北洛河中游白水段峡谷全新世特大洪水水文学研究

通过对北洛河中游峡谷河段的深入调查研究,在白水县张家船村段河谷台地的全新世黄土古土壤剖面中发现了古洪水滞流沉积夹层。采集了古洪水滞流沉积物典型样品,利用第四纪地质学和沉积学方法,通过磁化率、粒度、烧失量、碳酸钙含量等分析,发现其为中全新世后期(4 500～4 000a BP)特大洪水的典型悬移质沉积物。利用比降法模型计算得出,该组古洪水滞流沉积所指示的洪峰流量在13800～15600 m3/s之间;同时对该断面上游方向150m处的铁路桥1994年9月洪水洪痕进行了测量计算,其结果与水文站实测流量一致,证明古洪水水文学计算方法及相关参数的选取是合理的。该研究成果对北洛河的防洪减灾、交通和水利工程建设具有重要的参考价值。     

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。     

淮河流域安徽省2007年的暴雨洪水特性分析

为系统研究淮河流域安徽省2007年的暴雨洪水特征,对降雨过程和暴雨频率进行了分析.结果表明,2007年的主要暴雨特性是梅雨时间长,梅雨量淮河以北多、淮河以南少,降雨时间长、强度大、范围广,降雨时空分布不均.通过淮河干支流洪水过程和淮河干流洪水特征值的分析,结果表明,2007年的主要洪水特性是水位高、流量大,高水位持续时间长,干支流洪水并发,洪水组合恶劣.虽然淮河干流经过了大规模的治理,2007年洪水期间沿淮启用了蒙洼等9个行蓄洪区,但淮河中游仍然持续高水位,润河集至汪集段超过历史最高洪水位,表明淮河流域洪水灾害较为严重,需要进一步研究如何科学调度沿淮行蓄洪区、如何协调淮河与洪泽湖之间的关系,以便更好地进行该流域的洪水管理.     

近130年来赣江洪水灾害事件重建与特征诊断

利用赣江河漫滩相堆积剖面的415个样品,基于植物残体AMS-14C+137Cs/210Pb方法建立年代序列,利用粒度组份和粒度参数(包括平均粒径、粒度频数曲线和概率累积曲线等)指标,较高分辨率地辨识和重建了近130年来赣江流域的洪水灾害序列,并将其与太阳活动和ENSO事件进行了对比分析,结果表明:赣江近130年来洪水沉积物分层明显,沉积物的粒度组份特征和粒度参数特征在洪水期和平水期模式下差异明显,可以很好的指示洪水灾害事件,并识别出18次大小不同的洪水灾害事件。MK检验与累积距平分析结果表明,1954年和1977年附近发生过两次突变。1882-1911年和1943-1977年属于旱涝波动时期;而1911-1943年和1977-2014年则分别属于涝多于旱和旱多于涝的时期。小波分析表明,赣江流域旱涝变化以4年、16年、42年、74年为主要周期。交叉谱分析结果表明,赣江流域旱涝变化在11年尺度上与太阳黑子变化相关性明显,并且贯穿整个研究时段。2~8年尺度上赣江流域旱涝变化与ENSO事件相关性明显,可能与ENSO的2~7年周期有一定关系。     

渭河眉县段高河漫滩沉积与洪水变化研究

根据粒度指标和历史文献记录,研究了渭河洪水的变化。眉县河漫滩沉积剖面共分为16个沉积层,指示至少发生了16次大小不同的洪水。剖面最上层为2005年大洪水沉积,其它15层是约近120年的洪水沉积层。在考虑了沉积厚度引起的地形增高对粒度成分的影响之后,可以确定这16个阶段洪水深度和规模由大到小的变化顺序为:第15阶段第12阶段第13阶段第16阶段第14阶段第9阶段第10阶段第11阶段第4阶段第1阶段第2阶段第6阶段第5阶段第7阶段第8阶段第3阶段。其中第12,15,13,16,14,9,10,11,4,1阶段为大洪水,第2,3,5,6,7,8阶段为常遇洪水。渭河大洪水的形成主要是由于年降雨量的增加,其次是由于短时间的暴雨造成的。历史文献资料的统计和软件计算表明,眉县渭河洪水发生具有11年和2~7年的周期,分别与太阳活动的11年周期和热带海洋地区的ENSO周期相对应。近400年来,渭河地区洪水的频次变化与太阳黑子数以及我国东部地区的温度变化在几十年尺度上呈近似反相关关系,在太阳黑子数多的时期,我国东部地区温度较高,关中渭河地区洪水发生频次较少。     

黄河北干流与渭河相遇洪水分析

黄河北干流与渭河位于黄土高原，暴雨是洪水的重要成因．本文分析了近２０００年的历史资料，提出该地区的洪水具有周期性，１９世纪洪水达到高峰，２０世纪洪水规模有所降低，并分析了黄河北干流与渭河及其支流径、洛河洪水相遇问题：四河相遇的概率很小，多形成特大洪水，两河相遇是较常发生的事件，多形成中等以下洪水。三门峡水库的淤积使该地区洪水灾害加剧．同时还分析了该地区洪水对黄河下游洪水的影响。     

长江中游降雨径流演变与水旱灾害

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明：长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为：2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。     

1954、1998年长江两次特大洪灾形成原因及防治对策初探

１９９８ 年长江中下游地区发生的特大洪水具有洪水水位高、洪量大、历时长的特点, 这次洪水灾害造成的直接经济损失超过了２ ０００ 亿元。本文在长江上中游地区降水量总量及强度超常、长江上中下游洪水遭遇严重、分洪区没能发挥作用等洪灾形成主要原因进行分析的基础上, 提出了加大对影响长江流域灾变性气候的研究、调整江湖水系结构、加强区域间防洪的协调和协作等对策建议。     

秦淮河流域中游地区两变量洪水风险分析

秦淮河流域地处长江下游,其中游地区主要位于南京市江宁区境内,受汛期强降雨、上游洪峰以及下游长江水位顶托影响,洪水灾害频繁。针对秦淮河流域中游地区暴雨洪水影响因素众多的特点,利用二维Gumbel模型,开展了基于暴雨与洪水水位两变量的洪水风险分析。结果显示,与单变量极值分布相比,两变量极值分布综合考虑了暴雨和洪水的不同频率特征,能够较为全面地分析水文极值事件的统计规律,从而使洪水风险分析更加符合实际情况。     

基于GIS的长江中下游地区洪灾风险分区及评价

国内外近几年的发展表明,在所有可能避免和减轻自然灾害的措施中,最简单有效的方法就是通过在科学研究基础上进行风险区划,将自然灾害管理提高到风险管理的水平.在长江流域数字化地图的基础上,选取不同重复期(20,50,100年),及包括1870年历史洪水和1931,1935,1954,1991,1995,1996,1998,1999和2002年共10次洪水,借助Arcview地理信息系统的空间分析和叠加功能,对长江中下游地区的洪水灾害危险性进行了初步评价.首先参考洪水灾害淹没图和相关历史文献记录资料,构建10次洪水受灾县(市)分布图;其次对这10次洪水受灾县(市)分布图进行叠加,得到长江中下游地区洪涝灾害风险性评价图.分析表明:长江中下游地区洪水风险的分布是有规律的,而且具有明显的地理意义.有4个明显的高危风险区,分别是洞庭湖、鄱阳湖两湖平原的湖滨地区和公安以下的长江中游河段的沿江一带,尤其是荆江河段以及两江相夹地势低洼的江汉平原;沿高危风险区外侧为高风险地区,重点在汉江下游、资、沅、澧水、清江流域、皖沿江地区以及太湖流域的部分地区;沿长江于高危风险和高风险地区两侧分别为风险较小地区;其他地区对于洪水灾害而言则为安全地区.评价结果与长江中下游的实际情况基本吻合.     

黄河下游1996年异常洪水水沙数值模拟

以二维非恒定流和不平衡输沙理论为基础,建立了黄河下游高村至孙口河二维水沙运动数值模型,对１９９６年异常洪水的滩槽水流运动、泥沙冲淤进行了分析计算．计算结果充分反映了模型对黄河来水来沙变幅大的适应能力,以及对滩槽水沙交换、滩区生产堤对洪水演进影响的合理模拟．     

淮河中游北岸地区内涝与外洪遭遇分析

淮河中游地区洪涝灾害频繁。选取淮河中游北岸典型区作为研究区,以统计分析为研究手段,在半定量半定性分析的基础上,利用1951-2010年的研究区降水、淮河干流流量和水位数据进行了内涝与外洪的遭遇分析,以确定研究区由于淮河干流水位高于支流水位造成的"关门淹"现象的严重程度。分析认为,历年来较为严重的6个洪水"关门淹"的年份按危害程度由小到大排列依次为:1956,1968,2007,1991,2003和1954年。上述排序将为蓄滞洪区防洪除涝潜力分析在选择典型洪水年份时提供一定的依据。     

沁河流域全新世特大洪水及其重现期初步研究

沁河流域是黄河三门峡以下主要的洪水来源之一。由于沁河流域的实测水文记录时间较短,可以考证的历史洪水记录的时间尺度仅有百年左右,因此,如何延长古洪水、历史洪水记录的时间,就成为河口村水库项目设计洪水可靠性的关键问题。以1982年洪水为参照,利用沉积地貌学方法,结合历史洪水调查的成果,对沁河流域全新世以来的特大洪水进行了初步研究。1982年洪水是沁河流域最大的实测洪水;2480±100aBP的洪水是全新世已知的最大古洪水,其洪峰流量达到12900m3/s;沁河流域千年一遇的洪水洪峰流量为5000m3/s左右。     

河南省黄河中下游地区洪灾损失评估与预测

以河南省黄河中下游地区为研究区,利用GIS技术和社会经济数据的空间展布方法,构建洪灾损失快速评估模型,基于该模型不仅进行了1996年型洪水直接经济损失的评估,而且对2015年发生1996年型洪水进行洪灾损失预测和灾情等级区划。结果表明:①以1996年型洪水为例,运用此模型进行的评估结果与实际灾情接近,评估精度较高。②通过预测2015年发生1996年型洪水的损失结果来看,直接经济损失将是1996年的4倍。1996年评估和2015年预测的损失类型主要都以农业、农村房屋和家庭财产为主。③通过计算基数对灾情进行了等级区划,从洪灾损失对国民经济的影响来看,济源、偃师、巩义、荥阳、郑州、中牟、开封、兰考为轻灾区;武陟、封丘、濮阳、范县为中灾区;孟津、孟州、温县、长垣为重灾区;原阳和台前为特重灾区。从整体上看,黄河滩区内北岸地区比南岸地区灾情严重。     

细粒含量对粉土液化特性影响的试验研究

采用动三轴仪进行粉土液化试验,研究了不同干密度、有效围压、粉粒含量及粘粒含量变化对饱和粉土液化特性的影响。试验结果表明:干密度增加,粉土动强度增加;不同有效围压对动强度的影响不大,其他条件相同时归一化的动强度比基本不变;粘粒含量和粉粒含量对粉土动强度有较大影响。粉土中粘粒含量变化对动强度的影响规律并不是单调变化的,而是在粘粒含量为8%时粉土动强度达到最小值;粉土中粉粒含量变化对动强度影响是单调线性关系,随着粉土中粉粒含量的增加,粉土动强度也线性增加。粉土中粘粒含量和粉土含量对其动强度的影响规律需从粉土的微观结构角度解释。     

八一沟松散堆积体粒度特征研究

八一沟位于地震极重灾区四川省都江堰市龙池镇云华村,历史上多次发生过大规模泥石流。通过对现有的粒度分析方法进行了总结,采用矩法和标度法分析了八一沟内松散堆积体(坡积物、沟床沉积物、泥石流沉积物)的粒度特征,最后对比分析了现有粒度分析方法。结果表明,八一沟上游为泥石流的主要物源和流动区,对颗粒沉积的影响较小,而下游的堆积区则对颗粒级配的改造较大。标度法可以通过幂指函数对松散堆积体的级配进行统一描述,八一沟中上游堆积土体的特征粒径Dc主要分布在10左右,这与该颗粒级配主要形成低密度泥石流的预测和八一沟已发生的泥石流密度(1.7~1.8g/cm3)一致,说明在强降雨条件下,八一沟上游会再次诱发低密度泥石流。因此利用不同的土体粒度分析方法,可以推测松散堆积体的沉积环境及未来的活动特征。     

长江中游西部地区洪水灾害的历史演变——人文因素与当前趋势

探讨了近3000年来长江中游西部洪水灾害发展的人文因素。古代（3000—700aBP）人口较少，多择地势高的岗地居住，只有少数沿江城市需要堤防保护；长江干流洪水可多处分道散流，所携带泥沙导致云梦泽解体消亡。自宋代开始，低地筑垸围湖，与水争地，但九穴十三口畅通，洪水灾害不严重。明代（700—450a B P）几乎完全堵塞了荆江北流的穴口，荆北大堤联成一体，但堤防薄弱，出现过30次决口成灾。清代以来，随着人口激增，与水争地矛盾加剧，堤防加高培厚，使荆江河道洪水位大幅度上升，溃堤和溃坝洪水灾害较明代成倍出现。同时，历代的“舍南保北”政策迫使长江干流大洪水中过半水量与泥沙向南泄入洞庭湖，曾使洞庭湖面积扩至6000km^2，以后洞庭湖迅速淤积萎缩。1949至1985年间，人口又一次迅速增长，进一步加强围湖垦殖，大量通江湖泊面积萎缩。除1954和1998年那样人所共知的严重洪水灾害外，内涝渍水灾害也非常严重，人类与洪水的矛盾达到了顶点。改革开放后，尤其是三峡大坝的修建，极大地改变了长江中游的水文情势，工业化与城市化的迅猛发展，农村人口压力减轻，而21世纪初期降水相对较少，因此当前相当一段时间长江中游洪水灾害大为缓和。应抓住时机，总结经验，在人地和谐的现代水科学技术理念指导下，制定21世纪前半期，特别是2020年前的长江水利和水资源发展规划，促使人与洪水和谐共处。     

试论东汉以后黄河下游长期安流之原因

认为东汉王景治河后500多年黄河下游决溢次数、规模均逊于西汉时期及唐以后各代,主河道变迁亦少,可谓相对安流。其原因在于王景能根据河流规律,因势利导,扩大了黄河行洪能力,巩固了河堤,河道较为顺直;在王景之后,政府的治河机构进一步加强,巩固河堤的工作得以继续进行;相对西汉时期,这一时期气候寒冷,黄河年径流量大为减少,消弱了致灾因子;黄河中游地区植被得到一定程度的恢复。     

白龙江流域武都区段新发泥石流堆积物基本特征及颗粒级配分维研究∗

白龙江流域是我国泥石流的高发地区,在强降雨的激发下沟谷内堆积的大量固体松散物质易形成泥石流。 松散固体物质的颗粒级配影响着它的力学性能,进而对泥石流的启动产生较大影响。强降雨后,松散堆积体内大范围剪切破坏而转化为泥石流。以白龙江流域近期新发泥石流的 16 条泥石流沟为研究对象,取其具有代表性的堆积样品,通过室内土工实验,测试其基本物理力学参数。并通过筛分及激光粒度仪对样品的颗粒进行分析,采用统计图解法、粒度分维法和经验公式法对泥石流堆积物的特征、性质、粒度分形结构和颗粒级配关系进行分析。结果表明：1. 区内泥石流堆积体粒度分布具有良好的分形特征,粒度分维值 D 为 2.5~2.6,且粒度分维值 D 随黏粒含量 P_c的增加而增大,二者满足关系式 D=0.115 1ln(P_c )+2.509 8。2. 通过经验公式、粒度分维计算、现场称重等方式确定了白龙江流域武都区段大部分泥石流为黏性泥石流。3. 堆积物中的黏粒含量较多,但大都缺失中间粒径,级配不良,且堆积物的抗剪强度普遍不高。各泥石流堆积物的物理力学性质有着较大的差异,但其内摩擦角却大都在 27°~30°变化。说明该区域泥石流堆积物的内摩擦角具有良好的相似性。通过研究新发泥石流堆积体的物理力学特性,依据分形理论,剖析粒度分维值与粒度组成、粘粒含量、黏粒级配等相关性,为泥石流防灾减灾提供基础数据支撑。