郑州全新世黄土的颗粒形态特征及其环境意义

用偏光显微镜和图像处理软件对黄土颗粒形态进行观察和定量分析,用激光粒度仪测量黄土的粒度分布。结果表明:郑州地区黄土中颗粒的一般呈次圆状-圆状,具有较高的圆度和球度;矿物组合以石英和长石占绝对优势,但郑州黄土中石英/长石比值和C/F_{(10 μm)}值高于关中黄土;郑州黄土粒度峰值集中在50~80 μm且曲线形态较陡,而关中黄土粒度峰值在20~40 μm且曲线形态较缓。综合分析认为,郑州地区黄土可能来源于孟津以东的黄河冲积扇,应属于近源黄土。     

黄河源区玛曲段末次冰消期古洪水事件及其光释光测年研究

通过对黄河源区玛曲段河谷开展野外考察,在太吾若(TWR)发现典型的古洪水滞流沉积剖面。根据野外沉积学宏观特征判别,并结合粒度分布、磁化率、地球化学元素和石英颗粒微形态特征等室内实验分析测定结果,准确鉴别出TWR剖面所夹一组多层洪水滞流沉积物(SWD),属典型的河流洪水在高水位滞流环境下沉积的悬移质泥沙。结果表明,TWR剖面古洪水SWD和现代洪水SWD沉积学分类为沙质粉沙,现代土壤为黏土质粉沙,现代风成沙为中沙。古洪水SWD粒度自然分布频率曲线为正偏,呈单峰,主峰高且峰值集中,分选性良好。古洪水SWD和现代洪水SWD磁化率较低,介于现代土壤和现代风成沙之间,化学元素明显区别于现代土壤和现代风成沙,表明它们尚未受到风化成壤作用影响,为古洪水悬移质快速沉积形成的滞流沉积物。石英颗粒微形态特征的分析表明,古洪水SWD和现代洪水SWD石英颗粒表面分布明显的三角痕、V形坑、撞击坑和凹面等水成沉积物的典型特征,属于河流沙类型。采用单片再生剂量法(SAR)光释光技术测年,证明在13.6~13.0 ka BP,黄河源地区经历了一期多次的大洪水事件,发生时段对应末次冰消期向全新世转折的时期,与欧洲和格陵兰冰芯记录末次冰消期中的Bolling/Aellrod暖期相对应,此时青藏高原地区冰川大规模消融,这期古洪水事件正是流域内冰融水大量下泄汇入黄河而形成的大洪水。     

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。     

汉江上游郧县段黄土古土壤序列风化成壤特征以及成壤环境演变

对汉江上游进行野外实地详细调查,在湖北省郧县尚家河台地前沿发现了典型的全新世黄土-古土壤沉积剖面,通过粒度、磁化率、吸湿水和烧失量分析表明,黏粒、细粉砂、磁化率、吸湿水和烧失量在古土壤层S₀出现高值,在L₁、L_t、L₀为低值;而粗粉砂、细砂粒和粗砂粒在S₀为低值,在L₁、L_t、L₀为高值。这些指标的变化说明了全新世以来的气候和成壤环境的变化特征,即在古土壤S₀形成时期,气候温暖湿润,成壤作用非常强烈;黄土堆积时期气候相对干旱,成壤作用较弱。     

关中东部全新世黄土—古土壤序列粒度组分变化特征及古气候意义

通过在陕西关中东部的一条全新世黄土古土壤剖面(尧禾村剖面)进行高分辨率采样,对150个样品的粒度数据做了端元分析,并进一步对各端元组分含量在深度变化的时间尺度上做了小波变换。粒度端元分析结果认为,可以把代表3种不同沉积动力以及改造动力的组分端元分离出来。并结合磁化率、地球化学指标的对比分析,初步认为,尧禾村剖面端元1可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化及成壤改造作用;端元2可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土组分特征;端元3可能代表了区域东北风或北风搬运的近源沉积物。小波分析认为,各端元所代表的动力强弱大致在1.5,3.0和4.5 ka的尺度上具有较为明显的准周期性。通过对沉积物进行粒度端元划分,在识别沉积物沉积动力环境和物源特征上具有良好的效果,各端元组合特征能够很敏感地反映出沉积动力组合特征,对全新世各动力变化特征能够很好地反映,同时在更长时间尺度上重建古季风气候具有参考意义,应用小波分析对划分相应时间尺度上的周期性和推断未来可能的变化趋势提供了可能。     

秦岭南北河流不同尺度特大洪水对比研究

以秦岭南北的汉江上游、渭河为例,对比分析了万年以来洪水发生的时间、流量的差异,并探讨了气候变化与洪水发生的联系。结果表明:在长时间尺度上,秦岭南北的汉江上游、渭河均有古洪水事件的沉积记录,汉江上游的洪水流量远大于渭河流域的洪水流量,洪水发生时间主要集中在4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP这两个时间段内;对季风气候变化分析表明,4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP是季风突变气候恶化的两个转折期,气候突变使得秦岭南北河流在这个时间段均有古洪水事件记录,但因测年分辨率的限制,似乎秦岭南北洪水发生时间具有一致性。在短时间尺度上,对秦岭南北实测洪水分析发现,虽然大多数年份秦岭南北没有洪水同时发生,但在个别年份内秦岭南北还是有洪水同时发生情况;从华西秋雨角度分析表明,秦岭南北的汉江上游、渭河处于华西秋雨核心区,但因多种因素的影响,在多数情况下秦岭南北洪水发生的时间并不都是完全相同。研究成果有助于从水文学角度在长时间尺度上揭示秦岭南北地区主要河流洪水发生规律,深化特大洪水事件与季风气候的关系;同时也加深了对秦岭地理分界作用的认识,对秦岭南北因地制宜的进行防洪减灾和水资源的合理调度开发有重要的实践意义。     

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。     

汉江上游3200-2800aBP特大古洪水重建研究(英文)

Palaeoflood hydrology study is a leading subject in global change study. Through field investigation in the upper reaches of Hanjiang River, palaeoflood slackwater deposits(SWD) were found in the bedrock gorges of the Yunxi reach. The results of field observation, laboratory analysis including particle-size distribution and magnetic susceptibility, and comparison with modern flood deposits, the SWD were identified as the most typical Holocene palaeoflood deposits of the Hanjiang River. By using stratigraphic correlation and OSL dating method, the palaeoflood event was dated to be 3200–2800 a BP at the turn from the middle to late Holocene. According to the palaeoflood peak stage and hydraulic parameters, the peak discharges of the palaeoflood were reconstructed as 48,830–51,710 m3/s by using the slope-area method. At same time, the flood peak discharges of 1983, 2005 and 2010 severe floods were reconstructed with the same method and hydraulic parameters in the same cross section. The error between the reconstructed and gauged discharges was 1.99%–4.21%. This showed that the reconstructed palaeoflood peak discharges were reliable. The flood peak discharge-frequency relationship at 10,000-year time scale was established by a combination of the gauged flood, historical flood and palaeoflood hydrological data. These results are very important for hydraulic engineering and flood mitigation on the Hanjiang River.     

若尔盖盆地黄河出口段一级阶地沉积序列及其环境变化研究

对若尔盖盆地进行实地考察,选取盆地西端黄河出口段典型的一级阶地沉积序列为研究对象。通过沉积物粒度和端元特征分析及OSL测年断代,对若尔盖盆地出口段的环境变化进行研究。研究结果表明：阶地底部的河床相砂卵石与河漫滩沙层构成了二元结构沉积层,其中河漫滩沙层夹有5.0—4.2 ka B.P.期间堆积形成的浅洼地泥沼土透镜状层,表明该河段黄河一级阶地从5.0 ka B.P.开始形成。河漫滩上为高原强劲风力改造成的风沙层,夹有古洪水滞流沉积层组,表明4.2—4.0 ka B.P.期间气候恶化,黄河源曾发生多期特大洪水事件。4.0—2.8 ka B.P.期间气候湿润,阶地面浅洼地有淤泥质沼泽形成。其后沙尘暴搬运堆积的粗粉沙覆盖阶地面,形成了风成黄土,其上部经生物风化成壤改造,发育成为具有团粒构造的现代亚高山草甸黑土土壤层。     

北洛河宜君段全新世古洪水滞流沉积层研究

通过野外考察,在黄河中游北洛河宜君段基岩峡谷,发现夹有古洪水滞流沉积物的全新世风成黄土-土壤地层.在野外观察和分析的基础上,自剖面顶部向下系统采取样品,进行磁化率、烧失量、碳酸钙、粒度成分和化学元素含量的测试分析.综合野外观测和实验分析结果,确定了在古土壤中所夹的具有波状或者水平层理的沉积层,为河流悬移质泥沙在高水位滞...