题目：秦岭南北河流不同尺度洪水水文学研究

随着全球变化科学的发展，人们逐渐意识到区域变化在全球变化研究中的重要性，特别是不同区域的比较研究越来越多的受到人们的关注。而中纬度地区又是全球变化区域响应与适应的敏感区域，通过不同区域的对比研究能更加全面地了解全球变化的区域响应。本文以我国秦岭南北的汉江上游和渭河流域地区不同时间尺度的洪水为对象，通过搜集和整理汉江上游和渭河万年以来发生的古洪水研究成果、历史洪水资料以及实测洪水数据，比较分析了秦岭南北汉江上游和渭河流域不同时间尺度洪水发生的时间和流量变化异同，并探讨了气候变化与洪水发生的联系。得到以下结论：

(1)通过比较秦岭南北汉江上游和渭河流域的实测洪水发现，虽然1981年、2005年和2011年等个别年份秦岭南北同时发生了大洪水，但受到秦岭山脉的阻挡作用、水汽来源的影响、流域形状以及流域下垫面状况等因素的影响，大多数年份秦岭南北汉江上游和渭河流域并没有同时发生较大的洪水。

(2)通过对秦岭南北汉江上游和渭河流域历史时期的洪水灾害分析可以看出：渭河流域的洪水灾害记录较多，汉江上游的灾害在历史时期记录较少。从灾害等级上看，秦岭以南汉江上游主要以大洪水灾害和特大洪水灾害为主；而秦岭以北渭河流域的洪水灾害等级主要以中度洪水灾害和大洪水灾害为主，特大洪水灾害虽然也有发生，但是在历史洪水灾害发生总次数中所占的比重较低。此外，该区域洪水灾害具有明显的阶段性和周期性。洪水灾害的周期与我国北方地区旱涝灾害的周期具有一致性和同步性，并且与太阳活动周期对应，说明秦岭南北地区的洪水灾害与太阳活动有密切关系。

(3)通过秦岭南北汉江上游和渭河流域长时间尺度的古洪水事件比较分析发现：长时间尺度上，秦岭南北的汉江上游和渭河在不同年份均有特大古洪水的记录，但在4 200~4 000 a B.P.和3 200~3 000 a B.P.这两个时间段内，汉江上游和渭河沉积剖面记录的古洪水事件相对比较多。而对季风气候变化的进一步分析表明，4 200~4 000 a B.P.和3 200~3 000 a B.P.这两个时期，也是季风气候气候突变恶化的时期，气候突变带来的极端异常天气事件造成了秦岭南北的汉江上游和渭河均有特大洪水事件的沉积记录。但因测年分辨率的限制，从长时间尺度上可认为秦岭南北洪水发生时间具有一致性。

(4)分别选择秦岭南北汉江上游和渭河流域典型剖面进行古洪水流量恢复比较发现，在流量计算方面HEC-RAS模型均可以很好的恢复汉江上游TJZ剖面和渭河GCZ剖面中所记录的古洪水流量。其中HEC-RAS模型计算所得汉江TJZ剖面记录的四期古洪水流量分别为54 920 m3/s、51 300 m3/s、43 500 m3/s、37 050 m3/s，与比降法计算结果的误差分别为5.41 %、2.66 %、3.57 %、0.28 %；HEC-RAS模型计算GCZ剖面记录的两期古洪水流量分别为26 000 m3/s和21 300 m3/s，与比降法计算结果的误差分别为0.16 %、5.58 %。此外通过实测洪水对模型计算法的验证，以及古洪水流量-面积关系法验证了计算所得的古洪水流量是合理的。

(5) 通过在汉江白河水文站和渭河林家村水文站的实测数据中分别加入历史洪水以及同时加入历史洪水和古洪水，比较研究了不同时间尺度的水文数据对汉江和渭河的两个水文站的水文频率曲线的影响。对比结果显示：加入历史洪水以及同时加入历史洪水和古洪水都对频率曲线的形态有一定影响，但是其影响程度有明显区别。只有当历史洪水大于实测洪水很多时，历史洪水才会对洪水频率曲线有较大的影响；汉江上游和渭河流域古洪水流量均较大，在加入到实测洪水流量时间序列后对洪水频率曲线形态的影响较大。因此，在洪水频率分析研究方面要尽可能的优先开展古洪水研究，在实测洪水流量-时间序列中加入古洪水进行洪水水文频率分析。