论文摘要：西安高陵耿镇河流沉积物与古环境研究

渭河是黄河的最大支流，也是关中平原最大的河流。长期以来，人们对渭河流域全新世气候、土壤等方面的变化作了许多研究，并取得了很多研究成果。关于渭河地貌、河道演变虽有一定研究，但主要研究河流冲积形态或较大范围的区域地貌。对历史时期以来渭河河床发生的迁移以及其流量、流速的变化研究较少，特别是历史时期以来渭河水动力条件变化的研究尚未见到。 在西安高陵耿镇白家嘴和马坊滩采集了二个剖面的样品，在靠近渭河河床的河漫滩附近的耿北采集了一个剖面的样品，对这些样品做了粒度分析，试图从河流沉积物剖面的粒度特征变化分析探讨渭河的水文、气候条件的演变，从而对渭河的未来发展趋势做出预测。采用野外调查、室内分析与历史文献资料相结合的方法，以唐东渭桥遗址到今渭河河床之间的地貌变化和冲积层剖面粒度特征为依据，研究近1.3 ka以来渭河水文水资源演变。分析了渭河三个河流沉积物剖面的粒度组成特征，剖面各层粒度分布特征，剖面粒度参数Md、Mz、σ、Sk、Kg的变化，剖面粒度特征值-Ф5、Ф16、Ф25、Ф50、Ф75、Ф84、Ф95的跳动，并将三个剖面的粒度特征作了对比。据此，结合史料记载的渭河流量变化情况，文章主要得出以下一些有意义的结论： 1. 西安高陵白家嘴与马坊滩剖面的研究表明，相对粗的河流沉积物层指示较强的水动力条件和较湿润的气候，而相对细的的河流沉积物层则指示较弱的水动力条件和较干旱的的气候。白家嘴与马坊滩河流沉积物剖面粒度变化与渭河水动力变化直接相关，而渭河水动力条件又与渭河流域区域气候变化有关。因此，粒度在剖面上的变化实质上是气候波动的结果，利用其变化可重建河流沉积物形成以来的水文、气候环境的演化历史。 2. 西安高陵白家嘴与马坊滩河流沉积物剖面粒度特征随地层深度具有多次显著的粗细韵律交替变化，粒度参数―Md、Mz、σ、Sk和Kg亦随之响应为多次波动峰谷交替的态势。同时，粒度特征值―Ф5、Ф16、Ф25、Ф50、Ф75、Ф84、Ф95相应地表现为非常有节奏地跳动。据此，将白家嘴剖面划分为9个地层单位，4个沉积旋回，其中剖面1、3、5、7、9层较细，2、4、6、8层较粗，并认为此沉积序列表明近1.3 ka以来渭河古水文与古气候大致经历了9个变化阶段。在气候相对温湿、降水量较大的时期，渭河水动力条件增强，流量增大，流速加快，出现粒度明显变粗的沉积夹层，此时也是洪水多发时期；而在气候相对凉干、降水量较少的时期，渭河水动力条件减弱，流量减少，流速变慢，因此出现粒度明显变细的沉积夹层。河流沉积物粒度组分的粗细韵律变化很好地反映了水文、气候的波动变化。 3. 从垂直方向上看，西安高陵白家嘴剖面与马坊滩剖面的粒度粗细韵律波动随沉积序列深度的变化非常明显。这不仅在剖面各层的粒度累计含量可以清楚地反映出来，且各个粒度参数―Md、Mz、σ、Sk和Kg也同样具有显著响应。同时，粒度特征值―Ф5、Ф16、Ф25、Ф50、Ф75、Ф84、Ф95亦随粒度参数表现为非常有节奏地跳动。以Md（中位数）也即Ф50为界，其上的特征值Ф75、Ф84、Ф95跳动幅度较大，因其对沉积特征响应的敏感度较高，又可称之为"活性特征值"；Ф5、Ф16、Ф25跳动幅度较小，对于沉积物粒度特征变更响应的敏感度较低，故可称之为"惰性特征值"。因此，如果说粒度参数是沉积环境特别是水文、气候变迁响应的主体之一，那么粒度特征值Ф75、Ф84、Ф95就是这一主体中所含的诸因子中响应水文、气候变迁的最为活跃的个体。 4. 西安高陵白家嘴河流沉积物粒度随深度的变化及其与渭河现代河漫滩沉积物粒度特征的对比表明，渭河近1.3 ka来有流量减少，流速减慢，水深变浅的发展趋势。这主要是由气候变化等多方面的原因造成的。早期，气候湿润，降水较多，河流水量丰富，沉积物粒度粗。但是由于流域森林的减少，气候变干，降水减少，河流水位浅，流速慢，沉积物粒度变细。另外，后来水渠、水库和农灌引水量增多，也是渭河水量减少的一个原因。这能在历史资料的记载中得到佐证。 5. 渭河在北迁过程中，由于构造上升，河流下切明显，河床下降约6.3米，相应的洪水水位也不断的下降，指示新构造运动发生了强烈上升。西安高陵河漫滩相沉积厚度指示1300年前后洪水期时渭河河床水位可上升到3.5m以上，这比现代洪水时期河水位一般上升1-2m 左右明显高。这反映了现代渭河水动力相比过去渭河水动力的显著减弱。