西安周至渭河漫灘沉積特征與洪水變化*

趙景波，羅小慶，黃小剛,3，馬延?xùn)|

西安周至渭河漫灘沉積特征與洪水變化*

趙景波1,2，羅小慶1，黃小剛1,3，馬延?xùn)|1

(1.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710062；2.中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710061; 3.山西師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 041004;)

揭示近120年來渭河周至段洪水發(fā)生特點(diǎn)與規(guī)律以及洪水產(chǎn)生原因。采用了野外考察、區(qū)域地貌對(duì)比法和激光粒度儀分析法。周至渭河ZZ1漫灘沉積剖面為近120年來形成的，剖面中的洪水沉積厚度為2.2 m，可以分為14層。該剖面中的河漫灘洪水沉積物粒徑較下游明顯大，以粗砂和中砂為主，僅在頂部30 cm厚度范圍內(nèi)以粉砂與粘粒成分為主。剖面中的粗砂含量一般在50%～65%之間，中砂含量一般在15%～30%之間。周至渭河河漫灘洪水沉積物粒徑比下游顯著大，指示該剖面沉積物形成時(shí)洪水動(dòng)力強(qiáng)。該區(qū)渭河近120年來至少發(fā)生了14個(gè)洪水事件，這14個(gè)洪水事件漫灘洪水深度和洪水規(guī)模由大到小的變化順序依次為第9次洪水>第5次洪水>第6次洪水>第4次洪水>第7次洪水>第3次洪水>第14次洪水>第8次洪水>第1次洪水>第10次洪水>第11次洪水>第13次洪水>第12次洪水>第2次洪水。西安周至ZZ1剖面洪水沉積指示的洪水事件主要是當(dāng)時(shí)夏季風(fēng)活動(dòng)增強(qiáng)和年水量增加到了800～900 mm造成的。

河漫灘沉積；粒度組成；洪水事件；洪水成因；周至渭河

洪水常給人類社會(huì)造成重大損失，對(duì)其研究受到了廣泛重視[1-5]。國內(nèi)學(xué)者對(duì)現(xiàn)代洪水進(jìn)行了大量研究，已認(rèn)識(shí)到我國現(xiàn)代大洪水常常是年降水量顯著增加造成的[6-7]，有時(shí)也與降水集中在短時(shí)間內(nèi)有關(guān)。我國學(xué)者對(duì)第四紀(jì)洪水和歷史時(shí)期的河流洪水也開展了許多研究[8-10]，并取得了引人注意的成果。對(duì)湖北江漢平原和長江三峽洪水的研究得出，全新世時(shí)期有4個(gè)洪水頻發(fā)期，共發(fā)生了168次特大洪水，洪水的出現(xiàn)主要與全新世氣候變化有關(guān)[11]。對(duì)漢江上游湖北鄖縣晏家棚河段全新世古洪水滯流沉積物研究表明，在1000～900年BP，1800-1600年BP 和3200-2800年BP 期間分別發(fā)生了1次大洪水事件[12]。研究顯示，洪水事件有時(shí)會(huì)造成人類活動(dòng)的遷移[13]。洪水平流沉積物能夠指示洪水位的高度，可用于建設(shè)水庫堤壩時(shí)的重要參考，這方面的研究受到了高度重視。對(duì)山區(qū)洪水平流沉積物研究顯示，峽谷洪水平流沉積物粒度組成較粗，以沙為主[14]。

關(guān)于關(guān)中平原歷史時(shí)期渭河河道變遷與洪水變化，前人也開展了一定研究[15-16]。根據(jù)歷史文獻(xiàn)資料的分析得知，渭河在1 000多年前的唐代仍然能夠作為運(yùn)輸?shù)暮降?，到了宋代之后，渭河就失去了運(yùn)輸?shù)墓δ躘15]，表明唐代時(shí)期渭河流量大，河床水深大，宋代之后流量與水深變小。另外，國內(nèi)對(duì)洪水成因、洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、洪水損失評(píng)估和洪水沖淤規(guī)律的研究也較多[17-20]。新疆塔河流域洪水研究表明，該流域洪水從1980年以來明顯增加[2]，成因主要是暴雨，川滇地區(qū)的洪水也主要是暴雨洪水[18]。國內(nèi)以往對(duì)河流洪水研究的不足是對(duì)洪水流量、流速等的定量研究較少。

國外對(duì)洪水也開展了許多研究，近年來的洪水研究有加強(qiáng)趨勢。國外對(duì)現(xiàn)代洪水災(zāi)害評(píng)估和全新世古洪水研究較多，并取得了很多重要成果[21-22]。國際上對(duì)古洪水研究較多的是洪水事件、洪水流量與變化、洪水發(fā)生的氣候因素以及洪水發(fā)生其他原因等[21-22]。國外學(xué)者通過對(duì)洪水事件與氣候變化及人類活動(dòng)關(guān)系的研究認(rèn)識(shí)到，古洪水的發(fā)生對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感，氣候變化是引起洪水的主要因素[3,22]。國外學(xué)者的研究還表明，不僅河流沉積物可作為洪水研究的指標(biāo)，湖泊沉積物也能夠指示洪水的發(fā)生與變化[23]。

圖1 周至ZZ1剖面洪水沉積宏觀特征

為了揭示近120年來渭河中游末端洪水發(fā)生特點(diǎn)與洪水規(guī)模，我們對(duì)周至渭河河漫灘沉積剖面進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)概況與方法

研究剖面所在的西安市周至縣平原地區(qū)海拔400～500 m，地形平坦，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，氣候特點(diǎn)是溫暖濕潤，四季分明。該區(qū)年平均氣溫為12～13.6℃，年降水量為660～800 mm[24]。降水主要發(fā)生在6-9月。因此，洪澇災(zāi)害多集中發(fā)生在夏、秋兩季[24]。

研究剖面(ZZ1)位于周至縣城東約2 km的渭河南岸的河漫灘前緣之南500 m處，河漫灘呈東西分布，灘面較為平坦，微向河床方向傾斜。ZZ1剖面分層較清楚，厚2.2 m。沿剖面由上向下進(jìn)行系統(tǒng)采樣，采樣間距為3 cm，共采集樣品73個(gè)。利用激光粒度儀和篩析法分析樣品的粒度成分，對(duì)于超出激光粒度儀分析的成分，先用篩析法分析，然后用馬爾文激光粒度儀(Mastersizer 2000)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 洪水沉積的宏觀特征

根據(jù)野外觀察可知，該剖面粒度成分較粗，與河漫灘沉積通常以粉砂和細(xì)砂為主不同。在剖面的下部和中部的1.9 m厚度范圍內(nèi)，主要為含有較多中砂的粗砂層，或中砂、粗砂層(圖1a)。在剖面頂部約30 cm厚度范圍內(nèi)，粒度成分較細(xì)，以粉砂和粘土為主，為粘土粉砂層(圖1b)。河漫灘洪水沉積物的宏觀特征表明，該剖面沉積時(shí)洪水動(dòng)力較強(qiáng)。

2.2 研究剖面的年代

根據(jù)調(diào)查和觀察，研究剖面最上層為2003年大洪水所形成的沉積層，其下的沉積層為過去的洪水所形成的沉積。據(jù)2000年出版的《高陵縣志》資料[25]，在清光緒七年(公元1881年)《高陵縣續(xù)志》記載:“然自乾嘉而后, 近優(yōu)激蕩不已……”, 可知當(dāng)時(shí)渭河遷移至高陵地區(qū)。由此可以推斷高陵河漫灘為近120年來的沉積。根據(jù)渭河現(xiàn)代大洪水發(fā)生時(shí)間一般為8年左右推斷，所研究的剖面大約為110年。因此，可以認(rèn)為研究剖面是近120年左右洪水沉積的。

2.3 周至ZZ1剖面粒度組成與指示性粒度成分

根據(jù)粒度分析數(shù)據(jù)可知，該剖面中部和上部各層均以粗砂為主，其次為中砂，粒度組成差異較小，對(duì)劃分沉積層次和區(qū)分洪水期次帶來了一定困難。按照一般的沉積層命名方法，盡管多數(shù)層位的名稱都是中砂、粗砂層，但是中砂和粗砂含量存在一定差別，由此還是能夠區(qū)分洪水期次的不同。

圖2 周至ZZ1剖面粒度成分含量變化

指示性粒度成分就是能夠指示洪水動(dòng)力強(qiáng)弱和洪水變化或洪水頻次的成分。根據(jù)我們的分析，指示性粒度成分一般有兩個(gè)特點(diǎn)，一是含量較高，通常是主要粒度成分之一，代表的洪水頻次變化具有可靠性；二是在剖面中含量變化較明顯，能夠指示動(dòng)力強(qiáng)弱和洪水規(guī)模大小以及頻次變化。指示性的粒度成分在不同地區(qū)和不同時(shí)代的剖面中是不同的，在同一時(shí)代的剖面中的不同階段也可能是不同的。在周至ZZ1剖面的中下部，指示性粒度成分主要是含量較高的粗砂和中砂，在剖面上部主要是粘粒和粉砂。根據(jù)各粒度成分在剖面中的含量變化，可將剖面中洪水沉積劃分為如下的14層(圖2)。

最下部的第14層為細(xì)礫石、粗砂層，厚度為10cm。主要成分為粗砂和細(xì)礫，平均含量分別為55.49%、24.85%，分布范圍分別為47.05%～65.24%、7.98%～42.2%。其次為中砂，平均含量為10.5%,分布范圍為5.9%～19.53%。該層中粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂、細(xì)砂的含量很少，平均含量依次為1.76%、1.1%、3.78%、1.13%、1.38%，分布范圍對(duì)應(yīng)為0.76%～3.66%、0.48%～2.28%、1.99%～7.31%、0.56%～3.95%、0.27%～3.11%。該層細(xì)礫的平均含量在整個(gè)剖面中出現(xiàn)最高值。

剖面第13層為中砂、粗砂層，厚度為12 cm。主要成分為粗砂，平均含量為57.58%，分布范圍為52.66%～61.34%。其次為中砂，平均含量24.78%，分布范圍為21.63%～29.8%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂、細(xì)砂和細(xì)礫平均含量依次為3.14%、1.95%、6.12%、1.82%、3.76%、0.85%，分布范圍依次對(duì)應(yīng)為2.56%～3.77%、1.63%～2.32%、4.84%～7.91%、1.49%～2.29%、2.65%～5.28%、0.46%～1.77%。

剖面第12層為中砂、粗砂層，厚度為12 cm。以粗砂和中砂為主，平均含量分別為51.36%、31.08%，分布范圍為41.43%～65.34%、22.01%～37.63%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂、細(xì)砂和細(xì)礫平均含量依次為2.42%、1.53%、5.22%、1.98%、4.93%、1.48%，分布范圍依次對(duì)應(yīng)為1.8%～2.74%、1.15%～1.7%、4.39%～6.38%、1.38%～2.67%、1.41%～7.34%、0.44%～4.39%。

剖面第11層為中砂、粗砂層，厚度為18 cm。以粗砂為主，平均含量為55.75%，分布范圍為42%～66.86%。中砂次之，平均含量27.36%，分布范圍為22.91%～31.84%。粗粉砂、細(xì)砂、粘粒、細(xì)粉砂、極細(xì)砂和細(xì)礫少量，平均含量依次為5.47%、4.47%、 2.56%、1.56%、2.48%、0.16%，分布范圍依次對(duì)應(yīng)為3.31%～7.74%、1.22%～10.02%、1.42%～3.74%、0.87%～2.24%、1.37%～3.48%、0～0.97%。

剖面第10層為粗砂層，厚度為18 cm。以粗砂為主，含量很高，平均為64%，分布范圍為56.41%～75.33%。其次為中砂，平均為22.68%，分布范圍為13.4%～26.44%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量分別為3.00%、1.85%、5.31%、1.85%、1.26%，分布范圍對(duì)應(yīng)為2.60%～3.64%、1.64%～2.22%、4.73%～6.54%、1.40%～2.21%。

剖面第9層為含有細(xì)礫石的粗砂層，厚度為21 cm。主要成分為粗砂，平均含量為59.44%，分布范圍為46.45%～65.83%。其次為中砂和細(xì)礫，平均值為18.41%、9.8%，分布范圍依次為9.74%～23.22%、0～31.82%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂的平均含量分別為2.12%、1.34%、5.06%、1.93%、1.69%，分布范圍依次為0.90%～3.29%、0.57%～2.06%、1.97%～7.28%、0.85%～2.75%、0.18%～3.47%。

剖面第8層為中砂、粗砂層，厚度為18 cm。主要成分為粗砂和中砂，平均含量為50.86%、29.4%，分布范圍依次為41.59%～57.72%、24.33%～33.57%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量為3.62%、2.26%、7.18%、2.53%、3.88%，分布范圍對(duì)應(yīng)為2.94%～4.44%、1.90%～2.73%、5.65%～9.17%、1.66%～3.21%、1.42%～8.03%。

剖面第7層為中砂、粗砂層，厚度為9 cm。主要成分為粗砂和中砂，平均含量為57.51%、24.28%，分布范圍分別為50.19%～63.28%、19.72%～29.31%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量為3.63%、2.28%、7.03%、2.05%、3.21%，分布范圍對(duì)應(yīng)為3.28%～3.85%、2.04%～2.46%、6.34%～7.42%、1.79%～2.23%、1.55%～4.76%。

剖面第6層為粗砂層，厚度為18 cm。以粗砂為主，平均含量為65.5%，分布范圍為57.32%～75.1%。其次為中砂，平均含量為 17.85%，分布范圍為11.67%～24.45%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量依次為3.31%、2.08%、6.54%、2.00%、2.71%，分布范圍對(duì)應(yīng)為2.83%～3.81%、1.75%～2.3%、5.51%～7.33%、1.42%～2.56%、0.92%～4.63%。

剖面第5層為粗砂層，厚度為27 cm。以粗砂為主，平均含量為71.92%，分布范圍為50%～80.4%。其次為中砂和粗粉砂，平均含量為 14.19%、5.18%，分布范圍為9.75%～25.79%、4.01%～7.02%。粘粒、細(xì)粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量依次為2.56%、1.63%、1.57%、2.96%，分布范圍對(duì)應(yīng)為2.08%～3.69%、1.33%～2.28%、1.01%～6.02%、1.34%～4.01%。

剖面第4層為中砂、粗砂層，厚度為39 cm。主要成分為粗砂和中砂，平均含量為42.9%、28.3%，分布范圍為33.85%～58.56%、23.85%～30.4%。粘粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂平均含量為4.75%、3.04%、9.44%、2.92%、8.66%，分布范圍對(duì)應(yīng)為3.57%～5.54%、2.35%～3.52%、7.29%～11.27%、1.91%～4.11%、2.38%～12.24%。

剖面第3層為粗砂、中砂層，厚度為18 cm。主要含量為中砂和粗砂，平均含量分別為27.88%、24.75%，分布范圍為13.13%～36.7%、13.98%～29.04%。其次為粗粉砂、細(xì)砂，平均含量為13.19%、18.36%，分布范圍為9.63%～19.23%、14.02%～22.71%。粘粒、細(xì)粉砂和極細(xì)砂平均含量依次為6.07%、3.68%、6.06%，分布范圍對(duì)應(yīng)為4.52%～8.03%、2.91%～4.72%、3.22%～10.74%。

剖面第2層為粗砂、粗粉砂、粘粒層，厚度為12 cm，主要含量為粘粒和粗粉砂，平均含量為28.22%、24.78%，分布范圍為21.15%～36.3%、22.93%～26.22%。其次為粗砂、細(xì)粉砂，平均含量為23.39%、14.82%，分布范圍為16.5%～31.59%、11.42%～18.93%。極細(xì)砂、細(xì)砂和中砂的平均含量為3.61%、2.52%、2.66%，平均范圍為2.40%～4.44%、0.57%～3.47%、0.07%～5.5%。

剖面第1層為粘粒、粗砂、粗粉砂層，厚度為15 cm，主要成分為粗粉砂、粘粒、粗砂，平均含量為28.32%、21.78%、23.38%，分布范圍為23.33%～31.15%、19.16%～23.52%、21.00%～25.89%。細(xì)粉砂、極細(xì)砂、細(xì)砂、中砂的平均含量為11.50%、4.51%、4.38%、6.14%，分布范圍為10.54%～12.62%、3.94%～5.44%、3.62%～5.22%、3.99%～8.58%。

2.4 周至ZZ1剖面粒度參數(shù)的變化

在粒度參數(shù)中，中值粒徑Md和平均粒徑Mz是表明沉積物粒徑平均大小的重要指標(biāo), 它們隨搬運(yùn)距離的加大呈減小的變化，能夠指示水動(dòng)力條件的變化。σ能夠顯示沉積物粒度成分的分選，水動(dòng)力較強(qiáng)，沉積物粒徑就會(huì)較粗，σ值較小, 分選較好；反之，相反。SK能夠指示頻率曲線的對(duì)稱性，也就是表明頻率曲線主峰的位置。它能夠反映粗細(xì)顆粒成分所占的比例，在沉積物偏粗時(shí)為負(fù)偏，在沉積物偏細(xì)時(shí)為正偏。峰態(tài)KG能夠表明與正態(tài)頻率曲線相比較時(shí)，粒度分布曲線的尖銳或鈍圓程度，代表粒度分布的集中程度。

為揭示ZZ1剖面粒度參數(shù)變化規(guī)律與洪水動(dòng)力之間的聯(lián)系，對(duì)ZZ1剖面粒度特征值進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)粒度特征值得出的各層位粒度參數(shù)中值粒徑(Md)、平均粒徑(Mz)、標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)、偏度(SK)、峰態(tài)(KG)見圖3。由圖3得知，剖面中的中值粒徑、平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差變化明顯，和粒度粗細(xì)顯示的分層具有一定的一致性，表明剖面中的洪水沉積分層較明顯，洪水頻次變化較為清楚。

圖3 周至渭河ZZ1剖面粒度參數(shù)變化

3 討論

3.1 河漫灘沉積物指示的洪水規(guī)模

要知道洪水深度首先要確定洪水位，根據(jù)洪水位和河床底面就能夠確定洪水深度。確定洪水位的方法有多種，第一種方法是常用的根據(jù)洪水平流沉積層的分布確定洪水位高度，平流沉積層的頂面代表洪水位的高度[14]。第二種方法是根據(jù)河漫灘相沉積層的粒度組成與洪水深度的關(guān)系確定洪水位的高度。洪水平流沉積并不是到處都能找到的，所以根據(jù)洪水沉積粒度組成確定洪水位也是重要方法[7]。對(duì)于規(guī)模大的洪水來講，河漫灘相沉積層的總厚度明顯小于漫灘上的洪水深度；對(duì)于規(guī)模小的洪水來講，河漫灘相沉積層的總厚度較接近于洪水深度。洪水深度高，形成的河漫灘相沉積物粒度粗，反之，則粒度細(xì)。因此，可以通過河漫灘相沉積總厚度與粒徑大小可以判斷洪水深度和洪水規(guī)模。洪水沉積物粒度成分主要取決于流水的水動(dòng)力條件，水動(dòng)力越強(qiáng)，攜帶顆粒的粒徑越大，反之越小。根據(jù)河流動(dòng)能計(jì)算公式(E=1/2MV2)[26]可知，河流動(dòng)能(E)與流速(V)的二次方成正比，與流量(M)的一次方成正比，洪水動(dòng)力受到流速和流量的共同控制。對(duì)于河床寬度與坡度相同的同一河段而言，流量大，水動(dòng)力強(qiáng)，洪水規(guī)模大，反之，則小。洪水流速既取決于流量大小，又取決于地形坡度的大小，坡度大，洪水流速快，反之，則慢。對(duì)同一河段較短時(shí)間來說，地形坡度的變化很小，可忽略它的影響。因此，根據(jù)河漫灘沉積層的粒度組成可以確定洪水的規(guī)模。

根據(jù)我們在2007年曾提出6條確定洪水深度的標(biāo)準(zhǔn)[8]。根據(jù)這6條標(biāo)準(zhǔn)，在充分考慮了沉積厚度增加引起的地形變高對(duì)粒度成分的影響之后，可以確定周至ZZ1剖面中14個(gè)洪水事件發(fā)生時(shí)的河漫灘洪水深度和規(guī)模由大到小的變化順序依次為第9>第5>第6>第4>第7>第3>第14>第8>第1>第10>第11>第13>第12>第2。

3.2 洪水事件發(fā)生的原因

洪水發(fā)生的因素很多，包括自然的氣候、地形條件以及人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等。其中，氣候條件是造成洪水發(fā)生的最主要的因素[8,21]。太陽輻射的變化影響地球的氣候，進(jìn)而影響洪水的變化。氣候條件極其變化對(duì)洪水的影響主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。一是氣候變得濕潤，在數(shù)年或更長時(shí)期內(nèi)降水量明顯增加，導(dǎo)致洪水發(fā)生或洪水增強(qiáng)，甚至造成洪水災(zāi)害。這種洪水的一般發(fā)生在濕潤期，在關(guān)中平原是夏季風(fēng)活動(dòng)在一定時(shí)期內(nèi)加強(qiáng)的結(jié)果。由于研究剖面時(shí)間段短，距今120年來僅發(fā)生了14次洪水，平均8.6年發(fā)生1次洪水，因此可以認(rèn)為研究剖面的洪水一般不是連續(xù)多年降水量明顯增加造成的。二是氣候沒有發(fā)生變化，而是降水量的年際變化造成的，也就是說在豐水年降水量增加產(chǎn)生了洪水。這種洪水的發(fā)生更為常見。這種洪水指示了當(dāng)年降水量更顯著增加，造成的洪水規(guī)模也常很大。如2003年陜西關(guān)中地區(qū)年降水量由600 mm左右增加到了880 mm左右[7]，導(dǎo)致渭河出現(xiàn)了1981年以來規(guī)模最大洪水。由于這次洪水規(guī)模大，造成了嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。關(guān)中地區(qū)在1981年和更早的1954年發(fā)生的大洪水也是當(dāng)年降水量增加造成的。三是年降水量基本沒有發(fā)生增減，但是降水量的季節(jié)分配很不均，降水量集中在很短時(shí)間內(nèi)降落，造成了洪水的發(fā)生。渭河流域?qū)儆诖箨懶园霛駶櫦撅L(fēng)氣候，冬季寒冷少雨，夏季高溫多雨。該地區(qū)降水的年內(nèi)變化較大，降水量分配很不均勻，主要出現(xiàn)在夏季和秋季，或降水集中發(fā)生在1-2個(gè)月內(nèi)。在這種情況下，年降水量不增加甚至有一定減少有時(shí)也會(huì)造成洪水的發(fā)生。規(guī)模較小和持續(xù)時(shí)間短暫洪水常常是降水量集中和暴雨形成的。上述表明，周至ZZ1剖面中的洪水規(guī)模較大，一般應(yīng)該是當(dāng)年降水量增加造成的。

3.3 河漫灘洪水沉積物反映的降水量

在由降水補(bǔ)給的河流中，河流水動(dòng)力強(qiáng)弱對(duì)氣候變化反映明顯，當(dāng)氣候變暖和降水量增多時(shí)，河流流量增大，流速加快，這時(shí)水動(dòng)力增強(qiáng)，搬運(yùn)能力增加，形成的沉積物粒度成分較粗[7,12 ]；反之，當(dāng)氣候變冷和降水量減少時(shí)，河流流量減小，流速變低，搬運(yùn)形成的沉積物粒度成分較細(xì)。

所研究的渭河主要由大氣降水補(bǔ)給，雖然洪水的發(fā)生不一定是氣候長期變化引起的，但通常是降水量的年際變化或當(dāng)年降水量明顯增加引起的。在2003年關(guān)中地區(qū)年降水增加到了約880 mm[6-7]，導(dǎo)致了大洪水的發(fā)生。在該區(qū)降水正常年份，河漫灘很少有洪水發(fā)生。因此，河漫灘上的洪水沉積特別是較高河漫灘上的洪水沉積指示了大洪水的存在，也代表了渭河流域部分地區(qū)年降水量的明顯增加。近30年來發(fā)生的渭河大洪水都是短暫的，一般是年降水量當(dāng)年增加引起的，所以上述14個(gè)洪水事件代表了14年的時(shí)間。分析近代渭河大洪水發(fā)生年的降水量可以確定，研究剖面中的14個(gè)洪水事件發(fā)生時(shí)的年降水量一般為800～900 mm。

4 結(jié)論

通過以上分析，可以得出以下結(jié)論：

(1)研究結(jié)果表明，周至渭河ZZ1漫灘沉積剖面的洪水沉積厚度為2.2 m，可以分為14層，指示近120年來至少發(fā)生了14個(gè)洪水事件。

(2)周至渭河漫灘洪水沉積粒度成分較下游明顯粗，以粗砂和中砂為主，僅在頂部30 cm厚度范圍內(nèi)以粉砂與粘粒成分為主。周至渭河漫灘洪水沉積粒度成分表明，渭河中游漫灘洪水沉積與下游存在顯著差異，表明中游洪水動(dòng)力較強(qiáng)。

(3)周至ZZ1剖面中14次洪水事件漫灘洪水深度和洪水規(guī)模由大到小的變化順序依次為第9>第5>第6>第4>第7>第3>第14>第8>第1>第10>第11>第13>第12>第2。由此可知，中期的洪水規(guī)模一般大于早期。

(4)西安周至渭河漫灘ZZ1剖面14個(gè)洪水事件主要是由當(dāng)年降水量的明顯增加引起的，也是夏季風(fēng)活動(dòng)加強(qiáng)的結(jié)果。而無洪水發(fā)生的時(shí)期則是降水量正?；蚪邓科俚哪攴?。

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Change of Flood and Sedimentary Characteristics of Floodplain inZhouzhi Reach of the Weihe River

ZHAO Jingbo1, 2, LUO Xiaoqing1, HUANG Xiaogang1, 3and MA Yandong1

(1.CollegeofTourismandEnvironment,ShaanxiNormalUniversity,Xi’an710062,China;2.StateKeyLaboratoryofLoessandQuaternaryGeology,EnvironmentalInstituteofEarth,ChineseAcademyofSciences,Xi’an710062,China; 3.CollegeofgeographySciences,ShanxiNormalUniversity,Linfen041004,China)

Thepurposeofthestudyistorevealthecauses,characteristicsandregularityofthefloodinZhouzhirearchoftheWeiheRiverduringlast120years.Methodsoffieldinvestigation,regionalcomparisonandgrain-sizeanalysisareused.ThefloodplainsedimentofZZ1profileinstudyareaformedduringthepast120years.It’sthicknessis2.2mandcanbedividedinto14layers.Itindicatesthat14floodeventsoccurredduringthepast120years.ThegrainsizeofZZ1profileislargerthanthatinthelowerreachesofWeiheRiverowningtoitsmajorcomponentsofcoarseandmediumsandexcept30cmofsiltandclayatthetop.Coarsesandcontentisgenerallybetween50%and65%,andmediumsandcontentisbetween15%and30%.Thelargergrainsizeindicatesthestrongerfloodattheformingstage.Thedepthandscaleofthe14floodeventsinZZ1profileisintheorderof9th> 5th> 6th> 4th> 7th> 3rd> 14th> 8th> 1st> 10th> 11th> 13th> 12th> 2nd.Thefloodeventswerecausedbythestrongsummermonsoonandanannualprecipitationthatwasincreasedto800-900mmthen.

floodplainsediment;grain-sizedistribution;floodevents;causesofflood;ZhouzhirearchoftheWeiheRiver

2017-02-06

2017-03-21

中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心項(xiàng)目“關(guān)中盆地第四系形成與演化”(水[2016](4))；中國科學(xué)院黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(SKLLQG1626)

趙景波(1953-)，男，山東滕州人，博士，教授，從事環(huán)境變化研究. E-mail: zhaojb@snnu.edu.cn

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.005.]

X43；TV143

A

1000-811X(2017)03-0023-06

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.005

趙景波，羅小慶，黃小剛，等. 西安周至渭河漫灘沉積特征與洪水變化[J]. 災(zāi)害學(xué)，2017，32(3)：23-28. [ZHAO Jingbo，LUO Xiaoqing，HUANG Xiaogang,et al. Change of Flood and Sedimentary Characteristics of Floodplain in Zhouzhi Rearch of the Weihe River[J]. Journal of Catastrophology，2017，32(3)：23-28.