基于碎屑锆石及水文观测的黄河多沙粗沙区重要支流来沙变化分析

摘要

巨大的来沙量是造成黄河水沙灾害的重要原因。近年来，黄河及其主要支流实测输沙量明显减少，但产沙输沙的多时空尺度特征仍不明确。以多沙粗沙区的重要支流皇甫川和窟野河为例，利用现代水文资料和碎屑锆石物源结合的方法，分析产沙输沙变化的多时空属性特征。通过统计检验方法对实测水文资料进行分析，发现年径流量和年输沙量均呈显著的减小趋势，其中：皇甫川径流、输沙序列的突变点发生在1978年和1998年，且均发生明显减小；窟野河径流的突变点发生在1979年、1997年和2011年，前两个突变点明显减小，最后一个突变点明显增加，而输沙的突变点发生在1979年和1997年，均明显减小。对皇甫川和窟野河现代河流沉积物（2020年）和几千年前的河流阶地沉积物分别进行了碎屑锆石测试分析，得出两条河流的泥沙主要由黄土和基岩组成，而现代河流泥沙中黄土的贡献率比阶地更大。造成这种输沙量急剧减小、黄土比例增加现象的原因是人类扰动加速了黄土侵蚀，但流域地表水和地下水资源的开采及水土保持措施减少了水量，使得泥沙的输移比减小，大量从坡面上侵蚀的黄土沉积在沟道之中，没有被输送到流域的出口，为极端天气下的来沙提供了物源。本文采用现代尺度的水文观测资料分析与地质沉积学的方法，结合不同尺度的方法，对黄河多沙粗沙区重要支流的来沙变化进行分析，可为调控治理黄河水沙灾害的相关研究提供一定的思路。

关键词

黄河 / 径流量 / 输沙量 / 碎屑锆石物源

基金资助

国家自然科学基金项目（51979179）; 青藏高原第二次科学考察专题（2019QZKK0204）; 四川省科技计划项目（2023NSFSC1989）