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问题:

题目:黄河贵德段高漫滩沉积与洪水变化

关键词:黄河贵德段,高漫滩沉积,粒度成分,洪水变化,粒度模型,CaCO3含量

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  参考解析


贵德盆地是黄河流域上游一个典型盆地。通过河漫滩沉积物来恢复该区古洪水的历史不仅对了解黄河上游洪水与水文气候变化有着重要理论价值,也能为现代防灾减灾和水利工程建设、可持续发展提供借鉴依据。
基于野外地貌和沉积物调查,选择了贵德县河阴镇附近黄河段高漫滩上的GD1、GD2剖面进行研究,系统高分辨率采集了(2cm间距)漫滩相沉积样品共计220个。对这些样品进行了粒度、CaCO3含量等多项环境代用指标的实验测试,据此划分了沉积层所表征的洪水阶段,以期重建该区近300年来的古洪水历史。主要获得了如下认识:
(1)划分了19个洪水阶段。贵德段黄河高漫滩上的GD1、GD2剖面厚度分别为2.30m、2.10m,均为近代洪水沉积层,分别划分为19个沉积阶段,指示了19次大小不同的洪水。GD1剖面粒度组成以粗粉砂和极细砂为主,其中粗粉砂含量最高,平均含量为43.68%。其次为极细砂,平均含量为17.33%。再次为粘粒,平均含量为12.37%。GD2剖面粒度组成也以粗粉砂和极细砂为主,其中粗粉砂含量最高,平均含量为41.50%。其次为极细砂,平均含量为20.12%。再次为粘粒,平均含量为11.62%。
(2)在前人研究基础上,尝试性地提出了河漫滩加积粒度模型:假定河流在短时间尺度上没有较明显的侧向迁移和坡降变化,洪水的侵蚀能力在高处较弱,且沉积平整。当每次洪水的规模大小类似(相同)时,可以建立起一个理想的粒度变化序列。然后将实测粒度序列与理想粒度序列对比,其差值就可以判断不同阶段的洪水动力的相对大小差异。
(3)GD1和GD2各分层的粒度组成特征随深度而具有明显的变化规律,可以用于判别其所代表的洪水深度和规模的相对大小。采用河漫滩加积粒度模型对剖面的粒度变化特征加以分析,可以确定GD1剖面19个阶段洪水深度和规模由大到小的顺序依次为第19阶段>第7阶段>第8阶段>第9阶段>第12阶段>第18阶段>第6阶段>第5阶段>第17阶段>第13阶段>第2阶段>第3阶段>第11阶段>第1阶段>第10阶段>第15阶段>第16阶段>第14阶段>第4阶段。GD2剖面的19个阶段也存在着类似的洪水规模的交替变化。
(4)探讨了CaCO3含量和粒度特征之间的统计关系。研究剖面中的细粒层中CaCO3含量较高,相对粗粒层中CaCO3含量较低,显示CaCO3含量与粒度粗细具有良好负相关关系,这表明研究区沉积物中的方解石主要富集在较细粒的沉积物中。提出了CaCO3含量也可以作为分析洪水阶段和动力的一种较为可靠的指标,但是如何有效地利用CaCO3含量这一指标来确定洪水规模则需要进行更深入的研究和实验才能得到方法上的完善。
(5)估算了高漫滩开始形成的年代。利用文献中对黄河上游段洪水发生周期的分析,在假定贵德段高漫滩沉积的发生动力变化主要是30a准周期洪水的基础上,初步判定贵德段高漫滩的开始形成年代约为330a B.P.。而更可靠的年代学框架的建立需要进一步的14C测试或释光测年法等来确定。

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