问题:
关键词:渭河,北洛河,滞流沉积物,古洪水,全新世
● 参考解析
本文通过对渭河和北洛河河段的野外考察,选取渭河花南村和南河川剖面、北洛河张家船和西坡村剖面等6个含全新世古洪水滞流沉积物或现代洪水泥痕的地点作为研究对象。采集古洪水滞流沉积物典型样品17个,对其进行粒度、磁化率、碳酸钙含量和烧失量的沉积学实验分析,发现其为全新世后期(4 500-1 500a B.P.)特大洪水的典型悬移质沉积物。利用比降法模型计算出古洪水滞流沉积所指示的洪峰流量。同时应用相同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取是合理的。并获得以下结论:
(1)17个样品的沉积学分析结果表明,渭河上游和北洛河中游的洪水滞流沉积物属粘土质粉沙和粉沙土,具有粒度组成较细、分选较好的特点,与黄土和古土壤有显著的不同,说明洪水滞流沉积物为典型的河流洪水悬移质沉积物。这些地区的洪水滞流沉积物普遍具有磁化率值较低,碳酸钙含量变化幅度小,烧失量含量较少,说明研究区全新世古洪水滞流沉积物具有物质来源复杂的特点。
(2)通过黄土高原全新世剖面地层年代体系判别北洛河中游张家船古洪水发生时代是在4 500-4 000a B.P.之间,这一时期处于全新世中期向后期的过渡时期,由于气候转变快速剧烈,因此特大洪水事件的发生频率有所增加。渭河花南村洪水发生年代大概为2 000-1 500a B.P.之间,这一阶段气候波动变化,洪水时有发生。
(3)利用比降法模型分别计算出各个剖面洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量,其中北洛河张家船古洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量在13 800-15 600m3/s之间;北洛河张家船铁路桥洪水洪痕所指示的洪峰流量为6 320m3/s;北洛河西坡村古洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量在9 740-16 600m3/s之间;渭河花南村洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量在8 170-15 600m3/s;渭河南河川现代洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量为1 710m3/s。
(4)为验证利用比降法计算古洪水滞流沉积物所指示古洪水洪峰流量的可靠性,本文对北洛河张家船铁路桥的现代洪水洪痕与渭河南河川现代洪水滞流沉积物用同样方法进行洪峰流量的计算,发现北洛河中游张家船铁路桥断面1994年9月洪峰流量为6 320m3/s,误差仅为为2.1%;而渭河南河川现代洪水滞流沉积物所指示的洪峰流量为1 710m3/s,误差仅为0.004%。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。同时本文计算所得洪水洪峰流量值也符合全球众多河流流域面积—洪峰流量关系,因此认为本文古洪水洪峰流量的恢复计算合理可信。
(5)将本文计算所得北洛河和渭河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,具体表现为北洛河中游澄城白水段千年一遇、百年一遇洪水洪峰流量低于仅考虑实测洪水和历史洪水时数值,渭河上游天水段千年一遇、百年一遇洪水洪峰流量高于仅考虑实测洪水和历史洪水时数值。这一计算结果对于北洛河白水、澄城段和渭河天水段工程建设具有重要参考意义。
本文研究成果和方法具有重要的理论意义;从根本上提高了北洛河流域和渭河流域洪水频率计算的准确度,得到了渭河花南村段、北洛河白水段和澄城段特大洪水洪峰流量,这一计算结果为这些地区的水利工程建设、交通工程建设、水资源调控、防洪减灾以及流域内生态环境综合治理等方面提供了重要依据。
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