黄河上游靖远-景泰段全新世古洪水水文学

对黄河上游靖远景泰段峡谷进行系统野外考察,在靖远县金坪村(JPC)发现典型的全新世古洪水滞流沉积物。通过光释光(OSL)测年和与黄河吉县段FJJ剖面进行地层对比,确定这期特大古洪水事件发生在 3 200~3 000 a B.P.,即全新世中期晚期气候恶化转折阶段,对应着我国历史上商末至西周早期。采用古洪水水文学方法恢复古洪水洪峰水位,并且采用比降-面积法计算这一期多次古洪水事件的洪峰流量为 16 110~17 740 m³/s。同时,根据野外调查获得 2012年7月31日黄河上游大洪水的洪痕高程,采用相同参数和方法恢复其洪峰流量,误差仅有 2.7%,表明在该河段对于古洪水水文恢复计算参数选取和计算结果是可靠的。     

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。     

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.     

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.     

苏州东南部全新世沉积特征及海侵

苏州东南部隶属太湖沉积区，该区全新世的沉积环境尤其是海侵问题，前人曾作过研究，存在一定的争议，根据对苏州东南部分地区的实际资料及前人资料的研究，对苏州东南全新世时的沉积特征及海侵发生时间，范围等问题提出了看法。     

黄河上游官亭盆地古洪积扇前沿全新世地层序列研究

青海官亭盆地喇家遗址史前巨大灾难事件,是我国史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一。通过对官亭盆地喇家遗址北侧大红山前古洪积扇前沿地带的野外考察,进行土壤沉积物地层划分、结合理化指标测试分析,发现该地带土壤与沉积物的基本层序,自下而上依次为晚更新世马兰黄土（L₁）—全新世早期过渡性风成黄土（L_t）—全新世中期古土壤（S₀）—全新世晚期风成黄土（L₀）—现代耕作土壤（MS）。这个层序特点与黄河北岸第二级阶地喇家遗址区域相同,也与黄土高原地区全新世土壤沉积物的层序相同。在全新世中期黑垆土古土壤（S₀）中夹有三层红色泥流沉积层（RC₁、RC₂、RC₃）,是全新世中期后段气候恶化条件之下,暴雨山洪泥流溢出沟槽在地面扩散沉积形成。该地带以RC₁为代表第一期山洪泥流事件早于喇家遗址毁灭的年代。以RC₂为代表的第二期山洪泥流层卷入密集的木炭屑和杂物,表明在山洪泥流发生的时候有火灾发生,这对应着3 850 a B.P.毁灭喇家遗址的大地震和山洪泥流群发生灾难事件。以RC₃为代表的第三期山洪泥流事件,与喇家遗址区域相同发生在3 600 a B.P.。其后在古洪积扇前沿到黄河第二级阶地的范围,再没有发生山洪泥流溢出沟槽扩散覆盖土地并且毁灭聚落成灾的现象。在喇家遗址北侧古洪积扇区域建立了全新世土壤地层序列,分析了该地带山洪泥流与喇家遗址灾难事件的联系。这对于研究揭示史前时期以来官亭盆地人地关系演变具有科学意义。     

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.     

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。     

黄河上游官亭盆地全新世山洪泥流盛行期及其与全球气候变化关系研究

黄河上游青藏高原东北边缘的自然环境具有高度的敏感性和脆弱性,其对全球变化的响应受到国内外学术界的广泛关注。特别是关于官亭盆地喇家遗址及其周边区域的史前灾害与形成机制问题,国内外地学与考古学界存在激烈的学术争论。通过多年对官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和第二级阶地及吕家沟、岗沟、马家沟等区域细致的野外考察,在该区域选取4个天然沉积剖面,对其进行高分辨率的系统性采样,并分析测定磁化率、粒度成分和砂级颗粒。结果表明：晚更新世晚期到全新世早期官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和黄河第二级阶地区域沉积了风成黄土（L_1-1和L_t）,全新世中期形成了黑垆土古土壤（S₀）。该区域沉积剖面结构普遍的特征是,全新世中期黑垆土古土壤被山洪泥流层和山洪砂土层分隔为多个层段,这是发生在OSL年龄3960~3650 a,对应¹⁴C年龄3850~3600 a B.P.期间的大规模暴雨山洪泥流灾害事件造成的结果。这期间官亭盆地发生了两场多次大地震,并且伴随短时段高强度暴雨诱发的大规模山洪泥流,其在古洪积扇前沿溢出沟槽,扩散到黄河第二级阶地沉积下来,淹没农田和聚落,以喇家遗址为代表的大型齐家文化聚落由此而毁灭。通过与全球气候变化对比分析,发现这个山洪泥流盛行期发生在全球气候变化的转折阶段。气候恶化造成青藏高原边缘大气环流不稳定,对流旺盛,极端性暴雨频发。在史前人类土地开发利用与多次大地震造成的坡面失稳背景条件之下,暴雨诱发大规模山洪和泥流、泥石流等灾害性地表过程,毁灭了喇家遗址的齐家文化聚落。这个研究结果对于深入理解黄河上游史前气候环境变化、自然灾害和人地关系演变具有重要科学价值。

     

关中西部津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,确定了淖水河谷两期洪水发生在4500-4100aB．P．,相当于龙山文化的晚期,对应我国夏代之前的特大洪水。该研究对于滓水河古洪水水位和流量的恢复有十分重要的意义。     

黄河上游官亭盆地红粘土层成因机制再探讨

位于官亭盆地的喇家史前灾难遗址被毁原因是近年来人们争论的焦点。笔者在野外调查和实验测试分析的基础上,对官亭盆地二级阶地上沉积的红色粘土层来源、成因机制进行了再探讨,揭示了山洪泥石流对官亭盆地喇家遗址的影响,以期为山间盆地区居民正确制定防灾减灾措施提供地质依据。主要取得了以下认识:1)官亭盆地剖面2.45m厚的红色粘土层其粒度特征以第二组分为优势组分,其中值粒径为9~11μm; 磁化率值主要分布在20×10-8~40×10-8 m3/kg之间; 2)该红色粘土层与积石峡峡谷区的湖相地层在发育年龄、颜色、粒度、磁化率、土体质地结构等方面具有明显区别,反映了二者不同的成因机制,红色粘土层与积石峡堰塞湖溃决无关; 3)官亭盆地北侧由于地震等作用形成的山体古崩塌、古滑坡和第三系松散粘土物质被强降水近距离冲刷搬运堆积在山前坡地,遗址毁灭的洪水来自北侧岗沟等沟谷,而非黄河泛滥的洪水; 4)官亭盆地红粘土的成因可能是:地震诱发滑坡、崩塌,同时造成山体疏松,在暴雨或持续降水作用下,滑坡崩塌堆积物和山体松散物质被洪水沿沟谷携带到沟口及地势较低的黄河二级阶地沉积,地震后发生的山洪泥石流灾害造成了喇家遗址的彻底毁灭。     

黄河上中游地区生态环境质量综合评价

利用RS与GIS等高新技术,通过生态环境分区、评价因子信息提取、评价因子分值权值确定、评价模型建立等步骤完成黄河上中游地区生态环境综合评价,为区域可持续发展和环境保护提供科学依据。     

黄河上游地区地应力状态与地质灾害关系探讨

本文在广泛收集研究区相关资料的基础上, 以实测地应力值为依据, 对研究区的地应力状态进行了模拟分析, 进而对地应力状态与地质灾害的关系进行了探讨。得到如下认识:地震活动是地应力积累到一定程度而释放的结果, 强震活动一般发生在最大主应力方向与断裂走向呈锐角的部位, 地震活动往往发生在局部高应力区。崩塌、滑坡、泥石流灾害在空间分布上与最大差应力的高值区存在较好的对应关系, 但与最大主应力高值区则无明显的对应关系。      

黄河上游地区崩塌滑坡泥石流地质灾害风险评价

本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流进行野外地质调查和资料收集的基础上,确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。评价单元共116个。研究区地质灾害风险共分为5级,高风险单元3个,较高风险单元8个,中等风险单元24个,较低风险单元54个,低风险单元27个。风险评价结果表明,评价区内不同地区崩滑流灾害风险程度相对差异较大,总体分布特点是中部地区较高,北部和南部较低。从风险指数的结果来看,有些风评价单元的风险指数非常接近临界值,一旦危险性条件和易损性条件发生改变,将会引起地质灾害的风险级别发生变化。因此,在西部大开发的进程中,无论是在开发资源还是进行各种工程活动,都应注意保护环境,避免地质灾害向着严重的方向发展。      

黄河三角洲的冰融沉积构造及其研究意义

冰成沉积构造是在冰直接控制下而形成的沉积构造,冰融沉积构造是其中的一类。通过对黄河三角洲的野外地质考察,发现并描述了7种冰融沉积构造：冰融水流痕、冰成裂流痕、冰融丘(冰融痕)、冰成泥沙片、冰成泥沙笋、冰成豆粒和冰成根状构造。冰融沉积构定的指示意义。最后,系统总结了冰成沉积构造的分类。     

黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害区域危险性评价

本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害进行野外调查和资料收集的基础上,对地质灾害进行了以县(市)为单元的危险性评价。评价区共包括116个单元,地质灾害危险程度共分为5级,高危险单元5个,较高危险单元7个,中等危险单元11个,较低危险单元47个,低危险单元46个。      

中更新世早中期以来黄河上游与三峡库区滑坡形成机理与气候变化关系研究

气候变化对滑坡的影响关系研究是近年来滑坡灾害研究的热点问题之一。本研究以我国中更新世早中期以来黄河上游和三峡库区的滑坡为研究对象,分析了其发育期与气候变化的对应关系以及气候演变对滑坡发育的作用机理。研究认为: 1）大型古滑坡在时空分布上具有明显的多期性和时段性,大区域滑坡的广泛发育与全球古环境变化的暖湿间冰期之间呈现良好的对应关系。2）黄河上游龙羊峡-刘家峡段干流区内共发育有3期滑坡,其中早期滑坡多披覆于黄河Ⅲ～Ⅳ级阶地,光释光年龄显示其发生于MIS3时期;  晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于MIS1时期;  现代滑坡披覆于黄河Ⅰ级阶地,多为早期滑坡前缘因人类工程活动诱发的次级滑坡。3）三峡库区中更新世早中期以来主要发育了3期古滑坡,并以深海氧同位素的MIS5和MIS3为最多,尤其是中更新世晚期以来,滑坡数量明显增加,延续时间明显增长。     

重庆永川汉东城遗址地层记录的长江上游唐代洪水事件

历史文献中关于长江洪水的记录比较粗略,对于了解长江水体的历史变化带来很多不确定性.长江两岸考古遗址地层中的事件地层为研究长江水体的历史变化提供了新的视野.汉东城遗址位于重庆市永川区朱沱镇汉东村,地处长江上游西岸一级阶地上,是川南黔北渝西水上交通要道.本文对遗址地层样品进行了粒度、地球化学元素、酸碱度等的测试与分析.结果显示,T0104剖面土壤以粉砂质壤土为主,但是与同剖面其他层位的样品相比,第7层样品粉砂含量明显偏高;地层中样品的地球化学元素含量,以SiO2、Al2 O3、Fe2 O3为主;与UCC相比,本地区土壤SiO2、Al2O3、K2O等元素含量相对稳定,但是Na2O明显偏低,P2O5明显偏高.地层中的CIA值,在汉代及以前,在65~75之间,Rb/Sr值在65~80之间,处于中等化学风化作用阶段,气候相对温湿;在汉宋之间,CIA值和Rb/Sr值均有一个明显降低及逐渐回升的过程,之后CIA值和Rb/Sr值一直在60左右徘徊,说明气候在降温之后虽有所回升,但整体比前期冷干.地层中铷锶含量及其比值的变化显示,在汉宋之间的某个时段内,该区域发生强降水的可能性非常大.在遗址发掘出土遗存和测年的基础上,对遗址土壤粒度、地球化学元素等分析,结合气候变化背景资料综合分析认为:1)汉东城遗址所在区域在唐中后期确实发生过一次大规模的洪水事件;2)本次洪水事件可能与强降水有关;3)通过与现代洪水记录的对比分析认为,遗址地层中记录的洪水事件可能比1998年和2018年洪水规模还要大.     

黄河中游岩土侵蚀问题及防治对策探讨

黄河中游出露地层岩性主要有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系碎屑岩;中生界三叠系砂泥岩、侏罗系砂泥岩和白垩系砂泥岩;新生界古近系砂泥岩、新近系(原为第三系)红土及第四系风积黄土和现代风积沙。第四系黄土厚度大,结构松散,遇水易解体,具湿陷性,是黄河中游粗泥砂的主要物源;第四系风积沙分布于黄河中游北部,亦是黄河中游粗泥砂的主要物源。岩土侵蚀类型有五:一是风力侵蚀—风沙侵蚀;二是降雨对谷坡面的面状冲刷—坡面侵蚀;三是地表径流对谷底的侧蚀—沟谷侵蚀;四是滑塌对谷坡坡体的破坏—重力侵蚀;五是潜蚀。并对不同侵蚀类型提出了不同的防治对策。