典型山地温冰川排水系统演化及其对冰川运动的影响机理研究

Englacial and subglacial drainage system was frequently detected during the field works at temperate mountain glaciers in the southeast of Tibet, China. Temporal and spatial variation of water storage in englacial and subglacial drainage system could strongly affect water generation processes of the glacier runoff. They also impact glacier dynamic process by changing subglacial hydraulic conditions, such as subglacial pressure and/or subglacial connectivity. The proposal work try to detect the drainage system evolution of a typical mountain temperate glacier (the Hailuogou Glacier) using several ways such as dye tracer experimental, GPR and glacial melt runoff analysis, et al. Combined with repeated and continuous RTK-GPS measurement of glacier surface velocity, coulping mechanisms between drainage system evolution and ice flow of temperate mountain glaciers will be studied.

冰川排水系统发育是我国海洋型温冰川的典型特征之一，其时空变化不仅影响着冰川融水汇流及径流过程，而且会通过改变冰下水力条件影响冰川运动、冰川侵蚀等，与冰川水文、冰川动力过程、冰川引发洪水等问题息息相关。前期我们基于重复示踪试验反演结果,对我国一条典型温冰川-海螺沟冰川消融季节冰川排水系统的演化过程有了初步认识，但对其影响冰川运动的机制尚不清楚，目前国际上该领域亦多局限于针对极地冰川的观测研究，模型应用较少。研究发现,冰川蓄排水通过改变冰下水力条件来影响冰川运动，而冰川运动不仅影响蓄排水过程的转换效率，且通过改变冰川消融强度（即冰体向下游消融区输送速率的变化）影响冰川排水系统的空间分布范围。本研究拟结合冰下水系空间分布模拟、示踪试验、冰川雷达探测和高精度冰川运动速度连续观测等手段，采用模型模拟方法定量分析冰川蓄排水过程及影响因素，揭示该类型山地温冰川排水过程演化及其对冰川运动的影响机理。

冰川排水系统是指流经冰川表面、内部以及底部的各类水体总称，其来源包括冰川区的雪冰融水、支流汇水和液态降水等，具体构成要素有冰面河、冰面湖、锅穴、冰内及冰下排水通道、冰下湖、冰缘湖等。冰川排水系统的时空变化不仅影响着冰川融水汇流及径流过程，而且会通过改变冰下水力条件影响冰川运动、冰川侵蚀，与冰川水文、冰川动力过程、冰川引发洪水等问题息息相关。项目的主要研究内容包括以下三个方面：（1）冰川排水系统分布及其时空变化的调查和模拟；（2）冰川排水系统变化的影响因子分析和反演；（3）冰川排水系统变化对冰川运动的影响。针对贡嘎山海螺沟冰川开展了大量的野外调查，结合冰川排水通道演化及水力状况的模拟，揭示了其空间分布、形态结构及其水力状况的季节演化特征，分析了冰川排水系统变化、影响因素及其对冰川运动的影响机理。选取了西部地区代表不同类型冰川排水系统的冰川（区）开展对比研究：托木尔峰地区冰川（消融区完全表碛覆盖型，以冰面湖-冰崖系统为主）、喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川（消融区部分表碛覆盖型，以冰前湖-末端崩解系统为主）、藏东南布加岗日地区冰川（非表碛覆盖型冰川，以冰前湖-末端崩解系统为主）。主要采用遥感手段进行相关要素的变化监测与反演，揭示了包括表碛覆盖区冰面湖分布的多年变化及其潜在内因和与冰川排水系统演化过程的关系、冰川-冰湖系统的动态变化（冰川退缩与冰湖快速扩张）特征及其相互作用过程（冰川末端崩解及冰川运动速度的响应）。