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根据洪水发生时代和洪水记录辨识方法的不同，将洪水分为实测洪水、历史洪水、古洪水。古洪水是指依赖地质地貌标志辨识的发生于人类记载或现代水文测量之前的古代洪水。通过古洪水调查，可以将河流洪水记录延长到百年至千年尺度，一方面为水利工程设计洪水计算及洪水频率分析提供了可靠的依据，另一方面使定量探讨洪水演化与气候变化的关系成为可能，为地貌与第四纪地质学开辟了一个新的研究领域。
根据古洪水标志的指示意义不同，可以将其分成两类：(1)古洪水水位标志；(2)古洪水水力标志。常用的古洪水水位标志主要包括：洪水平流沉积，泛滥沉积、洪水造成的树木疤痕、岸边树木阻滞的洪水漂浮物等。平流沉积是特殊流态下的洪水的泛滥沉积，是最为常用、最为准确的古洪水标志，其最高高程可以作为古洪水水位的最小估计。在具有实测大洪水或可以确认的历史大洪水形成的泛滥沉积作对比时，边界稳定的峡谷河段的洪水泛滥沉积也可以作为古洪水水位标志。利用洪水平流沉积和泛滥沉积，可以将河流特大洪水的记录延长到千年甚至万年尺度。树木疤痕及树木阻滞的古洪水漂浮物等受生态过程的限制，一般只能恢复几百年的河流古洪水历史。主流线相粗砾沉积作为古洪水挟沙能力标志，最大粒径的粗砾沉积物反映了洪水的最大搬运能力，利用不同时期河流所能搬运的最大粗砾沉积物粒径，可以重建不同时代古洪水流速、流量、洪水深度等特征。在长江三峡河段，河谷深槽是洪水急流侵蚀下切的产物，其蚀积变化反映了河流的洪水的侵蚀作用能力的变化，可以作为定性分析古洪水水力特征的标志。
1482年，沁河流域发生一次较大的洪水过程，根据九女台洪水崖壁题刻，估算它的洪峰流量为14000m3/s，在古洪水调查时，发现在九女台下游大约5km的梯沟口曾经发生了一次较大规模的泥石流－崩塌事件。埋在崩塌体底部的朽木14C年代为520±80aBP，与1482年大洪水的时间一致。说明1482年，沁河九女台下游的梯沟发生泥石流－崩塌事件，形成的堆石坝阻塞沁河洪水下泄，壅高了九女台附近的洪水位。利用泛滥沉积作为古洪水重建的标志，以1982年、2002年实测大洪水泛滥沉积作对比，对沁河流域进行了古洪水调查，找到了发生于8100±270aBP、7186±310aBP、5871±210aBP、5268±170aBP、3686±130aBP、2480±100aBP的6次典型的古洪水事件，8100±270aBP古洪水事件的洪水量级较小，利用水位～流量关系法及水面线法对后五次古洪水进行推流计算。它们的洪峰流量分别为8770m3/s、10720m3/s、7000m3/s、4150m3/s和12900m3/s。
对长江三峡坝址深槽研究显示，三万多年以前，深槽表现为强烈的磨蚀深切，而三万多年以来，深槽表现为断断续续的沉积物的叠加。这种深槽发育的蚀积变化，反映距今三万多年前后，长江上游洪水侵蚀能力发生了重大的变化。根据宜昌红花套断面40～30kaBP形成的河床相砾石堆积与现代长江主河槽砾石沉积对比，推算40～30kaBP长江上游的特大古洪水比近现代洪水流量约大20％～30％。
忠县中坝遗址5000多年的连续文化堆积多次受到古洪水事件的干扰，其中至少存在10次明显的古洪水泛滥沉积层。利用古洪水平流沉积，对长江三峡坝址河段全新世以来的古洪水进行调查，找到12次古洪水事件，对其中10次特大洪水进行了重建，发现3983±483aBP、4840±465aBP洪水比1870年洪水大，3983±483aBP洪水是长江上游全新世已知最大洪水，洪峰流量达到114000m3/s。
暴雨洪水是长江上游主要的洪水类型，西南季风的暖湿气流源源不断的水汽输送为暴雨的维持提供了物质保证，是长江上游大暴雨形成的主要水文气象原因。长江上游暴雨事件与活跃的西南季风之间有很好的相关性。长江上游大洪水量级与频率的变化反映了长江上游暴雨强度与频率的变化，进而反映了西南季风强度的变化。
对长江上游晚更新世大洪水与气候变化的耦合分析显示，晚更新世晚期的40～30kaBP，相当于MIS3晚期，末次冰期的间冰阶，当时以高温暖湿气候为特征，西南季风的异常强盛，因此输送到长江上游的水汽远大于现代西南季风的水汽输送量，是造成长江上游特大洪水的直接原因。
取长江三峡古洪水调查所得10次特大古洪水、历史洪水调查所得8次特大历史洪水，取长江上游多条支流一起发生大洪水的1896年、1931年、1954年、1981年、1998年5次实测洪水记录，共23次特大洪水构成长江上游特大洪水序列，可以明显看出四个相对集中的特大洪水事件高发期，分别是：7500～8000yrBP、4000～6000yrBP、1900～2700yrBP、1000yrBP～至今。对长江上游特大洪水事件、2000年来川渝等地文献记载的洪灾频率与我国全新世气候变化耦合分析显示，大洪水的频发期多对应气候剧烈波动期或气候的转型期。不同量级的洪水事件对气候变化的响应存在一定的差异，长江上游特大洪水事件对气候变化具有高度敏感性。