“长江中游主要水患区第四纪地层及河谷地貌演化对水患形成的影响”为国土资源大调查项目“长江中游主要水患区第四纪地质及新构造运动对水患形成的影响专项调查”下属专题，由中国地质大学（武汉）主要承担，与湖北省地调院、湖南省地调院、江西省地调院及安徽省地调院共同合作完成。其目的任务是通过对长江中游一江四湖地区第四纪地层的划分和对比，阐述该区第四纪特别是末次间冰期 (130kaBP) 以来的地质发展和演化规律，查明长江中游水患区环境地质基础，以及洪涝灾害生成的地质背景。配合各省子项目论证控制江湖演变及洪水致灾的地质作用；在对长江中游干流重点河段河道地貌演化调研的基础上，探讨河道演化与洪水发生的关系。为提出符合地学规律的防灾减灾对策，为长江中游综合整治规划提供地质依据。本项目主要是对区内主要地质点和重点河段的调查。本专题在前人工作的基础上，经过三年调研和综合分析，在长江中游主要水患区的第四纪地质、河道地貌演化和防洪对策方面进行较为系统的研究，获得以下进展和新认识：
一、第四纪地质研究
1．首次编制了 1:25 万长江中游主要水患区第四纪地质图和地貌图，初步建立了长江中游全区可对比的地表第四纪地层序列为：杂色强风化砾石层 (1200-900kaBP) → 网纹状红土及网纹化红色砾石层组合 (900-100kaBP) → 下蜀土及褐黄色砾石层组合 (100-20kaBP) → 黄色沙层 (30-15kaBP) → 褐灰色砾石层及沙、亚沙土层组合 (10kaBP 以来 ) 。对新发现的网纹红土与下蜀土的连续沉积剖面的年代学测定，两者的分界线年龄为距今 70-90kaB ，解决了长江中下游长期悬而未决的网纹红土与下蜀土的分界时代问题。
2．研究了第四纪以来的山 — 盆耦合关系及环境效应。 (1) 发现隆起区和沉降区的第四系发育过程具有良好的镜象对称，第四纪以来的山 — 盆耦合关系明显；由此认为长江中游防洪在考虑沉积作用影响的同时还应考虑其上游地区构造隆起的影响。 (2) 桐柏 - 大别山掀斜隆升对长江中游第四纪以来的河湖关系等环境变化具有重要的控制作用。长江中游洪水灾害的加剧是山 — 河 — 湖 — 海 — 人相互作用的结果。
3．查清了长江中下游高阶地砾石层的对比、形成时代及与长江形成的关系，认为长沙砾石层、黄土山砾石层、阳逻砾石层、卢演冲砾石层、安庆砾石层、九江砾石层等是可以对比的，基本上属同期产物，为古长江所形成。首次给出了它的形成年龄，解决了长期争议的地学问题。
4．长江中游 “ 沙山 ” 的环境意义十分重要。专题通过系统区域调查和对比认为：广泛分布于长江中游南岸，如江西湖口、鄱阳湖沿岸、南昌、湖北青山、洞庭湖君山等地的晚更新世沙山，为风积成因，属同一时代沉积；约形成于末次冰盛期的距今 36~13kaBP ；可分为两个演化阶段，早期（ 36~25kaBP ）为末次冰期间冰段，晚期（ 25~13kaBP ）为末次冰期盛冰段。在 36~13kaBP 存在 10 个千年级的气候波动。
二、典型河道地貌演化
1．查清了长江中游和下游皖江段的主河道地貌演化规律。认为（1）主河道总体南迁，新构造掀斜运动具有重要控制作用；（2）下荆江蜿蜒河道演化具有总长度极限控制，其发展经历了相对平直 — 弯曲 — 极度弯曲 — 相对平直的循环发展过程，每一个演化周期的河道总长度大致相等；（3）鹅头型弯曲河道的具有整型嵌套演化特点；（4）首次研究发现下荆江河道的分维数为 1.078-1.23 之间，接近黄河下游平原的分维数；当河道分维数达到 1.19~1.23 时，下荆江河道开始进入到不稳定状态，从而选择地质环境条件差和水动力作用强烈的弯道进行裁弯取直；同时分维数由大突然减少；在两个裁弯（突变）事件之间的河道演化过程是渐变演化阶段，该阶段河道的分维数呈现由小到大逐渐递增的规律性变化。
2．研究了河道稳定性与河型的相关关系。以城陵矶为界，以上的荆江河段为弯曲河道，其中下荆江为蜿蜒河段，以下基本上属矶头约束下的分汊河段。前者为一个相对完整的河流系统，后者因矶头分隔成一系列相对独立的子系统。前者的河道演化具有连锁性，常常是一湾变弯弯变，后者一般不会有这种情况。建议蜿蜒性河道的护岸整治应着眼于整个系统，分汊河道可以矶头为界分段治理。
3．与丹江口水库建成后下游河道的演化特点的比较研究认为，三峡工程建成后长江中游河道的演化趋势为：荆江河道将发生主槽刷深、撇弯和切滩、支汊淤塞，洲滩合并，曲折率会有所减少，但蜿蜒性河型能维持。岸崩会增强，且岸崩部位会发生变化。
三、洪水沉积特征
1．通过对1998 、1999 、2002 洪水沉积系统观察，发现洪泛沉积的两个显著特点：楔状体和平行层理；总结了一系列磁组构的特征参数，其总体特征是正常河道沉积与泛洪沉积的磁组构特征有明显的差异，这为古洪灾事件的识别提供了依据。首次发现江汉平原距今 3000 年左右的大洪水事件。
2．调查发现长江中游的水环境和水资源特征具有明显的轴对称特点，该特点对长江中游地区经济发展、环境保护具有重要的影响。认为可利用这一特点和规律，构建中国中部经济区，建立统一的防洪调度规划，开展统一的生态环境变化和建设规划。
四、防洪减灾地学观
1．基于地球系统科学理论提出了新的防洪理念： (1) 人与洪水协调共处，以土地换和平。首先要扭转长期以来形成的 “以土为本”、“以粮为纲”、“人定胜天”和“视水如虎”的传统观念。通过“给水让地”，实现“以土地换和平”； (2) 洪水资源化； (3) 泥沙资源化。新的防洪观是： (1) 流域系统观； (2) 可持续发展观； (3) 人 - 水 - 地协调观。
2．防洪对策为： A 、堤防不宜继续加高； B 、利用古河道开辟分洪河道； C 、充分利用江湖关系防洪。
3．提出长江中游仍需要 200 × 108m3 分蓄洪区及新时期分蓄洪区建设的基本原则。建议取消荆江分洪区和其它一般分蓄洪区，保留杜家台分洪区，重点建设洪湖分蓄洪区。并对分蓄洪区的建设提出具体建议。（余凤鸣）
