喜马拉雅山科西河流域冰湖变化及危险性评估研究

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受全球气候变暖的影响,冰川退缩,冰湖数量增多和面积增大被认为是指示气候变化的重要依据,冰湖面积增大导致其潜在危险性增大。因此,研究冰湖的变化对于气候变化和冰湖灾害研究具有重要意义。近年来由冰湖溃决引发的洪水和泥石流频繁发生,冰湖溃决洪水对下游地区人民的生命和财产造成严重威胁,因此,冰湖溃决危险性评估研究备受关注。  本文以喜马拉雅山地区科西河流域内的冰湖为研究对象,基于1977年、1990年、2000年、2010年的Landsat系列卫星遥感影像及其他资料采用人工解译的方法获取了研究区不同时期的冰湖数据。结果显示:喜马拉雅山地区科西河流域2010年冰湖数量为2265个,冰湖面积为126.11km2。在所有的冰湖类型中,其他冰川侵蚀湖E(o)和其他冰碛阻塞湖M(o)的数量最多,而终碛阻塞湖M(e)的面积最大(2010年为71.43km2)。  选取面积大于0.1km2的终碛阻塞湖M(e)来分析冰湖在1977年至2010年间变化的差异及其特征,包括冰湖变化的误差分析、冰湖变化的时间差异、冰湖变化的空间差异、冰湖变化与冰川的关系及冰湖对气候变化的响应,得到如下结论:  1)在1977-2010年间的三个时间段内(1977-1990、1990-2000、2000-2010)冰湖变化速度出现波动现象,冰湖的平均面积及长度增加速度呈现先减小后增加的趋势;  2)冰湖变化存在空间差异:在喜马拉雅山北坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4600~5600m之间,而喜马拉雅山南坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4500~5400m之间;在1977-2010年间内,位于科西河流域内喜马拉雅山南坡的冰湖平均变化速度高于喜马拉雅山北坡的冰湖平均变化速度;  3)冰湖变化与冰川的关系表现为:当冰湖与冰川完全接触时,冰川末端的坡度较低,冰湖变化速度快;随着冰川的退缩,冰湖与冰川不完全接触,冰湖与冰川之间的冰碛会阻挡冰川融水,冰湖变化速度较慢;冰川继续退缩或冰川退缩为悬冰川时,冰湖与冰川完全分离,冰川末端的坡度较高,冰湖与冰川之间冰碛对冰川融水阻挡作用更大,且冰川融水减少,冰湖基本停止增长。  从冰湖自身情况、冰碛坝情况、冰湖上游冰崩和滑坡三个方面选取8个冰湖危险性评价指标,用模糊矩阵方法计算各个指标的权重值,基于GIS的空间分析将指标定量化并计算冰碛湖溃决危险值,对冰碛湖危险级别进行分级。结果显示:研究区有高度危险性冰碛湖26个,显著危险性冰碛湖21个,可能危险性冰碛湖72个,无危险性冰碛湖27个;通过对冰碛湖危险性评估结果验证得知,本文中使用的冰湖溃决危险性评估方法是可行的。与前人研究不同的是不仅基于TauDEM的冰崩和滑坡分析将冰崩及滑坡对冰湖溃决危险的影响定量化,而且得到的评估结果中显示导致冰湖溃决危险的潜在诱发因素。
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