长江中游地区第四纪红土的二元结构及古环境意义

在长江中游地区的湖南和湖北两省,选择宜昌、咸宁、常德、长沙、株洲5个第四纪红土剖面,分析第四纪红土的粒度组成特征,研究红土的成因及南方古环境的演变。结果表明,这些地区第四纪红土的粒度组成呈明显的二元结构:剖面上部(宜昌剖面0～320 cm,咸宁剖面0～220 cm,常德剖面0～270 cm,长沙剖面0～280 cm,株洲剖面0～150 cm)粒度细小而均匀,砂粒含量低,大部分小于1%;粗粉砂(又称风尘"基本粒组")相对富集,平均含量分别为34.38%、32.29%、32.48%、31.69%和31.86%。而且土壤样品粒度频率分布曲线与安徽宣城第四纪红土很相似,与镇江下蜀黄土也有明显继承性。这些特性均反映了剖面上层红土的风成特性。但研究剖面下部红土,粒度组成有明显不同:含有砾石,砂粒含量较高,不同粒度组分垂向变化明显,粒度频率分布曲线与宣城红土和下蜀黄土有显著差异,表现出明显的冲、洪积相特性。第四纪红土的"二元结构",反映了研究区域第四纪古环境的多变性和复杂性:早期红土形成后,因受间冰期湿热气候的影响,多受流水作用改造;而晚期红土更多地受风尘堆积的影响,沉积后虽经过了强烈的原位风化,但仍保留了风尘沉积的特性。

长江中游砂山的磁组构特征及古气候环境意义

为了建立长江中游风成砂的磁组构识别标志,讨论磁组构参数与古气候、古环境之间的关系,对新近发现的江西九江新港砂山剖面进行了野外考察和磁化率定向样品的采集和测试,结果表明:①新港风成砂剖面中砂层和古土壤化的亚黏土层的磁组构参数值具有较大的不同,亚黏土层的磁化率(κ)在剖面中表现为峰值(均值143.27 (10^(-6)SI)),各向异性度(P)值却表现为曲线的较低值段。砂层却与亚黏土层相反,κ值为谷值(均值为21.81(10^(-6) SI)),P值总体为高值段,但波动较大。②在新港风成砂剖面中大多数亚黏土层样品的磁面理度(F)值大于磁线理度(L),而砂层中只有部分样品的F值大于L,说明亚黏土层的磁面理发育程度较砂层的要好。③相对于河流和湖泊沉积物(河流沉积物长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°)而言,新港剖面风成砂的磁化率量值椭球体的长轴的倾角较大(22°～24°),短轴的倾角较小(45°～51°)。④新港剖面风成砂的磁基质颗粒度(q)的平均值(0.668 8)比长江中游河流沉积物的q值(0.24)偏大,反映风成砂的分选较河流沉积物的要差。上述特点可作为长江中游水成和风成沉积物的磁组构识别标志。⑤在3.25～26.2 m的地层剖面中共有9层发育程度不同的古土壤化的亚黏土层,说明在这一期间气候不仅有9次由干冷向暖湿的转变,且每次变化的强度也有所不同。

长江中游砂山的粒度特征及古气候环境意义

通过对江西梁家渡剖面的野外考察、系统采样和粒度测试,在与中原邙山黄土研究对比的基础上,分析和讨论了长江中游晚更新世风成砂堆积序列(江西梁家渡剖面)的粒度特征;并结合热释光年龄测试数据,按照安芷生等的粒度年龄模式获得相应的年代时间标尺,根据粒度与古气候环境之间的内在联系建立了长江中游地区晚更新世以来的气候环境演化序列;发现长江中游末次冰期以来至少发生过10次暖湿-干冷的气候旋回,其中还记录了发生在约22.0,29.5 ka BP的2次Heinrich事件。

长江中游砂山沉积物磁组构特征及其指示的古风场

本文通过对新发现的江西九江新港砂山剖面沉积物磁化率各向异性测量和磁化率椭球体主轴的统计分析,揭示了该风成砂剖面磁组构参数在不同层位的变化特征,获得了古风向特征及其演变规律.（1）整个时期内该区的主导风向为NW-SE和NNW-SSE向,但在不同时期风向和风力强度又有所不同,变化最为剧烈的时期是砂2层,风向发生了根本性的改变,由原来的NW-SE为主,变为NE-SW向为主,且该阶段沉积环境相对比较稳定;（2）砂2、砂5、砂6层具有较大P、F、L和较小的q值,说明在其形成时气候最为寒冷,冬季风的风力最强、风速比较稳定,这与野外观察到的在这几层中大型板状斜层理发育,砂层粒度较粗,黏土含量较少的结果一致;（3）晚更新世末期长江中游的风成沙丘广泛发育,表明该时段是长江中下游地区气候最干冷、风力作用最强的时期,有着与北方沙漠—黄土区相类似的气候环境;（4）研究表明,AMS主轴的等面积赤平投影法和玫瑰花图,可以用来分析古风向的变化规律,是一种简易有效的方法.

长江中游砂山形成的年代及成因研究

经野外考察、资料整理分析及实验数据测试等工作,并与有关研究对比,较全面地分析论证了长江中游砂山沉积的风成特征。本次研究首次发现南昌附近的梁家渡古埋藏砂丘剖面,并佐证了武昌青山、湖南岳阳等地的砂层沉积。在此基础上通过年龄测试、扫描电镜观察等确证了砂山的形成时代和风成微观特征,与相关研究综合分析,较深入地论证了长江中游砂山的风成成因。

长江中下游河道采砂规划修编的创新思路

通过对重点问题的深入研究和探讨,长江中下游河道采砂规划修编在采砂分区规划、年度采砂控制总量、可采区规划范围和年度实施控制范围、可采区年度实施控制指标体系和规划实施与管理等方面体现了创新思路,修编成果体现规划的科学性和采砂管理的新要求。

长江中下游干流河道采砂规划研究与探索

长江中下游干流河道内的砂石是较好的建筑和填筑材料。为防止采砂对长江河势稳定、防洪安全、通航安全、水生态环境保护以及沿江工农业设施的正常运行带来较大的不利影响,长江河道采砂必须进行统一规划。长江中下游河道采砂规划研究工作自20世纪90年代初逐步展开,到国务院颁布《长江河道采砂管理条例》后,开始按水利部的部署对长江中下游河道进行统一规划,规划研究与探索工作取得了丰硕的成果。较系统地阐述了长江中下游干流河道采砂规划研究过程、取得的主要成果以及成效,提出了进一步做好长江中下游干流河道采砂规划工作的建议。

长江中下游干流河道采砂规划修编中几个问题的探讨

随着长江上游水土保持“长治工程”逐步发挥作用和三峡水库的蓄水运用,长江中下游干流河道的水沙条件与2002年之前编制《长江中下游河道采砂规划报告》时相比发生了较大变化。为更好地发挥规划的宏观指导作用,迫切需要尽快对《规划报告》进行修编、补充和完善。此次规划修编的特点是充分考虑长江上游三峡工程等水利枢纽工程建设的影响,体现规划的宏观性、指导性和可操作性,增加采砂能力建设的内容,研究将吹填造地等工程类采砂纳入规划范围的可行性。

葛洲坝水利枢纽下游近坝段二维水沙数值模拟

针对长江中游葛洲坝水利枢纽下游近坝段卵石夹沙河床级配分布宽等特点,应用非均匀悬沙、底沙二维数学模型,考虑底沙的不平衡输移及冲淤过程中床沙的级配调整问题,对计算中的关键环节如卵石夹沙河床水流的有效挟沙能力、非均匀沙起动概率及非均匀沙推移质输沙率的计算提出了处理方法,利用水文、泥沙及河床变形资料对该方法进行了葛洲坝水利枢纽运行后、1998年洪水前后及三峡工程运行后水面线、流速分布及冲淤过程的验证.结果表明,该方法可以应用于三峡工程运行初期河床演变预测研究.

典型剖面揭示的长江中游砂山风成因素

在综合考察了长江中游砂山分布区、鄱阳湖周边地区的典型剖面的基础上,发现砂山粒度特征显示出典型的风成特点:砂丘的分布呈明显的带状,由北向南略为展宽,与风力路径吻合;在不同区域,砂丘发育的高度与风力大小大致相关,从而确定风力应为长江中游砂山形成的主要外营力.

长江中游沙质河段床沙级配调整过程计算

三峡工程运用后,长江中游荆江河段持续冲刷,床沙与推移质、悬移质泥沙不断交换,从而造成该河段床沙发生不同程度的调整,对长江中下游河床演变及非平衡输沙机理的研究具有重要影响.在新水沙条件下,总结分析了沙波运动特性及床沙交换方式,引入Markov三态转移概率及非均匀沙隐暴系数,得到基于状态转移概率的沙质河段床沙级配调整的计算模型.研究结果表明:(1)20092014年,沙市站年内床沙中值粒径有先增大后减小的趋势,而监利站年内床沙中值粒径则先减小后增大,且荆江河段年际床沙中值粒径总体呈上升趋势,粗化程度约为6.9%~9.3%;(2)20092014年,沙市站床沙组成中粒径d<0.062 mm的泥沙所占比重不变,0.062 mm≤d<0.25 mm的泥沙所占比重逐年减少(累计减少11.4%),d≥0.25 mm的泥沙所占比重逐年增加(累计增加11.4%),而监利站床沙组成均存在波动性变化;(3)荆江河段床沙转换为推移质的概率随着泥沙粒径的增大而增大,床沙转换为悬移质的概率随着泥沙粒径的增大而减小,而推移质和悬移质转换为床沙的概率均随着泥沙粒径的增大而增大,河床发生冲刷粗化时泥沙输移的主要形式为悬移质(概率为81%~87%),而淤积细化时床沙补给主要来源于推移质(概率为8%~12%).通过验证,本文概率模型的计算结果与实测资料符合较好,能够应用于长江中游沙质河段年际床沙粗化及年内床沙级配调整过程预报,为进一步开展三峡工程下游非均匀悬移质泥沙沿程恢复机理的研究提供理论基础.

长江中下游顺直河道水流冲刷引发崩岸的模拟试验

长江中下游河道水流冲刷引发崩岸的频次较多、危害巨大。为探究顺直河道中此类崩岸引发的过程机理,借助模拟试验展开观测和分析。崩岸过程中主要存在5种不同运动特征的水流,崩岸前后近水面附近形成的月牙形沙波可能是崩岸过程中重要的水下输沙载体,促进崩岸的持续发生,甚至促进崩岸形成。通过岸坡守护试验验证,并从防治崩岸的工程角度出发,相比于坡趾区域,近水面附近坡面的守护更能达到防治崩岸的目的,同时也应合理守护坡趾区域,避免该区域持续不断地侵蚀对远期岸坡的不利影响。

张家港盛泰码头吹填粉细砂地基处理试验研究

某工程采用高真空击密法加固地基,为找到经济合理的施工参数,分别在散货堆场（A区）和件杂堆场（B区）设一个试验区。试验区检测结果表明,A区容许地基承载力达到225 kPa以上,0~8 m内砂层平均标贯击数约20.6击,平均端阻Ps值约7.48 MPa;B区容许地基承载力达到196 kPa以上,0~7 m内砂层平均标贯击数约17.0击,平均端阻Ps值约6.21 MPa。本工程是一个典型的长江中下游地区吹填长江粉细砂形成陆域的地基处理案例,对长江中下游类似工程具有参考价值。

关于长江中下游干流河道采砂管理决策的思考

运用公共管理决策的理论分析了决策在长江中下游干流河道采砂管理中所发挥的作用,并就决策中领导因素、决策程序、利益驱动和风俗习惯等方面因素所起到的影响作了进一步阐述。长江中下游干流河道采砂管理的发展历程,也就是国家及各级政府有关河道采砂问题决策不断更新、调整的一个过程。长江中下游干流河道采砂管理的好坏,关键就在于国家的有关决策是否科学、合理,各级人民政府的政策择取是否正确。

长江中游荆江和江汉——洞庭地区防洪减灾策略

在反思已有防洪减灾措施的基础上,基于＂洪水和泥沙资源化＂的考虑,提出了长江中游荆江和江汉—洞庭地区防洪的措施,即：＂采沙扩湖、清淤改田＂,实现＂再造云梦泽、扩张洞庭湖＂,扩大江汉—洞庭地区洪水调蓄空间,在＂蓄泄兼筹,以泄为主＂和＂江湖两利＂的原则下,达到防洪减灾、冷浸田改造和改善血防工作的统筹考虑,支撑服务长江经济带和长江中游地区可持续发展战略。

新水沙条件下长江中下游干流水体总磷时空变化分析

长江干流三峡及上游水库群陆续建成运行后,中下游干流水体已形成新的水沙条件,其对水体磷含量的影响备受关注.为此,研究了新水沙条件下中下游干流总磷浓度的时空分布特征.结果表明:①三峡蓄水后,长江中下游干流水体TCP(澄清30min样品)浓度基本在0.10~0.15 mg·L^-1之间变动,在时间尺度上总体呈先上升后降低趋势,在空间尺度上沿程呈现升高趋势;水体中溶解态总磷(TDP)浓度随时间推移缓慢升高.②水体中可沉降固体对不同江段水体中磷含量存在不同程度影响,南津关、汉口和吴淞口下23 km这3个断面TCP/TP比值中位值分别为0.900、0.720和0.609,从上游到下游依次降低;水体中溶解态总磷(TDP)占总磷(TP)比例沿程呈下降趋势,而颗粒磷(TPP)占总磷(TP)比例沿程呈上升趋势,南津关、汉口、吴淞口下23 km等3个断面TPP/TP比值中位值分别为0.439、0.567和0.738.③按照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)要求,以TCP浓度进行水质评价,评价结果显示长江中下游干流水质总体良好.但若考虑水体中可沉降固体影响,以水体总磷(TP)浓度进行评价,会得出相对较差的结果,尤其是在靠近河口段.④长江中下游干流主河道靠上游河段不同监测断面内部各测线、测点磷浓度差异较小,河口附近则差异明显.⑤长江中下游干流城市江段近岸水域水体中TCP浓度明显高于相应河段主河道常规监测结果,局部河段存在明显岸边污染带.