西安市东郊渭河河漫滩沉积与洪水变化

[目的]通过揭示历史时期洪水的演变,科学地预测洪水的发生,以求减少洪水灾害造成的损失。[方法]通过分析西安市东郊水流村剖面106个样品的粒度组成,研究了西安市渭河近230a来的洪水事件。[结果]剖面厚度约5m,沉积物主要由粗粉砂、极细砂、中砂和粗砂组成,在各层中变化明显,能够指示古洪水的变化。粒度成分和粒度参数指示,研究剖面中的洪水沉积可分为21层,表明西安市渭河近230a来至少发生了21次洪水事件,各阶段的洪水动力大小为:第18阶段17阶段15阶段16,19阶段21阶段4,5阶段3阶段1,2阶段6,7阶段10阶段11阶段8,9阶段13,14阶段12阶段20阶段。在研究剖面发生的21次洪水事件中,除第20次洪水外,其余洪水发生时河漫滩上的洪水深度均大于2m,均为大洪水事件。[结论]洪水沉积层的分布和粒度成分指示,第3,5,7,8次大洪水的发生是由于当年降水量的显著增加造成的,其余次洪水的发生可能是当年降水量增加造成的,也可能是当年降水量没有增加而是由于当年降水量集中造成的。     

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度分形特征研究

对渭河咸阳段高漫滩沉积物的粒度分形进行了研究。首先确定沉积物粒度分布具有分形特征的无标度区,然后计算出分维数。在无标度区范围内相关系数R2均大于0.95,沉积物粒度平均分维值为2.12,说明沉积物粒度分布具有很好的分形特征。将分维值作为一种新的沉积物粒度分析参数,与其传统粒度参数如平均粒径、标准偏差(σ)、偏度(SK)、峰度(KG)进行比较,利用SPSS软件分析Pearson相关系数,得出粒度分维值与其平均粒径的相关系数为0.807,与其标准偏差的相关系数为0.707,与其峰度的相关系数为0.675,与其偏度的相关系数为0.112。分析结果表明,沉积物粒度分维值与其平均粒径、标准偏差、峰度呈现明显的正相关关系,与其偏度呈现出并不明显的正相关关系。     

湘江衡阳段河漫滩沉积物粒度特征与历史洪水事件

[目的]分析河漫滩沉积记录的历史时期洪水信息,揭示极端洪水事件和洪水发生规律,为防洪减灾提供指导.[方法]根据湘江河漫滩沉积剖面91个样品的粒度分析,结合AMS 14C精确测年,分析湘江衡阳段河漫滩剖面粒度特征与洪水事件.[结果]①河漫滩沉积物粒度组成以粗粉砂、粗砂、极细砂为主.粒度参数显示,剖面洪水沉积动力较强,分选...     

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度特征分析

粒度是沉积物中各种粗细颗粒的机械组成,可以用于洪水沉积环境和物质运动方式的判定.通过对渭河咸阳段河漫滩沉积状况野外调查和53个样品的粒度资料分析,研究了渭河咸阳段的洪水沉积物粒度特征,分析了粒度组成、粒度参数和粒度频率曲线等粒度特征资料.探讨了渭河咸阳段洪水变化和沉积环境.研究结果表明,渭河咸阳段河漫滩北堡子剖面近30 a来洪水沉积厚度为2.6m,主要粒度组成中砂粒级的含量最高,颗粒较粗,分选较差.根据粒度特征资料分析,渭河咸阳段河漫滩沉积物发育较好,变化明显,能够较清楚地指示渭河近30 a来发生的约13次洪水的变化.     

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。     

泾河泾阳段高河漫滩沉积元素与化合物指示的洪水事件

根据泾阳泾河高漫滩沉积剖面中128个样品的元素、化合物含量与粒度分析,研究了泾阳泾河高漫滩剖面沉积特征与洪水变化.结果表明,元素Ma,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Ba,Rb,V和化合物Al2O3,Fe2O3,K2O含量在剖面各层中变化明显,分辨率高,能够清晰地指示洪水以及降水量的变化.JYa剖面分为18个沉积层,指示了18次大小不同的洪水和18个降水较多的年份.沉积物粒度细,元素Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Rb,V和化合物Al2O3Fe2O2,K2O含量高,元素Ba含量低,指示沉积时洪水强度小,洪水水位低,降雨量少.沉积物粒度粗,元素Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Rb,V和化合物Al2O3,Fe2O3,K2O含量低;元素Ba含量高,指示沉积时洪水强度大,洪水水位高,降雨量多.在这18次洪水事件中,在同一次洪水沉积层内形成了两个以上薄层的元素和化合物含量、粒度成分的微小变化,指示多数期次的洪水发生时期常有两个以上洪峰出现.泾阳泾河高漫滩第14,12,13,8,5,1层洪水沉积反映了泾河泾阳段全流域性的年降水量增加,且年降水量至少达到约800 mm.     

渭河西安段水体重金属污染现状及其健康风险评价

以Hg,Cd,Cr6+,Pb,As,Cu,Zn和Se为研究对象,采用单因子水质标准比较法、重金属污染指数法(HPI)对渭河西安段水体的重金属污染现状进行了分析,并采用USEPA的健康风险评价模型对其健康风险进行了评价。结果表明,2012年渭河西安段水体中Pb和Cd未检出,依据《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》渭河西安段水体中存在一定的Hg污染,其余重金属含量水平在Ⅰ—Ⅱ类标准范围内;渭河西安段水体HPI值为32.74,小于污染临界值100,说明其重金属污染尚处于可接受水平;研究涉及的重金属的非致癌和致癌健康风险均处于可接受水平,As引起的健康风险最大,其致癌健康风险值为8.50×10-5,接近可接受水平的上限(10-4),应引起环境管理部门的特别关注。     

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%。     

黄河平渡关段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过对黄河中游晋陕峡谷段的深入调查研究,在山西省大宁县平渡关基岩峡谷河段左岸沟口岩棚内发现了全新世古洪水滞流沉积层剖面。根据野外宏观特征及沉积环境,鉴别出平渡关(PDG)剖面夹有4层古洪水滞流沉积物。结合粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO³含量等室内分析测定结果,确定为河流悬移质和跃移质在高水位滞流环境当中的沉积物,是典型的古洪水滞流沉积物。不同层次沉积物是不同古洪水事件的客观记录,既有细沙质粉沙,也有细沙或者中沙,反映出其物质来源的不同或者水动力大小的差异。粒度自然分布频率曲线为正偏和极正偏,主峰高且尖锐,表明其分选良好,其粒度概率累积分布曲线为典型的两段式。沉积物磁化率和烧失量均低于全新世风成黄土和古土壤,CaCO³含量介于古土壤和黄土之间,说明在黄河晋陕峡谷段,洪水所携带的悬移质泥沙是流域内黄土区和风沙区水土流失物质的混合物。     

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。     

2003年渭河下游洪灾分析及防洪对策

 2003年渭河下游洪灾是渭河上中游地区生态恶化、水土流失严重,入渭泥沙增多、泥沙大量淤积在下游河道,抬高下游河床,南山支流堤防质量差和排洪通道不畅等因素所致。渭河下游防洪存在着泥沙大量淤积、河势不稳多变、南山支流堤防标准低、水患威胁日益严重等问题,渭河防洪对策是在渭河全流域开展水土流失综合治理和加高加固防洪大堤和南山支流堤防、加强河道整治工程等措施。     

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。     

渭河水患成因与治理对策初探

渭河水患已严重影响到渭河下游两岸人民生命财产安全.通过对历史洪峰流量与洪水水位的对比分析、文献资料分析和实际调查等方法,得出渭河水患的主要成因是:渭河上游黄土高原地区毁林开荒,造成水土流失,加大了泥沙量;下游两岸防洪堤坝的修建,限制了河水流动范围,影响行洪泻洪,造成泥沙沉积.黄河三门峡工程的修建,加剧了泥沙沉积,抬高了河床高度,使渭河成为地上悬河,遇到洪水极易毁堤,形成水灾.治理渭河首先要理清思路,在方法和措施上要有突破和创新,在治渭方略上要以疏为主,疏堵结合,关键是要降低河床高度.要综合治理,工程措施与生物措施并举,科学调水调沙,退田还河.惟有这样,方可确保渭河安澜.     

渭河河床沉积物颗粒组成对渗透系数的影响

正确认识河流沉积物颗粒组成与渗透系数之间的关系,对于准确测算河床渗透系数具有重要的意义。以渭河关中段为研究对象,采用水头下降竖管渗透实验法对渭河关中段4个河段的43个点位做渗透系数的原位测定,获取各点位的垂向渗透系数(Kv)值。对测定点的沉积物样品进行了粒度分析,并进一步分析了Kv与沉积物颗粒组成之间的相关关系。结果表明,垂向渗透系数与其沉积物的含砂量以及砂土与黏土含量比值均呈指数正相关,与黏土率呈指数负相关。研究获得的垂向渗透系数与沉积物颗粒组成的拟合方程为通过颗粒分析计算垂向渗透系数提供了依据。     

渭河流域百年尺度水旱特征及其影响因素

[目的]分析渭河流域在气候变化下百年尺度的旱涝特征及其影响因素,为区域水资源规划管理、生态环境建设与保持、气候预估及防灾减灾工作提供科学支持。[方法]通过收集1800—2017年历史资料重建旱涝序列,采用小波变换、滑动t检验、滑动相关等方法探究渭河近200 a来的旱涝规律,并探讨引起旱涝的可能原因。[结果]渭河流域近200 a来轻旱出现频率最高,大涝出现频率最低,前100 a上游以旱为主,下游以涝为主,后100 a则相反,中游旱涝变化波动较小。旱涝变化第一主周期上游为18 a,中游62 a,下游10 a,以中小周期为主。ENSO指数与渭河旱涝序列的滑动相关系数与ENSO方差下降的一致性,表明渭河旱涝与ENSO之间的遥相关机制。对比发现太阳黑子与旱涝存在显著相关关系,旱涝周期与降水分析表明两者在短周期下变化较为趋同。[结论]渭河旱涝前后突变有很高的继承性,与气候环境变化密切相关;旱涝空间差异明显,且太阳黑子谷值时更应注意防灾减灾。     

渭河关中段近400a来洪涝灾害变化研究

通过历史文献资料的整理和统计分析的方法,对1600-1995年396a间渭河关中段洪涝灾害发生频次、等级和周期进行了研究.研究结果表明,渭河关中段在这一时段内共发生了99次洪涝灾害,平均约4a出现1次;其中轻度涝灾52次,中度涝灾35次,大涝灾8次,特大涝灾4次.根据洪涝灾害频次变化,可将这一时期洪涝灾害分为3个阶段,其中1600-1669年和1670-1859年属洪涝灾害少发阶段,但两阶段的变化趋势不一样,前者主要以灾害加剧为特征,后者则主要以灾害频次稳定为特征;1860-1995年是洪涝灾害多发阶段.周期分析发现准3 a洪水周期最为明显,其次是7.14 a的周期.初步判断准3 a洪水周期可能与ENSO(赤道厄尔尼塔和南方涛动是一种海气耦合过程,统一称为ENSO)的2～7 a周期存在一定联系.