通过对汉江上游的考察,在多个地点发现古洪水滞流沉积层夹在古土壤层与坡积石渣土层或坡积角砾层中。选择白河段JJTZ剖面进行沉积学和水文学研究。对于采集的全新世古洪水滞流沉积样品,进行沉积学分析,与2010年现代洪水滞流沉积物进行对比,结合其宏观特征确认其为汉江洪水悬移质沉积物,粒度成分分类为细沙质粉沙。它们记录了汉江上游特大古洪水事件。通过地层学对比分析和OSL测年断代,确定其发生在全新世中期–晚期转折阶段,即3 200~2 800 a B.P.。利用沉积学和古水文学原理恢复古洪水洪峰水位,采用比降法计算出两次古洪水洪峰流量为40 180 m3/s和49 170 m3/s。该结果大大延长了洪水水文数据序列,从而能够建立汉江上游万年尺度洪水流量–频率关系,对于揭示汉江上游水文过程对于全球变化的响应规律具有重要的科学意义,对于防洪减灾和水资源水能源工程建设具有重要的现实意义。
关键词:古洪水
;
滞流沉积物
;
万年尺度
;
全新世
;
汉江
Abstract
Palaeoflood hydrological studies were carried out in the upper reaches of the Hanjiang River. Palaeoflood slackwater deposit was found at the JJTZ site in the Baihe reach in the bedrock gorges. Analysis of the grain-size distribution indicates that these SWD consist of sandy silt, sourced from the suspended sediment load of the floodwater. Stratigraphic correlation with the chronological framework established in the Weihe River basin OSL dating show that these extreme floods occurred at the turn from middle to late Holocene, about 3200-2800 a B.P. at the end of the mid-Holocene Climatic Optimum. The reconstructed peak discharges of the palaeoflood range from 40 180 m3/s to 49 170 m3/s, which are much larger than the gauged largest floods. These results were further tested and proved to be reliable with reconstruction of the modern floods at the same reach with the same method. This research is of great importance in hydrological engineering and flood mitigation. And it is also very important in establishment of the relationships between extreme flood events and global climate change.
LIXiao-gang, HUANGChun-chang, PANGJiang-li, ZHAXiao-chun, ZHOUYa-li, WANGHeng-song. Palaeoflood Hydrological Study in the Baihe Reach in the Upper Reaches of the Hanjiang River[J]. Scientia Geographica Sinica, 2012, 32(8): 971-978 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2012.08.971
图2 汉江上游JJTZ剖面:a 坡积角砾层夹汉江古洪水滞流沉积层; b 晚全新世坡积角砾层覆盖全新世中期古土壤
Fig.2 The JJTZ site in the upper reaches of the Hanjiang River: Palaeoflood slackwater deposits interbedded in slide rock(a); Mid -Holocene soil blanketed by the classic slope deposit of the late Holocene (b)
Fig.3 Pedo-stratigraphy and chronology in the JJTZ profile in the upper reaches of the Hanjiang River and the correlation to the GCZ profile in the upper reaches of the Weihe River[16]
Table 2 Results of palaeoflood reconstruction at the JJTZ section in the upper reaches of the Hanjiang River (palaeoflood stage using SWD ending-point elevation)
Table 3 Results of palaeoflood reconstruction at the JJTZ section in the upper reaches of the Hanjiang River (palaeoflood stage using the Huang’s Method*)
古洪水期次
SWD厚度 (m)
SWD沉积 水深(m)
洪峰水位 H(m)
水面宽 B(m)
总水深 h(m)
水面比降 S
糙率系数 n
过水断面 面积A(m²)
湿周 L(m)
水力半径 R(m)
洪峰流量 (m³/s)
SWD2
0.2
4.0
201.5
280.0
34.5
0.0008
0.035
7255.25
298.71
24.29
49170
SWD1
0.1
2.0
198.0
267.0
31.0
0.0008
0.035
6298.00
283.93
22.18
40180
注:*Figure out the palaoflood slackwater depth by using SWD thickness and bulk of suspended sediment load of the floodwater.
目前世界上较流行的验证方法是通过采用美国古洪水专家Baker V R 建立的洪峰流量与流域面积关系进行验证[31]。他研究了世界各地流域面积与大洪水洪峰流量,表明最大洪峰流量与流域面积之间存在一定的关系,即流域中发生的大洪水应介于直线方程为Q=760D0.4 和Q=21D0.73 之间,式中Q为洪峰流量,D为流域面积。本文恢复计算出的汉江上游全新世古洪水最大洪峰流量,恰好处在此范围之内,也从另一方面说明在汉江上游恢复计算出的古洪水洪峰流量是合理的。
5.5 汉江上游万年尺度流量-频率关系
将安康水文站1935~2010年的76 a观测年最大洪水数据,1583年、1867年和1921年的调查历史大洪水数据,与JJTZ剖面记录的全新世2次古洪水的洪峰流量接续,构成了汉江上游11500 a B.P. 以来长序列的洪水资料。通过“含有特大值的不完整序列频率分析方法”[8]建立了汉江上游万年尺度洪峰流量与频率关系(图6)。从图6可知,实测洪水+历史洪水+古洪水的频率曲线稳定可靠。它使得万年一遇以内的洪水频率的读取,均由原来的外延法转变为内插法[8,31],从而保证了数据的可靠性。黄委会水文学专家王国安教授认为,受苏联模式的影响,中国420座大型水库一半以上校核的万年一遇洪水数值太大,造成投资浪费[32]。因此,虽然全新世古洪水水文学研究很复杂,涉及多个学科的理论和方法,但是其研究成果对于防洪减灾、水资源和水能源开发利用具有十分重要的价值。
Table 4
表4
表4 汉江上游JJTZ断面现代洪水洪痕水文恢复计算结果
Table 4 Results of modern flood reconstruction at the JJTZ section in the upper reaches of the Hanjiang River
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
Extraordinary Floods of 4100-4000 a BP recorded at the Late Neolithic Ruins in the Jinghe River Gorges, Middle Reach of the Yellow River, China
0
2010
Impact of monsoonal climatic change on Holocene overbank flooding along Sushui River, middle reach of the Yellow River, China
1
2007
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
黄河壶口段全新世古洪水事件及其水文学研究
3
2010
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
渭河宝鸡峡全新世特大洪水水文学研究
2
2010
... 汉江上游JJTZ全新世古洪水沉积剖面与渭河上游GCZ剖面[16]地层年代对比 ...
... Pedo-stratigraphy and chronology in the JJTZ profile in the upper reaches of the Hanjiang River and the correlation to the GCZ profile in the upper reaches of the Weihe River[16] ...
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
2005年渭河、汉江流域一次致洪暴雨过程浅析
1
2007
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
2005年汉江秋汛气象水文特征分析
1
2007
... 汉江上游河谷形成于秦岭山地南侧,其第一级阶地为基座阶地类型,阶地面二元结构沉积物之上,覆盖着晚更新世晚期黄土和全新世黄土古土壤层.在地层剖面上,其层序和时代与秦岭北侧渭河河谷第一级阶地的风成黄土古土壤完全对应(图3).全新世大暖期(8 500~3 100 a B.P.)气候温暖湿润,秦岭南北两侧河谷成壤作用强烈,在渭河河谷形成具有暖温带特点的褐色土,在汉江谷地形成了具有北亚热带特点的黄褐土 [11,21].晚全新世气候相对干旱,沙尘暴堆积在渭河与汉江河谷都形成了现代黄土(L0)和表土层.在渭河河谷第一级阶地覆盖层中,在L0/S0界面常会发现古洪水滞流沉积层.深入研究表明这些古洪水SWD记录了发生在3 200~2 800 a B.P.的特大暴雨洪水事件[9,12,15,18].在汉江上游河谷多个地点,发现了古洪水的滞流沉积层,其分布高度和层位基本稳定,都位于全新世中期黄褐土古土壤之上,而且在多处发现黄褐土层中含有新石器时代文化遗物.在汉江白河段JJTZ剖面,全新世晚期坡积角砾土层覆盖了全新世中期黄褐土古土壤,其顶部OSL年龄为3 360±190 a,而坡积角砾土层下部夹有古洪水滞流沉积层.其中SWD的OSL年龄为3 080±280 a. 这意味着在全新世中期与晚期转折时期,汉江河谷普遍地发生了特大洪水事件.这些古洪水SWD在剖面的层位关系,表明其与渭河河谷3 200~2 800 a B.P.的洪水是同时发生的(图3).从大气环流形势分析,汉江上游与渭河上游流域,现代暴雨洪水往往是东南季风或者西南季风大气环流异常造成.例如2005年10月、2011年9月,汉江和渭河同时发生大洪水,都是由西南季风携带来自印度洋孟加拉湾的水汽而引发的秋季暴雨造成[22,23].这个现实的例子表明,在秦岭南北两侧汉江上游与渭河上游,暴雨洪水事件会在同样的大气环流形势之下同时发生.这就进一步表明,根据地层关系和气候转折对比,确定汉江上游JJTZ剖面SWD记录的特大暴雨洪水事件与渭河河谷特大暴雨洪水事件的对应关系是合理的.由此确定汉江上游JJTZ剖面SWD1和SWD2,记录了全新世中期与全新世晚期转折阶段的特大暴雨洪水事件,其发生年代为3 200~2 800 a B.P.. ...
... 目前世界上较流行的验证方法是通过采用美国古洪水专家Baker V R 建立的洪峰流量与流域面积关系进行验证[31].他研究了世界各地流域面积与大洪水洪峰流量,表明最大洪峰流量与流域面积之间存在一定的关系,即流域中发生的大洪水应介于直线方程为Q=760D0.4 和Q=21D0.73 之间,式中Q为洪峰流量,D为流域面积.本文恢复计算出的汉江上游全新世古洪水最大洪峰流量,恰好处在此范围之内,也从另一方面说明在汉江上游恢复计算出的古洪水洪峰流量是合理的. ...
... 将安康水文站1935~2010年的76 a观测年最大洪水数据,1583年、1867年和1921年的调查历史大洪水数据,与JJTZ剖面记录的全新世2次古洪水的洪峰流量接续,构成了汉江上游11500 a B.P. 以来长序列的洪水资料.通过“含有特大值的不完整序列频率分析方法”[8]建立了汉江上游万年尺度洪峰流量与频率关系(图6).从图6可知,实测洪水+历史洪水+古洪水的频率曲线稳定可靠.它使得万年一遇以内的洪水频率的读取,均由原来的外延法转变为内插法[8,31],从而保证了数据的可靠性.黄委会水文学专家王国安教授认为,受苏联模式的影响,中国420座大型水库一半以上校核的万年一遇洪水数值太大,造成投资浪费[32].因此,虽然全新世古洪水水文学研究很复杂,涉及多个学科的理论和方法,但是其研究成果对于防洪减灾、水资源和水能源开发利用具有十分重要的价值. ...
关于我国水库的防洪标准问题
1
2002
... 将安康水文站1935~2010年的76 a观测年最大洪水数据,1583年、1867年和1921年的调查历史大洪水数据,与JJTZ剖面记录的全新世2次古洪水的洪峰流量接续,构成了汉江上游11500 a B.P. 以来长序列的洪水资料.通过“含有特大值的不完整序列频率分析方法”[8]建立了汉江上游万年尺度洪峰流量与频率关系(图6).从图6可知,实测洪水+历史洪水+古洪水的频率曲线稳定可靠.它使得万年一遇以内的洪水频率的读取,均由原来的外延法转变为内插法[8,31],从而保证了数据的可靠性.黄委会水文学专家王国安教授认为,受苏联模式的影响,中国420座大型水库一半以上校核的万年一遇洪水数值太大,造成投资浪费[32].因此,虽然全新世古洪水水文学研究很复杂,涉及多个学科的理论和方法,但是其研究成果对于防洪减灾、水资源和水能源开发利用具有十分重要的价值. ...