珠江三角洲洪水变化及洪水风险与保险

珠江三角洲经济发达,河网密布,洪水问题一直比较突出。原因不仅在于这一区域内水系交错、堤围众多、洪水时空分布不均,还在于伴随该区域经济发展及受人类活动影响的洪水变化。人们对利益与洪水风险的取向直接决定了本区域洪水灾害损失的程度和抗御洪灾的能力。在各种防洪减灾的工程和非工程措施中,洪水保险是值得重视并应尽快开展的工作。     

南京下蜀土的地球化学特征及其物源指示意义

风尘堆积的物源研究对于揭示物源区的环境演化状况、重建古风场强度和古大气环流格局等都具有重要的意义。目前长江下游地区下蜀土的物质来源问题仍然存在争议。为了解决这一争议问题,本文以南京泰山新村下蜀土剖面为研究对象,开展了系统的地球化学研究。通过对南京下蜀土的常量元素、微量元素、Nd同位素进行测试,并与黄土高原同期黄土进行对比分析,探讨其对长江下游下蜀土的物源指示意义。南京下蜀土与北方黄土具有相似的常、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,但是它的Zr、Hf含量较高,Tl、Pb含量较低,且具有较高的SiO2/Al2O3、TiO2/Al2O3、Nb/Ta和GdN/YbN,较低的SiO2/TiO2、Zr/Hf、Y/Ho、Lu/Hf和εNd(0)值,说明南京下蜀土的物质来源明显有别于黄土高原黄土。南京下蜀土与长江中游下蜀土在地球化学特征方面有较多的相似性,指示其物质来源与中游下蜀土的物质来源相似,主要来源于长江中下游地区的松散沉积物。     

河南省内黄县河流地质考古研究

河流地质考古学是基于地层研究河流和考古遗址之间关系的学科。近年来我们在河南省内黄县开展的河流地质考古研究揭示了黄河复杂的演化历史,在此基础上进一步探讨了古代人类活动与周围环境的相互作用。本文主要介绍了2010~2016年我们在河南省内黄县3个全新世遗址（岸上、三杨庄和大张龙村）的地质考古工作中所取得的成果。研究区域内遗址的地层记录表明,许多考古遗址被深埋于地下,并可能影响了3000 a B.P.以来的河流沉积过程。我们在岸上遗址发掘了A、B、C、D共4处青铜时代的沟渠遗迹,这些沟渠的堆筑可能影响了后期的沉积过程并导致了遗址周边微地貌的改变;在三杨庄遗址识别出了多层不同时期的人为古土壤,包括新石器晚期、战国时期、汉代和唐代;在大张龙村发现了北宋时期黄河泛滥沉积物,其沉积过程可能受周边村落遗址的影响。根据测得的14C年代和沉积层厚度,本研究进一步对这3处遗址的沉积速率进行了估算,并与前人对华北平原沉积速率的相关研究进行了对比。结果表明,这3处遗址所显示的沉积速率自3000 a B.P.开始显著增加,与对早期历史时期黄河河道沉积速率的估算结果相吻合。因此,基于遗址的地质考古研究能够为探索人与环境的互动关系提供大量信息。未来的工作中,我们需要开展更多基于考古遗址的河流地质考古研究,以深入探讨华北平原的自然沉积过程与文明演进过程之间的关系。

     

Main active faults and seismic activity along the Yangtze River Economic Belt: Based on remote sensing geological survey

The Yangtze River Economic Belt (YREB) spans three terrain steps in China and features diverse topography that is characterized by significant differences in geological structure and present-day crustal deformation. Active faults and seismic activity are important geological factors for the planning and development of the YREB. In this paper, the spatial distribution and activity of 165 active faults that exist along the YREB have been compiled from previous findings, using both remote-sensing data and geological survey results. The crustal stability of seven particularly noteworthy typical active fault zones and their potential effects on the crustal stability of the urban agglomerations are analyzed. The main active fault zones in the western YREB, together with the neighboring regional active faults, make up an arc fault block region comprising primarily of Sichuan-Yunnan and a “Sichuan-Yunnan arc rotational-shear active tectonic system” strong deformation region that features rotation, shear and extensional deformation. The active faults in the central-eastern YREB, with seven NE-NNE and seven NW-NWW active faults (the “7-longitudinal, 7-horizontal” pattern), macroscopically make up a “chessboard tectonic system” medium-weak deformation region in the geomechanical tectonic system. They are also the main geological constraints for the crustal stability of the YREB.     

1977 - 2017年雅江流域中下游大气/地面冻融指数时空变化特征

冻结指数是某个地区冻结期长短和严寒程度的综合表征, 融化指数是某个地区融化期长短及正积温高低的综合度量, 冻融指数也是计算活动层厚度和季节冻结深度的关键参数, 并可用于多年冻土分布预报。利用雅鲁藏布江（雅江）流域中下游11个气象站点的逐日气温、 地面温度数据计算了1977 - 2017年大气及地面冻融指数, 并分析其时空变化趋势。结果表明： 雅江流域中下游近40年来冻结指数呈显著下降趋势, 大气冻结指数、 地面冻结指数、 大气融化指数、 地面融化指数多年变化范围分别为208.4 ~ 508.0、 136.9 ~ 371.0、 2 171.8 ~ 2 499.8、 3 350.2 ~ 4 315.2 ℃·d; 其气候倾斜率分别为-36.6、 -48.7、 90.7、 115.8 ℃·d·（10a）^-1。雅江流域大气和地面冻结指数以海拔4 488.8 m的嘉黎最大, 海拔2 991.9 m的林芝最小; 大气和地面融化指数则以海拔3 560 m的泽当最大, 海拔4 488.8 m的嘉黎最小。流域内大气负温日数变化规律与地面负温日数变化趋势基本一致, 其气候倾向率分别是-6.28 d·（10a）^-1和-5.57 d·（10a）^-1。研究结果可为雅江流域冻土预报, 冻融作用所形成的冰缘地貌研究及其引发的地质灾害如冻融滑塌、 冻融泥流等灾害的监测与预防提供借鉴。     

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流, 流域径流过程对气候变化极为敏感, 为了合理管理和规划水资源, 确保水资源的可持续利用, 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台, 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证, 有效提高了模拟结果的“真实性”, 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）, 占全年总径流量的77.9%, 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势, 由于降水的增加, 降雨和融雪径流均呈增加趋势, 但冰川径流呈现明显减少趋势, 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下, 未来该流域气温呈现明显升高趋势, 降水表现为微弱下降趋势; 气候变暖后, 更多降水以降雨形式发生, 未来降雨径流将明显增加, 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值, 随后明显减少; 冰川面积将持续萎缩, 冰川径流于21世纪10年代达到拐点, 随后明显减少, 导致河道总径流量也将明显减少。     

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用, 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料, 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型, 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳, 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87, 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中, 民勤地区地温预测效果最好, 预测值和观测值的相关系数达到0.91, 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8, 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好, 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66, 3 ℃以内的预报概率高于83%, 但预测值略低。其中, 武威地区日最低地温的预测效果最好, 预测值与观测值的相关系数为0.72, 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。     

新疆塔里木河下游柽柳、芦苇对生态输水的响应

通过对塔里木河下游生态输水过程中地下水埋深变化的动态监测和天然植物生理指标的测试分析, 探讨了塔里木河下游柽柳、芦苇对生态输水的响应. 研究表明, 塔里木河下游河道输水对抬升其附近的地下水位起到了明显效果, 地下水埋深呈逐级抬升过程. 输水河道附近的地下水埋深由输水前的5～8 m抬升到了2～4 m; 植物各项生理指标对地下水位变化反应敏感, 表现出明显的梯度变化. 不同植物生长由于对地下水位要求深度不一样, 随地下水位变化而表现出不同的响应, 芦苇的反应敏感区约在150～200 m之间, 而柽柳则多在200～250 m之间. 结合野外样地的实际调查分析推测, 芦苇和柽柳的胁迫地下水位分别为3.5 m和4.0 m.     

新疆喀什噶尔河流域水资源质量保护及对策

喀什噶尔河流域水环境系统十分脆弱, 运用环境容量总量控制、水质模型等方法进行了重点河段污染物控制量计算, 合理的划分水功能区, 拟订可行的水资源保护目标, 确定了污染物总量控制方案, 为水资源保护、水资源的可持续利用提供依据.