论文部分内容阅读
全球气候变暖所导致的冰川加速消融退缩不但引起了海平面上升、水资源短缺等环境问题，而且加剧了冰湖溃决洪水和冰川泥石流等重大冰川灾害发生的频率和影响程度。冰湖对气候变化灵敏，是指示全球气候变暖的重要证据，通过对比分析冰湖的变化可以研究冰湖对气候变化的响应。青藏高原东南部是我国冰湖溃决洪水灾害影响最为严重的地区之一，开展该地区冰湖现代变化及潜在危险评价研究无论是对冰川灾害研究还是对当地的社会经济建设都具有重要的意义。本文利用1970左右的地形图和1990、2000及2006年左右的遥感资料开展青藏高原东南部地区冰湖现代变化及潜在危险评价研究，获得以下主要结论:
1.制定了青藏高原东南部冰湖编目的标准，并在此基础上对青藏高原东南部的帕隆藏布流域、尼洋河流域、丹龙曲流域、察隅河流域和喜马拉雅山的年楚河流域的冰湖和非冰湖分别进行1970年、1990年、2000年及2006年左右4个时期的编目。本次编目共识别各类湖泊3218个，其中冰湖为1085个，非冰湖为2133个。帕隆藏布流域和尼洋河流域的冰湖主要分布在4500～5500m海拔高度带上;察隅河流域和丹龙曲流域的冰湖主要分布在4000～5000m和4000～4500m高度带上;年楚河流域的冰湖则分布在4500m以上的海拔高度。就非冰湖而言，帕隆藏布流域、尼洋河流域、察隅河流域、丹龙曲流域及年楚河流域的非冰湖主要分别分布在4000～5000m、4500～5500m、4000～4500m、3500～4500m和4000m以上高度带上。这些流域的冰湖和非冰湖都主要集中在0.01～0.05km2面积范围。
2.在冰湖编目的基础上，为了分析气候变化因素和冰川消融对冰湖变化的影响，对青藏高原东南部的帕隆藏布流域、尼洋河流域、丹龙曲流域、察隅河流域和喜马拉雅山的年楚河流域的冰湖和非冰湖的现代变化及与气候变化的关系进行了分析。结果表明:在1970～2006年期间，帕隆藏布流域、察隅河流域和年楚河流域的冰湖都呈增大趋势，尼洋河流域和丹龙曲流域的冰湖呈萎缩趋势;除察隅河流域和年楚河流域的非冰湖呈扩大趋势外，其余呈萎缩趋势。冰川末端冰湖的面积都以增大为主，没有与冰川接触的冰湖除察隅河流域是扩张外，其它流域的冰湖基本上都是萎缩趋势;低海拔的冰湖以萎缩为主，随着海拔的增高，冰湖的萎缩幅度逐渐减少，最后变为扩张;非冰湖除察隅河流域的变化是随着海拔升高扩张幅度增大外，其它流域非冰湖随着海拔升高萎缩幅度增大，或随着海拔升高由扩张变为萎缩。除丹龙曲流域外，帕隆藏布流域、尼洋河流域和察隅河流域面积小于0.01km2的冰湖和非冰湖均呈增大趋势，但冰湖的增大幅度要远远大于非冰湖的增大幅度;对于面积大于0.01km2的冰湖和非冰湖，各个流域的变化趋势基本一致，除察隅河流域随着面积增大而变化率减小外，其它流域都是随着面积增大，变化率增大。由于有冰川融水的补给，冰湖的水量都要远比非冰湖的水量稳定。青藏高原东南部的年降水量在1970～1998年期间呈上升趋势，1998～2006年期间呈下降趋势;年平均气温在1970～2006年期间呈上升趋势，且1998年以后的年平均气温要明显高于之前的年平均气温。青藏高原东南部的冰湖和非冰湖的变化趋势主要与不同时期温度和降雨量的变化有关。
3.在制定青藏高原东南部帕隆藏布流域、尼洋河流域、丹龙曲流域、察隅河流域和喜马拉雅山的年楚河流域冰湖潜在危险性评价指标的基础上，对这些地区的冰湖进行了潜在危险分析和评价，识别了具有潜在危险性的冰湖和具有严重危险性的冰湖。结果显示帕隆藏布流域具有潜在危险性冰湖的数量最多，是冰湖具有潜在溃决危险比较严重的地区，其次是察隅河流域，第三是尼洋河流域，第四是年楚河流域，丹龙曲流域冰湖的潜在危险性最低。并对防范具有潜在溃决危险的冰湖提出了建议和对策，包括对比较危险的冰湖尽快进行监测、对比较危险的冰湖进行溃决洪水模拟分析、对危险性比较大的冰湖建立预警系统、对最危险的冰湖尽快进行工程治理研究以把灾害造成的损失降到最低等。
4.利用美国国家气象局的BREACH模型和美国陆军工程兵团的HEC-RAS模型对帕隆藏布流域的丹卡错进行冰湖溃决洪水的模拟。结果显示:BREACH模型模拟得到的洪峰流量Qmax为2500m3/s，从发生溃坝开始35min后达到最大洪峰流量;HEC-RAS模拟得到的洪水洪峰流量随下游的演进结果表明，在离溃决口5km范围内的河谷内，洪峰流量都在2000m3/s以上，衰减缓慢;根据下游河段的陡峭程度将河段划分为两段，距离溃决口9km之前为第一段，该段坡度较陡，距离溃决口9km之后为第二段，该段坡度平缓。模拟结果显示，在第一段内洪峰流量衰减缓慢，并且水深较深，而在第二段内洪峰流量迅速降低，水深也保持在1m以下，这与河段的陡峭程度相一致。