪减灾、水资源开发利用、流域生态环境综合治理等方面提供了可靠的超长尺度水文数据.这为深入理解黄河流域水文系统对于全球变化的响应规律提供了新的证据.     

汉江上游安康东段全新世古洪水沉积学与水文学研究

通过沿汉江上游河谷深入的考察,在安康东段发现了典型的古洪水滞流沉积剖面.通过采集样品、实验分析,确定它们是古洪水在高水位滞流环境当中的悬移质沉积物.根据地层对比、OSL测年和相关文化层年代,确定它们分别记录了发生在BL+AL与YD事件转折阶段(12500 a B.P.)的古洪水事件和发生在1000-900 a B.P.(1000-1100AD),即北宋后期的洪水事件.根据古洪水SWD的高程恢复其洪峰水位,结合相关参数,利用面积比降法计算恢复流量.结果表明在万年尺度,汉江上游古洪水洪峰流量介于35970~47400 m³/s之间.同时,利用2010年大洪水洪痕恢复计算洪峰流量,对古洪水洪峰流量计算结果进行了验证.进而结合历史洪水和观测洪水数据,获得了汉江上游万年尺度洪水洪峰流量与频率关系.这为汉江上游的水利水电和交通工程建设以及沿岸城镇防洪减灾提供了基础性数据.     

黄河兰州段2018年汛期沉积物的磁学特征研究：对古洪水重建的启示

现代洪水沉积物的沉积学特征研究是开展古洪水重建的一项基础工作.2018年黄河汛期洪水沉积物在兰州体育公园形成了一道天然堤.对该天然堤剖面的岩石磁学研究显示:沉积物中的磁性矿物既有磁铁矿,又有赤铁矿/针铁矿.磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁、S-ratio和L-ratio等参数在剖面上没有明显变化,指示2018年洪水沉积物源区、磁性矿物的种类和含量变化不显著.剖面下部(66～110 cm)沉积物的磁化率各向异性(AMS)椭球最大轴偏角集中分布(K_1-Dec=22.8°±10.3°),上部(0～64 cm)沉积物的磁化率最大轴偏角在上半平面内随机分布;下部沉积物的磁性矿物粒度指标(X_(ARM)/X和X_(ARM)/SIRM)和天然剩磁(NRM)强度低于上部;指示洪水沉积物的下部和上部分别形成于2018年黄河二号和三号洪水期间.由于二号洪水流量及水位陡升陡降、持续时间短,三号洪水水位升降相对缓慢、持续时间长;造成了两次洪水沉积物的AMS特征、X_(ARM)/X、X_(ARM)/SIRM以及NRM强度差异.本研究揭示洪水沉积物的磁学参数能够灵敏地响应不同水动力条件和持续时间的洪水期次,从而具有高分辨率区分洪水事件的潜力.     

全新世以来珠江三角洲的地层层序和演变过程

本文基于对90个拥有全新世14C年代数据的钻孔进行详细的沉积物特征和年代地层分析,讨论了全新世珠江三角洲的地层特征及全新世以来的充填过程.全新世珠江三角洲沉积物覆盖在末次冰期冰盛期形成的风化侵蚀面与底砾层之上.最大海侵面位于松软海相淤泥层位.在受潮汐冲刷区域,最大海侵面表现为侵蚀面.全新世沉积层序自下向上在古河谷为河流相、河漫滩-河口湾相、河口湾-三角洲相,在古河间地为滨海相、河口湾相和三角洲相.全新世沉积层垂向堆积序列绝大部分表现为下粗上细的正向序列,且不具有典型Gilbert三角洲的前积层、顶积层等沉积层序.受控于独特而复杂的地貌边界,古珠江河口湾在高水位体系域的演变模式不同于世界其他大型三角洲,而是一个多源复合、不同尺度河流沉积体独立并行发展,最后复合成的三角洲.全新世以来珠江三角洲的演变可以分为5个阶段：第一阶段12~8kaBP,全新世海侵未达三角洲中部地区,直至约9kaBP以后,南部一些地势较低的地区才开始受海进影响,出现一些海陆交互相沉积;第二阶段8~6kaBP,海面快速上升,珠江三角洲大部分地区接受海进沉积;第三阶段6~4kaBP,全新世海侵达到盛期,古珠江三角洲地区大面积为河口湾,且受系列岛屿的阻隔分为两部分,上部是与河流相接的半封闭的内古海湾;下部是与海洋相接的外古海湾,两部分仅由若干峡口相通,河流沉积物主要在内古海湾中堆积充填;第四阶段4~2kaBP,在复杂边界对河流与海洋动力的重塑和改造作用下,内古海湾各区域的沉积同时进行,独自发展;第五阶段2kaBP至今,该阶段三角洲的演变已不再是单纯的自然过程,而是自然和人类共同塑造的过程.     

蒸发和环流因素对湖泊演化的影响——河西走廊猪野泽不同位置全新世沉积物古环境意义探讨

湖泊不同位置沉积物重建的古环境变化过程往往具有差异,而这种差异可能揭示了不同的古环境信息.本文以河西走廊石羊河流域终端湖泊猪野泽为例,探讨湖泊不同位置沉积物所代表的古环境意义.位于湖盆边缘的三角城剖面可能反映了石羊河上游地区的降水及其古径流量的变化,这种变化在千年尺度上对应了北大西洋Bond事件,显示该区域通过季风环流系统与全球气候系统的联系.位于湖泊中部的QTH01、QTH02、QTL-03剖面反映了湖泊演化的信息,显示中全新世期间(约7.0-约3.5 cal ka BP)湖泊水位较高的特征,但是这种特征并不能和该流域的古径流相联系,说明该区域湖泊演化除了受千年尺度大气环流特征的影响外,湖泊表面蒸发可能也起了重要作用.该研究为中亚地区普遍存在的中全新世高湖面问题提供了研究思路.     

太湖全新世微古化石环境的辨析

为确认太湖本身和其周围地区是否有全新世海相沉积物, 对其沉积物中的微古生物化石的性质与特征, 以及它与沉积物所含的盐度、层间水、岩相等的关系进行了研究, 并通过古遗址分布情况、古地理环境等因素的调查, 确认本区的全新世生物坪葬群是长江涨潮流带来异地埋葬的产物, 不能作为海相地层的唯一依据。     

陕西几例特殊的无震异常及其成因分析

介绍了陕西省前兆台网记录到的几例特殊的无震异常．分析了这些异常产生的原因．认为１９８６ 年和１９９６ 年渭南双王井水位的２ 次无震异常与渭河的洪峰有关;１９７７ 年韩城地震台地倾斜特大异常可能与黄河水位变化有关;１９８３ 年安康地震台地倾斜特大异常与该地区特大洪水有关;１９９６ 年和１９９８ 年三原井水位的２ 次特大异常可能与附近的冯村水库蓄水有关     

中全新世以来的川江大洪水初步分析

在忠县中坝文化遗址剖面中发现了10个古洪水沉积层,时代为中全新世以来,之后又被1981年大洪水淹没.11次大洪水洪水位的变化显示洪水位总体呈上升趋势,其间有数个周期性起伏.前者反映中全新世以来河床堆积的影响,后者反映西南季风强度的周期变化.     

从防御2020年长江洪水看新时代防洪战略

长江防洪是国家水安全的重要部分.2020年受持续强降雨影响,7月长江中下游沿线及洞庭湖、太湖水位长时间超警戒水位,太湖超保证水位,鄱阳湖湖区部分站点达到历史最高水位;8月长江上游岷江和嘉陵江发生特大洪水,重庆等沿江城市部分地区被淹,防汛压力和灾害损失大.社会舆论持续关注,并对三峡等水库调控提出一些质疑.文章从应对195...     

陕西几例特殊的无震异常及其成因分析

介绍了陕西省前兆台网记录到的几例特殊的无震异常。分析了这些异常产生的原因。认为１９８６年和１９９６的渭南双王井水位的２次无震异常与渭河的洪峰有关;１９７７年韩城地震台地倾斜特大异常可能与黄河水位变化有关;１９８３年安康地震台地倾斜特大异常与该地区特大洪水有关;１９９６年和１９９８年三原井水位的２次特大异常可能与附近的冯村水库蓄水有关。     

基于SWAT模型的淮河上游流域设计洪水修订

变化环境下洪水序列的一致性遭到破坏,引发基于统计原理计算的设计洪水可靠性下降,亟需开展非一致性条件下的设计洪水修订研究.以淮河上游流域为研究区域,运用Pettitt检验法和滑动t检验法综合检测年最大洪峰流量序列突变点,在此基础上,采用SWAT分布式水文模型对变异前的洪峰与洪量序列进行还现,利用径流深的模拟结果修订设计洪水,并对修订后的洪水序列进行频率分析.结果表明:(1)淮河上游息县和淮滨站年最大洪峰流量呈现不显著的减小趋势,王家坝站则表现出不显著增加趋势,1991年为各站年最大洪峰流量序列的突变点;(2) 3个水文站率定期和验证期的确定性系数(R2)和Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)均满足适用性要求,其中流域出口王家坝站率定期R2、NSE分别为0.77和0.79、验证期分别为0.72和0.74,模拟精度较高;(3)淮河上游流域洪水设计值较修订前略有减小,其中,洪峰流量减小幅度平均值在3.3%～6.1%之间,淮滨站的减小幅度最大;不同时段洪量的减小幅度平均值在1.4%～2.7%之间,整体修订幅度小于洪峰流量的修订幅度,并且洪量的时段越长,修订幅度越小;随着重现期的增大,各洪水指标的修订幅度逐渐减小.本研究对于变化环境下的淮河流域水利工程规划和防洪减灾具有重要意义.     

城市化背景下年最大日径流演变及影响因素研究——以长江下游秦淮河流域为例

随着气候变化和人类活动的加剧,城市化地区水文过程受到较大影响,极端水文事件发生频率显著加大,探究城市化地区洪水演变和驱动机理对于防洪减灾具有重大意义。本文以长江下游快速城市化地区的秦淮河流域为例,分析了1987—2018年期间该流域年最大日径流的演变特征,构建多元线性回归模型和广义可加GAMLSS模型识别了关键驱动因子并量化其贡献作用。结果表明:(1)城市化背景下秦淮河流域年最大日径流呈现显著上升趋势,平均增长速率为14.77 m³/(s·a),并于2001年发生显著突变。(2)汛期降水量和不透水面率是年最大日径流变化的关键驱动因素,最优模型显示前者贡献率超过了70%,表明了降水改变的决定性作用,而不透水面率贡献率超过20%则表明了下垫面的改变对年最大日径流演变存在显著影响。(3)不透水面的增加对年最大日径流和汛期降水量响应关系的影响程度从突变前的6.7%增加到突变后的10.4%,快速城市化已显著改变了流域降水-径流响应过程。研究表明,随着城市发展秦淮河流域的年最大日径流受到人类活动显著影响,洪涝威胁日趋增大,研究结果可为城市化地区防洪减灾提供一定参考。     

Projection of extreme flood inundation in the Mekong River basin under 4K increasing scenario using large ensemble climate data

Projecting changes in the frequency and intensity of future precipitation and flooding is critical for the development of social infrastructure under climate change. The Mekong River is among the world's large-scale rivers severely affected by climate change. This study aims to define the duration of precipitation contributing to peak floods based on its correlation with peak discharge and inundation volume in the Lower Mekong Basin (LMB). We assessed the changes in precipitation and flood frequency using a large ensemble Database for Policy Decision-Making for Future Climate Change (d4PDF). River discharge in the Mekong River Basin (MRB) and flood inundation in the LMB were simulated by a coupled rainfall-runoff and inundation (RRI) model. Results indicated that 90-day precipitation counting backward from the day of peak flooding had the highest correlation with peak discharge (R² = .81) and inundation volume (R² = .81). The ensemble mean of present simulation of d4PDF (1951–2010) showed good agreement with observed extreme flood events in the LMB. The probability density of 90-day precipitation shifted from the present to future climate experiments with a large variation of mean (from 777 to 900 mm) and SD (from 57 to 96 mm). Different patterns of sea surface temperature significantly influence the variation of precipitation and flood inundation in the LMB in the future (2051–2110). Extreme flood events (50-year, 100-year, and 1,000-year return periods) showed increases in discharge, inundation area, and inundation volume by 25%–40%, 19%–36%, and 23%–37%, respectively.     

可可西里库赛湖KS-2006孔矿物组成揭示的青藏高原北部晚全新世气候变迁

通过对可可西里库赛湖KS-2006孔矿物组合的分析表明:库赛湖沉积的碳酸盐为以文石为主的自生碳酸盐,其含量的高低能够指示温度的变化;盐类矿物只是在2150 cal aBP以来才出现,表明湖水盐度增高,与此同时,石英含量的持续增高可能同冷干气候条件下该区风成活动的加强有关.青藏高原北部晚全新世的气候环境演化过程为:377...     

汉江中下游水华防控生态调度研究

汉江中下游1992-2021年冬春季节共计暴发了十余次大规模水华事件,水生态安全和饮用水安全频繁受到威胁.基于历次水华发生情况,分析总结了汉江中下游水华特征和暴发成因,根据水华与水文过程响应关系研究提出了抑制水华的关键指标及其调控阈值,构建了汉江中下游水利工程联合生态调度方案,明确了抑制水华的生态调度方式和调度持续时间...     

江淮流域强暴雨过程对阻高和副高逐日变化的响应关系

江淮流域是我国暴雨频发的地区之一,而乌拉尔山阻塞高压和西太平洋副热带高压是北半球两个主要的大气环流系统.本文统计分析了1971~2003年期间乌山阻塞高压和西太平洋副高的逐日强度变化特征,研究了乌山阻塞高压和西太平洋副高对江淮流域强暴雨过程的响应关系.结果表明,江淮流域多数强暴雨过程发生在乌山阻高的减弱期,在乌山阻高的建立和加强期较少有持续性暴雨发生.乌山阻高的突然减弱是江淮流域强暴雨过程发生的强信号之一.同时,西太平洋副热带高压的加强西伸登陆是江淮流域强暴雨过程发生的必要条件之一.     

近1200 a来黄河下游梁山泊沉积记录的环境变迁

利用梁山泊670 cm柱状岩芯沉积物,基于精确的AMS-~(14)C年代测定,通过高分辨率的粒度、磁化率、总有机碳、C/N比值等环境代用指标的综合分析,并结合历史文献记载,初步揭示了1200 a来黄河下游地区平原湖泊沉积特征及环境演化历史.结果表明,梁山泊环境演化大致分为5个阶段:790-940 AD期间,为低湖面的沼泽沉积环境,气候冷干;940-1215 AD期间,屡次受到黄河决溢洪水影响,湖盆扩张,湖泊水位上升,为梁山泊极盛期,气候暖湿;1215-1310 AD期间,黄河夺淮入黄海,湖区淤积严重,湖泊萎缩减小;1310-1470 AD期间,再次受到黄河决溢洪水影响,水位上升,面积扩张,但逊于极盛期;1470 AD至现代,黄河河道进一步南移,远离梁山泊,湖盆淤积抬高,梁山泊最终消失,直到1855AD,黄河第6次大改道北移,湖泊再次受到黄河洪水影响,由于前期受到泥沙淤积抬高,该地区仅作为黄河泥沙承载区.在气候变化大背景下,黄河改道决溢是梁山泊演化的主因.     

黄河下游南四湖地区黄河河道变迁的湖泊沉积响应

黄河下游地区湖泊演化多与黄河河道变迁密切相关,进行高分辨率的湖泊沉积环境的研究,可揭示历史时期黄河下游的河道变迁,本文以南四湖ＤＳ孔为例,探讨河道变迁的湖泊沉响应。