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利用地下隧洞从长江向华北地区调水的初步设想: 热度 1 fanxiaoyingz 2020-4-25 20:32; 利用地下隧洞从长江向华北地区调水的初步设想今年以来，水利部门连续的大动作引起了社会各界的关注。首先一个是南水北调东线和中线的验收工作正式启动，其次是南水北调东线和中线的后续工程的勘察设计工作正式启动，第三个是南水北调西线工程的最后勘查工作由水利部委托黄河水利委员会进行。水利部表示西线工程规划方案比选论证报告今年内要完成。中国的南水北调东线工程和中线工程基本完工，五年以来试运行效果良好，目前中线工程已经调水超过 258 亿立方，东线调水超过 40 亿立方。调水工程取得了显著的经济效益和社会效益。但是水利部领导认为调水规模仅占总体规划调水规模的 41% ，就工程而言，南水北调与国务院批复的《南水北调工程总体规划》目标还有差距。从华北平原对水的实际需求量来看，每年一百多亿立方的水量尚不能满足华北地区的需求。目前华北地区依然存在以下比较尖刻的问题：第一，地下水位并没有有效恢复，农业和生态用水依然比较紧缺。第二，华北地区的水污染依然比较严重。第三，据说华北地区有十分之一的土地是盐碱地，治理盐碱化土地对于淡水的需求依然很大。那么，到底华北地区需要多少水才能够满足经济发展和生态用水的需求呢？一般的预估量大约是 1000 亿立方。这么大的水量从哪里来呢？长江，惟有长江。长江的年径流量超过 9000 亿立方，而我们目前能够利用的只是其五十分之一，基本上三峡以东，长江以南的水没有办法调用。目前能够利用的调水工程有南水北调的东线水渠，中线水渠，另外还有一个潜在的调水水渠就是使用了千百年的京杭大运河，据说京杭大远河的一些线路已经被废弃了，非常可惜。目前看，利用东线水渠向华北增加调水的潜力有限，主要原因并不是这条路线水量不足，而是成本较高，需要大型泵站抽水。而中线增加调水的制约因子是水源缺乏，为此水利部准备做从长江向丹江口调水的补充工程，“引江补汉工程 ”前期工作正在加紧进行。另外从白龙江和嘉陵江向汉江补水也是议程之中的事情。但是，无论中线潜力如何发挥，其引水量也只能是设计的最高限额， 480 亿立方。那么能否有一个新的设计路线，能够把武汉以东的长江水调到北方，而且运行成本比较低呢？经过研究地图发现，实际上武汉以东的长江海拔都在海拔 19 米以下，从武汉到黄冈市、黄石市、九江市、安庆市、池州市、芜湖市的海拔都在 19 米以下，芜湖市只有 4 米。使用传统的落差引水的方法根本不可能把水调到华北平原。但是我们看到，大别山以东的平原和华北平原基本上连成一片，而海拔最高只有 40 米，最低只有 5 米，落差非常小。也就是说，如果从长江抽向天津抽水，如果没有阻力损失，那么一度电可以抽水将近 10 个立方，平均每立方水的抽水费用不足一毛钱。这就给我们一个启示，我们完全可以利用地下隧洞引水，然后各地可以根据需要抽水。而地下输水隧洞可以把水从长江自流引到天津北京地区。为此，我们勘查出这样一条引水路线：在海平面以下 5 米—— 15 米范围内的地层修筑输水隧洞，引水点选择在合肥东南的巢湖，巢湖距离铜陵县的长江只有 40 公里，从长江引水到巢湖，从巢湖开凿地下输水隧洞沿着海拔 30 —— 40 米线向北引水，初步规划经过淮南市、阜阳市、亳州市、商丘市、菏泽市、濮阳市、邯郸市、邢台市、衡水市到达保定市的白洋淀，从白洋淀引水向东北经过廊坊市到达天津市北面的武清区，这里有一大片低洼地可以利用，也有一个水库可以储水。全程 1150 公里。我们暂时给这个输水隧洞取一个名字叫“天津铜陵隧洞”简称“津陵隧洞”。总结来说，津陵隧洞修筑在海拔负 5 ——负 20 的地下，隧洞直径 10 米较为合适，全程长度 1150 公里，穿越安徽、河南、山东、河北到达天津。其海拔始终保持负 5 米 ——负 20 米，全程没有落差，始终依靠长江水位在地上 8 米，隧洞水位在地下 5 米的 14 — 24 米的落差提供引水动力，是一个大型的 U 型管，主要依靠压力引导流水。所以，其原理和利用落差自流的原理完全不一样，它形成的是一个地下水网，每一个用户需要用水必须使用水泵抽取。对于这样一个设施需要解决以下问题：第一，隧洞的长度太长，是否具有现实性。从目前的技术水平看，这个不是问题。我国目前的隧洞技术已经非常发达，每一个大城市的地铁路程都超过了几百公里，这个隧洞总长 1150 公里，仅仅相当于北京上海西安三个城市地铁的总里程。第二，隧洞所经过的地区都是泥沙沉积区，没有硬岩石，开挖技术难度小，对于泥土盾构机的要求小，目前的设施水平完全能够达到。但是泥沙的稳定性差，容易发生坍塌、滑溜现象，因此隧洞的护壁必须使用管片砌撑，管片的用量很大。第三，隧洞实际上避开了所有的地上水库、河流、城市、公路和村庄，以及地上的所有建筑。在地下可以随意穿越，不破坏地上建筑。不占用地上土地。这一点对于人口稠密的东部平原尤为重要。第四，隧洞的路线避开城市和重要的地上设施，从农村的田地下面穿过，不影响农业和种地。一般情况下，耕地深度不会超过 2 米，而这个引水隧洞在地下 20 到 60 米（当地海拔是 50 米则隧洞深度 60 米）。第五，隧洞的水自成体系，完全封闭，不受当地降雨、地下水污染的影响，而且全程不会受到污染。这一点对于华北平原也是自关重要的。第六，引水量可以弹性调节，最大引水量可以超过 1000 立方。引水只受到水压影响，与坡度没有关系，这个 U 形管原理的好处就是水量只与水压有关。流速可以根据抽水量变化。第七，从铜陵到天津修建的地下隧洞只是一个主干隧洞，可以以分支隧洞形式修建许多分支隧洞，从而在大半个华北平原展开地下水网。形成树枝状结构，类似于新疆的坎儿井。第八，华北平原土地平坦、地域广阔，如果一条隧洞不能满足需求，可以修建更多的隧洞，例如可以沿着京杭大运河的地下修建。第九，这个隧洞可以有效的解决长江下游从九江到城陵矶每年发生大洪水，水无出去的问题。实际上，每年长江发生洪水的季节恰恰是华北平原炎热干旱的季节，这时候的华北平原的需水量非常大，完全可以解决长江危险。第十，这个隧洞可以有效调用长江以南产生的径流，其位置恰恰是长江以南多个湖泊的入江口以东，其位置在鄱阳湖以东 260 公里。对于调节湖泊水位有很大影响。第十一，隧洞引水的水质肯定没有从丹江口引水的水质好，但是也不会很差，完全能够满足华北平原农业用水、生态用水、治污用水、洗碱用水的需求。第十二，隧洞引水的总投资应该低于地上引水工程。隧洞引水不需要大型渡槽、水闸、调节闸门、水土流失防治措施，也不需要占地和搬迁，技术相对简单。为了修建成功这样一个输水隧洞，需要对巢湖进行全面的环境治理，同时必须修建一个分水系统，让长江的水流到巢湖。巢湖的总面积为 750 平方公里，基本可以满足水沉淀、澄清和水量需求。在巢湖中引水位置可以选择在湖泊中央，使用大型沉管输水，使用竖井放水。用水单位可以使用竖井抽水，竖井高度应该超过当地地平和河水最高位，防止污染水源。利用华北平原地下引水可以避免占用大量的农田和森林，可以避免搬迁住户，可以不影响地上各种设施，可以抬高地下水位，可以洗碱治理盐碱土地，而且输水的水质有保证，不会加入污染物。最为关键的是可以不受水量的限制，可以随用随取。实现北方和南方的旱闹互济，有效解决南方洪水问题。这个工程的设计思路避开了必须利用落差的理论，完全利用水压力原理，封闭系统的水流速度不受谢才公式制约，能够有效解决无落差的平原地区大规模供水问题。好处很多，当然困难也不少。希望理论界多多讨论。; 个人分类: 气候生态|2883 次阅读|2 个评论

查老账：我国上世纪90年代硫沉降模式计算结果: 热度 1 Talky 2015-2-15 21:45; 上篇博文写到，“ 华北成全球大气污染物沉降量最高区域之一 ”不是新闻，本文解释一下。新闻中说的硫和氮沉降，实际上指的是以硫和氮来核算的空气中硫氧化物和氮氧化物向地面的沉积，主要包括二氧化硫和硫酸盐，以及氮氧化物和硝酸盐。氮氧化物又指一氧化氮和二氧化氮。然而，这些污染物恰好都是“酸沉降”的研究对象，因此当年酸沉降的研究成果有很高的参考价值。这里展示的是黄美元（资深中科院大气物理所研究员， 1934-2010 ）等 2005 年出版《大气环境学》一书中，第 96 页上的图 5.3.8 。 (a) 是总硫沉降量（包括 SO 2 和 SO 4 2- ~ 硫酸根）； (b) 是 SO 2 ； (c) 是 SO 4 2- 分布，单位是（克 / 平方米 / 年）。（出自 1995 年黄美元、徐华英和王自发等：“八五国家科技攻关项目研究报告：我国和东亚地区酸性物质的输送研究”）。当年研究力量较弱，经费非常有限。得到如此成果，很不容易了，相对分布有重要参考价值。图中可见，华北地区早已是“总硫沉降量”最严重的地区。说明：酸雨前体物是二氧化硫、硫酸盐、氮氧化物和硝酸盐。但 80 年代和 90 年代初期，我国主要是燃煤性空气污染，即 SO2 和烟尘。虽然燃煤过程也排放氮氧化物，但燃煤过程产生氮氧化物的机制主要是高温燃烧 (1200 度及以上 ) 。当年散烧煤，中小锅炉多，因此排放氮氧化物较少，酸雨也是“硫酸型”的。因此没有研究“氮沉降”问题。酸雨是指污染物的“湿”沉降，雨水和雪水的 pH 值，低于 5.6 的就被定义为酸性降水。但 pH 值是降水中阴阳离子的平衡状态，不是污染物的质量。酸性污染物的输送扩散和沉降是针对污染物质的，因此模式计算的是 SO 2 和 SO 4 2- 的空间分布（在上述书中有图）和沉降量的地面分布。 2015年2月16日7:00补：“总沉降”包括湿沉降和干沉积，即上述模拟计算包括降水过程和无降水时的全部沉降量。湿沉降~Wet scavenging，降水过程中污染物下降到地面，包括雨、雪、雹干沉积~Dry deposition，地面附近对气态和颗粒态污染物的吸收和吸附。硫酸盐和硝酸盐都十分细小（PM2.5)，因为空气阻力，不考虑其“重力沉降~Gravitational settling”。经验表明，大陆地面附近细颗粒物的干沉积效率极低，低于气态污染物，因此PM2.5可以长距离输送，形成区域性污染问题。; 个人分类: 灰霾|4599 次阅读|3 个评论

华北地区构造地貌形成、古人类迁徙与“泥河湾人”: 热度 16 葛肖虹 2013-6-13 11:02; (一) 华北地区构造地貌的形成早更新世晚期（ 0.9-0.8Ma ）青藏高原的末次快速隆升，影响到我国西北挤压型盆 - 山地貌的形成以及蒙古高原、山 - 陕黄土高原和云贵高原的形成，同时大兴安岭 - 太行山 - 武陵山的地形阶梯带和与之相对应的重力梯度带实际上也应该是早更新世晚期（ 0.9-0.8Ma ）才形成的，因为古黄河在三门峡的贯通正是发生在 1.2-0.8 Ma （潘保田， 2004) 。因此，早更新世末的构造运动奠定了华北地区（中朝地台）现今构造地貌的基本轮廓。在北京西山高台上的涿鹿盆地的泥河湾剖面，中更新统郝家台组与下更新统泥河湾组呈微角度不整合，说明早更新世 (Q 1 ) 和中更新世 (Q 2 ) 之间有一次构造变动，只不过这里的变动比起中国西部要微弱得多。中更新统郝家台组之上连续覆盖着上更新统马兰组砖红色黄土（马兰黄土）、棕红色古土壤和其上部的湖相、冲积平原相沉积。北京 - 怀来 - 延庆第四纪地貌地质图 ( 图 1) 揭示了北京西山坡脚和比高近千米的延庆盆地都出露着上更新统马兰组的湖相地层（桔黄色图例），说明延庆 - 涿鹿盆地在晚更新世时和华北冲积平原还在同一个水准面上。是晚更新世之后大约 2 万年才抬升成海拔 1000m 的高台。图 1 北京 - 怀来 - 延庆第四纪地貌地质图（闵隆瑞， 2010 ）从地貌上看，永定河、潮白河的上源白河（密云水库以北）在山区都呈深切河曲 ( 图 1 、图 2) ，这也说明 1000m 海拔高度的北京西山属于快速隆升的山脉。正是这次快速隆升使阴山 - 燕山成为辽河、黄河流域的分水岭，同时导致了陕西境内原来向东泄流的古黄河北支拐向南流，突破壶口瀑布（张抗， 1992 ），以致使壶口以南原来向北流的河成为倒淌河与古黄河南支汇流形成今日之黄河；并使燕山山区的白河和永定河上源河谷成为今日之深切河曲。图 2 密云水库西北山区的白河河谷及下游的深切河曲综上所述，分隔了我国五大内陆水系（流域）的分水岭自北而南分别是松辽盆地中分隔了松花江和辽河水系的长岭；分隔辽河、黄河水系的分水岭阴山 - 燕山；分隔黄河、淮河水系的分水岭秦岭 - 伏牛山和分隔淮河、长江水系的分水岭大洪山 - 大别山；以及分隔长江、珠江水系的分水岭南岭，它们都形成在晚更新世之后。这些东西走向分水岭山脉的再次隆升，说明了晚中生代以来至今，北冰洋与印度洋脊的扩张是造成亚洲大陆南北受挤、发生陆内变形的长期的宏观背景。 (二)“泥河湾人”与古人类迁徙 1923 年在燕京大学任教的英国地质学家巴尔博在河北宣化进行地质考察时发现桑干河畔东城、化稍营、泥河湾一带第四纪的湖相地层中有犀牛等淡水哺乳类动物的化石，於是把这套含化石的地层命名为 “ 泥河湾层” 。 1924-1926 年英国地质学家巴尔博、法国地质学家德日进和神父桑志华对“泥河湾层”进行了详细的分层纪录与化石采集，挖掘了大量哺乳类动物和厚壳蚌化石，经过研究确认为早更新世的种属，称为“泥河湾动物群”相当于欧洲的“维拉弗朗动物群”。法国著名旧石器考古专家步日耶并在其中发现了具有打击痕迹的石块，确认为是古人类打制的旧石器。从此，含有“泥河湾动物群”的泥河湾层就成为我国北方及亚洲早更新世的标准地层，涿鹿盆地的泥河湾剖面也成了国际地学界著名的早更新世标准剖面。 1929 年裴文中首次在周口店中更新统距今约 40 万年的郝家台组发现了“北京猿人”，近年闵隆瑞等（ 2010 ）在小长梁下更新统泥河湾组中发现了古人类化石（腿骨），於是泥河湾盆地是否存在距今约 150 多万年的“泥河湾人”？就成了现今地学与古人类学界关注的焦点。如果联系到 1996 年阴家润、崔之久等在昆仑山口早更新世地层羌塘群中发现的 208 万年古人类遗迹，就又提出了一个我国境内古人类迁徙的问题。早更新世青藏高原顶面尚未隆升到海拔 5000m ，而是处于 700-1000m 的准平原面阶段，经历了中 - 上新世的隆升剥蚀，现今高原顶面的羌塘盆地在早更新世时几近和柴达木、共和盆地成为同海拔高度的泛盆地，昆仑山口所发现的古人类遗迹表明当时繁衍出现的是暂且称谓的“西域羌塘人”，是否可对我国境内古人类的迁徙做如下推断：早更新世晚期（ 0.9-0.8Ma ）由于高原的快速隆升，部分“西域羌塘人”适应高寒缺氧环境成为高原人即西藏人的祖先，而大部分“西域羌塘人”适应不了骤变的环境，开始沿古黄河源头向高原下方迁徙，其中一部分沿着古黄河故道的南支在陕西蓝田繁衍为早 - 中更新世 115-53 万年的“蓝田猿人”（吴汝康， 1966 ）；另一部分则沿着古黄河故道的北支繁衍为中更新世约 50 多万年的“河套人”（贾兰坡， 1951 ）。从古构造地貌上看，大同 - 蔚县 - 阳原盆地和涿鹿 - 延庆盆地在早更新世应该是一个统一的泛盆地——泥河湾盆地，它与西部古大青山南的临河 - 包头 - 呼和浩特湖盆很可能相连成为串湖，当时的古黄河故道北支并没有向南流（如前节所述），它应该通过上述北西西 - 南东东向延伸的连通串湖盆地向东的溢流河即古白河、永定河向南东注入渤海（图 1 、图 2 ），蛇曲的古河道说明了它们当时是泛海平原的河流。因此无论从地理和气候，泥河湾盆地都具备了古猿人繁衍生息的条件，那么“泥河湾人”是古黄河故道北支繁衍的一支，还是原地衍生的古猿人？是需要今后认真探索的古人类学研究课题，同时也是古地貌变迁的研究课题。注：以上是今年 8 月份即将在地质出版社出版，由我和马文璞主编的《中国区域大地构造学教程》部分文稿，供大家先睹为快，也希望听取各种意见。; 14600 次阅读|20 个评论

地震、地漏、地旱: majorite 2009-2-15 05:40; 嵇少丞：地震、地漏、地旱（抛砖引玉，欢迎文明的、有内容的学术讨论）图1. 草木皆枯，赤地千里－大震发生前几年出现大面积干旱的现象，不仅1556年陕西华县8.25级地震前有，而且1668年山东郯城8.5级地震之前亦是如此。郯城巨震发生前4年，震中周围地区如山东、河南、河北、江苏、安徽等省的部分县出现大面积的特大干旱，除胶东半岛麦收20％之外，其余地区夏秋绝产，草木皆枯，赤地千里，有的地方甚至出现人相食的悲惨。那时候还没有从外国进口粮食之事。－大震之前有大旱可能是中国华北地区巨型走滑兼具拉张的断裂带【例如，贯通安徽、江苏、山东三省的郯庐断裂带、影响山西、陕西、河北、河南、内蒙5省的山西裂谷，以及影响（北）京（天）津唐（山）张（家口）地区的张家口-渤海断裂带】发震的一个重要的标志特征。－在走滑断裂带内和附近地区，最大主应力S1 和最小主应力S3 水平，与断裂带边界呈近45，而中间主应力S2 垂直地面。大震前，随着差应力（S1 －S3 ）逐渐增加，地壳最上部3－5千米（脆性域区的最上部）岩石中早先存在的、与最小主应力 S3呈高角度的破裂（节理）会拉开或拉得更开，还会在垂直于最小主应力 S3的方向上形成近垂直定向的新的破裂或微破裂，每一个新的微裂隙都是一个真空空间。地下近表岩石裂隙中的水被吸进较深层次（例如，2－3千米深）张开的或新形成的破裂或微破裂之中，使得地下水位下降，从而进一步使得近地表岩石与土壤中水含量相对降低，即变干，地下潜水面降低。久而久之，地面水蒸发量就会大大减少，大气降雨也就可能相应地显著减少，于是就有可能出现了大旱。这就好比将一块湿纸巾分别放在一块干海绵和一块湿海绵上面，放在干海绵上面那块湿纸巾很快就干了，而放在湿海绵上面那块湿纸巾久久不干。－但是，大震之前有大旱不太可能是青藏高原周界逆冲推覆断裂带（如夹在塔里木和准噶尔两大盆地之间的天山断裂带、四川盆地与青藏高原之间的龙门山断裂带）发震的标志特征。这是因为，在逆冲推覆断裂带内和附近地区，最大主应力S1 和中间主应力S2水平，与断裂带边界分别呈近正交和近平行，而最小主应力S3 垂直地面。由此在地壳最上部5－6千米厚的岩石中造成的垂直于S3 方向的微破裂近乎水平，这样的微破裂在垂直地面方向上缺少连贯与互通, 流体在垂向上的渗透性并没有多少改进。所以，浅表水（0－1 千米）不会被迅速吸进较深层次（2－5千米）岩石中新形成的微破裂之中。因此，大震之前也就不太会出现明显的干旱。－所以，水从地表往地下渗透的效率取决于地质构造域的性质。在拉张构造域和走滑构造域，由于破裂（节理）或微破裂是近乎垂直的，特别是那些由于差应力（S1 －S3 ）逐渐增加，原先存在的张破裂会张得更开，以及新形成的干的（真空）微破裂，对周围流体有强烈的吸收作用。能够造成近地表岩石土壤相对变干的微破裂作用主要发生在地壳的最上层几千米厚的岩石或沉积物。地下19－20千米深的狭义上的（大震）震源区，扩容现象也非常明显，微破裂密度也在增加，但是近地表水到达不了那个深度。－图2. 拉张破裂与地质构造域关系示意图（不成比例）－强震之前，上部地壳的断裂带及其附近地区岩石相对变干，这是地球物理学家发现的较为普遍的地质现象，具体主要表现为上述区域内P与S波速之比（Vp/Vs）在强震发生前几年或几个月保持持续下降，地震之后又恢复正常。例如，在美国纽约州的蓝山湖地区（e.g., Griggs et al., 1975; Booker,1975； Geller,1997）和南加州（e.g., Allen and Helmberger, 1973)、前苏联的加尔姆地区(e.g., Semenov, 1969)与Kamchatka地区（e.g., Sobolev and Slavia,1977）、土耳其的Marmara地区（Baris et al., 2005)。另外，上地壳内垂直微破裂是有优选方位的(总是正交于最小主应力), 这将造成地震波速各向异性和剪切波分裂(e.g., Crampin， 1987; Sammis and Sornette, 2002; Piccinini et al., 2006）。所以, 较易用地震学的方法测出。这方面已有许多专业文献。上述的Vp/Vs值变化以及波速各向异性和剪切波分裂的现象不仅出现在走滑断裂带内和附近地区，而且出现在其他构造域如拉张或挤压区域。但是，当破裂或微破裂垂直或近垂直时（即走滑域和拉张域），Vp/Vs值变化以及水平面上波速各向异性更加显著。图3. 前苏联的加尔姆地区地震前后Vp/Vs值的变化。图3. 沉积岩中能干岩层中张节理。这些张节理不进不能干（泥岩）岩层，所以泥岩不透水。当这些张节理垂直或近乎垂直地面时吸水作用很大。但是当这些层理水平时，渗透性就差多了。－图4. 沉积岩中能干岩层中垂直或近乎垂直地面的张节理。这种张节理非常普遍，湖南张家寨就是典型之例。图5. 岩石被垂直或近乎垂直地面的剪或剪张节理像刀切豆腐一样切割, 当这些节理呈高角度于最小主应力时，必然张的更开，吸进水去。图6. 水顺着垂直破裂或节理流动，造成选择性分化剥蚀，形成如此美丽的地貌。图7. 沿垂直破裂，水对岩石不断溶解搬运，形成地下河流。这样的地下河临震前或地震之间能将地面湖泊吸干。图8. 溶解在水中的碳酸钙（有是氧化硅）在张开的破裂中沉淀，一次地震沉淀一层。图中这个张破裂中至少记录过4次地震了。图9. 花岗岩中的垂直张破裂图10. 张破裂有时张得很开。世界上每年都有几个滑雪的人掉进几十米深的张破裂中而死亡，很难营救。地应力的大小影响张破裂的张开程度。图11. 干、潮岩石地震波速的实验结果。可以用之解释地震前后的波速与Vp/Vs的变化。贯通安徽、江苏、山东三省的郯庐断裂带、影响山西、陕西、河北、河南、内蒙5省的山西裂谷巨型断裂系以及影响（北）京（天）津唐（山）张（家口）地区的张家口-渤海断裂带上确实有几个地震空区，能量久蓄而未卸，能可能已接近临界状态。加之，5.12汶川特大地震之后，亚洲大陆构造逃逸明显加快, 应力不可避免要向北东方向传递。上述三条断裂带通过地区人口密集、城市重要、工业发达，不得不防，警钟长鸣。－大震之前可能会有大旱，但是大旱之后不一定会有大震，因为造成大旱的因素并非单一。正如Amsel朋友指出的那样，华北的旱灾周期比强震周期短得。例如，临汾盆地内特大地震的周期大约为400年，而旱灾周期的可能是5－6年，那么在大震之前几年总会找到干旱。所以，直接用干旱报强震目前尚不可行，还得要有其他地质、地球物理数据。附1. 山西裂谷的地震简史山西裂谷是鄂尔多斯地块的东缘，它是由一系列地堑或半地堑型断陷盆地右行斜列而成的断陷带 (例如，大同盆地、忻定盆地、灵丘盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等)，每个断陷盆地基本上都是一侧深一侧浅，属不对称的掀斜盆地。GPS测量显示山西裂谷的拉张速率约4 mm/a。山西裂谷内历史上曾发生过许多次强震。例如，公元512年7.5级山西大同地震，发震断裂是一条长90余千米、走向NE、倾角40-75的正断层，名叫黄花梁-山自皂断层，同震断距约2.3米。大同盆地内，1022年和1305年曾分别发生两次6.5级地震。1989年10月18日大同盆地许家堡乡一带 (39.37N，113.43E) 发生6.1级地震，发震断层产状 (204，74)，滑移矢量侧伏角为10NE，为右旋走滑稍具正断分量的断层。在大同地区，最大、中间和最小主应力的平均方位分别是 (048，00) ，(000，90) ， (138，00) 。－ 1303年9月17日傍晚8点左右（元朝大德七年八月初六日戌时）位于临汾盆地山西省洪洞赵城发生7.5地震，等烈度线呈长椭圆形，长轴NE向。烈度9度以上的极震区北起太原盆地的平遥和介休、南达临汾盆地南端的侯马和曲沃，至少造成27万人死亡，极震区各县死亡人数高达总人口的70%。地震发生在霍山断裂上，这是一条北北东向、倾向西、高角度 (倾角70) 的右旋走滑兼具正断分量的断层，构成临汾盆地的东界。受灾面积沿汾河流域分布, 东西宽250公里，南北长500公里, 北到太原、忻定, 南达运城及河南、陕西等省的部分地区。山西、陕西、河南三省有51个府州县的志书记载了这次地震。在霍县、赵城、洪洞一带南北长44公里、东西宽18公里的范围内，房屋全部倒塌,官署民舍、庙宇塔楼无一幸免者。赵城县郇堡发生大规模滑坡,滑坡体长约1600米,宽1400米, 滑坡体上的村庄随滑坡体迁移了几公里,滑动体摧毁了滑移途中许多村堡、水渠、道路。滑坡体附近地区还同时发生泥石流和河岸坍陷。赵城以北的霍县、灵石、介休、孝义、平遥、汾阳、祁县、徐沟和南部的临汾、浮山、襄汾、曲沃等地,官民房舍倒塌80％之上,地裂城陷到处可见。在其外围, 北至忻县、定襄,南到河南沁阳,东至长治、左权,西到大宁、陕西朝邑,均遭到不同程度的破坏。这次死亡人数如此之高的主要原因除震级高之外，还有以下几点：（1）在临汾盆地内,房屋建在松散的沉积物之上，地基失效加重了建筑物的震害；（2）灾区建筑质量(特别是土墙房和土窑洞)很差,极不抗震；（3）震前无有感前震,人们毫无警觉和提防。－ 1614年平遥附近发生6.5级地震，1695年临汾盆地里又发生另一次7.75级地震，史称平阳地震或临汾地震，死亡52000余人，震中位于（36.0N，111.5E），震源深度15 千米，发震断裂产状 (305，60) 。－洪洞地震与临汾地震的震中相距只有40千米，发生时间相隔392年。在这么小的区域里不到400年的时间内重复发生两次大地震，这是非常罕见的。这个地区岩石应变能量是如何积累的？孕震过程如何？这些都是地震地质学家需要研究的。－ 1815年10月23日，山西运城平陆县 (34.8N，111.20E) 发生6.8地震，死亡6800多人。据史料记载，受灾严重的原因是平陆、芮城、本系土山环绕，居民多于通衢两旁，负岩穿穴，聚族而居，一经震动，岩土被卸，窑孔全坍，遂致初次地震，该二县所属之地，被灾独重。－ 1556年1月23日（明嘉靖三十四年十二月十二日）午夜陕西华县地震发生8.25级强烈地震，震中位于(34.5N，109.70E)，震中烈度11度，震源深度约20千米。发震的是华山山前断裂，其走向70、向南东倾70，性质为左旋正断。此次地震是在世界历史记载中最惨烈的一次，死亡人口高达83万。陕、甘、宁、晋、豫5省101个县遭受了地震的破坏，总面积约28万平方公里。极震区为西安市以东的渭南、华县、华阴、潼关、朝邑至山西省永济县等，约2700平方千米。震灾损失极其严重。民房、官署、庙宇、书院荡为废墟, 即使较坚固的高大建筑物如城楼、宝塔和宫殿也全部倒塌。地震造成华阴县城北大员村地裂数丈，水涌数尺。黄河南岸的大庆关和蒲州河堤尽数崩塌。震时正值隆冬，灾民冻死、饿死和次年的瘟疫大流行及震后其它次生灾害造成的死者无数可计。地表出现大规模形变，如山崩、滑坡、地裂缝、地陷、地隆、喷水、冒砂等。历史文献记载地震裂缝裂之大者，水出火出，怪不可状，人有坠于穴而复出者。有附于水穴之下，地复合，他日掘一丈余得之者。据地质学家分析，华县地震之所以造成巨大损失，还与震中位于河谷盆地和冲积平原，松散沉积物厚，地下水位高，地裂、地陷，砂土液化，地基失效，黄土窑洞极易倒塌；黄土滑坡严重；且地震发生在午夜时分，大多数人正在熟睡之中；加之地震前两年关中地区大旱，岁荒粮歉，地震后完全丧失了抗御灾害的能力。－山西盆地东边的太行山地区也受右旋正断作用影响，形成破坏性地震。例如， 1966年河北省邢台7.2级地震发生在一条北北东走向、倾向北西西、约70多千米长、右旋正断的隐伏断裂上, 名叫新河断裂, 它是束鹿盆地-半地堑东边界铲形主断层。地震在地表断断续续形成长约50 千米的地裂缝带。1830年河北省邯郸市磁县7.5级地震也发生在北北东向和北西西向两组断裂的交汇部位。; 个人分类: 地震与地球|6051 次阅读|126 个评论

当前华北地区冬小麦灾情的成因分析: 袁国富 2009-2-9 09:36; 当前华北地区冬小麦灾情的成因分析华北地区冬小麦的生长从前一年的 10 月播种，到第二年的 5 月底至 6 月初收割，主要跨越冬春和初夏这段时期，是华北地区降雨最少的一段时期，因此如果在纯自然条件下，冬小麦生长季基本上都处于水分胁迫状态。解放以来，特别是 80 年代黄淮海综合治理，冬小麦产量得到大幅提升，除了育种、栽培技术和肥料投入的因素外，一个很重要的因素是大规模的农田水利工程建设和大量农田灌溉的应用保证了这一地区冬小麦高产稳产所需的水分供给。对于当前华北地区冬小麦高产稳产的生产方式来说，本来就很少的大气降水所起到的作用是十分有限的，而保证灌溉则是必须的措施，当冬春季节降水较少时，需要加大灌溉力度，而降水较多时，则灌溉次数和灌溉量可以适当减少。在这样的冬小麦田水分管理情形下，降水量稀少（气象干旱）并不能成为导致冬小麦灾情严重的主要因素，这是正确认识和解决当前华北地区冬小麦灾情的前提。冬小麦在播种后，经过出苗和分蘖后，进入越冬期，在返青之前，有两个因素是影响冬小麦最终产量的关键，一是分蘖数量的多少，这主要受越冬开始前的积温多少影响（与播种日期和气候波动有关），也需要较好的田间水分条件（在底墒较差的情况下，需要补充灌溉）。第二则是越冬期的冻害，因为极低温导致麦苗大面积冻死，一般若冬季麦田有降雪覆盖保温，冬小麦遭受冻害的几率就小了许多，而如果没有降雪，裸露的麦苗在冬季寒潮的冲击下极易冻死，发生冻害。从媒体报道的当前麦田灾情看，有部分死苗现象发生，这应该主要归因于冻害，而不是干旱造成的，冬小麦越冬期作物停止生长，并不需要水分供给，不存在旱死一说，当然气温回升，返青开始后，如果水分供给不及时，也会导致死苗，但这有一个滞后过程，不会在目前返青刚开始这个时间点出现。因此，目前冬小麦灾情之一死苗现象应该是冬小麦的冻害造成的，这个冻害的发生与冬季降雪少，有些地方农田管理中没能及时灌溉越冬水以保墒防冻有关，责任应该落在相关管理部门和生产者身上。而从科研角度讲，针对冬小麦越冬期的可能冻害，如何能够提前预报干旱的发生，以及时指导越冬水的灌溉，是一个需要进一步研究的课题。华北地区每年开春后，气温因降水很少而上升很快，热量条件迅速改善，为万物的复苏提供了良好条件，这个时候水分是主要而明显的限制因子。在整个华北冬麦产区，这个季节的土壤底墒大多不能满足冬小麦及时返青生长需要，大部分地区麦田必须浇灌返青水，以促进冬小麦的正常生长，在部分湿润年景，比如去年（ 08 年）春季，土壤底墒相对较好，许多地区返青水少浇甚至不浇，但不能因为有这种水分条件较好情形的偶尔出现而放松对农田灌溉设施的管理和维护，使得一旦干旱发生，灌溉就不能及时跟上。就当前冬小麦的旱情来说，如果保障了灌溉水的供应（河道水和地下水的利用），以及灌溉设施（水利工程）的投入，应该来说，最终不会有明显的灾情（作物减产）发生。可以基本判断，灌溉设施较好的地区，这次受灾将会较轻，而灌溉设施和水利工程荒废和缺失的地区，则需要在抗旱措施中重点关照。就目前获得的一些信息来看，农田灌溉设施的缺失或荒废是阻碍农田灌溉大规模实施的主要原因，这在新浪网一个大学生村官的博客中也得到了证实（链接出处）。这反映出从六十年代到八十年代建设的原有农田水利设施没有得到很好的维护和修缮，如许多机井荒废了。灌溉设施得不到好的维护与大规模的农业人口外出打工，不重视农业基础设施的建设有关，还跟当前土地的包产到户，生产规模太小，使得这种需要大规模建设和维护的农田水利工程与单个农户实际利益不能挂钩有关。这次旱灾应该促使各级政府就如何开展华北地区农田水利工程的建设和维护加以思考。当前全球经济危机下，国家经济政策强调扩大内需，特别是强调增加农民收入，对各级政府来说，发动广大农村劳动力，大力开展农田水利工程基础建设是一个难得的机遇。另一方面，众所周知的是华北地区是一个广泛缺水的地区，农业生产需要的大规模引黄灌溉和机井灌溉使得黄河断流，地下水位下降也是不争的事实，导致的环境和生态后果虽然没有一个全面的科学评估，但无节制地开发黄河水和地下水不会是一个可持续的农业生产方式，如何开源（水源工程建设）和节流（节水农业技术推广）是当前这一地区农业生产最终要面临的问题。从科学研究领域的角度讲，针对农业生产实际需要，开发实用的节水技术并在各级政府的支持下切实推广是应该引起重视的。; 个人分类: 科学笔记|8214 次阅读|0 个评论

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标签: 华北地区

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