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赣北黄茅潭湖泊沉积记录的240年以来古洪水事件
A 240-year sedimentary record of paleoflood events from the Huangmaotan Lake, northern Jiangxi Province

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吴霜 1   刘倩 1   曹向明 1   赖忠平 2   陈远辉 1   贾玉连 3 *  
文摘 古洪水研究是近几十年来全球变化研究的一个热点,同时也是难点。本文利用赣北黄茅潭的湖泊沉积,建立了小冰期以来全球变暖背景下的区域洪水记录。采用210Pb和137Cs方法厘定了地层年代,基于粒度与元素地球化学指标的对比分析,揭示了器测记录(1950年)以来指标记录的特点与区域日降水超过50 mm天数的关系,认为黄茅潭HMT-01孔粒度(包括粗粉砂+砂/粘土比值、平均粒径)和Zr/Rb、Ti/Rb、Zr/Fe比值可作为洪水指标记录,共识别出1950-2010年期间记载的13次洪水事件中的11次。基于这些指标记录及指标特点,共识别1769-1950年间由历史文献记录的31次洪水事件中的23次,识别率达74.2%。研究表明:①湖泊沉积中Zr/Rb、Ti/Rb、Zr/Fe比值和粒度参数(平均粒径、粗粉砂+砂/粘土)作为洪水指标,对洪水事件沉积有较好的指示作用,且Zr/Rb比值对洪水事件的检出率较高;②黄茅潭流域洪水发生频率暖期高于冷期;③年代际尺度上,1820s-1840s,1860s-1870s为19世纪冷期黄茅潭洪水高频期,这两个阶段对应东亚夏季风偏强,长江中下游地区降雨较多;20世纪赣北黄茅潭洪水基本随1920s-1940s,1980s-1990s两个变暖阶段而高频出现,与长江中下游大洪水演变特点基本一致。研究结果为利用湖泊沉积记录反演过去的洪水变化,延长洪水序列、认识洪水规律提供了一定的科学依据。
其他语种文摘 Paleoflood reconstruction is one of the foci of global change research and in the last decades, increasingly more attention has been paid to investigate lacustrine sediments to identify sedimentary proxies (such as chemical, physical) and extract environmental information of flood events. This article attempts to elucidate the issue based on recent Huangmaotan lacustrine sediments and reconstructs the regional paleoflood records of northern Jiangxi since the Little Ice Age. This investigation, using the 137Cs and 210Pb-based chronology, first presents a comparative analysis of grain size parameters, geochemical indices of sediments, and annual number of days with rainfall >50 mm during the last 60 years. It indicates that the particle size parameters, including (coarse silt+sand)/clay ratios, mean grain size (um), and ratios of Zr/Rb, Zr/Fe, and Ti/Rb correlated well with 11 of the 13 flood events recorded in historical documents during 1950-2010, which suggests that these indices can be applied to identify flood events from lacustrine sediments. Based on these indices, 23 of the 31 flood events during 1769-1950 recorded in historical documents are identified. The study indicates that: (1) Zr/Rb, Zr/Fe, and Ti/Rb ratios, (coarse silt + sand)/clay ratio, and mean grain size are sensitive to flood-event deposits, especially Zr/Rb ratios. Strong catchment erosion during flooding periods and intensified river discharge, we argue, are favorable conditions for the delivery of more coarse particles to the lake to deposit. This type of horizons, with high Zr and Ti, and low Fe and Rb, contrast with background lacustrine sediments. (2) This study also demonstrates that there were more floods occurred during the recent warm period (1900-2010) compared with the last cold stage of the Little Ice Age (1800-1900). (3) On multi-decadal time scales, regional floods were high-frequency incidence in the 1820s-1840s and the 1860s-1870s, when the East-Asian summer monsoon was stronger and rainfall was above normal in the middle and lower reaches of the Yangtze River catchment, and in two warm phases (the 1920s-1940s and the 1980s-1990s), consistent with the characteristics of heavy floods in the middle and lower reaches of the Yangtze River during the 20th century. The study provides a scientific basis for reconstructing paleoflood change by lacustrine sediments, and extends the time series of flood events by lake sediments.
来源 地理科学进展 ,2017,36(11):1413-1422 【核心库】
DOI 10.18306/dlkxjz.2017.11.010
关键词 湖泊沉积 ; 洪水指标 ; 粒度 ; Zr/Rb ; 黄茅潭
地址

1. 江西师范大学地理与环境学院, 南昌, 330022  

2. (武汉)中国地质大学地球科学学院, 武汉, 430074  

3. 江西师范大学地理与环境学院, 鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室, 南昌, 330022

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1007-6301
学科 地质学;水利工程
基金 江西省重大生态安全问题监控协同创新中心项目 ;  江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室开放基金项目
文献收藏号 CSCD:6121005

参考文献 共 40 共2页

1.  陈诗越. 青藏高原中部湖泊沉积物中Zr/Rb值及其环境意义. 海洋地质与第四纪地质,2003,23(4):35-38 CSCD被引 25 次    
2.  葛兆帅. 晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录. 第四纪研究,2004,24(5):555-560 CSCD被引 48 次    
3.  何璐瑶. 石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征. 第四纪研究,2009,29(5):950-956 CSCD被引 30 次    
4.  黄春长. 黄河流域关中盆地史前大洪水研究——以周原漆水河谷地为例. 中国科学: 地球科学,2011,41(11):1658-1669 CSCD被引 72 次    
5.  江西省湖口县志编纂委员会. 湖口县志,1992 CSCD被引 1 次    
6.  赖忠平. 光释光测年基本流程. 地理科学进展,2013,32(5):683-693 CSCD被引 76 次    
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8.  李永飞. 太湖沉积对流域极端降水和洪水响应的研究. 沉积学报,2012,30(6):1099-1105 CSCD被引 3 次    
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12.  闵骞. 鄱阳湖近600年洪水规律的分析. 湖泊科学,1994,6(4):375-383 CSCD被引 11 次    
13.  沈吉. 湖泊沉积与环境演化,2010 CSCD被引 48 次    
14.  施雅风. 1840年以来长江大洪水演变与气候变化关系初探. 湖泊科学,2004,16(4):289-297 CSCD被引 44 次    
15.  史小丽. 近百年来长江中游网湖沉积物粒度特征及其环境意义. 海洋地质与第四纪地质,2009,29(2):117-122 CSCD被引 8 次    
16.  王敏杰. 长江流域600年来古洪水:水下三角洲沉积与历史记录对比. 科学通报,2010,55(44):3320-3327 CSCD被引 14 次    
17.  王绍武. 现代气候学研究进展,2001 CSCD被引 39 次    
18.  温克刚. 中国气象灾害大典. 江西卷,2006 CSCD被引 1 次    
19.  杨晓燕. 黄河上游全新世特大洪水及其沉积特征. 第四纪研究,2005,25(1):80-85 CSCD被引 78 次    
20.  展望. 长江下游近代洪水事件重建的新证据. 科学通报,2010,55(19):1908-1913 CSCD被引 13 次    
引证文献 6 篇

1 薛天翼 湖泊(水库)沉积物分析在土壤侵蚀研究中的运用 地理科学进展,2018,37(7):890-900
CSCD被引 5 次

2 张跞颖 长江武汉段4.5 ~ 2.5 ka沉积地层与古洪水标志识别 地质论评,2019,65(4):973-982
CSCD被引 9 次

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论文科学数据集

1. 柴达木盆地晚全新世风成沉积层环境指标及测年数据集

2. 塔克拉玛干沙漠表土粒度数据和TOC含量数据

3. 亚洲黄土释光测年与古气候代用指标数据集

数据来源：
国家青藏高原科学数据中心

1. 湛江湖光岩玛珥湖全新世粒度变化数据集

2. 用于测定大荔人年代的5个地层剖面数据集

数据来源：
国家对地观测科学数据中心
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