太湖长序列极端洪水事件重建研究获进展

　　较之气候水文平均态的缓慢变化，特大洪水引发的灾害对人类社会影响更加显著，而关注极端洪水、认识小概率事件需要更长时间序列。太湖洪水历来受到关注，自早全新世到20世纪末，历史和近现代都不乏特大洪水发生。文物考古与历史文献结合，成为了定量研究历史极端洪水的重要证据。然而，刻录洪水的文物对重建洪水序列也有很大的局限性。太湖水则碑记录了20世纪早中期的特大洪水4次，能够追踪到1194~1920 年间特大洪水25次。实际上，能够重建12~19世纪水则碑水位的记录不到20世纪的1/3。研究方法的创新成为长序列极端洪水定量研究的关键。

　　由于洪水搬运和沉积在终端湖泊中可留下特征显著的洪水沉积，包括粗颗粒物质沉积和结构等，保留在湖泊沉积中的洪水信号就成了研究历史洪水的重要指标。此外，沉积物磁性特征与沉积物粒度组成具有较为密切的关系，在长江下游的巢湖、太湖等湖泊沉积中，发现磁性物质主要富集在粗粉砂和砂组分中。在重建太湖历史洪水序列中，这些洪水信号能够弥补文献和文物记录的缺失和不足。

　　在科技部重大科学研究计划项目“湖泊与湿地生态系统对全球变化的响应及生态恢复对策研究”的资助下，中科院南京地理与湖泊研究所通过对太湖钻孔的沉积和磁参数特征研究，对比太湖文物发掘的历史洪水资料，试图多指标定量重建太湖长序列极端洪水。研究结果表明，(1)太湖水则碑对1600~1954A.D.特大洪水记录了15次，通过与现代洪水仪器记录对比和论证，其最低4.03m水位相当于1921~2004A.D.观测太湖的年最高水位80%百分位。(2)太湖钻孔中的沉积粒度和磁化率特征捕捉了水则碑洪水序列中的85%的洪水年，同时补充了水则碑洪水漏失的信号。3次能够被历史文献佐证的洪水沉积信号发生在1766年、1875年和 1882年，其洪水水位估计在4.0~4.1m，4.1~4.2m 和4.13~4.23m。(3)频谱分析显示了沉积洪水指标与水则碑洪水指标具有3个同步的重现期，分别在90~102年、60~62年和42~44年。分析历史洪水与PDO一致性的统计关系，获得估计概率为0.17~0.20，肯定了太湖洪水年与PDO存在关联，反映出历史洪水的发生与现代过程相同，受到了太平洋季风环流和夏季降水控制。这些结论为延长洪水时间系列、分析小概率事件、认识极端洪水特征和重现期等提供了重要水文依据。

　　研究成果发表在2013年国际传统的水文学杂志Journal of Hydrology第500卷上(Yongfei Li, Ya Guo, Ge Yu. An analysis of extreme flood events during the past 400 years at Taihu Lake, China)，被国际审评专家评为“延长了洪水序列、在古洪水的重建中发展了极端洪水事件的统计模型”(a series of paleoflood estimates to extend the time series of extreme events for Taihu Lake China and develops a statistical model to relate the most extreme flood events)。