黄河上游积石峡古地震堰塞溃决事件与喇家遗址异常古洪水灾害

黄河上游积石峡史前时期发生了一次严重的堰塞事件,形成了水体达11.71×10^8m^3的古堰塞湖;山体崩塌是黄河发生堰塞的直接原因,而地震则很可能是触发山体崩塌的关键因素.堰塞湖在形成后不久即发生了部分溃决,造成了洪峰近35000m3·s^-1的异常洪水,相当于该河段万年一遇洪水流量的3倍多;残余堰塞湖则因泥沙的逐渐淤积而消亡.年代学研究表明,这一堰塞及溃决事件发生在大约1730B.C.,与其下游25km处黄河岸边喇家遗址毁灭的年代一致.根据该遗址在很短的时间内先后毁灭于地震和洪水,可以推测积石峡黄河古堰塞溃决事件与喇家遗址的毁灭存在密切的联系.流量-水位关系的计算则表明,黄河上游万年一遇的洪水不能淹没喇家遗址,而积石峡古堰塞湖的溃决洪水则完全可以将喇家遗址毁灭.因此,毁灭喇家遗址的异常洪水并不是气候变化造成的洪水,而是由强烈地震所诱发的堰塞湖溃决洪水;也就是说,地震及其次生堰塞湖溃决洪水共同毁灭了喇家这一齐家文化的重要遗址.这一发现和研究对认识史前人地关系具有重要的意义.     

黄河上游积石峡史前滑坡堰塞湖形成年代与发展演变研究

黄河上游史前大洪水与积石峡史前巨型滑坡堰塞湖、及其与中原地区"大禹治水"和夏王朝的关系问题,受到中外学术界和媒体的广泛关注.其中,关于黄河积石峡古堰塞湖的形成、发展演变和消亡形式问题,成为地学家必须准确回答的前沿性的科学问题.最近七年来,我们在黄河上游循化盆地、积石峡和官亭盆地进行了深入细致的调查研究,通过对古滑坡堆积体和堰塞湖厚达37m沉积物的野外宏观特征观测,沉积物磁化率、粒度、地球化学元素的测定,沉积物成因综合分析论证,以及光释光(OSL)技术断代,结果表明积石峡中段狐跳峡巨型滑坡堰塞事件发生在全新世中期(8.25±0.39)ka.巨大的滑坡堆积体堵塞黄河形成了堰塞湖,它并没有发生突然地垮坝溃决形成异常大洪水,而是持续存在了2600多年.滑坡堰塞坝体受到溢流缓慢的切割,堰塞湖逐渐变浅消亡,期间有反复地收缩和扩张变化,最终在全新世中期(5.65±0.21)ka消失,黄河逐渐贯通.也就是说,积石峡古堰塞湖消亡的年代要早于官亭盆地喇家遗址毁灭废弃的年代约1800年.在积石峡堰塞坝体下游的调查,没有发现所谓"堰塞湖溃决大洪水"的沉积物.这说明积石峡古堰塞湖的形成演变及其消亡过程与官亭盆地喇家遗址的毁灭废弃没有关系.这些研究结果,对于揭示青藏高原东北缘黄河上游史前时期自然灾害发生的规律,正确认识史前时期的人地关系发展演变,准确回答国际学术界和媒体对于黄河上游"堰塞湖溃决大洪水与大禹治水和夏王朝"关系问题的疑问,具有重要的科学意义.     

青海官亭盆地喇家遗址全新世地层序列与史前灾难研究

黄河上游官亭盆地喇家遗址的考古发掘,揭示出史前多重灾难毁灭齐家文化聚落和人群的骇人事件,成为史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一,也引起了学术界和各类媒体的关注.但是,围绕喇家遗址史前灾难问题产生了激烈的学术争议.究其原因,关键是对于遗址区域地表过程、沉积物性质和来源、地层序列和层位关系认知不够.文章对喇家遗址所在的黄河第二级阶地和整个官亭盆地,进行地貌学、土壤学、沉积学和地层学观察分析的基础上,系统采样,进行沉积学测试分析和年代测定,建立了晚更新世晚期-全新世地层序列和年代框架.发现其基本层序与黄土高原中东部地区相同,从下向上仍然是晚更新世马兰黄土(L_(1-1))-全新世早期黄土质过渡层(Lt)-全新世中期黑垆土(S_0)-全新世晚期黄土(L_0)-现代土壤(MS).其中,在喇家遗址齐家文化聚落废墟东部,全新世中期黑垆土层(S_0)被两组红色黏土质泥流沉积层(RC_1/RC_2)穿插,分裂成为3个亚层,即古土壤层上段(S_(0上))、中段(S_(0中))和下段(S_(0下)).通过地层对比与OSL测年和~(14)C测年数据的综合分析,表明在中全新世晚期,即3850～3600a BP,受到青藏高原边缘地带强对流天气影响,官亭盆地北部晚第三系红层丘陵沟壑地区,频繁发生高强度暴雨山洪和泥流灾害.它们沿着沟道流经古洪积扇前沿和黄河第二级阶地进入黄河河道.其中有两期多次大规模的山洪泥流过程,溢出沟槽扩散到黄河第二级阶地表面喇家遗址区域.其间还有两场多次大地震及其相关地质灾害与之相伴生,形成群发性巨大灾难事件,共同摧毁了喇家遗址的齐家文化聚落,造成居室内人群的死亡.文章建立了喇家遗址区域晚更新世晚期-全新世沉积物与土壤地层序列,分析论证了史前灾难的成因,对于深入探索黄河上游官亭盆地史前环境变化与灾害,以及人类活动影响问题具有科学意义.     

白格堰塞湖对金沙江水沙及梯级水库运行的影响

2018年金沙江上游白格滑坡造成了近百年来最为严重的干流堵江事件,堰塞湖的形成和溃决给下游金沙江干流河道的水沙条件及梯级水电站运行造成影响.本文依据堰塞湖附近临时观测和金沙江干流河道控制性水文站的相关资料,研究堰塞体泄流对下游河道水沙输移的影响,同时结合梯级水库调度情况,计算了梯级水库的拦沙量.结果表明,堰塞湖溃决在金沙江中游形成了超历史的水沙过程,金沙江中游梯级电站开展应急调度后,堰塞湖溃决造成的特大洪水被削减为一般洪水.金沙江中游梯级梨园、阿海和金安桥电站累积拦截泥沙约1400万t,龙开口、鲁地拉和观音岩电站共计拦截泥沙约43万t,滑坡体产生的泥沙仍有约74%滞留在堰塞体附近.若滑坡体泥沙全部输移至金沙江中游梯级水库内,梨园电站的有效库容极有可能不满足水库所需调节库容的要求.     

大禹治水与长江早期文明

水是大自然最富才华的艺术家,是它塑造了雄奇的长江三峡;水又是地球上一切生命的源泉,是它孕育了灿烂的长江文明.从某种意义上说,中国的上古历史是一部人类同洪水共存的历史,许多古史传说都与水有关.传说中的尧、舜、禹时代,是长江洪水频频发生的历史时期.大禹是中华民族广为传颂的治水英雄,我国第一个统一的国家政权——夏王朝的奠基人.大禹治水的故事发生在大约四千年前,他的足迹遍及华夏大地.中国古代地理学名著《尚书·禹贡》载述,大禹从上游开始经三峡地区一直疏导到长江的中、下游河段,书中曾多处提及禹从事疏浚长江河道制服洪水的水利活动.又据司马迁在《史记·夏本纪》的记载,大禹治水还到了位于江汉平原的古云梦泽.《水经注·江水》则明确指出,三峡河道是大禹开凿和疏通的.在长江三角洲地区,尤其在太湖流域,大禹治水的传说广泛流传,对大禹的崇拜与信仰也极为盛行.考古发现,在长江三角洲一些新石器时代遗址的文化缺失地层中,淤泥厚度达1-1.5 m.一些专家认为,那是4000a以前发生于良渚文化末期的那次特大洪水留下的痕迹.     

上古·魅力无穷在考古-漫步地震五千年（2）

《竹书纪年》记载了大禹建夏以前的地震活动和气候变化,考古研究证实了公元前21世纪和17世纪两次上古地震的真实性,还揭示了北半球“小冰期”对全球生态文明的重大影响。介绍了黄河中下游地区的地震活动特点,以及对黄河溃决的影响。大禹治水的真实性研究在深入,更加重视到地震原因。结合近年间青铜器遂公盨的重大发现,作者从地震堰塞坝和太行山前断裂上探讨了大禹治水的可能机制。最后,简介了近年间在地震考古方面的一些进展。     

拉脊山断裂古地震与喇家遗址灾变事件关系研究

利用高分辨率的遥感资料,获得了拉脊山断裂带的几何学特征,通过野外调查和开挖探槽,对拉脊山断裂带上古地震进行了研究。认为拉脊山断裂在大河家地区逆冲活动造成黄河阶地上形成断层陡坎,在陡坎位置开挖探槽,揭露出了3 700 a.BP以来至少发生过2次中强以上古地震事件,并造成了黄河阶地变形,最晚一次古地震事件发生在(3 136±51)a.BP左右,估算断层全新世中晚期以来的滑动速率为0.51 mm/a。形成于3 650~2750 a.BP前后的喇家遗址位于该探槽剖面6.4 km处,因此得出拉脊山断裂带上强烈的古地震事件与喇家文化的毁灭存在密切的联系。该研究对认识拉脊山断裂带的地震危险性和确定形成喇家遗址的古地震证据具有重要的科学价值。     

四川省地震堰塞湖灾害及其防御对策研究

通过公元前26年至今的2千余年发生在四川省境内的14次地震事件形成的堰塞湖的研究分析认为,1786年康定—泸定磨西743级地震、1879年7月1日甘肃武都8·0级地震、1933年茂县叠溪721地震、1976年松潘—平武7·2级地震和2008年汶川8·0级地震形成的堰塞湖造成严重的次生灾害;地震堰塞湖生成的重要背景条件为...     

黄河龙门段商周转折时期的古洪水事件及气候背景

通过野外观察研究,在黄河中游晋陕峡谷龙门段乡宁-韩城大桥西端支沟内,发现了全新世古洪水滞流沉积物.通过野外观察和室内实验分析,证明它们是黄河特大洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物,记录了黄河晋陕峡谷段一期4次特大古洪水事件.通过地层学对比分析和光释光测年,确定这4次洪水发生在全新世中期-晚期转折阶段,即我国历史上商代末期-西周初期的气候突变转型期.利用"古洪水滞流沉积物厚度含沙量法"恢复古洪水洪峰水位,运用HEC-RAS模型估算出4次古洪水事件洪峰流量介于46280~48800 m~3/s之间.这些成果为黄河中游地区的防洪减灾、水资源开发利用、流域生态环境综合治理等方面提供了可靠的超长尺度水文数据.这为深入理解黄河流域水文系统对于全球变化的响应规律提供了新的证据.     

庄学本先生1934年所摄四川叠溪震区照片的考证与解读

1933年8月25日,四川省茂县叠溪发生了71/2级地震,强烈地震造成了大量的滑坡与崩塌,叠溪镇全城被毁,伤亡惨重.震后45天地震堰塞湖溃决,又造成严重的次生水灾.1934年11月,著名摄影家庄学本先生考察了叠溪地震灾区,拍摄了大量的地震现场照片,其中一部分留存至今.这批照片是中国最早的地震现场照片之一,留下了比文字记...     

汉江上游安康东段全新世古洪水沉积学与水文学研究

通过沿汉江上游河谷深入的考察,在安康东段发现了典型的古洪水滞流沉积剖面.通过采集样品、实验分析,确定它们是古洪水在高水位滞流环境当中的悬移质沉积物.根据地层对比、OSL测年和相关文化层年代,确定它们分别记录了发生在BL+AL与YD事件转折阶段(12500 a B.P.)的古洪水事件和发生在1000-900 a B.P.(1000-1100AD),即北宋后期的洪水事件.根据古洪水SWD的高程恢复其洪峰水位,结合相关参数,利用面积比降法计算恢复流量.结果表明在万年尺度,汉江上游古洪水洪峰流量介于35970~47400 m³/s之间.同时,利用2010年大洪水洪痕恢复计算洪峰流量,对古洪水洪峰流量计算结果进行了验证.进而结合历史洪水和观测洪水数据,获得了汉江上游万年尺度洪水洪峰流量与频率关系.这为汉江上游的水利水电和交通工程建设以及沿岸城镇防洪减灾提供了基础性数据.     

四川省地震堰塞湖及其形成条件

据统计调查,从公元前26年至今的2千余年里,四川省至少有9次地震事件形成过堰塞湖.本文简述了这 9次地震堰塞湖及其灾害情况,并在此基础上分析总结出地震堰塞湖形成的充分条件为:所在地区地震烈度大于等于Ⅷ度,且堰塞湖的数量和规模与烈度值呈正相关关系;地形为高山峡谷江(河)段,两岸或一侧为高陡的岩壁或台地前缘;岩性条件为江(河)两岸或一侧存在较破碎的基岩或巨厚的松散堆积体.在满足上述充分条件下,若恰遇雨季或震后连降暴雨,则形成地震堰塞湖的可能性剧增,溃坝产生次生水灾的危险性也随之增大.     

青藏高原东北部官亭盆地新石器-青铜时代聚落时空演变及其影响因素

青藏高原东北部的官亭盆地史前群发性自然灾害对齐家文化时期大型聚落喇家遗址毁灭的影响是近20年备受关注的科学问题之一.研究焦点多集中在自然灾害对单一遗址的影响,该盆地内新石器-青铜时代聚落演变及其影响因素的研究则相对薄弱,该时段人地关系演化的过程与机制尚不清晰.本文依据官亭盆地内新石器-青铜时代遗址点的位置、海拔和面积,探讨盆地内该时段聚落的时空演变特征,发现仰韶文化晚期(5500~5000cal a BP),盆地内黄河三级阶地上出现4处遗址,聚落分布范围较小;马家窑文化至齐家文化时期(5300~3600cal a BP),遗址数量、聚落规模和分布范围明显增加,聚落分布整体向靠近黄河的海拔较低的区域移动;辛店文化时期(3400~2700cal a BP),遗址数量和聚落规模呈现下降趋势,聚落范围收缩,聚落分布发生空间分异,一部分向高海拔移动,另一部分则处于低海拔位置.结合研究区周边的全新世气候记录、考古及古洪水资料,显示官亭盆地新石器-青铜时代遗址数量、规模和分布范围与甘青地区史前文化的演变和分布范围密切相关,而大区域文化格局的演变又受到气候变化和农业发展的影响.新石器-青铜时代官亭盆地聚落海拔高程的空间分布则主要受到生业模式变化的影响,尚无证据显示其与古洪水事件有紧密关联.     

中全新世以来的川江大洪水初步分析

在忠县中坝文化遗址剖面中发现了10个古洪水沉积层,时代为中全新世以来,之后又被1981年大洪水淹没.11次大洪水洪水位的变化显示洪水位总体呈上升趋势,其间有数个周期性起伏.前者反映中全新世以来河床堆积的影响,后者反映西南季风强度的周期变化.     

2008年汶川地震相关堆积物的细颗粒石英光释光测年研究

现代强震相关堆积物的释光测年研究有助于理解古地震相关沉积物释光测年的地质意义,提高古地震测年的精度和准确度,更好地认识大地震发生的规律.文中选择了若干典型的2008年汶川大地震的相关堰塞湖堆积物、泄洪堆积物和喷砂堆积物,进行了细颗粒石英光释光测年研究.结果表明,这些地震相关沉积物中的细颗粒石英灵敏度较高,但释光信号并未...     

福建晋江市前港湖、龙湖、虺湖等的地震堵塞成因研究

在国外前苏联学者尼可拉也夫曾提及地震后有的河流形成地震坝,其后再超覆沉积细粒物质,并称为"地震沉积相",显然这是指的地震堵塞湖形成后的沉积.国内最著名的地震堰塞湖是1933年四川省茂汶北的迭溪7.5级地震,这次强震不仅使迭溪全城及周围60余城镇、村寨全部毁灭,并且四山普遍崩溃,迭溪台地大规模崩塌、堵塞岷江,形成四个地震堵塞湖.大震后45天湖水溃决,造成下游水灾.类似这种地震堵塞湖是地震导致山地,丘陵或台地崩塌堵塞溪流,是地震导致的重力作用堵塞,应为地震重力堰塞湖.本文论及的地震堰塞湖即前港湖、龙湖、虺湖、丙州西侧小湖位于福建省晋江市龙湖镇西南侧,处晋江半岛中部,4个湖沿着控制深沪湾地堑北西边缘的衙口-丙洲断裂呈NE60°线状展布.该断裂与其东侧的深沪-金井断裂共同构成了全新世深沪湾地堑,卫星照片中有清晰的显示.这两条断裂及其所夹的活动地堑同属于区域性的常乐-诏安断裂带中段部份.     

夏发七年“泰山地震”考

1 "泰山地震"的由来 "泰山地震"首见于地质出版社20世纪70年代出版的<地震问答>83问:"我国最早的地震记载是在什么时候?"答为:"我国历史上有关地震的记载,最早见于<今本竹书纪年>,其中一处提到夏‘帝发'‘七年陟泰山震',陟(音治)作登临解,就是说:夏朝有一个名叫‘发'的帝王,在他即位的第七年(约公元前1831年)登临山东泰山时,正好泰山发生了地震.     

黄河源区日玛曲流域古堰塞湖的沉积特征及环境意义

在黄河源区支流日玛曲河谷发现第四纪湖相沉积,以含砾粉砂、粉砂、粘土互层组合为特征,形成河流的第一阶地基座。通过对该剖面野外岩性观测、^14C测年分析,探讨了古湖形成时代及成因,以及古湖发育时期周围的植被与环境。研究结果发现,古湖形成于3120aBP前后,可能属于地震堰塞湖,于640aBP以后出现决堤事件。     

中国异常增暖来年江淮流域易发生大洪水

在1987年以来全球气温明显增高的同时,中国气温也显著增高,1997年达到了峰值,2006年又出现了次峰值.为搞清异常增暖对中国旱涝等灾害的发生可能带来的影响,本文重点统计分析了中国年平均气温对全球年平均气温的响应关系,并分析研究了1951～2006年期间中国月年平均气温的年际变化特征和汛期主要多雨带类型及发生严重洪涝区域之间的对应关系.结果发现：（1）3个中国年平均气温异常偏高但8月气温不高的来年汛期主要多雨带和严重洪涝区域都发生在淮河流域（3/3）;（2）5个年平均气温偏高且8月气温也明显偏高的来年汛期长江流域发生了大洪水和严重洪涝（5/5）,特别是其中2个8月气温特高的来年（1954、1998年）汛期长江流域发生了特大洪水和严重洪涝（2/2）.对这个前兆强信号的发现和揭示,不但证明了全球和中国异常增暖对来年中国汛期水旱灾害的重大影响,也对准确预测中国汛期主要多雨带分布类型和江淮流域的大洪水和特大洪水有特别重要的应用价值.     

史前地震加速早期中国“河洛古国”的衰落

“古国时代”被认为是人类文明形成与发展的重要阶段.位于黄河中游的河南巩义双槐树仰韶文化遗址是古国时代重要的都邑性聚落.其规模宏大,出现明显的社会分化,在早期中国占据着重要地位,考古学家一般称之为“河洛古国”.“河洛古国”的兴衰演化对于揭示中华文明的起源与发展具有重要意义,它的衰落过程一直备受关注.双槐树遗址的考古发掘和环境考古研究过程中,在遗址内发现并识别出多处古地震相关遗迹和同震变形,包括地震液化、边坡崩塌和地裂缝,以及地震造成的大量房屋倒塌和墙体歪斜.炭屑定年揭示地震年龄约5.0cal ka BP.结合地震液化分布最远距离经验公式,初步推测地震的最小震级为Ms5.9～6.0.这次破坏性地震深刻影响了双槐树遗址早期文化的持续发展,一定程度上加速了“河洛古国”史前都邑的衰落.