论文部分内容阅读
在野外考察和室内实验分析工作基础上,该文运用地质学、地貌学和泥沙学分析方法,结合TM卫星遥感影像解译分析,对洞庭盆地的第四纪地质与环境、地貌演变与河湖演化等问题进行了系统研究,并在此基础上,对洞庭湖区的防洪形势和减灾措施进行了探讨.洞庭盆地第四纪地质与环境研究的内容包括洞庭盆地新构造运动特征、第四系红土地层与古气候变迁、网纹红土和铁锰结核的特征与成因;洞庭盆地地貌演变与河湖演化研究的内容包括洞庭盆地地貌演变历史、水沙输移规律、洞庭湖近14年洲滩变化情况、洞庭湖未来演变趋势等,最后,我们得到了以下一些主要结论:月山红土剖面磁化率和粘土矿物分析表明:中更新世早期洞庭盆地气候干凉,中更新世晚期气候转为湿热;晚更新世早期气候仍保持湿热,但到晚更新世晚期则气候转为干凉;全新世以来洞庭盆地的气候再次转为湿热.粒度分析表明月山红土剖面沉积物的沉积环境为洪水盆地中的泛滥平原环境.蠕虫状网纹和根状网纹是洞庭盆地红土地层中两种主要的网纹类型,洞庭盆地网纹红土地层的形成,是新构造运动和湿热气候综合作用的产物,土壤孔隙空间的形成和化学元素的迁移是网纹产生的两个必要条件.湖南岳阳市月山铁锰结核是一种研究洞庭盆地古气候变迁较好的信息载体,月山铁锰结核中全铁含量从核心到壳缘的变化,揭示了洞庭盆地中更新世晚期以来的气候波动.洞庭盆地的地貌类型分为三大类,即侵蚀地貌、堆积侵蚀地貌、堆积地貌.洞庭盆地的地貌演变以汉晋为界,可以划分为两个阶段:自然演变阶段(距今约144 Ma-2000 a)和人类活动-自然复合作用演变阶段(距今约2000 a-至今).在自然演变阶段,洞庭盆地地貌演变主要受到内外地质营力和气候变化的控制,人类活动影响不存在或很小,即主要受到构造沉降、泥沙淤积和气候变化的制约;在复合作用演变阶段,从修建大堤到围湖垦殖,人类活动影响逐渐增强,并在洞庭盆地地貌演变中起主导作用."洞庭盆地"和"洞庭湖盆"在空间上是整体和局部的关系,构造沉降和泥沙淤积对其作用的范围不同.目前洞庭湖的湖盆边界严格受到大堤的控制,湖盆面积基本上为一常数.通过TM卫星遥感影像对比分析,在1989-2002年的14年间,洞庭湖新增洲滩面积与扩展速率分别为:东洞庭湖352.00 km2,年均25.14 km<2>/a;南洞庭湖132.81 km<2>,年均9.49 km<2>/a;目平湖52.00 km<2>,年均3.71 km<2>/a.七里湖已经淤高消失,仅残存几个小的内湖,原湖域范围已被垸田所替代,目前是七里湖农场所在地.洞庭湖湖盆的构造沉降速率虽然较低(3~10 mm/a),但地壳沉降量仍抵消了部分泥沙淤积量,在一定程度上减弱了洲滩的发育速度,抑制了洞庭湖日益萎缩的趋势.通过泥沙平衡计算,我们得到目前洞庭湖的泥沙平均淤积速率分别为:东洞庭湖9.43 mm/a,南洞庭湖19.11mm/a,目平湖12.46mm/a,在湖盆某些主要泥沙沉积区域的淤积速率会比上述数值要大.由于目前湖盆中泥沙的淤积速率大于构造沉降速率(3~10 mm/a),洲滩会继续发育和扩展,洞庭湖仍保持淤高的趋势;而在某些洪道和湖槽部位,由于枯水期冲刷作用的增强而不断加深.在"4350工程"完成和三峡建坝后80年内,洞庭湖域面积在洪水期将达到1949年的4 350 km<2>,湖盆泥沙淤积速率将降低到1.79 mm/a,洞庭湖盆不断淤高的趋势将得到减缓.目前洞庭湖盆中的泥沙淤积速率仍然较高,洞庭湖的蓄洪空间在不断减小.在目前洞庭湖盆被大堤围限的情况下,洞庭盆地的构造沉降运动使洞庭湖的蓄洪空间不断减小;洞庭盆地的构造沉降量虽然在一定程度上缓解了洞庭湖不断萎缩的趋势,但构造沉降对洞庭湖区的防洪形势却是不利的.构造沉降和泥沙淤积均对防洪大堤的质量提出了更高的要求,增大了洞庭湖区防洪的难度.针对洞庭湖区洪涝灾害产生的机理和特点,我们建立了洞庭湖调蓄洪数学模型,并提出了洞庭湖区洪涝灾害防治措施要点.