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。     

泾河流域现代洪水泥痕沉积学特征研究

文中通过对泾河流域深入调查研究,在泾河干流和支流河槽发现了三处印迹明显的现代洪水泥痕。通过对洪痕泥沙粒度和磁化率特征分析表明泾河流域的洪痕的磁化率特征与黄土L1相似。粒度组成以粉沙为主,粘粒、沙粒含量较低。其沉积性质为粉质亚粘土,与流域内的黄土、古土壤性质相近。泾河洪水发生时泥沙含量高,在悬移搬运中流速大,故沉积较快,分选性较差。该研究可对于泾河流域的防洪减灾、水利水电工程设计和水土流失防治具有重要科学意义。     

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。     

甘肃天水市西部全新世古泥流沉积事件研究

经过广泛的野外考察,在甘肃省天水市西部发现含有古泥流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面,通过进行系统采样,并在室内进行粒度组成的测试分析以及> 0. 1mm颗粒的筛选和观测。结果显示:全新世剖面中含有3期古泥流沉积事件,与野外宏观观察判定的次数一致。通过地层对比、光释光测年及古人类文化遗物比对等技术手段,确定这3期古泥流沉积事件分别发生在7000～6000a B. P.、5500～4800a B. P.和4200～4000a B. P.。气候变化背景分析表明,发生在7000～6000a B. P.、5500～4800a B. P.和4200～4000a B. P.的3期古泥流沉积事件,正是对全新世气候波动的响应。     

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。     

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。     

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。     

青海民和官亭盆地喇家遗址古耕作土壤层微形态研究

采用Leica-DMRX偏光显微镜对喇家遗址剖面不同土壤发生层的薄片进行了观察和影像定量分析,旨在阐明青海民和官亭盆地喇家遗址古耕作土壤层和现代耕作土壤层的发育过程和微形态特征。齐家文化时期古耕作土壤层（Ah2/Ap4）的微形态特征主要表现为粗颗粒呈现圆状-次圆状,C/F15μm值呈现低值,排列显示弱定向,常见亚胶膜状和团聚状淀积黏土,大量的针状方解石微晶分布在孔隙边沿,孔隙度较高,主要是以圆形孔洞、囊孔占优势,孔隙壁光滑。辛店文化时期古耕作土壤层（Ah1/Ap3）与Ah2/Ap4层的主要微形态特征相似,只是C/F15μm值呈现相对高值,亚胶膜状和团聚状淀积黏土比例减少。相比于古耕作土壤层（Ah1/Ap3,Ah2/Ap4）,现代耕作土壤层（Ap1）主要表现为粗颗粒呈现次棱角状-次圆状,含有大量浓聚物状残积黏土和极少量亚胶膜状淀积黏土,含有大量的针状方解石微晶,孔隙度较低,且C/F15μm值趋于升高。古耕作土壤层 Ah2/Ap4和 Ah1/Ap3皆为黑垆土,它们分别是在全新世中期大暖期的环境背景之下,齐家文化时期和辛店文化时期人类简单耕作和古生物气候条件下的产物。Ap1层为淡灰钙土,它是距今约1 500年以来人类施加土粪、农业耕作和沙尘暴堆积的综合产物,其特征主要受到人类活动强度和方式的控制。     

渭河流域东部末次冰消期以来的气候变化研究

通过对位于渭河流域东部的老官台黄土-土壤剖面多气候代用指标的测定,结合野外考察和地层沉积特征分析,揭示了本区气候自末次冰消期以来发生了多期波动和突变事件。14.91～12.45kaB.P.期间本区气候以冷干为主,且在12.45 kaB.P.前后气候最为冷干。12.45～9.34kaB.P.期间表现为快速升温、降水明显增...     

渭河下游全新世古洪水滞流沉积物研究

通过广泛的野外考察,在渭河下游发现了全新世古洪水滞流沉积物,对其进行了深入观察、地层划分和系统采样。在实验室内进行磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度成分等多指标的分析测试。结果表明,这些古洪水沉积物以细粉沙为主,性质为粉沙质亚黏土,致密坚硬,具有水平或波状层理,与覆盖在河流阶地面的风成黄土和古土壤有着显著的区别。通过OSL测年断代,发现它们与渭河上游固川镇剖面的古洪水SWD为同一期特大洪水的沉积物。这表明渭河流域在3200—3000aBP发生了一组3次特大洪水事件。这个时期正是全新世大暖期结束之际,也就是中国历史上商代末期。渭河流域特大洪水事件的发生与全球性气候恶化转折密切相关。