汉江上游晏家棚段全新世古洪水研究

通过对汉江上游详尽的野外考察,在湖北郧县晏家棚河段全新世黄土—古土壤地层中发现3层典型古洪水滞流沉积物。在沉积学的基础上,使用OSL技术断代,确定3期特大洪水事件分别在1 000~900 a BP,1 800~1 600 a BP和3 200~2 800 a BP期间发生。采用"古洪水SWD尖灭点高程法"确定这3期古洪水事件的洪峰水位介于176.20~176.73 m。运用Arc GIS耦合HEC-RAS水力模型,推求这3期古洪水事件的洪峰流量介于53 770~55 950 m3/s,并从多种角度验证了该模型计算结果的科学性和合理性。将此结果与实测洪水和历史洪水资料接续,构成万年尺度洪水水文数据序列,得到汉江上游晏家棚河段万年一遇和千年一遇洪水的流量分别为59 100和45 200m3/s。采用HEC-RAS模型对研究河段进行古洪水模拟,方法科学,结果可靠。将该河段洪水水文数据序列有效地延长到万年尺度,极大地提高了设计洪水的可靠性。     

渭河咸阳段全新世古洪水事件光释光测年研究

古洪水水文学研究是全球气候变化研究的前沿课题,确定古洪水事件的年代是古洪水研究的重要内容之一。对渭河流域进行深入的野外考察,在中游咸阳段阶地发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层,表明该地层记录了古洪水事件发生的信息。在该剖面采集光释光样品,分离提取40~63 μm石英颗粒成分,应用单片再生剂量法（SAR）进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了9个OSL年龄值。结果表明由古洪水滞流沉积层记录的特大古洪水事件发生在3 200~2 800 a B.P.之间。结合沉积样品系列的磁化率和粒度成分等气候替代性指标分析,揭示了在全新世中期向晚期转折过渡时期,渭河流域处于气候向干旱化发展的转型期,气候变化剧烈,大气系统不稳定,降水变率增大等,是导致特大洪水多发的主要原因。这也是渭河流域气候水文系统对于全球性气候恶化响应的结果。     

黄河上游全新世特大洪水及其沉积特征

黄河上游官亭盆地的黄河二级阶地面上沉积了厚约2m左右的平流沉积物,每次洪水形成1个由红色粘 土水平层和黑灰色粘土水平层组成的洪水单元。对研究剖面洪水沉积层的磁化率测量区分出了14个洪水单元, 代表了14次特大洪水的发生;利用盆地内的考古资料,将古洪水频繁发生的时期定为3700～2800aB.P.。粒度分 析表明官亭盆地平流沉积的沉积物几乎全部由粒径小于4φ的悬移物质组成,其分选系数>2,偏度<0,峰态中等。 与黄河中游进行比较,官亭盆地的平流沉积粒级更小,偏度更小且呈负偏。     

全新世古洪水研究进展

尽管古洪水的研究最多只有50年左右的历史,但是利用全新世古洪水研究来补充洪水频率计算的资料,对预测洪水发生的可能性和严重程度具有重要的意义,所以古洪水的研究发展比较迅速。本文从古洪水事件的判别、古洪水平流沉积物的特点、古洪水的水文计算等方面阐述了全新世古洪水的研究进展。古洪水研究虽然取得了很大进展,但是仍然存在以下问题:研究区域主要集中在长江、黄河流域的部分地区,所以研究区域需要进一步扩展;研究分辨率有待提高;洪水事件与气候变化的关系研究的较少;对洪水事件的成因关注的不多;对一个流域内古洪水序列的全面建立还存在困难。     

渭河宝鸡峡全新世特大洪水水文学研究

通过深入的考察,在渭河宝鸡峡河段发现典型的全新世古洪水滞流沉积地层剖面,并进行了古洪水沉积学和水文学研究。对于采集的序列样品,进行粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO3含量等分析,从沉积学角度证明了剖面上覆盖在古土壤S0顶部的沉积物为典型的古洪水滞流沉积层。根据其地层结构及其与流域内其他剖面的对比,结合其所含古文化层考古学年代和OSL断代数据等,确定渭河上游在3200～3000aB.P.发生了3次特大洪水事件。利用古水文学原理恢复其水位,并且利用水位-流量关系模型,计算出古洪水洪峰流量为22560～25960m3/s。 这个结果大大延长了洪水水文数据序列,从而能够建立渭河万年尺度洪水流量-频率关系,对于防洪减灾、水能源和水资源开发具有重要的应用价值。该成果揭示出万年尺度大暴雨洪水与气候变化的关系,丰富了全球变化的区域响应理论。     

黄河中游晋陕峡谷段全新世晚期洪水滞流沉积研究

通过对黄河晋陕峡谷的深入调查研究,在延长永和县河段发现了典型的全新世晚期洪水滞流沉积剖面。在野外考察中,对沉积物的宏观特征和沉积环境及其分布特征进行观察,并进行了系统采样。在实验室对沉积物样品进行了粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO3含量等测定。通过综合分析论证,表明黄河中游晋陕峡谷全新世晚期洪水滞流沉积物以粉砂为主,细砂含量次之,粘粒含量很少,分选性好,磁化率很低。其沉积学分类为细砂质粉砂,是黄河洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物。将其与典型的全新世风成黄土和古土壤进行对比,可知其粒度成分比黄土和古土壤更粗,粒级分布更为集中。此外,将其与延河郭家川全新世洪水滞流沉积物对比,发现其粒度频率分布基本相似。该研究结果对于揭示黄河中游洪水水文泥沙特性及其历史演变具有重要意义。     

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

白洋淀漕河全新世早期古洪水事件的沉积特征及气候背景

古洪水沉积物是研究地史时期极端降水事件和古环境演化的重要载体。基于地质记录开展古洪水重建研究,可以为揭示区域洪水历史过程及机制提供依据,对水资源利用和工程建设等具有重要的现实意义。本文以漕河古河道北岸出露较好的李迪城村剖面为研究对象,综合地层序列、野外沉积特征、沉积构造及沉积物粒度分析,对白洋淀地区漕河古河道沉积记录的古洪水事件进行了识别,发现该剖面具有以下主要特征:古洪水沉积层与下伏地层存在明显的冲刷侵蚀面,沉积体形态呈透镜状,由泥砾、炭屑、双壳类及灰黑色粉细砂混杂组成,发育中小型交错层理;洪水沉积物粒度指标(中值粒径、砂含量、黏土/粉砂值及Q90)表现为高值,以细砂为优势组分,含混杂的粉砂及少量黏土,分选较差;古洪水沉积层中古树与双壳类集中埋藏,呈定向排列,其指示的方向与遥感影像揭示的古河道方向一致。通过该剖面沉积特征及地层AMS ¹⁴C年代分析,确定漕河在全新世早期约10.8~9.6 ka BP发生了4期古洪水事件,这4期古洪水事件可以与该时期华北地区其它古洪水事件进行对比。当时正值全新世早期,东亚夏季风增强,为气温和降水频繁波动上升时期,据此推断白洋淀地区全新世早期的古洪水事件是当时气候背景下的产物。     

关中西部漳水河全新世古洪水平流沉积地层研究

在淖水河谷多个地点发现全新世古洪水平流沉积层赋存于黄土-古土壤剖面中.在杨凌河段的典型地点系统采样,通过磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度分析,揭示了古洪水平流沉积物的基本特征,明确了其与风成黄土和古土壤之间的主要区别.通过地层对比及对平流沉积层上下的文化层考古学断代,并且结合与主流漆水河古洪水的时代对比,确定了湋水河谷两期洪水发生在4 500-4 100aB.P.,相当于龙山文化的晚期,对应我国夏代之前的特大洪水.该研究对于湋水河古洪水水位和流量的恢复有十分重要的意义.     

黄河中游全新世黄土

Holocene loess in the Middle Huanghe Valley can be subdivided into 3 formations which are composed commonly of upper loess and lower dark loessial soil (a kind of paleosol) : the Xifeng Formation of Late Holocene, the Longxi Formation of Middle Holocene and the Luochuan Formation of Early Holocene. The layers of dark loessial soil at similar stratigraphic levels in different localities show such a change in age that samples from south are older than those from north, indicating a northward shift of the climate, belt during pedogenesis.     

Holocene palaeoflood events recorded by slackwater deposits along the lower Jinghe River valley,middle Yellow River basin,China

Palaeoflood slackwater deposits (SWDs), are the natural record of overbank flooding and are often found within aeolian loess‐soil profiles along the river valleys of the middle Yellow River basin. These pedo‐stratigraphic sequences are studied using a multi‐disciplinarily approach to reconstruct Holocene hydro‐climatic variations. Our field investigations along the lower Jinghe River valley have identified palaeoflood SWDs at several sites along the riverbanks based on sedimentological criteria. Analytical results, including magnetic susceptibility, particle‐size distribution and concentrations of chemical elements, indicate that these well‐sorted palaeoflood SWD beds were deposited from the suspended sediment load in floodwaters. We identify two episodes of extraordinary palaeoflood events along the Jinghe River valley. These hydro‐climatic events were dated to 4200–4000 and 3200–2800 a BP, by using the optically stimulated luminescence method in combination with archaeological dating of retrieved anthropogenic remains, and with pedo‐stratigraphic correlations with the previously studied Holocene pedo‐stratigraphy in the Jinghe River drainage basin. The flooding events are therefore considered to be a regional expression of known climatic events in the northern hemisphere and demonstrate Holocene climate was far from stable. This study provides important data in understanding the interactions between regional hydro‐climatic systems and global change in semi‐arid and sub‐humid regions. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

泾河下游古洪水滞流沉积物地球化学特征研究

通过沿泾河河谷广泛的野外考察,在高陵县杨官寨段发现典型的全新世黄土—土壤剖面。经过详细观测、系统采样和化学元素、粒度成分和磁化率等多指标测定,从剖面鉴别出两组古洪水滞流沉积层（SWD）,分别记录了发生在4 200～4 000 a B.P.和3200～2800 a B.P.期间的特大洪水事件。该研究着重对古洪水滞流沉积层与黄土层和古土壤层的元素地球化学特征进行对比研究。结果表明：（1）在风成沉积物中,Fe2O3、Al2O3、K2O、MgO等元素含量在古土壤层高于黄土层,而CaO和Na2O元素含量则表现出相反的变化。表明风化成壤过程中,这些元素的迁移变化受到全新世以来气候变化和成壤作用的影响。而Z     

黄河上游地区地质灾害分布规律与区划

黄河上游地区是中国地质灾害特别发育的地区之一.主要地质灾害有:地震、崩塌、滑坡、泥石流以及水土流失、土地沙漠化、土地盐碱化、黄土湿陷、融冻等,除了直接威胁人民生命财产安全和各种工程设施安全外,还严重破坏国土资源和生态环境,是阻碍西部大开发和可持续发展的重要因素.受地质、地貌以及气候等条件控制,各地区地质灾害发育情况有很大差异,可划分为3个地质灾害类型区:以土地沙漠化、盐碱化和地震为主的北部区;以地震、崩滑流和水土流失灾害为主的中部区和以融冻为主的西南部及西北部区,3个灾害区又可进一步划分为13个亚区.     

汉江上游安康东段古洪水事件光释光测年研究

通过对汉江上游河谷广泛的野外考察,结合粒度和磁化率分析,证明汉江上游安康东段阶地剖面夹有两层典型的古洪水滞流沉积层,其记录了两期古洪水事件。选择该河段LSC两个剖面进行系统采样,对其进行了年代学和沉积学研究。应用单片再生法（SAR）光释光测年技术,获得其光释光年龄值,结合地层对比,确定这两期古洪水事件分别发生在距今13050~12270 a（对应BL+AL事件向着YD气候恶化事件转折阶段）和发生在距今1000~900 a左右,相当于我国历史上的北宋时代后期（A.D. 1000~1100）。通过与国内外多种高分辨率气候变化记录的对比分析,揭示了古洪水事件的发生与气候恶化转折时期,季风气候格局突变、气候波动不稳定、降水变率增大有密切关系,这对汉江上游水资源综合开发利用以及防洪减灾有着重要的意义。     

黄河源玛曲段末次冰消期以来古洪水事件与冻融褶皱现象研究

通过对黄河源玛曲段开展广泛细致的野外考察,在黄河左岸第二级阶地前缘达尔琼东（DEQ-E）地点发现了两组漫滩相古洪水泛滥沉积层（OFD1和OFD2）。剖面厚448.5 cm,层次分明,未经人为扰动,沉积学特征显著。结合野外宏观特征与室内磁化率和粒度指标分析结果,确定这两组OFD（245.0~448.5 cm）为典型的黄河大洪水溢出河槽形成的泛滥沉积物,共记录了两期11次古洪水事件。基于光释光（OSL）测年数据,确定了这些古洪水事件的发生时段以及OFD1上部（270.0~330.5 cm）冻融褶皱现象的发育年代。这两期古洪水事件分别发生在14900±1010~12800±1130 a和11060±880~9820±390 a,在时间坐标上分别对应于末次冰消期中的Bølling-Allerød暖期和早全新世气候逐渐转暖阶段。由于青藏高原冰川对气温变化响应敏感,在Bølling-Allerød暖期和早全新世气候逐渐转暖的大背景下,此时黄河源区发育的大规模冰川积雪会加速消融,抑或叠加区域暴雨的影响,进而导致了该河段大洪水事件的频发。另外,根据沉积地层的先后顺序及其发育特征,确定OFD1上部冻融褶皱发育年代为12500~11500 a,在时间坐标上与末次冰消期中的新仙女木寒冷事件（YD）对应。由于此时青藏高原整体以急剧降温为特征,使得该研究河段的沉积地层受到显著的冻融作用,进而形成了典型的冻融褶皱/冻融泥流等冰缘地貌类型。该研究成果有助于深入理解黄河源流域水文系统和地貌发育过程对全球气候变化的响应规律。

     

黄河上游春季径流的特征

本文指出,在唐乃亥以上的黄河上游干流融雪径流是3月下旬至6月上旬期间径流量的主要成份,所占比例在40％以上。据此,对NOAA/TIROS气象卫星云图的积雪遥感信息应用于黄河上游春季融雪径流预报进行了尝试。根据1987年龙羊峡水库实测资料验证,预报精度在80％以上,基本符合业务预报要求。     

全新世古洪水事件光释光测年研究——以渭河下游临潼段为例

通过对渭河下游河谷进行深入的考察,在临潼段发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层。在剖面系统采样并进行磁化率和粒度成分分析,从沉积学角度证明该地层记录了全新世以来古洪水事件的信息。同时,在剖面采集OSL测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)进行红外后蓝光(Post-IROSL)释光测量,获得了7个OSL绝对年龄值,建立了全新世剖面年代深度关系曲线,确定渭河在3200～3000aB.P.之间发生特大洪水事件。综合地层学对比以及剖面磁化率和粒度等气候替代性指标分析,揭示了全新世中期向晚期转折过渡时期,气候向干旱化转折,气候不稳定,频繁波动,降水变率大,是造成渭河流域特大洪水事件发生的主要原因。     

黄河上游地区气候变化及其对黄河水资源的影响

通过对1961年以来黄河上游地区气候变化的分析,发现黄河源区进入80年代中后期以后,年平均气温上升趋势非常明显,特别是1998年的年平均气温竟达到-2.1℃,是40年来年平均气温最高的一年;进入90年代,春季和夏季温度急剧回升.黄河上游地区年平均降水量及秋季降水量无明显的变化趋势,且其年际间的波动趋于缓和;冬季(12～2月)和春季(3～5月)降水量的变化趋势呈现出逐年增多的趋势;夏季(6～8月)降水量变化趋势却表现出显著的减少趋势.同时,分析了38年黄河上游径流量及其与流域降水、气温的关系,着重分析了干旱气候对黄河水资源的影响.结果表明,黄河上游地区水资源呈减少趋势,其减少趋势进入90年代后尤为明显.这一变化趋势与黄河上游地区夏季降水量变化趋势有着一致性,说明汛期降水量的减少是黄河上游流量减少的最直接的气候因子.