黄河中游马莲河历史与现代洪痕沉积与水文学研究

２ 西安职业技术 学院 人 事处 陕西 西安 ．
７０７ ；ห้องสมุดไป่ตู้１０ ７
７１１） ２ ０ ３
３ 宝鸡 文理 学院 灾害监测与机理模拟 陕西省重 点实验 室 陕西 宝鸡 ．
摘
要 ： 过对马莲河流域深人调 查研 究 ， 通 在马莲河 下游峡 谷峭壁 发现 了一组 ４个显著 的洪痕． 通
过对 洪痕沉积物分析 ， 表明马莲河洪水 悬移质泥沙以粉沙为 主 ， 粘粒和 沙粒含量都较 低 ， 化率值 也很 磁
生 Ｃ Ｃ 。再加 入适 量 （ Ｐ ） 使 样 品充 分 分散后 ， 用英 国 Ｍａｖｒ 司生产 的 Ｍａｔｒｉ ｒＳ型激 ａＯ ， Ｎａ ０。。 使 ｌｅｎ公 ｓｅｓ ｅ－ ｚ
光粒度仪进行测量 ， 测量精度为 １ ． 磁化率测定采用英 国 Ｂ ｒ ｎ ｔｎ ａｔ ｇｏ 公司生产的 ＭＳ２ ｉ －Ｂ型磁化率仪 ， 测量精度为 １ 。 其方法为称取研磨后粒径＜２ ｍｍ的风干土样 １ｇ装入无磁性塑料盒进行低频和高频 ０，
Ｖｏ ． ． １４Ｎｏ ４
Ｏｃｏ ｅ ０ ｔ ｂ ｒ２ １ １
黄 河 中游 马莲 河 历 史 与 现 代 洪 痕沉 积 与水 文 学 研究
朱 向锋 ， 黄春 长 万红莲。查小春 庞 奖励 ， ， ，
（． １ 陕西师范大学 旅 游与环境 学院 陕西 西安 ７０ ６ ； １ ０２
中 图 分 类 号 ： ９ ３ Ｐ ３ Ｐ３ 、３１ 文 献 标 识码 ： Ａ
随着 全球 变化 不 断加剧 ， 涝灾 害成 为人类 社会所 面临 的最 主要 自然 灾害之 一． 洪水 水文学 在研 洪 古 究超 长尺 度洪 水发 生规 律方 面发 挥 了重要作 用 ．它 主要 是通 过对全 新世 洪水滞 流 沉积 物 和洪 痕 的研究 来恢 复古 洪水 的洪 峰水 位 和流量 ， 长洪水 水文 学数据 序列 到万 年尺 度 ， 延 为各类工 程 的洪水设 计 提供可
２ 采样 与研 究方法
为 了详 细 了解 马莲 河流 域历史 与 现代 大洪 水及其 泥 沙情 况 ， 们沿 着 马 莲 河下 游 峡 谷进 行 详 细 的 我 实 地考 察 ， 沿途 多处 发 现历史 和现 代 大洪水 的洪 痕及其 在 河槽两 侧崖 壁上 沉 积 的淤 泥层 ． 它们 记 录 了过 去多 次大 洪水事 件 的水 位及其 悬 移质 泥 沙 的性 质 ． 中 ， 其是 在 多 处 峭壁 岩 棚见 到高 出 常水 位 １ ～ 其 尤 Ｏ １ 的洪 痕． ２ｍ 经过沿 马 莲河下 游 多个 村 庄 访 问 得知 ， 个 最高 洪 痕是 清代 道 光 ２ 这 １年 （８ １年 ） 洪 水 １４ 大 形成 （ ２ ， 与宁县 县 志记载 的“ 图 ）这 清道 光二 十一 年秋 ， 泾河 、 马莲 河俱 暴 涨 ， 泾河 阔三里 余 ， 马莲 河水 高 二 十丈 ， 没庐舍 人畜 无算 ”这 也与 黄委 会水 文专 家史 辅 成教 授 等人 在 马莲 河 调查 得 到 的历史 大 洪 水 漂 ．
朱 向锋 ， ： 河 中游 马莲 河历 史与现代 洪痕 沉积 与水 文 学研 究 等 黄
７
图 ２ 马 莲 河 宁 县 Ｓ Ｚ地 点 地 形 图和 特 大 洪 水 洪 痕 照 片 Ｚ
磁化 率 的测量 ． 对于各 个洪 痕对应 的洪峰 流量 ， 在详 细 观测 获 得各 项 水 文参 数 的基 础 上 ， 采用 面积—— 比降法进 行推 算 ．
发 生年份 吻合［ ，￣ 通过 比较 ， 终 我 们 确 定 对 宁 县 县 城 以南 约 ２ ｉ 处 的石 咀子 河 段 进 行 深 入 研 究 ２２ ． ４５ 最 ｋ ｎ
（Ｚ ）该段 河槽 右岸 崖 壁大洪 痕水 位 清晰 准确 ， 积层 明显 ， 度可 达 １ ｍ， 的表 现 出显著 的龟 ＳＺ． 淤 厚 ～３ｃ 有 裂 结构． 我们 对该 河 段进行 了详 细 观察 和测 量 ， 获得 了 ４次 大洪 水 的水位 高 程 和有 关 河 槽水 文 参 数． 共 并 且得 知其 分别 为 １４ ８ １年 、９７年 、０ ３年和 ２０ １７ ２０ ０ ５年发 生 的洪 水形 成． 由于最 高洪 痕在 悬崖 峭壁 上 的
洪水泥痕 ， 进行沉积学特性分析， 揭示流域洪水和悬移质泥沙特征及其水动力状况 ， 并依据洪痕高度利
用 水文 学原 理进 行 流量恢 复 ， 为马 莲河 流域 的 防洪 减灾 、 利水 电工 程设 计 、 水土 流 失 防治 提供 科 学 水 和 依 据．
收稿 日期 ：０ １０ －９ ２ １— ５０
位置高不可及 ， 且因其年代久远 ， 风化十分严重 ， 故没有采样． 对于后面 ３次洪水 的洪痕沉积物 ， 在仔细 清理去除风化表面和底层粘结岩屑之后 ， 各采得样品一组， 准备在实验室进行沉积学分析． 并且在流域 内合水县马家原（ Ｙ 剖面采取现代土壤 、 ＭＪ ） 全新世古土壤 Ｓ Ｏ和马兰黄土样品各一组 ， 准备进行沉积学
为典型的粉沙质沉积物． 标准偏差 ｄ 可以反映粒径分布的中央部分和对水动力条件反映最灵敏的粗 、 细 尾部 的分选情况 ， 该剖面的 ｄ 值在 １９ ＂１ ９ 之间， ． １－ ． ７ － 指示为河流相悬移质沉积． 分选 系数 Ｓ 介于 １２ ｏ ．９ １３ 之间． ．３ 结合标准偏差 。 值及分选系数 Ｓ ｏ可知洪痕的分选性较差 ， 明马莲河流域洪水流速快 ， 说
３ 洪痕沉积物沉积特征分析
黄 河 中游 千 支流河 槽两 侧 的洪痕 淤积 物质 是洪 水过程 的天 然记 录． 于洪 痕淤 泥物质 的粒度 分析 ， 对 有 助于认 识这 些 大洪水 悬移 质 泥沙 的性质 、 物质 来源 、 搬运 动力 和沉 积环境 ． 根据 表 １ 粒度 结果分 析 ， 马 莲 河 Ｓ Ｚ河 段洪 痕沉 积物 颗 粒总体 较 细 ， Ｚ 以粉沙 为 主 ， 量在 ８． ８ ～８． ｌ 之 间 ， 比可 知粗粉 含 ２ １ ４ １ 对
对 比分 析 （ １ ． 图 ）
对 于 Ｓ Ｚ地点 洪痕 沉 积物样 品和 ＭＪ 黄土土壤 样 品 ， 陕师 大沉 积分 析实 验 室 内经 自然 风 干后 ， Ｚ Ｙ 在
进行粒度和磁化率的分析测试． 粒度分析前给样 品中加入 ｌ Ｈｚ ｚ １ Ｈ １ ｏ Ｏ 和 ０ Ｃ 以便除去有机质和次
沙 与细粉 沙含 量对 等 ， 与泾 河 流域其 他地 点 的洪 痕 沉 积物特 性 相似 ［ ． 径小 于 ２ 的粘粒 含 量 较低 ， ２ 粒 引 ｍ
介 于 １． ３ ～ ｌ．０ 之 间． ０８ １２ 粒径 大 于 ６ｍ 的沙粒 成分 含量 最低 ， ４ ６ ～ ６６ 之 间． 些数 ３ 在 ．９ ．３ 这 据 与 ＭＪ Ｙ剖 面黄 土土 壤 的粒度成 分 十分接 近 （ １． 表 ）
省定 边 县 的 白于 山一带 ， 地海拔 １８３ｍ 左右 ， 源 ６ 由北 向南 蜿蜒 而下 ， 经环县 、 池 、 城 、 途 华 庆 西峰 、 水 、 合 宁 县 、 宁七 县 （ ， 正 区） 于宁 县政平 注 人 泾 河 ， 流全 长 ３６ｋ ． 河 ６ ｍＥ 流域 地 处 陇 东 黄 土高 原 沟壑 区 ， 域 流 面 积 １ ８ ｍ 多 年平均 流量 ｌ．７ｍ３ｓ年 均径 流总量 为 ４４ ×１ 。 ， ９０ ６ｋ ， ４ １ ／ ， ．７ ０ ｍ３多年 平均 年输 沙量 １３ ｘ ．４ １ ｔ占黄 河年输 沙量 的 ８ ［ 马 莲河 流域 属 于大 陆 性季 风 气 候 区 ， ０ ， ２ 引． 降水 是 其 流域 的主 要 补给 来 源 ， 多 年平 均 降水量 为 ５ ３ ４ ｍｍ． 降水 时空 分 布不 均 ， 秋 多暴 雨 ，～９月 降雨 量 占全 年 降雨 的 ８ 以上 ， 夏 ５ ５ 流 域 降水 由南 向北迅 速递 减［ ． ２ 由于夏秋 季节 极易 产生 历时 短 、 引 强度 大 的特 大 或较 大 暴雨 ， 形成 暴涨 暴 落 的灾 害性 洪水 过程 ．
第 ４卷 第 ４期 ２１ 年 １ ０１ ０月
文章编号 ：２ １ ）－０ ５０ （０ １ ４ ０ －７ ０
西安 职业技 术 学 院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ’ｎ Ｖ ｃｔ ｎ ｌ ｅｈ ｉ ｌ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｏ ａｉ ａ ｃ ｎｃ ｌ ｅ Ｘｉ ｏ Ｔ ａＣ ｅ
靠依据． 国、 美 西班牙 、 法国等在古洪水研究方 面取得了显著成果口 ． ］ 国内学者对黄河、 长江、 淮河 、 海 河的某些河段进行 了全新世古洪水研究［ ８ ４］ － ．黄春长等对渭河及其主要支流全新世古洪水进行 了系统 的研究 ［ １ ． ９ ９ －］
黄河 中游 ＝支 流河 槽两 侧常 常有 洪痕淤 积 物 留存 ． Ｆ 它们 是在 大洪 水高水 位滞 流情况 之下 ， 悬移 质泥 沙 附着 在 河槽崖 壁 上形 成． 文 主要通 过黄 河 中游河 流洪 痕及 其 沉 积物来 研 究 流域 历 史 和现 代 大洪 水 本 事 件． 中所研究 的马莲 河是 黄河 中游 泾河 的支 流 ， 洪 水灾 害严 重 ， 流暴 涨 暴 落 ， 沙 量 大 ， 痕 清 文 其 河 输 洪 晰 ， 积层 厚度 大 ， 因为气候 干旱 而易 于长 期 留存 Ｅ］本 文对 于 马莲河 干 流下 游基 岩峡 谷 历史 和现 代 淤 且 ｚ． ｏ
表 １ 马 莲 河 Ｓ Ｚ河 段 现 代 洪 痕 样 品 与 流 域 ＭＪ 剖 面粒 度 和磁 化 率对 比 表 Ｚ Ｙ
表 ２ 马 莲 河 Ｓ Ｚ河 段 现 代 洪 痕 样 品与 流 域 ＭＪ 剖 面 粒 度 特 征 值 对 比 表 Ｚ Ｙ
８
西安 职业技 术 学院 学报
在洪痕粒度参数中， 中值粒径和平均粒径代表粒度分布的集 中趋势． ２ 表 显示马莲河 Ｓ Ｚ河段洪 Ｚ 痕沉积物的中值粒径 Ｍｄ 和平均粒径 Ｍｚ １． ５ ６０ ｍ 和 １． ５ １２ ． 在 ３ １ ～１．６ｖ ． ８５ ～２． ８ｖ ｍ之间变化 ， 表明其
６
西安 职 业技 术 学院学报
１ 研究 区环境及 流域概况
在 黄河 中游 地 区 ， 河 的最大 支 流是马 莲河 （ １． 泾 图 ） 马莲河 发源 于宁 夏 自治 区盐池县 麻 黄 山和陕西
图 １ 马 莲 河 水 系及 Ｓ Ｚ研 究 地 点 和 流 域 内 ＭＪ 剖 面 位 置 图 Ｚ Ｙ
最 高洪痕高出常水位 １ ￣１ 计算恢 复其 洪峰流量为 １ ８ ／ ， ０ ２ｍ， ３９ ０ｍ３ ｓ洪水发 生年代为 １４ 年 （ ８ １ 清代 道
光 ２ 年） 这些研究结果对于马莲河流域 的防洪减灾 、 利水 电工程设计 和水 土流失 防治具有重要科 学 １ ． 水
意义 ．
关键词 ：马莲 河 ； 洪痕 ； 沉积 物； 洪峰流量
低． 将这些数据 与流域内马家原剖面黄土土壤 的的分析结果对 比 ， 可知马莲河现代洪痕沉积物是 暴雨洪
水 对于流域 内黄土和土壤侵蚀 、 搬运沉 积形 成． 采用面积—— 比降法对该组洪痕所记录的 ４次洪水 事件 进行 了洪峰流量恢复计算． 表明高于常水 位 ３ ３Ｉ，． ６ ７ｒ 洪痕洪峰流量分别为 １１０ｒ３ ｓ４ ６ ． Ｉ５５ｍ，． ｌ Ｔ ｆ ７ ／ ， ０ ｎ ０ ／ ， ９ ３ ｓ它们与雨落坪水文站观测 ２ ０ 、０ ３ １７ 年 的洪水洪 峰流量值相 当， ｓ５６ ０ｍ ／． ０ ５２ ０ 、９ ７ 误差 小于 ５ ．
基金项 目 ： 国家 自然基金重点项 目（ １３ ６ ７ ； ４ ００ ３ ） 中央高校基本 科研业务费 专项基金 （ Ｋ２０ ０ ０ ７ ＧＫ ０ ９２ ２ ） Ｇ ０ ９ １ ０ ， ２ ０ ００ ０ ； 陕西省教育厅重点实验室项 目（ １ｓ １ ） １Ｊ ｏ １ 作者简介 ： 向锋（ ９ ７ ， ， 朱 １ ７ 一）男 陕西临潼人 ， 西安 职业技术学 院人事处讲师 ， 硕士．