西安东北部唐代与近百年渭河洪水变化研究

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河流洪水的出现常会淹没土地,并给人们的财产造成严重损失甚至威胁人们的生命安全,所以对于洪水的研究受到了人们的高度重视。渭河作为黄河最大支流,对其古洪水研究比较广泛,但是在恢复洪峰流量和水位方面研究还较少。本文提取渭河洪水沉积物中所包含的古洪水信息,用以恢复近代的河流古洪水流量和水位,这对于延长该河流历史水文资料具有重要科学意义。本文是基于详细的野外调查,在渭河高陵段一级阶地前缘和渭河临潼段漫滩上选择了 3个典型的河流漫滩沉积剖面,采取了 813个样品。通过对样品的粒度分析和利用软件对实验结果分析,研究了西安渭河近140年期间和唐时期洪水变化及其差异,通过建立渭河临潼段实测洪水的水位流量曲线,恢复近代渭河古洪水的水位和流量,获得了以下结论:(1)临潼LT1、LT2剖面的漫滩洪水沉积的时代发生在近140年。观察这两个剖面可以看出其洪水沉积物厚度较大,在粒度方面,下部较粗,偶发现有砾石存在。高陵SL1剖面的漫滩洪水沉积的时代发生在唐代。观察其剖面可以看出洪水沉积物厚度很大,在粒度方面,整体性较粗,常发现有砾石存在,跟通常认知的漫滩沉积表现为细颗粒为主差异较大。由此说明,当时此地洪水动力很强,表现为流速快,流量大,并且其规模非常大。(2)渭河高陵段唐代漫滩洪水沉积物和渭河临潼段近140年来洪水沉积物分层明显,粒度成分的变化间接记录下当时不同期次洪水动力的强弱,即粒度成分整体较粗,其所对应的洪水事件中的洪水动力强;相反,若粒度含量以细粒物质为主,则说明其对应的洪水动力弱。(3)LT1、LT2、SL1 剖面厚度分别为 4 m、4 m、9.39 m。其中 LT1和 LT2剖面可以划分出18个洪水沉积层,表明不同大小的洪水事件共出现了 18次。SL1剖面属于唐代洪水事件沉积所形成的,可以划分出36个洪水沉积层,表明不同大小的洪水事件共出现了 36次。每次洪水一般代表1年的时间,各次洪水之间一般是不连续的,临潼18次洪水大约是近140年形成的,高陵36次洪水大约是在唐朝290年里形成的。(4)LT1剖面第1、2、3、4、5、6、7、8层粒度成分相较于第9、10、11、12、13、14、15、16、17、18 层细。由此说明第 1、2、3、4、5、6、7、8 层沉积时其河漫滩上洪水动力相比于第9、10、11、12、13、14、15、16、17、18层弱。由于剖面沉积物厚度大,因此充分考虑到漫滩增高的情形对沉积物粒度所带来的影响,所以明确LT1剖面18次洪水规模顺序为第9层>第10层>第13层>第11层>第12层>第4层>第16层>第3层>第15层>第17层>第5层>第7层>第14层>第8层>第1层>第6层>第2层>第18层。LT2剖面洪水规模顺序与LT1剖面基本相同。(5)高陵唐代SL1剖面的洪水变化可分为3个洪水期。早期洪水规模最小,中期洪水规模最大,晚期洪水规模居中。早期河床洪水深度一般在5~12m之间,中期河床洪水深度一般略大于12 m,晚期河床洪水深度一般在9~11m之间。较大的河床水深是唐代可把渭河作为运输航道的原因。(6)唐代早期的洪水规模与近140年的洪水相近,而唐代中期和晚期洪水规模比近140年的洪水规模明显大。唐代中晚期洪水发生时河床洪水深度多为11~12 m,近140年洪水发生时的河床洪水深度一般在5~8 m之间,前者洪水发生时的河床洪水深度比后者洪水发生时的河床洪水深度大5 m左右。(7)基于临潼水文站近年来洪水实测数据,依照水位流量法对渭河临潼段近140年不同期次洪水事件的洪峰流量进行恢复,其计算结果范围值为3683 m3/3至9874 m3/S。与实测数据和前人研究结果对比显示我们计算得出的洪峰流量数据是可信的。若将此恢复数据连接到渭河现代实测洪水系列中,则可以较好的增加其洪水水文数据,为今后的防洪工程设计提供科学依据。(8)渭河大洪水事件的出现,主要是由于当年的年降水量增加,也有部分情况是由于短时间的暴雨所造成的。毁林开荒,漫滩种植等破坏河流生态,从而促进了洪水事件的频繁出现。
摘要第3-5页
Abstract第5-6页
第一章 绪论第9-17页
    1.1 选题背景与研究意义第9-10页
    1.2 国内外研究进展第10-14页
        1.2.1 国外研究进展第10-12页
        1.2.2 国内研究进展第12-14页
    1.3 研究内容及技术路线第14-17页
        1.3.1 研究内容第14-15页
        1.3.2 技术路线第15-17页
第二章 研究区自然地理概况与研究方法第17-23页
    2.1 自然地理概况第17-18页
    2.2 研究方法第18-23页
        2.2.1 采样第18-19页
        2.2.2 剖面地层划分与断代方法第19-20页
        2.2.3 粒度分析方法第20-23页
第三章 洪水沉积剖面粒度组成第23-59页
    3.1 临潼LT1洪水沉积剖面粒度组成第23-34页
        3.1.1 LT1剖面粒度组成特征第23-24页
        3.1.2 LT1剖面各层粒度成分含量第24-29页
        3.1.3 LT1剖面粒度参数第29-34页
    3.2 临潼LT2洪水沉积剖面粒度组成第34-45页
        3.2.1 LT2剖面粒度组成特征第34-35页
        3.2.2 LT2剖面各层粒度成分含量第35-40页
        3.2.3 LT2剖面粒度参数第40-45页
    3.3 高陵SL1洪水沉积剖面粒度组成第45-59页
        3.3.1 SL1剖面各层粒度成分含量第45-52页
        3.3.2 SL1剖面粒度参数第52-59页
第四章 LT1剖面洪水规模与洪峰流量恢复第59-69页
    4.1 河漫滩洪水沉积物粒度指示的洪水规模第59-62页
        4.1.1 河漫滩沉积物与洪水之间的关系第59-61页
        4.1.2 对洪水动力指示性好的粒度成分第61-62页
    4.2 渭河洪水沉积物指示的洪水深度与等级第62-64页
    4.3 洪水流量重建第64-69页
        4.3.1 洪水流量重建方法第64-65页
        4.3.2 水位流量法公式模拟与重建结果第65-69页
第五章 讨论第69-75页
    5.1 漫滩洪水沉积层与河床沉积层的区别第69-70页
    5.2 渭河临潼段研究时段洪水发生原因第70-71页
    5.3 渭河高陵段河漫滩沉积物指示的洪水深度、洪水规模第71页
    5.4 高陵SL1剖面洪水频次与大洪水期划分第71-72页
    5.5 古洪水洪峰流量的可靠性第72-73页
    5.6 唐代洪水和近140年洪水规模差异第73-75页
第六章 结论与展望第75-77页
    6.1 结论第75-76页
    6.2 展望第76-77页
参考文献第77-87页
致谢第87-89页
攻读硕士学位期间研究成果第89页
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