冰川-冰碛湖耦合关系及对冰碛湖溃决机理影响研究

统计表明我国87%冰碛湖溃决事件发生在"暖/湿"气候背景下，且83%冰碛湖溃决是由于母冰川强烈消融、冰崩和冰碛坝内死冰消融造成的，这表明气候变化-冰川响应-冰碛湖溃决之间具有内在关联性，三者的耦合关系是研究冰碛湖溃决机理的核心问题。本研究拟选取喜马拉雅山地区典型高危险冰碛湖为试验区，从气候、冰川水文、冰川运动、冰碛湖的动态响应和湖坝物理性状等要素入手，建立气象-冰川-冰碛湖-流域水文监测为一体、野外考察与遥感分析相互补充的监测体系，以水、能在母冰川-冰碛湖、死冰-冰碛坝间传输为主线，通过对气候变化引起的冰川-冰碛湖链式响应、母冰川动态与冰碛湖危险性关联、冰碛坝物理性状及其稳定性分析等方面的研究，探讨冰川-冰碛湖耦合关系及其对冰碛湖溃决机理的影响，为我国冰碛湖溃决灾害评价和减缓提供理论支持和决策依据。

本研究从气候、冰川水文、冰碛湖的动态响应和湖坝物理性状等要素入手，开展了喜马拉雅山区冰湖变化及冰川-冰湖的耦合关系，以及喜马拉雅山地区典型高危险冰碛湖——龙巴萨巴湖的现场检测和研究。在项目执行期间，共进行了5次野外考察，建立了喜马拉雅山区冰碛湖灾害野外半定位观测站，已发表标注本课题的SCI论文5篇，中文核心13篇，专著1部（出版中）。主要取得如下科研成果：.（1）应用HydroboxTM测深仪对龙巴萨巴湖进行了测深试验，发现龙巴萨巴湖最深处为101.94m，平均水深47.50m，库容量为0.64×108m3。.（2）基于BREACH模型，模拟了在最坏的情景下，在龙巴萨巴湖溃口处溃决洪水将持续5.5小时，溃决后1.8小时达到最大洪峰流量4×104m3/s，最终溃口的深度、溃口上宽、溃口下宽分别为100m、97m和5m。洪峰在溃决口至西宁桥125km的河道中，将历时4.3小时，洪水波在34km处的强木村以下流速迅速减小；洪水位由溃决口15m以上，在61km处的扎西村附近下降到4m以下。.（3）提出冰川底部形态模拟自动化计算方法，模拟出龙巴萨巴冰川底部三维形态，识别出龙巴萨巴冰川未来潜在冰湖共有7处，总面积为4.37km2，总库容37.91×106m3，龙巴萨巴冰湖库容较现在还可增加15.43×106m3。.（4）分析近30年来我国喜马拉雅山区不同海拔高度冰湖变化的特征及冰湖-母冰川的相对位置的变化关系，探讨其气候效应，结果显示存在冰湖的面积增大是冰湖面积扩张的主要贡献者，占总面积净增量的67%，新增湖的面积占总面积净增量的33%，冰湖与母冰川关系越紧密，气候效应越强烈，冰湖面积增加越显著。.（5）龙巴萨巴冰湖湖区2月份气温最低，6月份气温最高，年内各月温差在16.6°C-18.2°C之间；湖区太阳辐射整体上呈先降后升状态，分别在12月中旬至次年1月初达到最低值，6月上旬达到最大值；湖水和坝体表面温度变化幅度明显大于其他深度温度变化，其中1m-2m深处水温差异极小；4-8m深度区间存在着水分热量交换。