末次盛冰期以来沂河古河道与古流量研究

Water cycle is the tie of atmosphere, lithosphere and biosphere in the Earth system. And runoff is the crucial part of water cycle. The study of paleo-channel and runoff volume played a significant role in the research of water cycle. Yihe River, the important tributary of Huaihe River, is located in the sensitive area of climate transition and climate changing in East-Asian monsoon region. The study of Yihe River's paleo-channel and runoff volume since the Last Glacial Maximum will contribute much to the deep understanding of the hydrologic process of the rivers in the Asian monsoon region during the Last Glacial; will provide significant clues for the discussion on the Huaihe River's paleo-hydrology and paleo-environment at the Last Glacial; will provide data of stratum and ancient landform for water utilization, water protection and river-crossing construction in the region of Linyi, where the economy and society are developing rapidly. Due to the lack of quantitative systematic study of paleo-channel of Yihe River at the Last Glacial, this research combines the techniques of space observation and subsurface investigation; it re-constructs the paleo-channel of Yihe River since the Last Glacial Maximum by applying the methods of stratum, landform, sediment, remote sense, chronology and hydrology. By analyzing the sediment particle's condition of the riverbed at the Last Glacial Maximum ,the late Glacial Epoch and Holocene Megathermal, the starting velocity of sediment and average velocity of the stratigraphical cross-section will be calculated. Based on the relation of cross section, flow velocity and runoff volume, the runoff volume at the Last Glacial Maximum, the Late Glacial Epoch and Holocene Megathermal will be calculated, constrasted and analysised.

水循环是联系地球系统大气圈、岩石圈、生物圈的纽带，古河道、古流量的研究是过去水循环研究的关键环节。沂河是淮河的重要支流，位于东亚季风区的气候过渡和气候变化敏感区。对其末次盛冰期以来古河道、古流量的研究，将为深入理解末次冰期亚洲季风区河流的水文变化特征与过程提供重要依据，为探讨末次盛冰期以来淮河流域的古水文与古环境提供重要的线索，为经济社会快速发展的临沂市的水资源利用、水环境保护以及跨河工程建设等方面，提供地层和古地貌方面的数据和依据。针对沂河末次盛冰期以来古河道缺乏整体系统定量研究的情况，将空间观测和地下探测技术相结合，综合利用地层、地貌、沉积、遥感、年代学和水文学的方法，系统重建沂河末次盛冰期、晚冰期、全新世大暖期等时段的古河道。根据末次盛冰期、晚冰期、全新世大暖期等时段河床相泥沙颗粒情况，计算泥沙起动流速及断面平均流速。根据断面-流速-流量的关系，计算沂河的古流量并进行对比分析。

沂河位于山东省的东南部，是淮河的重要支流。本项目以沂河为研究对象，综合利用地层学、地貌学、沉积学、年代学和水文学的方法，重建沂河末次盛冰期以来的古河道，计算沂河古流量。搜集了沂河干流上14个断面的工程地质钻孔716个，每个断面的钻孔经配准定位，选出同一方向上的钻孔，根据确定的比例尺，用Mapinfo软件，绘制了14个断面的地质剖面示意图。选择船流街—解家庄断面、洙阳村附近断面，进行了电磁法物探、钻探工作，绘制了两个断面的地质剖面示意图。在沂河及祊河两岸，挖掘了12个剖面，采集了年代样品和粒度样品。年代样品分别在美国BETA实验室、北京大学AMS 14C实验室及南京师范大学实验室等进行了测试，共得到了56个光释光年代数据、15个AMS14C年代数据。根据绘制的地质剖面示意图及年代测试结果，分析了沂河古河槽断面形态及河道纵比降。发现沂河汶河口以上，古河槽宽深比相对较小，纵比降较大。汶河口以下，古河槽宽深比较大，为辫状河。沂河古河槽底部岩性复杂，断裂带发育。由于断裂构造、岩性、支流汇入等，沂河古河槽在解放路沂河大桥、陶然路沂河大桥附近形成局部深切。选择沂河路沂河大桥、206国道沂河大桥等断面，根据断面形态及泥沙颗粒级配，计算了沂河古流量。例如，沂河路沂河大桥附近断面，用河相关系法计算的结果约为45.19m3/s，用泥沙粒径水力学方法计算结果约为35.02~59.11m3/s，用地貌水力学方法计算的结果约为51.96m3/s。沂河位于东亚季风区的气候过渡和气候变化敏感区，对其末次盛冰期以来古河道、古流量的研究，将为深入理解末次冰期亚洲季风区河流的水文变化特征与过程提供重要依据，为探讨末次盛冰期以来淮河流域的古水文与古环境提供重要的线索，为临沂市的水资源利用、水环境保护以及跨河工程建设，提供地层和古地貌方面的数据和依据。