黄河是中国洪水泛滥最为频繁的河流之一,洪水的肆虐对沿岸人民的生命财产造成非常巨大的损失。后套平原位于我国东部湿润区和西部干旱区的过渡地带,黄河在此流经荒漠,大量的风沙入黄,致使该段河流水沙关系复杂。近年来在全球变暖和人类活动的作用下,该段河道淤积严重,河床逐年增高,潜在的洪水灾害成为区域面临的巨大威胁,所以系统地掌握黄河极端性气候水文事件的发生规律,可以为水资源的有效开发利用和防洪减灾工程提供科学依据。本文通过对狼山山前3个深约20 m的黄河古河道沉积钻孔岩芯物化特征分析和光释光(OSL)年代学研究,重建了该区晚第四纪以来的古洪水记录,并结合区域古气候资料,探讨了古洪水与气候变化的关系。研究发现,三个岩芯(DKZ01、DKZ02、DKZ03)沉积物的组成以粉砂为主,粉砂含量分别为63.12%、57.74%、40.97%,沉积物粒度的频率曲线多为单峰型,概率累积曲线则多为“跳跃-悬浮”两段式。另外,通过原位XRF扫描技术对岩芯进行高分辨率的元素分析,发现钻孔沉积物中元素Ca、Fe的强度最大,元素Rb、Al的强度最小,Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Rb元素强度随深度的变化呈现相一致的特征,在聚类分析中被归为同一类,而Zr元素强度的变化与Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Rb呈现相反的的变化特征,在聚类分析中单独归为一类。沉积物物化特征的垂向变化反应了水动力条件的时空变化,是重建区域古水文变化序列的绝佳载体。结合现代黄河宁蒙段水沙关系的研究,认为钻孔中2-16μm的泥沙颗粒应属于冲泻质,主要反应的是上游的供应情况,而16-80μm的泥沙颗粒以悬移质为主,随河流的流速和流量的增加而增加。我们选取二者的比值U(16-80μm/2-16μm)来代表古洪水发生的强度指标,即U值增大时代表了水动力条件的增强和洪水事件的幅度增大。同时,研究发现岩芯中Zr/Rb随深度的变化与平均粒径具有一致性,且ln(Zr/Rb)值与U值呈较好的正相关关系,鉴于元素指标高分辨率较高(1 cm),我们最终选取ln(Zr/Rb)可以作为粒度的代用指标来指示古洪水的发生强度,进而重建高分辨率的古洪水记录。结果发现22ka以来该区古洪水事件的发生存在着3个高频期和4个低频期,其中在16-14ka、11.5-7.5ka、3-1.2ka期间,洪水发生的频率较高,强度较大;而22-16ka、14-11.5ka、7.5-3ka、1.2ka至今,古洪水发生的频率较低,强度较小。通过与区域气候资料的对比分析,发现古洪水事件是流域水文过程对气候极端事件的响应,在气候转型期洪水多发,如在16-14ka时段内,气候不稳定,冷暖变动快速且幅度大,可能是洪水频发的主要原因;11.5-7.5ka时段内,全球气温逐渐回升,东亚季风逐渐增强,位于季风边缘区的狼山山前地区降水及有效湿度增加,古洪水活动较之前更加频繁,强度增加。在3-1.2ka时段内,气候系统的不稳定及人类活动的增强,可能是该时期洪水频发的主要原因。