麦茨巴赫冰湖突发洪水的遥感监测与特征研究

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冰湖溃决洪水是指冰湖突然释放出大量水体的现象,冰湖溃决洪水具有突发性强、洪峰流量高、破坏性强、波及范围广等特点,冰湖溃决时往往还会引发滑坡、泥石流等一系列次生灾害,对下游居民的生命财产安全及沿岸基础设施造成巨大的威胁。位于吉尔吉斯斯坦的麦茨巴赫冰湖,是一个典型的冰坝湖,已有上百年溃决历史,其被记录的第一次溃决事件可追溯至1902年,自那时起,该冰湖几乎每年都会发生溃决事件。麦茨巴赫冰湖的溃决洪水对位于其下游的新疆阿克苏地区造成严重影响,使阿克苏地区的工农业生产造成重大损失。冰湖作为冰冻圈变化的重要指示物,对气候变化极为敏感。在全球气候变化影响之下,了解麦茨巴赫冰湖洪水特征的改变,通过对其历史溃决洪水的重建分析找出影响其溃决的因素,对保障我国新疆阿克苏地区人民财产安全以及辅助阿克苏地区洪水调控有着重要意义。本文使用GIS技术,通过分析水文数据与多源遥感数据,重建麦茨巴赫冰湖气候影响型洪水的历年临界水位和临界面积,分析蓄水速率与溃决之间关系,明晰洪水变化规律,以期为阿克苏地区洪水防控工作提供帮助。研究表明:(1)自1958年起冰湖溃决前临界面积整体表现为三个不同时期。1958~1980年,冰湖溃决前临界面积呈现增长趋势,历史最大临界面积(4.1 km~2)出现在这一阶段。而在1980~1990年间,冰湖溃决前临界面积增长速率达到最高峰,此时的冰湖溃决前临界面积总体上以0.15km~2/a的速率增加,增长速率高于上一阶段30%,平均面积为3.2km~2,然而1990年后,麦茨巴赫临界面积开始逐渐减小。近14年来麦茨巴赫冰湖溃决前临界面积减小速率加快,下降趋势显著。(2)麦茨巴赫冰湖溃决前冰湖水位上升速率与冰湖水位呈显著负相关关系。这代表在临近溃决前,水位上升速率越快,冰湖溃决所需要的临界水位越低的关系依旧成立。即较高的冰湖蓄水速率会提高冰湖溃决风险,冰湖蓄水速率依旧是导致麦茨巴赫冰湖溃决的重要因素。(3)库马拉克河流域内冰川消融加剧,麦茨巴赫冰湖溃决时间由8月提前至7月,7月发生概率为75%,洪水间隔逐渐缩短,洪峰流量呈现逐渐增长趋势,随着气候改变,冰湖溃决时间提前现象将长期存在。
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