汉江上游郧县前坊段全新世古洪水水文学研究

对汉江上游郧县段全新世古洪水滞流沉积层进行了沉积学和水文学研究。结果表明,该沉积物是古洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境中堆积形成的,与黄土和古土壤显著不同。通过OSL测年和文化层的考古学断代,表明它所记录的特大古洪水事件发生在东汉时代（200 A.D.）。根据沉积学和水文学原理恢复古洪水水位高程,计算得到古洪水洪峰流量为65 830 m3/s;利用2011年汉江上游洪水洪痕记录的洪峰水位高程反演其洪峰流量,推算结果与实测数据误差仅09%,证明研究获得的古洪水水文数据合理可靠,从而为汉江上游的水利工程建设及流域内的防洪减灾提供了基础数据     

汉江旬阳至白河段万年尺度洪水流量恢复比较研究

对汉江上游旬阳至白河段基岩峡谷进行了详细的野外调查,在全新世黄土地层中发现了古洪水滞流沉积层。综合野外宏观特征和粒度分析,并与现代洪水滞流沉积物的对比,判定是典型的古洪水滞流沉积物。通过全新世地层关系对比和光释光(OSL)测年表明,古洪水事件发生年代距今为1800~1700 a(A.D.200-300)。汉江上游旬阳至白河段万年尺度流量恢复比较发现,由古洪水SWD厚度与含沙量关系法恢复的洪水水位和流量更为合理。这些成果为汉江上游水资源开发与重大水利工程的安全校核提供了重要的科学依据。     

汉江上游郧西段全新世古洪水水文学研究

通过对汉江上游的考察,在郧西段归仙河口(GXHK)发现了典型的全新世古洪水滞流沉积剖面。采集滞流沉积层样品,进行粒度、磁化率等分析,证明研究地点具有典型的古洪水滞流沉积层。通过地层学对比分析,确定两次古洪水事件分别发生在3 000-2 700 aB.P.和公元100-200年(即1 850-1 750 aB.P.)。利用沉积学、水文学方法计算出GXHK的古洪水流量介于63 090～64 320 m3/s之间。用2010年、2011年大洪水洪痕的现代水文学验证和美国学者Baker提出的河流流域面积与大洪水洪峰流量关系进行对比分析,证明古洪水水文学计算结果合理可靠,从而为汉江上游的工程建设及沿岸地区的防洪减灾提供参考。     

汉江上游风成谷地黄土的重矿物组成特征及意义

汉江流域位于黄土高原南侧,属中国南北气候的过渡区域,其重矿物组成对区域沉积物物质来源与演化研究具有重要意义。运用强磁选、重液分离法等技术手段将汉江上游谷地黄土沉积物中的重矿物提取出来,在双目显微镜和偏光显微镜下测定其含量和特征。结果表明:(1)汉江黄土重矿物有22种,其中角闪石、磁铁矿、钛铁矿等矿物为优势矿物,占重矿物总量的60%以上;稳定矿物约占重矿物总量的47.95%,是汉江黄土最主要的矿物组合。(2)典型黄土和古土壤中重矿物种类相同,但含量有一定差异,马兰黄土(L1)相较古土壤(S0)不稳定矿物含量较高,稳定矿物含量较低;(3)汉江黄土与北侧黄土高原黄土相比重矿物种类相似,稳定性组合分布一致,但汉江黄土稳定性矿物含量较高,不稳定性矿物含量较低。这些特征说明:(1)汉江上游地区古土壤和黄土物质来源一致,古土壤S0在物质组成上继承了黄土,是黄土高度风化的产物;(2)汉江谷地黄土和黄土高原风成黄土两者的物源区一致,但汉江地区黄土受到较黄土高原地区强的风化成壤作用。     

淮河上游全新世古洪水沉积学特征及古洪水事件气候背景

通过详细的野外调查,在淮河上游的毛集河口发现了夹有一套淮河古洪水滞流沉积物层的黄土-古土壤剖面。对剖面进行详细观察、分层和取样,并对样品做粒度和化学元素分析,通过OSL测年进行控制点断代,进一步对该流域洪水事件与全球厄尔尼诺现象进行对比。结果认为：自8500a以来,在淮干上游至少发生了6次特大洪水,与厄尔尼诺现象有明显的响应关系。通过对沉积物不同粒级的组分含量对比,认为SWD在粗粒级范围为优势组分,而黄土古土壤在细粒级范围为优势组分,据此可以有效地对古洪水沉积物层加以识别。地球化学分析表明,剖面不同沉积单元上化学元素呈现出鲜明差异,表现为在SWD中SiO2和Th明显贫化,Fe2O3、CaO、MgO、P、V、Sr、Nb富集,Al2O3、Na2O、K2O、Cr、Zn、Rb在剖面各地层单元中没有表现出明显的区别,通过地球化学元素的富集或贫化特征亦可以很好地识别古洪水滞流沉积物层。通过对古洪水沉积物的识别得到了全新世以来淮河上游特大洪水信息,也一定程度上能够从沉积学角度佐证在该流域特大洪水的发生与全球厄尔尼诺现象密切相关。     

汉江上游郧县段全新世特大洪水事件光释光测年研究

通过对汉江上游的野外考察,在湖北郧县段河谷发现了含有典型的古洪水滞流沉积物的全新世风成黄土土壤剖面。对该剖面采集样品,进行了沉积学分析,并且应用光释光技术中的单片再生剂量法（SAR）测定获得其OSL年龄,结合地层对比和文化层考古学断代,确定由古洪水滞流沉积层记录的特大洪水事件发生在距今1 800～1 700 a之间,对应于我国历史上的东汉至魏晋时期（A.D. 200～300）。通过与汉江上游地区、国内和世界各地的多种指标气候变化记录的对比分析,揭示出特大洪水事件发生在东汉至南北朝时期的气候恶化期。由于气候状态不稳定,降水变率大,致使严重地干旱和特大洪水皆有发生。该成果对我们深刻理解区域水文系统对于全球变化的响应规律具有重要意义     

汉江上游古洪水与现代洪水滞流沉积物地球化学特征对比分析

对汉江上游古洪水和现代洪水滞流沉积物(SWD)地球化学元素对比分析,并与上陆地壳UCC含量比较。结果表明：与现代洪水SWD对比,古洪水SWD处于脱钙去钠的初级阶段,而其他常量元素含量没有明显变化。两者的常量元素UCC标准曲线相近,表明洪水SWD物源都是汉江流域内地表松散碎屑物。古洪水SWD的化学风化指数(CIA)平均值为64,现代洪水SWD是60。古洪水SWD化学风化程度略大于现代洪水SWD。但是现代洪水SWD的重金属元素Zn、Co、Cr、V和Ba含量都明显高于古洪水SWD,其UCC标准曲线累积最明显,这些表明汉江上游受现代人类活动影响明显。这些成果有助于更好理解汉江上游环境变化与人类活动之间的关系,同时为汉江上游流域内洪水期间水土保持和生态环境保护等方面提供重要的科学依据     

陇东高原全新世黄土古土壤沉积序列辐射环境研究

通过对泾河上游陇东高原两个全新世黄土古土壤沉积序列剂量率的分析,发现全新世剖面中剂量率值的变化分别受到了沉积粉尘物质组成的变化和易淋溶元素迁移的影响。前者对剂量率的影响非常微弱;后者的影响相对较大。同时剖面内部剂量率的绝对值变化较小。Fe/Al值的变化也表明了整个全新世黄土古土壤剖面中沉积粉尘的物质组成变化极小,指示了研究区域沉积物源在全新世近万年时间尺度内是相对较稳定的。     

黄河中游河谷地区三种粒径石英的光释光测年对比

利用光释光测年（OSL）技术当中的单片再生剂量法(SAR),测定了黄河中游泾河和洛河河谷含特大古洪水滞流沉积物夹层的全新世黄土－古土壤沉积物的年龄。通过对前处理分离提纯三种不同粒径石英样品的测定研究,发现利用氟硅酸和氢氟酸两者结合溶蚀该研究区域的中－粗颗粒石英的方法,提纯石英颗粒样品的效果比较好,且分离获得的40~63...