论文摘要：汉江上游郧县安城段古洪水研究

汉江是长江的一级支流，发源于陕西省西南部汉中市宁强县潘冢山，在武汉市汇入长江。自古以来该区域洪水灾害发生频繁，然而实测洪水资料只有几十年甚至十几年，远不能满足推测洪水发生频率的要求，更不能保证汉江两岸水利工程的防洪标准的准确性，因此非常有必要研究汉江上游的古洪水事件。
通过对汉江上游的实地考察，发现有多处含有全新世古洪水滞流沉积层的地点。本文选取位于湖北省郧县安城段汉江左岸一级阶地前沿全新世沉积剖面为研究对象。这里河道为典型的峡谷基岩河槽，无支流汇入，水流较平稳，也无明显的边滩，适合进行古洪水水文学研究。SJH剖面顶部高程为174 m，剖面未经人为扰动，地层完整，层次清晰。在观察的基础上，对剖面自上而下每4 cm进行连续采样，共采集沉积学样品189个。
对采集的样品进行粒度、磁化率、烧失量、吸湿水、粒径大于0.1mm和化学元素等沉积学实验分析，并且利用比降法模型计算出4层古洪水滞流沉积层所指示的古洪水洪峰流量。同时利用相同的计算方法对现代洪水洪痕或滞流沉积物的断面进行验证计算，证明古洪水水文学计算方法及相关参数的选择是合理的。并获得了以下结论：
(1) 通过野外考察研究，在汉江上游郧县安城段SJH沉积剖面中发现4层古洪水滞流沉积层。磁化率、粒度、烧矢量、吸湿水和碳酸钙等沉积学特征分析表明，4个古洪水SWD的成分以粉沙和细沙为主，具有分选性好和磁化率较低的特点，吸湿水、烧失量值较小，碳酸钙值相对较大，且与剖面中的现代表土、风成黄土和古土壤的沉积特征显著不同。并与2010年现代洪水的沉积特征相似，判定为典型的古洪水滞流沉积物，记录了汉江上游4期古洪水事件。
(2) 对于SJH剖面的年代，首先与汉江上游完整的全新世地层年代以及渭河流域全新世ETC剖面的地层对比，基本确定了其年代框架，即S0上顶界的年代为3100 a B.P.，S0下底界的年代为8500 a B.P.。其次，通过OSL年代测定，确定SJH剖面中562-566 cm为14090±1100 a B.P.，452-456 cm为11730±1040 a B.P.，420-424 cm为11500±900 a B.P.，210-214 cm为5300±280 a B.P.，680 cm为940±140 a B.P.。由此可判定这4期古洪水事件分别发生在12600~12400，11600~11400，5500~5000和1000~900 a B.P.。
(3) 在古洪水滞流沉积物判别和年代断定基础上，由古洪水滞流沉积层的厚度和高程，确定了4层古洪水SWD记录的古洪水事件的洪峰水位，并通过比降法重建了SJH剖面4期古洪水最大洪峰流量介于63720~46280 m3/s之间。并用该计算方法和水文参数计算了2010年7月18日的洪痕流量，其结果与白河水文站实测洪峰流量相比误差为1.74%。同时，4期古洪水洪峰流量的恢复计算结果也符合Baker提出的流域面积-大洪水洪峰流量关系公式。说明汉江上游郧县尚家河段全新世特大洪水洪峰流量计算的方法、采用的水文参数和计算结果都是合理的。
(4) 将本文计算所得的汉江上游安城段全新世古洪水洪峰流量加入相应洪水频率计算中，将频率曲线的有效点值延长到万年一遇，具体表现为汉江上游安城段千年一遇、百年一遇洪水洪峰流量低于仅考虑实测洪水和历史洪水数值。这些数据则更准确地反映出万年尺度内特大洪水的规模，其结果有效地延长了汉江上游洪水水文数据序列，为汉江上游流域各类工程洪水设计和防洪减灾提供可靠的参考依据。
(5) 对本文研究的SJH剖面中所记录的4期古洪水事件与当时气候背景的关系进行了分析与讨论。“新仙女木”期（Younger Dryas）全球出现寒冷事件，气候处于波动阶段，约出现在12500a B.P.~11500a B.P.。在这时期，汉江上游安城段SJH剖面中，古洪水SWD1和SWD2所记录的2期古洪水事件分别发生在12600~12400 a B.P.和11600~11400 a B.P.，说明这个时期汉江上游气候不稳定，对应于新仙女木期（Younger Dryas）颤动。在6000~5000 a B.P.之间，全球气候处于波动、环境较差的时期，在SJH剖面中古洪水SWD3所记录的古洪水事件发生在5500~5000 a B.P.，表明这时期汉江上游气候出现波动。文献以及研究表明1000 a A.D.为最冷期，此后进入小冰期，古洪水SWD4所记录的古洪水发生在1000~900 a B.P.（即950~1050aA.D.），表明当时气候不稳定，有突变现象，从而导致大洪水发生。

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