陕西泾河泾阳段约1400年来漫滩相沉积与洪水变化研究

泾河泾阳段地处新构造运动微弱上升区,与华北平原区的河流相比,该区河流阶地与多级河漫滩发育好,河流发育阶段性的变化在沉积物与地貌上表现的十分清楚。与上游的山区河床段无河漫滩沉积相比,该区泾河段能够指示洪水期河床水深与河漫滩水深、水位的河漫滩相沉积发育很好,是研究泾河洪水变化的非常理想的河段。此外,该区历史文献记载资料较为丰富,可为定量研究洪水发生的年代、洪水发生规模提供宝贵资料。泾河洪水研究对揭示泾河洪水发生的规律、洪水规模的变化与发生的因为具有重要科学意义,对泾河防洪工程建设有重要参考价值,对减少洪水造成的损失有重要实际意义。通过野外考察,选择了泾河下游泾阳段高漫滩和一级阶地前缘2个具有代表性的剖面开展研究。根据粒度、元素与化合物、TOC、TN、C/N指标分析,研究了洪水的规模、流量、洪水位高度、水深、以及特大洪水事件。通过该区历史文献对历史洪水的记载,确定了剖面形成的年代,建立了剖面洪水沉积的年代框架。研究结论如下:
　　 (1)泾河泾阳段约1400年来洪水沉积分层明显,以粗粉砂、极细砂为主,多数组分在整个剖面上变化明显,分辨率高,能够清楚地指示洪水以及降水量的变化。泾河河漫滩沉积物的粒度成分反映了沉积时期洪水搬运动力的强弱变化,粒度成分较粗指示沉积时期洪水搬运动力较强,粒度成分较细指示沉积时期洪水搬运动力较弱。
　　 (2)泾阳高漫滩剖面(JYa)可分为18个沉积阶段,指示了18次大小不同的洪水和18个降水量增多或暴雨发生的年份。泾阳一级阶地前缘剖面(JYc)可分为41个沉积阶段,指示了41次大小不同的洪水和41个降水量增多或暴雨发生的年份。黄土高原泾河流域约1400年来至少发生了59次规模较大的洪水。
　　 (3)根据历史文献分析,可初步确定泾河泾阳段一级阶地前缘JYc剖面大致是在公元618～1662年之间的约1050年间形成的洪水沉积。高漫滩JYa剖面大致是在公元1860～2003年之间的约320年间形成的洪水沉积。
　　 (4)泾河泾阳段高漫滩JYa剖面中的18个洪水沉积阶段的规模由大到小的变化顺序为:第14层>12层>13层>8层>5层>1层>2层>4层>9层>3层>7层>6层>11层>l0层>18层>15层>16层>17层。JYc剖面41个洪水沉积阶段的规模由大到小的变化顺序为:第13层>24层>21层>20层>23层>22层>l9层>38层>25层>33层>30层>39层>37层>29层>32层>28层>16层>36层>41层>26层>40层>31层>18层>27层>34层>35层>11层>12层>17层>8层>15层>6层>7层>9层>14层>10层>5层>4层>2层>3层>1层。在这18次和41次洪水中,在同一次洪水沉积层内一般存在两个以上薄层的粒度成分的微小变化,指示多数期次的洪水发生时期可能有两个以上洪峰出现。
　　 (5)JYa剖面最上部第1层洪水沉积形成时的河床洪水深度约为4.76m,流量为4010m3/s。第14、12、13、8、5层形成时的河床洪水深度大于4.76m,流量大于4010m3/s。其余各层形成时的河床洪水深度应等于或小于4.76m,流量小于4010m3/s。第14层是JYa剖面中最粗的一层,代表了高漫滩剖面中洪水动力与洪水规模最大的一次特大洪水事件,该层形成时的流量为18700 m3/s。JYc剖面中部第19层洪水沉积物粒度与JYa剖面第1层相近,形成时的河床洪水深度约为5.58m,流量至少为4010m3/s。第13、24、21、20、23、22层形成时的河床洪水深度大于5.58m,流量大于4010m3/s。其余各层形成时的河床洪水深度应等于或小于5.58m,流量小于4010m3/s。第13层是JYc剖面最粗的一层,代表了一级阶地前缘剖面中洪水动力与洪水规模最大的一次特大洪水事件,该层形成时的流量至少为10000m3/s。
　　 (6)泾河泾阳段JYa和JYc剖面中某些元素和化合物含量能够指示洪水变化。元素Mn、Cu、Zn、Ga、Pb、Rb、V、Sc、Ti、Nb、11h、U、化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量高和元素Ba、Co含量低一般指示沉积时洪水动力弱,洪水位低。元素Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Pb、Rb、V、Sc、Ti、Nb、Th、U、化合物Al2O3、Fe2O3、K2O含量低和元素Ba、Co含量高一般指示沉积时洪水动力强,洪水位高。泾河泾阳段JYa和JYc剖面洪水沉积物的粒度与元素、化合物指示的洪水动力、洪水位、降雨量大小具有很好的一致性。
　　 (7)在泾河泾阳段JYa和JYc剖面洪水沉积物中,TOC与TN含量高和C/N比值大一般指示沉积时洪水动力弱,洪水位低,降雨量少。TOC与TN含量低和C/N比值小一般指示沉积时洪水动力强,洪水位高,降雨量多。沉积物粒度与TOC、TN、C/N指示的洪水动力、洪水位、降水量大小具有较好的一致性。
　　 (8)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因为有两种,一是年降水量明显增加造成,二是年降水量没有增加,而是由短时暴雨造成或由降水集中、持续时间长造成。
　　 (9)泾河流域公元618～1949年的洪涝灾害呈现由低到高的变化特点。洪涝灾害发生频次最高是在清朝(公元1645～1911年)和中华民国时期(公元1912～1949年)。