長江中下游古水文學特征分析

長江中下游古水文學特征分析

全球環(huán)境變化的主要特征是世界變化，也是人類可持續(xù)發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。全球變化通過降低周期周期來影響全球降水的分布，并影響長江流域干旱的發(fā)生。長江是中國的主要河流，在中國的社會和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。然而，頻繁的洪水災(zāi)害嚴重影響了經(jīng)濟發(fā)展和人民生活。20世紀90年代，長江上游和下游地區(qū)呈現(xiàn)出明顯的增溫趨勢，長江中游的降水顯著減少。古洪水研究是近十幾年來全球變化研究的一個熱點,通常采用兩種方法:文獻資料法和地質(zhì)記錄法有關(guān)長江流域水災(zāi)的最早記述迄今已有2000余年的歷史,但早期(宋代以前)的記載非常簡略,且由于王朝的更替多同水旱災(zāi)害和戰(zhàn)亂交織,災(zāi)害記述在時間上缺乏連續(xù)性,區(qū)域上缺乏系統(tǒng)性1yd0606孔巖芯特征及巖芯原位掃描末次冰盛期時,東海陸架大部分裸露成陸,長江主干道可能在沖繩海槽西緣入海.隨著冰消期的到來,海面快速上升,長江入?？谥饾u向前推進.直到7kaBP左右海侵達到最大,形成以鎮(zhèn)江、揚州為頂點的巨大河口灣.此后,由于長江入海泥沙堆積速率超過海面上升速率,河口灣開始填充,海水后退,岸線向海推進,逐漸形成現(xiàn)代長江三角洲(ⅰ)巖性與沉積相劃分.YD0901孔全長65.23m,巖性可分為3段.(1)51.88~65.23m:河床相.主要以中細砂為主,偶見礫石,含大量植物碎屑,顏色呈黃褐色.末次盛冰期以來,東海陸架大部分裸露,水動力以河流切割為主,陸架上發(fā)育多條古河道以及巨型下切河谷(ⅱ)年代框架.YD0901孔的年代框架基于8個貝殼的AMS(ⅲ)實驗測試.對YD0901孔5m以上的巖芯以1cm為間隔,利用XRF巖芯掃描儀(XRFCoreScanner)進行巖芯原位掃描,獲得了Al~U等多元素在巖芯中的分布.XRF巖芯掃描儀預處理簡單,掃描過程不破壞巖芯,且分辨率高(掃描間隔1cm),元素檢測值低.對整個巖芯按10cm間隔取樣,獲得粒度樣品進行粒度測試.預處理步驟如下:取樣品0.15g,加入10mL30%的H2結(jié)果2.1風濕風特性的風速變化在土壤和沉積物中,Zr主要賦存于鋯石中現(xiàn)代水下三角洲沉積物主要是經(jīng)過長距離搬運/混合和分選的長江流域風化物.其中的Zr主要賦存于含Zr的粗粒礦物,Rb主要分散在細粒礦物中,所以如同黃土及湖泊沉積物一樣,長江流域風化物的Zr/Rb值同樣可以反映粗、細顆粒相對含量,Zr/Rb值越大,說明粗粒礦物越多.洪水發(fā)生時,長江徑流量迅猛增加,輸沙量增大.大通站監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,1998年發(fā)生的長江全流域大洪水,當年入海沙量和徑流量分別是正常年份的1.8倍和1.5倍左右圖2給出了YD0901孔600年以來Zr/Rb值的變化曲線.可以看出,Zr/Rb值主體分布于1.8~2.0之間,但有的時段出現(xiàn)齒狀峰值,Zr/Rb值可以達到3或4甚至更大.總體看,Zr/Rb峰值與施雅風等人2.2洪期沉積特征如前所述,Zr/Rb峰值段對應(yīng)洪水期,那么其粒度分布也應(yīng)符合洪水期特征.一般而言,洪水期,水動力強勁,長江攜帶大量粗砂入海,導致水下三角洲粗粒顯著增多粒度頻率曲線顯示(圖3(a)),洪水期與非洪期沉積均為單峰,說明物源單一,均為廣闊的長江流域風化物.洪水期頻率曲線高而窄,且中值粒徑和平均粒徑大;非洪期頻率曲線低而寬,中值粒徑和平均粒徑小.說明洪水期,中值粒徑變粗,水動力顯著增強長江攜帶大量粗粒沉積物入海.概率累積曲線可以反映沉積物的搬運方式,而搬運方式與沉積環(huán)境相關(guān).從圖3(b)可以看出,洪水期表現(xiàn)為明顯四段或五段式累積曲線形態(tài),缺失滾動組分,跳躍組分存在沖刷-回流分界點(約3~4Φ)跳躍組分約占30%~70%,指示水動力強,反映出主要受短距離急促洪流搬運的特征.洪水期,滾動組分大部分沉積在陸地和近岸,進入水下三角洲的滾動組分非常少,而水下三角洲和閩浙泥質(zhì)區(qū)的砂質(zhì)組分主要由風暴潮和波浪帶來3流域洪水的沉積洪水發(fā)生時,長江徑流量和流速增大,攜帶大量陸源風化物入海,導致水下三角洲沉積粗粒含量增多,細粒組分在洪流帶動下在離岸更遠處沉積,造成YD0901孔粗粒相對于細粒含量明顯增多,由于分選作用導致Zr/Rb值增大.進一步對Zr/Rb峰值段和正常值段進行粒度測試發(fā)現(xiàn),洪水期的水下三角洲沉積多跳躍組分.1840年以來,前人整理的流域洪水年份系統(tǒng)、詳細總之,1350~1840年長江流域歷史洪水記錄年份與Zr/Rb“顯著高值”年份一一對應(yīng),充分證明了陸地上或者歷史文獻僅僅保留了特大古洪水記錄,那些長江支流小規(guī)模的洪水事件,其陸地遺留證據(jù)易被后期侵蝕.而作為流域陸源風化物最終沉積中心的水下三角洲,連續(xù)、完整地記載了整個長江流域自全新世以來一定規(guī)模內(nèi)的洪水事件,這是陸地或者文獻洪水記錄不可能具備的.對于洪水發(fā)生的氣象因素,很多學者認為4流域洪水與原代洪水的關(guān)聯(lián)通過對長江水下三角洲YD0901孔粒度和高分辨率元素掃描發(fā)現(xiàn),選取Zr/Rb值作為粗、細顆粒相對含量地化指標,可以指示洪水事件,并可與600年以來歷史記錄的洪水年份對應(yīng).由于Zr和Rb分別主要賦存于粗粒和細粒組分,洪水期,長江水動力增強沉積在水下三角洲的粗粒相對于細粒增多,Zr/Rb值增大.因此,Zr/Rb峰值越高,代表流域洪水越強1870年左右Zr/Rb值表現(xiàn)為600年以來最高值,符合1870年長江中上游“極值大洪水事件”.對高分辨率Zr/Rb值進行頻譜分析,證明了長江流域的洪水可能與E