汉江上游郧县尚家河段全新世古洪水水文学研究

通过对汉江上游实地调查,在郧县尚家河一级阶地前沿发现了含有4个古洪水滞流沉积层的典型全新世黄土一古土壤剖面,对采集的沉积物样品进行磁化率、粒度和烧失量等沉积特征分析,并与现代洪水沉积物特征比较,判定该剖面中的洪水沉积物为典型的古洪水滞流沉积物,记录了汉江上游全新世4期古洪水事件.通过地层对比和OSL测年,确定这4期古洪水事件分别发生在12600-12400 a B.P.,11600-11400 a B.P.,5500-5000 a B.P.和1000-900 a B.P..在确定了古洪水洪峰水位和相关水文参数的基础上,采用比降法恢复了这4期古洪水最大洪峰流量在46 280～63 720m3/s之间,符合流域面积与洪水洪峰流量关系;同时采用相同的河流断面和水文参数,计算了剖面附近的2010年7月18日洪痕流量,与实测流量相比,误差为1.74％,说明古洪水水文参数选择与洪峰流量计算结果是合理的.     

汉江上游郧西段归仙河口剖面全新世古洪水事件研究

对汉江上游郧西段一级阶地上归仙河口剖面的磁化率、烧失量和粒度等进行系统分析,用OSL方法对地层进行断代。结果表明:黄土剖面中夹有4层古洪水滞流沉积物(SWD),其颜色呈灰白色或浊黄橙色,结构和质地均匀且松散,与相邻上下层呈突变接触关系;磁化率和烧失量均显著低于相邻上下黄土或古土壤层;在粒度特征上,古土壤S0属于粘土质粉砂,黄土L1、L0和MS属于砂质粉砂,古洪水SWD1、SWD2和SWD4属于砂质粉砂,古洪水SWD3属于粉砂质砂;与上下相邻层相比,古洪水SWD的颗粒整体偏粗,中值粒径和平均粒径偏大,粘粒含量低,砂粒含量大。这4期的古洪水事件分别发生在1 000~900a B.P.,3 100~3 000aB.P.,7 500~7 000aB.P.和12 500~12 000aB.P.,对应于晚更新世末期以来气候波动、转折时期,同时也是对全球气候变化的区域响应。     

汉江上游郧县辽瓦店全新世古洪水研究

以汉江上游谷地郧县辽瓦店全新世古洪水滞流沉积剖面为研究对象,对其进行了洪水沉积学和水文学研究,并对其粒度组成、磁化率、烧矢量等理化性质进行了测量。结果证明,辽瓦店(LWD)剖面中夹有典型的古洪水滞流沉积物(SWD),它记录了一次特大洪水事件。利用地层学方法确定该次洪水事件发生在AD100-300之间(东汉-魏晋时代之间)。根据沉积学和水文学原理恢复了古洪水的洪峰水位在159.80m,以此计算出洪峰流量为65 420m3/s。根据2011年9月19日汉江洪水洪峰水位痕迹高程并利用相同方法反推洪水流量,所获流量数据与实测数据误差小于1%。     

渭河流域全新世古洪水滞流沉积物地球化学特征

对渭河流域野外实地详细调查,在渭河中游发现了具有典型古洪水滞流沉积物(SWD)的全新世黄土-古土壤沉积剖面。根据地层学对比和OSL测年,确定渭河流域在3200-2800aB.P.发生了特大古洪水事件。对沉积物地球化学特征分析表明,SWD为典型的古洪水滞流沉积物,各化学元素和氧化物的变异系数大,元素数据分布较为分散;Fe2O3、Al2O3、Ba、Cr、Cu、V、Rb含量高于S0和L0,SiO2、Zr含量低于S0和L0;化学元素粒度效应表明,SWD粒径小、粘粒强,是在滞流环境的水动力条件下沉积而成;通过气候指标Rb/Sr和Ba/Sr分析,认为古洪水滞流沉积物(SWD)记录的3200-2800aB.P.的特大古洪水事件,是在全新世大暖期结束之际,因夏季风减弱、气候系统不稳定、降水变率较大所导致的。     

泾河下游全新世古洪水滞流沉积物研究

通过对泾河流域广泛的野外考察,在泾河下游高陵县段发现了典型的全新世古洪水滞流沉积剖面,系统地进行采集样品和粒度成分、磁化率、烧失量、吸湿水含量等多指标分析。从沉积学角度将古洪水滞流沉积物与全新世风成黄土和土壤进行对比,证明了该剖面所夹古洪水滞流沉积物的性质为细砂质粉砂,属于河流洪水悬移质泥砂沉积物。根据地层结构及与流域内其它剖面的对比,结合OSL测年数据,确定泾河在全新世中期4200~4000 a B.P.发生了第1期古洪水事件,在全新世晚期3200~2800 a B.P.发生了第2期洪水事件。这些古洪水事件都发生在全球性气候突变转折时期,表明在这些时期气候极端恶化,变率增大,洪水和干旱事件皆有发生。该研究对于泾河防洪减灾、水资源开发利用,对于揭示水文系统对于全球变化的响应规律,具有重要的科学意义。     

汉江上游黄坪村段古洪水滞流沉积物研究及意义

古洪水滞流沉积物是古洪水事件的直接产物,蕴含古洪水的重要信息。以汉江上游郧县黄坪村剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、烧失量及碳酸钙等进行了分析。结果表明:古洪水滞流沉积物的粒度具有粉砂含量砂级颗粒黏粒含量的特征;磁化率值在78×10-8~81.2×10-8m3kg-1之间;烧失量值较低为23.9~27.7 g kg-1,碳酸钙为2.72%~3.20%。其宏观特征和上述参数与黄土和古土壤有明显的区别。沉积物的粒度组成特征及粒度参数、磁化率、烧失量、碳酸钙等对于鉴别古洪水滞流沉积层有重要的参考价值。     

黄河柳林滩段全新世古洪水滞流沉积物物源研究

通过对黄河中游进行古洪水沉积学研究和水文学研究,为超长尺度水文学提供数据基础。对黄河中游晋陕峡谷段进行详细的考察,在黄河窟野河口右侧柳林滩附近发现3层全新世古洪水滞流沉积物(SWD)。光释光(OSL)测年结果表明,这一期3次古洪水事件分别发生在11 800~11 000aB.P.,10 800~10 200a B.P.,10 600~9 600aB.P.。通过对样品进行磁化率、烧失量、粒度成分、化学元素和扫描电镜的试验分析,确定其为河流悬移质泥沙在高水位滞流环境下的产物,是典型的古洪水滞流沉积物。其中,古洪水SWD的磁化率和烧失量较古土壤低,说明其是新鲜的滞流沉积物,未受到风化成壤作用的影响。3层古洪水SWD的自然分布频率曲线都呈现单峰,峰态尖锐,为极正偏态,说明其分选性好。扫描电镜的分析表明,3层SWD属于河流沙,偏关县L0属于典型的黄土—风积粉砂。不同层次的沉积物记录了不同期次的古洪水事件,反映出其水动力大小的不同或物质来源的差异。结合粒度分析和化学元素的结果,确定古洪水SWD2、SWD3与现代洪水SWD均为细沙质粉沙,化学成分相同,表明是黄河主流大洪水悬移质沉积形成。古洪水SWD1为中沙,与SWD2、SWD3在常量元素和重金属元素含量上有显著差异,而与前人在毛乌素沙漠地区所进行的粒度和元素分析结果接近,说明本层古洪水SWD是支流窟野河流域暴雨洪水从毛乌素沙漠地区侵蚀搬运而沉积下来的物质。该研究成果为今后准确鉴别古洪水SWD及来源判断提供参考借鉴。     

黄河柳林段全新世特大洪水水文学研究

通过野外对黄河晋陕峡谷段的调查研究,在柳林段两河口村三川河支流沟口内发现了疑似全新世古洪水滞流沉积物剖面。将采集的沉积学样品在实验室进行磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度成分的测试分析可知,它们是黄河悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物。本文采用古水文学方法恢复了洪峰水位,采用比降-面积法水文模型推算出其洪峰流量介于48190~52259 m3s-1之间,通过与晋陕峡谷其他地点的结果对比,证明采用古洪水SWD厚度与含沙量关系法恢复洪峰水位、推求出的洪峰流量数据比较可靠。并且根据2012年大洪水洪痕指示的洪峰水位,采用同样的水文参数和方法,恢复其洪峰流量,其结果与实测数据误差较小,也表明该断面古洪水洪峰流量的恢复结果是可靠的。该研究成果丰富了黄河流域古洪水水文学研究的资料,对于黄河晋陕峡谷水资源开发、防洪减灾具有重要的科学意义。     

汉江上游白河县河段现代洪痕调查与实测洪水校核

通过对汉江上游的实地考察,分别在陕西省白河县上下游河段的夹河镇和羊尾镇房屋墙壁上发现了1983年以来的4次现代洪水痕迹的标记。结合实地走访和查阅相关资料,准确确定了这4次洪痕的对应年代,并利用比降法重建了洪峰流量。将所重建的洪峰流量与白河水文站实测洪峰流量进行对比发现,二者基本接近,在夹河镇和羊尾镇计算误差分别在0.5%～5.3%和-0.2%～5.1%。结果表明,在当前全球气候变化的影响下,对于突发性特大洪水灾害,可以借助河流两岸遗留的洪水痕迹来恢复洪峰流量,以提高水文测量精确度。进而为防洪减灾或水资源开发等工作提供有效的数据支持,同时还可以为水文数据不足河段的洪峰流量推算工作提供科学依据。     

长江宜都段全新世古洪水滞流沉积物研究

对长江中游地区进行详细的野外调查,在长江宜都段剖面发现3层古洪水滞流沉积物(SWD).综合全新世地层关系对比、文化遗物和光释光(OSL)技术测年结果,确定这三期古洪水事件分别发生在950～850 a B.P.,750～650 a B.P.,550～350 a B.P..结合野外宏观特征和粒度成分以及地球化学元素的测定分析,结果表明:现代土壤、近代黄土和古土壤的沉积物性质是粘土质粉沙,而古洪水SWD是沙质粉沙.古洪水SWD的峰值集中,分选性好,中值粒径和平均粒径偏粗且沙级颗粒含量偏大.古洪水SWD的Fe2O3、MnO、Rb/Sr和残积指数明显偏低,这与其粘粒含量少有关;而Na2O、CaO、Sr含量和残积指数偏高,这与其很少受到风化成壤影响,且沙粒含量高有关.     

黄河壶口至龙门段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过野外考察,在黄河晋陕峡谷发现全新世古洪水滞流沉积物地层。对于采取的沉积物和黄土古土壤样品,进行磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度成分的测试分析。综合野外观测和实验分析结果,确定它们是黄河悬移质泥沙在高水位滞流环境当中的沉积物。其主要成分是粉沙,次要成分为细沙,据此确定其质地属于细沙质粉沙。其磁化率略高于黄河河床相沙质沉积物,但是远低于全新世风成黄土和古土壤。其频率曲线为极正偏态,主峰高而且尖锐,表明分析性很好,粒度成分很集中。这是因为其在黄河洪水当中长距离搬运分选的结果。与泾河、洛河和漆水河比较,黄河晋陕峡谷全新世古洪水沉积物粒度成分偏粗。这表明黄河洪水搬运动力较强,且其悬移质泥沙是流域内黄土地区和风沙地区水土流失产物的混合物。这些特大洪水沉积层之间,被坡积角砾石或者石渣土层分隔开来,每一层记录了一个古洪水事件。     

汉江上游与渭河流域特大洪水发生规律的对比研究

以汉江上游安康水库和渭河流域临潼站1960-2000年发生的特大洪水资料为依据,对其发生规律进行了对比研究.结果表明,汉江上游和渭河流域特大洪水的发生具有一些共同特征.主要表现在两大流域特大年径流量年份,完全与华西秋雨多雨年份相对应,但特大洪水并不都是发生在华西秋雨异常多雨年份,而是错前错后发生.受到季风活动及地理环境的影响,汉江上游和渭河流域特大洪水的发生又表现出各自的特殊性,汉江上游特大洪水主要发生在初夏和秋季,渭河流域特大洪水主要发生在盛夏和秋季;一年中汉江上游特大洪水发生时间早于渭河流域;渭河流域秋季特大洪水发生时间早于汉江上游特大洪水.     

汉江上游近50a来降水变化与暴雨洪水发生规律

使用EOF分解、滑动平均和线性回归趋势分析,对汉江上游流域1960—2009年逐月及全年降水量变化进行时空分析。结果表明,汉江上游在近50a来,年降水量在总体上呈现出减少的趋势。各月份降水量变化以4月和9月降水量减幅最大,而6月和8月降水量则有所增加。1980—1988年是汉江上游流域气候转型期。由于大气环流形势发生变化,春季和秋季西南季风环流减弱,夏季东南季风环流增强。西南季风在6—7月中旬和9月通常会在汉江上游造成暴雨洪水,该阶段降水量的减少,可能会导致洪水发生几率减小。东南季风在7月下旬和8月会在汉江上游造成暴雨洪水,此期间季风的增强,可能会使该阶段暴雨洪水的发生几率增大。这些结果对于指导汉江上游水资源水能源开发和防洪减灾具有重要的意义。     

汉江与渭河大洪水滞流沉积物性质对比分析

通过广泛野外考察,在汉江上游和渭河干支流发现多次现代大洪水滞流沉积物(SWD),进行样品采集和粒度成分、磁化率特征对比分析。结果表明:汉江上游与渭河大洪水SWD的磁化率都很低,在(20～60)×10-8 m3/kg之间。这与渭河流域马兰黄土L1的磁化率相当。这也正是那些未受到风化成壤作用影响的新鲜沉积物的基本特征。汉江上游与渭河大洪水SWD粒度成分均以粉沙为主,沙级颗粒含量次之,粘土成分含量最少。它们主要是河流洪水悬移质和跃移质成分在高水位滞流环境当中的沉积物。与渭河相比,汉江上游大洪水SWD粒度成分更粗,沙级颗粒成分含量略多。汉江上游大洪水SWD性质主要是粉沙质亚沙土和沙质粉沙土。渭河大洪水SWD性质则主要是粉沙土、沙质粉沙土和粘土质粉沙土。这是因为汉江上游穿行于秦岭和巴山基岩山地之间,羽毛状分布的支流水系比降大,河流搬运动力强,在暴雨洪水期间,不断地向干流输入粗颗粒泥沙。而渭河流域为黄土高原,河流泥沙主要来源于粉沙质的黄土层和地表土壤。该研究成果对汉江上游和渭河流域防洪减灾和水土流失防治具有重要的科学意义。     

Sedimentary records and luminescence chronology of Late Holocene palaeofloods in the Luni River, Thar Desert, northwest India

River Luni is the only well-integrated river system in the Thar Desert of India. This river catastrophically flooded due to unusually heavy rainfall in the catchment area during July 1979. In order to establish whether floods of this magnitude have occurred in the recent geological past, sedimentary records of palaeofloods occurring in the Sindari Gorge, in the lower Luni Basin were investigated. The principal slackwater flood deposits were observed in a back-flooded tributary near Bhuka. Analysis of the slackwater flood deposits preserved in the back-flooded tributary and their luminescence dating suggests that the Luni River has experienced at least 17 extreme floods during the past millennium. Evidence from the Bhuka site also suggests that no floods comparable in magnitude to the July 1979 megaflood have occurred during this period. This observation is in conformity with the palaeoflood record of central India. Comparison of the long-term monsoon rainfall series for the Luni Basin and the Indian region reveals a clear link between the two, and indicates that the clustering of large floods in the last few decades and during the Medieval warming period is a regional phenomenon associated with wetter conditions. This correlates with a regionally extended episode of landscape stability denoted by stabilization of dunes in this region.     

泾河中游现代洪水痕迹调查对实测洪水的校核

通过对泾河流域实地调查,在泾河中游景村水文站上下游发现了3处非常明显的4次洪水痕迹.结合实地走访,资料查阅等,准确确定了4次洪痕的对应年代,并通过弯道超高水位的计算,以及水位一流量关系和比降法模型模拟,推算出了这4次洪痕对应的流量,与实测洪水资料相比较,流量基本接近,误差分别在1.42%～4021%和~2.13%～3.16%之间.研究表明,为了提高水文测量的精度,可以借助河岸遗留的洪水痕迹校核实测洪峰流量,同时也可为历史洪水调查和缺乏水文观测站数据的流域以洪痕推算特大洪峰流量提供科学的依据.     

基于遥感和CASA模型的西江流域NPP时空分布特征研究

基于EOS/MODIS遥感资料,采用CASA模型分析西江流域陆地植被净第一性生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明:西江流域平均植被NPP为400～500 gC/（m²·a）,上游地区偏低,为200～300 gC/（m²·a）,中下游地区较高,平均500～600 gC/（m²·a）,部分地区可达到800 gC/（m²·a）以上;植被NPP季节变化显著,夏季最高,春、秋季节次之,冬季最低小;西江流域植被NPP的空间差异明显,在5-10月,上游地区植被NPP较低,中下游地区较高;在1-3月,上游地区尤其是南盘江流域的植被NPP较高,中下游地区尤其是中游地区明显较少。西江流域植被NPP的空间特征还表现在汛期空间差异大,枯水期空间差别小。     

历史时期以来汉江上游洪涝灾害研究

通过对汉江上游历史时期以来(208BC-2010AD)历史资料的搜集和整理,运用最小二乘法、小波分析和克里格插值等方法,对该区域洪涝灾害等级、时间(阶段、季节、周期等)和空间变化规律及成因进行了研究。结果表明,近2 220a间,汉江上游共发生洪涝灾害336次,平均6.6a发生1次,集中发生在夏秋季节(5-9月份)。该区域洪涝灾害划分为轻度洪灾、中度洪灾、重度洪灾和特大洪灾,分别占洪涝灾害总数的24.7%,29.5%,40.5%和5.3%。小波分析显示各级洪灾分别存在2~5a,38~40a,120a,160a的周期。洪涝灾害发生频率的变化呈现波动上升趋势,大致可分为3个阶段,清代道光年间前期、清代光绪年间和民国后期至20世纪末为洪涝灾害多发期。洪涝灾害空间分布差异明显,以安康盆地为中心向南、向北、向东、向西递减,存在两个高频中心和两个低频中心。大气环流异常,特殊地形条件,河流本身的水系特征,河道的弯曲程度及人类活动的影响是造成该区域洪涝灾害频发的主要原因。