黄河故道区（濮阳-大名段）全新世异常洪水沉积特征及年代学研究

The lower Yellow River, which is the core area of Chinese civilization and the large population center, has seen many times of river diversions and flood hazards. Therefore, it’s important to know the characteristics and history of flood in these areas. In this research, we take the key diversion area ( Puyang-Daming Reach)in the abandoned channel of the Old Yellow River as the study area. We can identify the depositional characteristics of extraordinary flood events in the diluvial plain, on the basis of surveying the depositional processes of modern river and analyzing sedimentary structures, buried landforms and the environmental proxies records of flooding events. We can get chronologic framework of extraordinary flood events in the geological records with OSL and AMS-14C data. Meanwhile, the phytolith radiocarbon dating will be used on the soil layers which are next to the sedimentation with obvious flooding characteristics. And then the dating records will be compared with the historical documents so that we can analyze the occurrence time and frequency of floods. At last, we can integrate the research with the other achievements in the Yellow River basin, especially with the high resolution palaeoclimatic records, and reveal the relationships among palaeoflood, climate change and human activities. Importantly, the research will not only find out the typical characteristics of palaeoflood in the lower Yellow River, but also help to explore effective ways to determine the age of palaeoflood. Furthermore, it will promote watershed management and flood prevention under the background of global changes.

黄河下游是中华文明的核心区和现代人类聚集区，也是河流改道最为频繁、洪水灾害最为严重的地区之一，深入了解该区域洪水特征及历史具有重要的科学和现实意义。项目拟选取黄河故道区（濮阳-大名段）作为研究区，通过埋藏地貌和沉积特征分析，结合环境代用指标的变化响应，识别出地层中异常洪水记录。利用光释光和碳十四测年，结合史料记载进行多重比对、交互验证，确定异常洪水事件的发生时间。并对部分沉积特征明显的层段，在洪水沉积紧邻的土壤层中，尝试利用植硅体碳十四测年等新方法开展年代学研究。在此基础上，对比黄河中上游相关研究成果，参考周边区域的高分辨率古气候资料，探讨全新世异常洪水事件与气候变化和人类活动的关系。该项目的开展不但可以查明黄河下游平原区异常洪水沉积的典型特征，探索洪水事件定年的有效方法，而且为未来全球变化背景下黄河水系管理和洪水防治等提供基础数据。

有史以来，黄河下游一直是我国洪灾最严重的区域之一，并且洪灾风险依旧严峻。本研究通过选取豫北黄河故道区的河北大名、河南濮阳和河南滑县等多处典型古洪水剖面开展古洪水沉积学和年代学研究。基于野外沉积特征和地层接触关系对剖面进行了地层划分与对比分析，重点关注异常洪水沉积特征及模式；利用14C和OSL年代学、考古文化断代和水灾史料对比等方法，建立基本的年代框架；利用粒度、磁化率、有机碳、地化元素和孢粉等环境代用指标分析，查明异常洪水沉积与其他沉积物的特征差异。结果表明，豫北黄河故道区晚全新世以来地层具有相似性底部为湖沼相沉积（约4000年前），其上为洪水沉积与古土壤组成的旋回，分别代表了洪水期和安流期。区域地层研究区内以粉砂和粉砂质粘土为主的古洪水滞流沉积物（SWD）较为发育，具有特殊的、易辨识的沉积学特征，是研究区内异常洪水沉积的首要识别标志；而且，在黄河故道区内异常洪水沉积通常由SWD、泛滥沉积和有机质层等构成沉积组合单元，分别代表了单次洪水事件不同阶段的沉积过程。利用微量样品14C制备技术，获取了洪水沉积物中裹挟的陆生植物的精确年代框架，重建了豫北黄河故道区不同剖面沉积环境演化历史，历史时期重大的河流决堤改道事件均在相应地层中有一定的沉积响应；结合剖面中考古文化信息，研究区内在汉代、北宋和明清时期洪水记录丰富，并掩埋了当时的古城池和遗址。此外，依托本项目在平原区对古洪水研究取得的新认识，团队首次在巴丹吉林沙漠南缘发现了古洪水沉积剖面，这对于认识当地水文气候演化、沙漠湖泊水源补给等具有重要的科学意义。综上，本研究为推动我国冲积平原古洪水重建研究提供了重要的理论实践和方法参考，研究成果对于城镇化程度较高的华北平原应对未来气候变化背景下洪灾风险防控提供了一定的科学依据。