关中盆地杨官寨遗址古洪水事件释光测年

通过对泾河下游的野外考察, 在高陵县杨官寨仰韶文化遗址东南部发现夹有典型的古洪水滞流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面。利用单片再生剂量法(SAR)测定了40～63μm粒径石英的光释光(OSL)年龄。从剖面获得的样品年龄数值处在2.27±0.06ka到14.26±0.58ka之间, 且与地层深度表现出良好的对应关系。通过样品OSL年龄与其埋深的关系, 结合粒度和磁化率数据地层对比, 以及文化层考古年龄, 确定了该全新世剖面的基本年代框架。研究结果表明, 在4.20～4.00ka泾河流域发生了第一期多次古洪水事件, 在3.20～2.80ka发生了第二期特大古洪水事件。这些古洪水事件与全球性气候突变事件同时发生, 是泾河流域气候水文系统对于全球变化的响应。     

High‐precision Schmidt‐hammer exposure‐age dating of flood berms,Vetlestølsdalen,alpine southern Norway: first application and some methodological issues

Schmidt‐hammer exposure‐age dating (SHD) was applied to three flood berms in upper Vetlestølsdalen, southern Norway, using a local, high‐precision calibration curve that takes account of the colluvial origin of fluvial boulders in the youngest berm, which was deposited during the August 1979 flood. Precision of SHD dating for this berm was estimated as ±210 years, whereas predicted ages of the two older berms were 3195 ± 435 and 3405 ± 340 years, and subsections of the oldest berm yielded age ranges of ～900 years. The results demonstrate the feasibility of high‐precision SHD in the context of boulder landforms deposited by high‐magnitude floods, the requirement of a large sample of R values in the face of high natural variability, the necessity of an appropriate calibration curve to ensure accuracy, the usefulness of floods of known age for testing and improving calibration curves, and the potential effects of boulders of colluvial origin on R values (especially the susceptibility of young surfaces to roughness variations). The dated berms indicate a return period of ～1000–1500 years for floods of the magnitude of the 1979 flood event in the upper catchment. Thus, the long‐term persistence of flood boulder berms in the landscape has potential for reconstructing Holocene flood history and palaeohydrology from the geomorphic legacy of the most extreme Holocene floods.     

泾阳泾河段全新世剖面元素地球化学特征与洪水变化

根据泾阳泾河一级阶地前缘沉积剖面(JYc)中285个样品的元素、化合物含量和粒度分析,对泾阳泾河段全新世剖面元素地球化学特征与洪水变化进行研究,结果表明,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V、Ba、Co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;JYc剖面分为41个沉积层,指示了41次大小不同的洪水和41个降水较多的年份;沉积物粒度细,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V和化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量高,元素Ba、Co含量低,指示沉积时洪水强度小,洪水位低,降雨量少;沉积物粒度粗,元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Sc、Ti、Nb、Th、U、Rb、V和化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量低,元素Ba、Co含量高,指示沉积时洪水强度大,洪水水位高,降雨量多.泾河泾阳段洪水代表的是黄土高原泾河流域的洪水,特大洪水与大洪水,来自整个泾河流域或泾河流域大部分地区,较小的洪水来自泾河流域小部分地区.泾河流域发生洪水的原因有3种:1.年降水量明显增加造成;2.年降水量没有增加,而是由短时暴雨造成;3.年降水量没有增加,而是由于降水集中、持续时间长造成的洪水.泾河泾阳段JYc剖面的洪水沉积主要是由中度涝灾、大涝灾、特大涝灾形成的,轻度涝灾一般不会造成洪水灾害.     

全新世古洪水事件光释光测年研究——以渭河下游临潼段为例

通过对渭河下游河谷进行深入的考察,在临潼段发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层。在剖面系统采样并进行磁化率和粒度成分分析,从沉积学角度证明该地层记录了全新世以来古洪水事件的信息。同时,在剖面采集OSL测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)进行红外后蓝光(Post-IROSL)释光测量,获得了7个OSL绝对年龄值,建立了全新世剖面年代深度关系曲线,确定渭河在3200～3000aB.P.之间发生特大洪水事件。综合地层学对比以及剖面磁化率和粒度等气候替代性指标分析,揭示了全新世中期向晚期转折过渡时期,气候向干旱化转折,气候不稳定,频繁波动,降水变率大,是造成渭河流域特大洪水事件发生的主要原因。     

若尔盖盆地河流古洪水沉积及其对黄河水系演变问题的启示

青藏高原东部若尔盖盆地古湖泊消亡、黄河贯穿盆地、黄河源区现代水系格局形成,是黄河发育演变史上的重要事件,也是青藏高原东部水文环境变化的转折点。关于其发生年代问题,目前尚无确切结论。本文根据野外考察所获资料和实验室测试分析数据,结合历年来前人多方面研究的结果,针对若尔盖盆地古湖泊消亡与黄河贯穿盆地的年代问题,进行比较全面的分析论述与展望。其中在玛曲—欧拉秀玛河段的最新研究,发现由古洪水沉积物记录的黄河特大洪水事件,发生在OSL年龄(13590±1200)~(12980±1090) a期间,其洪水主要来自于若尔盖盆地上游广泛分布的高山冰川的冰雪融水。这证明在末次冰消期Bolling-Allerod全球性相对温暖阶段,黄河就已经贯通若尔盖盆地,流经玛曲—欧拉秀玛断陷谷地,并且发生了若干次特大洪水事件。可见从河流古洪水沉积学、年代学与水文学新途径的研究,将会为解决黄河贯通若尔盖盆地的年代问题提供直接的证据。     

古洪水平流沉积粒度特征

古洪水信息的取得依赖于对其信息的载体－古洪水平流沉积作出准确的识别和判定,其判定的标志之一是粒度分析。根据长江、黄河、海河、淮河古洪水研究的经验,首次建立了一套实验分析判定古洪水平流沉积粒度特征的指标体系,对古洪水研究的推广应用具有较高的实用价值。     

全新世古洪水研究进展

尽管古洪水的研究最多只有50年左右的历史,但是利用全新世古洪水研究来补充洪水频率计算的资料,对预测洪水发生的可能性和严重程度具有重要的意义,所以古洪水的研究发展比较迅速。本文从古洪水事件的判别、古洪水平流沉积物的特点、古洪水的水文计算等方面阐述了全新世古洪水的研究进展。古洪水研究虽然取得了很大进展,但是仍然存在以下问题:研究区域主要集中在长江、黄河流域的部分地区,所以研究区域需要进一步扩展;研究分辨率有待提高;洪水事件与气候变化的关系研究的较少;对洪水事件的成因关注的不多;对一个流域内古洪水序列的全面建立还存在困难。     

高山峡谷区古洪水事件重建研究进展

古洪水事件重建是地貌学与环境变化领域的前沿性课题之一。高山峡谷基岩河段是古洪水重建的理想场所,通过系统梳理国内外文献,评述古洪水事件重建研究进展,认为识别古水位标志(palaeo-stage indicators)、系统建立流域尺度洪水综合地貌证据是古洪水重建的前提和基础。而不同类型的古洪水地貌证据中,古洪水滞流沉积物(slackwater deposits,SWD)是最完整的具有确切水位标志指示意义的高水位悬移质沉积物,而其他边滩坝体(bars)是指示洪水路径和水动力条件的低水位标志沉积物。基于这些洪水地貌证据与水位标志物指示,采用多种水力学模型重建古洪水规模。同时采用多种测年方法相互验证建立可靠完整的古洪水事件年代序列。从点到面建立古洪水事件数据库,提出不同成因类型古洪水事件的时空模式,系统揭示特大洪水发生规律及其演化趋势。其中,青藏高原周缘灾难性古洪水事件在形成年代、地貌证据和水文模拟等方面具有鲜明的时空特征与地貌效应,这些对认识全球末次冰期巨型洪水事件具有重要意义。在特定的时空尺度范围内评估极端洪水事件的地表过程与地貌效应,甚至大陆尺度灾难性古洪水研究已经拓展到行星尺度洪水地貌。此外,高山峡谷现代大洪水地貌原型观测对理解古洪水水文过程机制等具有重要的参考价值。     

北洛河中游黄陵洛川段全新世古洪水研究

通过在北洛河中游黄陵洛川段河谷的考察, 选择典型的古洪水平流沉积剖面进行了古 洪水水文学研究。在野外考察测量的基础上, 采集平流沉积层样品, 进行粒度成分、磁化率、 烧失量、CaCO₃ 含量等分析, 证明研究地点具有典型的古洪水平流沉积层, 并且通过地层学对比分析, 确定其为中晚全新世特大洪水的沉积物。利用水文学原理计算出该组古洪水沉积层所记录的特大洪水的洪峰流量在12 350 m³/s~14 730 m³/s 之间。同时通过对该断面下游方 向20 km 处的东王河铁路桥1994 年9 月洪水洪痕的测量, 利用相同方法计算其洪峰流量, 证明古洪水水文学计算结果合理可靠, 从而为北洛河中游的工程建设及沿岸地区的防洪减灾提供重要的数据资料。     

黄河上游洮河流域全新世古洪水水文学研究

通过对黄河上游洮河流域详细的野外考察,在临洮段下堡村（XBC）发现保存有全新世古洪水滞流沉积物的地层剖面并对该剖面进行系统采样,综合野外观测和室内理化数据分析确定为古洪水滞流沉积物。结合全新世地层对比、文化遗物分析和释光测年,确定这期古洪水事件发生在300~480 a BP左右,相当于我国"明清小冰期"气候转折阶段。利用ArcGIS耦合HEC-RAS模型,在获取河道水文参数条件下,恢复其洪峰流量介于4 865~6 700 m³·s^-1。保持水文参数不变,对河道糙率系数进行灵敏度测试,给定糙率±25%的变幅,结果误差在-9.12%~6.57%之间。依据2012年洪痕高程,采用HEC-RAS模型恢复其洪峰流量,与实测结果相比较误差仅为-2.9%,说明利用该模型得出的结果是比较可靠的。该研究成果有效延长了黄河上游洪水数据序列,这对于该流域内防洪减灾、水利工程建设和水资源开发利用等具有重要的参考价值。