看得见的“沧海桑田”

沧海桑田,一直都用以形容世间万物的极大变迁,这种变化往往需要数千,甚至数万年的漫长岁月。可是今日当你立足于黄河三角洲时,沧海桑田的变化、海陆分界的变迁,一览无余。黄河三角洲是以黄河入海河道为中心、向着大海辐射的巨大扇形。     

流域因素与人类活动对黄河下游河道输沙功能的影响

从泥沙收支平衡的概念出发定义了河道的输沙功能, 提出了河道输沙功能的定量指标, 研究了流域自然因子和人类活动对黄河下游河道输沙功能的影响. 这种影响可以用不同水沙来源区的降水量、进入黄河下游的大于0.05 mm粗泥沙占来沙量百分比、黄河上游水库对汛期清水基流的调节程度(以兰州站汛期径流量占全年百分比表示)、高含沙水流频率、流域内水土保持措施实施面积等来定量表达. 运用多元回归分析方法, 建立了黄河下游河道输沙功能指标与上述7个因子之间的多元回归方程. 表明不同水沙来源区降水量的减少对下游河道输沙功能的影响是不同的. 河口镇以上清水区和龙门至三门峡之间年降水量减少, 将导致下游河道输沙功能指标降低; 河口镇至龙门间降水减少, 将导致下游河道输沙功能指标增高. 来沙的组成强烈地影响下游河道输沙功能指标, 进入黄河下游的大于0.05 mm粗泥沙占来沙量百分比越大, 则河道输沙功能指标越低. 因此, 小浪底水库拦截粗泥沙、排出细泥沙, 将有利于提高下游河道输沙功能指标. 兰州站汛期径流量占全年百分比越低, 下游河道输沙功能指标越低, 说明黄河上游水库大量拦截汛期清水基流, 是下游河道输沙功能降低的原因之一.     

黄河下游治理的地学基础

从黄河下游平原沉降与沉积特性、黄河下游河道特性、黄土高原侵蚀特性、黄河中下游暴雨洪水特性等方面,阐述了黄河下游治理的地学基础的内涵,并指出自全新世以来,黄河下游的地学属性诸要素虽存在继承性演变,但并未出现根本性变化.基于对黄河下游地学属性的分析,提出了关于黄河下游治理的几点认识：（1）基于下游的堆积性河流属性,在河道治理诸措施中,放淤应当是第一位的;（2）基于下游河道的游荡属性,应在加固现有大堤的基础上给予河道必要的游荡空间;（3）基于黄河河口海洋动力弱和三角洲的演变规律,应给予黄河尾闾必要的摆动空间;（4）基于黄土高原侵蚀环境不会根本改变,中游治理应以缓解地形破碎程度,使高原地貌形态朝营造局部＂夷平面＂的方向改善,而生态治理则应以＂退田还草＂为努力方向;（5）基于不能排除未来出现历史上特大洪水的可能性,应继续以历史特大洪水作为下游防洪的设防对象;（6）提出＂治黄周期律＂概念,并指出不能希冀今天的黄河下游河道能够永续利用,未雨绸缪研究黄河下游人为改道和新的流路是必要的.     

[专稿]长江上游水库改变干流磷通量、效应与修复对策

磷主要随河川径流循环,是水域重要营养或污染物质,是长江及河口浮游生物限制因子.在自然与人类活动作用下,磷循环规律及变化对水生态环境具有重要作用.本文根据实测资料、理论和模型系统分析了长江磷自然循环属性、水库作用及可能的环境影响.长江磷以颗粒态为主,与泥沙关系密切,受水库影响大量沉积;颗粒磷的潜在生物有效磷(BAP)较高,总量超过人类排放;自然背景下磷与淡水系统关系较小,到河口及周边海域释放BAP是这里生态系统关键的营养资源;水库拦截使在底泥沉积并在缺氧环境释放的BAP成为河流上游潜在污染源.水库拦沙也破坏了下游河流泥沙的磷缓冲机制,增加环境脆弱性,降低污染承受能力,抬高水库下泄背景溶解磷浓度和河口碳、氮的相对程度,增加干流最下游大型水库污染和水华风险.另一方面,实测资料对比研究表明,我国河流地表水环境监测规范中的磷分析方法存在问题,采用"澄清样"方法使磷大量漏测,上下游、河湖库及汛枯期间磷通量监测口径不同、标准不一,很难适应流域一体化管理要求;依此监测的评估也会严重低估水库作用,忽视其拦磷和抬高背景溶解磷等机制,误导污染源解析,影响环境管理与决策.流域水库改变泥沙、磷及循环规律是当前长江干流环境条件的实质性改变,是长江保护生态面临的主要问题和修复重点之一,建议在大型水库持续挖泥用以功能性修复河流物质通量和消除上游潜在污染内源.     

黄河三角洲北部海底刺穿初步研究

通过对地形、高分辨率浅地层剖面及钻孔等资料分析 ,发现现代黄河三角洲北部存在海底刺穿 .刺穿体分布在废弃三角洲叶瓣水下斜坡的中下部 ,由河口沙坝之下的前三角洲沉积的软弱层变形造成 .进一步研究表明其成因与密西西比河三角洲有很大差别 ,与海洋动力对海底侵蚀密切相关 ,刺穿发生在侵蚀量最大的部位 .软弱层及其刺穿体对海洋工程设施危害极大     

地球自转速率变化与河道演变及泥沙灾害关系初探

丰沙期及低频率、高强度洪水往往酿成泥沙灾害和洪涝灾害。地球自转变化是影响河道演变与诱发泥沙灾害的重要的自然因素,由长江、黄河及淮河的部分水沙资料及地球自转日长变化资料的初步分析表明,当地球自转由加速转向减速时,黄河下游出现枯水、少沙时期,长江中下游及淮河出现高频率、低强度洪水;而地球自转由减速转向加速时,黄河下游出现丰水期和中、丰沙期,长江与淮河出现低频率、高强度洪水,长江下游处于切滩旺盛期。在地球自转变化的转折点之间,河道处于相对稳定演变阶段,一般不会发生严重的洪涝与泥沙灾害。     

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.     

山东:土质调查是耕地保护“重中之重”

山东省地处中国东部沿海、黄河下游,包括半岛和内陆两部分,陆域面积15.71万平方千米,山东地势中部山地突起,东部为丘陵区,西部、北部为平原区。现有耕地762.6万公顷,山东粮食产量已保持12年连增,去年总产量达到919.32亿斤;以粮食、瓜果、蔬菜、花卉、苗木、水产养殖为代表的农业现代化取得了巨大发展。耕地保护涉及国家粮食安全,而耕地保护最核心、最本质的内容就是质量和数量的保护。自2003年国土资源部中国地质调查局和山东省人民政府签署合作协议,共同出资开展"山东省黄河下游流域生态地球化学调查"以来,山东一直把耕地质量调查作为耕地保护的重要内容,摆上重要议事日程,加强组织领导,强化部门协调,加大工作投入,狠抓质量监控,使土地质量调查工作全面推进。《地球》记者从山东省国土资源厅了解到,截至目前,山东省陆域范围1:25万土地质量地质调查工作已全面完成,并试点开展了章丘市、巨野县1:5万土地质量地质调查和特色农产品产地地质背景研究。     

现代黄河三角洲沉积物磁性地层年代框架及环境磁学研究

本文对黄河三角洲Z07孔沉积物进行了系统的磁性地层学和环境磁学研究.通过结合沉积速率和古地磁长期变化数据,我们为该孔建立了较为精确可信的年代框架(1999-03—2006-06A.D.).环境磁学结果表明黄河三角洲沉积物与中国黄土的磁学特征相似,主要载磁矿物为单畴(SD)磁铁矿,超顺磁颗粒(SP)含量也较高.整体上,该孔沉积物磁学参数的变化主要受粒度和含量控制.岩芯磁性参数在2003年前后发生了系统变化.我们认为,黄河自2002年起进行调水调沙工程,黄河下游河道冲刷加剧,形成新的物质来源,河流输入的沉积物粒度变粗,输沙量增加,这一新的物质来源是造成Z07钻孔磁性参数发生显著变化的主因.     

“驯服”黄河

黄河是中华民族的母亲河,她孕育了灿烂的中华文明,也养育了一代代的中华儿女。她流经中国腹地,炎黄子孙既得益于黄河与黄土的哺育而生息繁荣,又受害于黄河与黄土相伴,造成的黄河下游河道“善淤、善决、善徙”而治水不止。在中华民族生存发展史中,有很大篇幅都与黄河治理有关。治理黄河的故事,从神话就开始,大禹治水的传说就是治理黄河的故事。历史上涉及治理黄河的人物有：夏禹、郑国、贾让、张戎、王景、司马孚、姜师度、刘晏、欧阳修、司马光、王安石、宋用臣、苏辙、都实、周用、万恭、潘季驯、杨一魁、朱之锡、靳辅、陈潢、高斌、郭大昌、栗毓美、林则徐、吴大澄、张曜,等等。中国最早的灌溉工程,首推就是黄河流域的滮池（在今陕西省咸阳西南）,《诗经》中有“滮池北流,浸彼稻田”的记载。     

太湖西北部表层沉积物粒度特征与沉积环境

对太湖西北部主要入湖河流、河口及近岸湖区64个表层沉积物样品进行粒度分析,结合粒度参数计算和聚类分析,探讨了表层沉积物的粒度分布特征及其沉积类型.研究结果表明:研究区沉积物平均粒径介于4.0~58.7μm之间,粒级组分为黏土、粉砂和砂,其含量的均值分别为7.19%、81.81%和11.00%.太湖西北部表层沉积物以粉砂和砂质粉砂为主;研究区粒度总体呈南粗北细的分布特征,太湖西部沿岸区距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗.太湖北部入湖河流沉积物的频率曲线峰形较宽,峰值位于细粒级;西岸入湖河道多呈单峰态,粒径偏粗;河口区沉积物粒径较河道偏粗,粗颗粒含量高.Q型聚类分析结果表明,研究区可分为4类沉积区,其中3类沉积区有典型特征:第1类沉积区主要分布在太湖西部沿岸,其沉积物粒度相对较粗;第2类沉积区主要位于入湖河流河口,沉积物粒度最粗;第3类沉积区位于蓝藻频发的梁溪河,其沉积物黏土含量极高,表明沉积物粒度特征可能与污染状况有一定的联系.     

河北因何雾霾频发?

<正>如果说众多重工业企业是制造河北雾霾的"元凶",那么河北所处的特殊地理位置、日益恶化的自然环境以及频繁的人类活动,则是主要"帮凶",为雾霾推波助澜。河北的复杂地理环境河北省位于黄河下游,北纬36度01分至42度37分,东经113度27分至119度50分之间,东西最大距离650千米,南北最大距离750千米,全省面积约为18.88万平方千米。地处华北平原北部,北倚燕山山脉,东北部与辽宁接壤东毗邻天津市并紧傍渤海,东衔山东省,南与河南为邻,西邻山西且以太行山为依靠,西北与     

钱塘江河口周边钻孔磁性地层学研究及意义

长江三角洲地区的沉积历史和特征,是揭示我国东部沿海区域新生代以来构造演化与地理格局形成过程的重要窗口.本文基于磁性地层学方法,结合AMS14 C和光释光测年数据以及该地区硬质黏土标志层,对分布于钱塘江河口两侧的五个钻孔建立年代地层框架.结果表明,除河口北部一个钻孔底部年龄至高斯正极性期外,其余钻孔显示南部地区约200ka BP以来才开始沉积,最南端晚至约60ka BP.与该地区已有钻孔磁性地层学资料进行对比,认为长江三角洲部分区域沉积年龄超过百万年和"北厚南薄、东厚西薄"的特征,主要是受早期区域构造背景的影响,而长江三角洲大范围的沉积发生自约200ka BP以来,受构造缓慢沉降和海平面变化控制的细颗粒(黏土-粉砂粒级)从晚更新世才开始沉积,约60ka BP以后扩大至整个三角洲区域.     

黄河水资源问题与对策研究

黄河是中国的第二大河.黄河下游由于水资源缺乏近些年来频频发生的断流引起了人们的极大关注.黄河水资源问题日益重要,继黄河洪水、泥沙之后,成为举世瞩目的又一个热点问题.黄河水资源问题有其自身的特点,人们一直在探寻解决这个问题的好方法.本文根据长期实测资料分析介绍了黄河水资源的概况,剖析了黄河水资源开发利用中存在的问题,并对如何解决这些问题提出了建议.     

金沙江下游梯级水库泥沙淤积和坝下河道冲刷规律

金沙江下游4个梯级水电站总装机容量相当于两座三峡水库,是“西电东送”中部地区的源头工程,工程效益发挥对经济社会发展意义重大。2012年以来,向家坝、溪洛渡、乌东德和白鹤滩电站等陆续蓄水运行,层层拦截金沙江的泥沙,2013—2020年向家坝出库年输沙量均值下降至152万t,减幅超过99%。大量泥沙淤积在梯级水库内,同时向家坝以下河道发生长距离冲刷。本文以自金沙江下游工程筹建以来的观测资料为基础,针对梯级水库的泥沙淤积和坝下游河道冲刷规律开展研究,结果表明:金沙江下游四个梯级电站自建成运行至2020年底,累计淤积泥沙约5.98亿m³,其中溪洛渡库区淤积量占比达92.5%,2013-2020年溪洛渡和向家坝水库排沙比分别为2.64%和22.2%,其水库泥沙主要淤积在常年回水区的干流河道内,以死库容内淤积为主,侵占有效库容的比例小于1.3%。金沙江下游库区干流河道的峡谷特征明显,淤积多表现为主河槽的平铺式淤高。溪洛渡和向家坝库区淤积的泥沙沿程分选特征明显,越靠近坝前,中数粒径减小、细颗粒泥沙沙量百分数增加,极细颗粒泥沙会在库区一定范围内大量沉积。向家坝下游河床普遍冲刷,但...     

长江与黄河入海活性硅输送规律及变化趋势

根据长江与黄河各一个完整水文年的调查数据,并结合历史资料分析了我国这两条大型河流活性硅((RSi,RSi=溶解硅(DSi)+生物硅(BSi))的入海通量及长时间序列的变化规律与影响因素.结果表明,长江与黄河RSi的组成存在显著的差异,二者水体中BSi/RSi的平均比值分别为0.22和0.49;黄河DSi的年平均浓度为长江的74%,而BSi年平均浓度却是长江的3倍.黄河水体中相对较高的BSi浓度反映了黄河流域水体浑浊度与土壤侵蚀程度较高,源自黄土高原高的泥沙输送量是导致黄河水体中BSi浓度较长江高的主要原因.长江与黄河下游RSi通量在丰水期、平水期与枯水期的比值分别为5.3∶3.1∶1.6与3.8∶3.4∶2.8,长江半数以上的RSi入海通量是在丰水期输出的,而黄河在3个时期的差异不明显.相比于径流的变化,1958-2014年间长江DSi通量变化主要是由DSi浓度的变化引起的,流域气候变化(如温度变化)是其浓度及其通量年代际变化的重要原因;而黄河1985-2001年间DSi通量下降是由于径流量与DSi浓度降低的双重原因引起的.气候变化,特别是温度的变化会对流域硅的风化速率与硅的产出产生重要影响,但其具体的影响有待进一步揭示.     

长江中游泥沙与洪水来源的网湖沉积记录

在长江中游湖北省东部网湖湖心的采取柱状沉积物,用²¹⁰Pb+¹³⁷Cs方法测定表层的沉积速率.制作连续切片,选取深度7烈-88lmm的层型沉积较完整的一段样品,用显微镜量测浅色层和暗色层的厚度,采用电子探针确定层的地球化学成份,并由此计算了纹层的主要矿物组成.认为纹层主要是由于在洪水季节长江带来的浅色泥沙与在枯水季节富水河带来的含暗色矿物泥沙交替沉积形成的.泥沙主要来源于夏季长江倒灌入湖的洪水,部分来自长江支流富水河;冬季枯水季节,泥沙基本来源于长江支流富水河.     

吉林向海沼泽湿地典型剖面沉积及年代序列重建

沼泽湿地发育过程中堆积的各类沉积物真实地记录下区域环境演变与沼泽湿地发育过程。本文以无尾河下游漫流区——向海沼泽湿地为研究对象,对其典型沉积剖面结构、沉积物容重、年龄指标、沉积速率等多项沉积记录进行了综合剖析。结果表明：沼泽沉积物的层序关系可以揭示沼泽的形成途径及环境变化;溪边沼泽接受更多的矿质沉积物;1880-1885年该区域出现河道变迁的痕迹;向海沼泽湿地沉积速率与典型的河口三角洲类似,体现了河口尾端湿地的特点;近50年来,向海沼泽湿地沉积速率急剧上升,其原因可能与解放后该流域人类活动增强、植被破坏、水土流失严重有关,在时间上,与流域上游大型露天煤矿开采时段有较好的耦合性。     

三峡水库支流小江富营养化模型构建及在水量调度控藻中的应用

三峡水库蓄水以来,支流小江呈富营养化加重的趋势,且多次暴发春季水华.水库蓄水以后支流流速变缓,水体滞留时间增加,是引发支流水华的主要因素之一.基于MIKE软件,建立小江调节坝下游至河口的二维水动力-富营养化模型,考虑碳、氮、磷3种元素在浮游植物有机体、死亡腐屑和无机盐中的循环转化,模拟小江河段的春季水华过程.分析小江生态调节坝的水量调节抑藻作用,即人为制造"洪水脉冲",增加短时间内的水流流速,对下游流场进行扰动以控制水华.计算结果表明,增大泄水量对调节坝下游的小江河段的春季藻华总体上具有一定的抑制作用.小江上游河段调度作用效果明显,下游高阳至入汇口河段调节作用较小,上游调节坝水力调度可以作为三峡水库支流水华应急治理措施之一.营养盐控制应该是控制支流水华的根本措施.     

水库对河流营养盐滞留效应研究进展

综述了国内外水库对河流营养盐滞留效应的主要进展,尽管在大型水库是否显著改变原有河流输送营养盐的问题上存在诸多争议,反映在滞留效率的估算上,存在前后矛盾的结果,但大量的文献仍支持筑坝显著改变了河流原有输送营养盐的特性,并对下游、河口产生深远的影响.本文将"滞留"的主要过程分为泥沙过滤作用和生物过滤作用,并列举了若干经典的估算滞留效率的方法和部分水库对营养盐的滞留效率.