典型冰碛湖水量平衡过程研究

Under the background of climate warming, moraine-dammed lakes had been expanding unceasingly and there was always an apparent accelerated trend in the middle Himalayan region. The growth of hazards resulted by glacial lake outburst floods (GLOFs) had been getting more attentions from the academia and local government. As for identifying the potential dangerous moraine-dammed lakes, predicting flood peak discharge, simulating flood (or debris) evolution and developing calamity prevention measures, accurate calculation of the storage capacity and comprehension of water balance process of the moraine-dammed lake is crucial. It is also an important part of exploring the relation between cryosphere and climate change. This project will take Longbasaba Lake, a typical moraine-dammed lake in the middle Himalayan region as a case to analyze its water balance process. Based on the existing monitoring data and materials from the field investigation, the input factors and output ones that affect the water balance of Longbasaba Lake are taken as the key points in this research. Using instruments monitoring, hydrological model and geographical information techniques, all components in water balance of moraine-dammed lake will be quantitatively analyzed, in order to reveal its water balance process and response mechanism to the climate change. The research achievement can provide a reference to further research the moraine-dammed lake.

在气候变暖背景下，喜马拉雅山中段地区冰碛湖规模不断扩大且呈加速趋势，冰碛湖溃决洪水灾害风险增强，日益受到学术界和地方政府的广泛关注。获取冰碛湖水量大小和认识冰碛湖水量平衡过程研究是识别潜在危险性冰碛湖、计算冰碛湖溃决洪峰流量、模拟冰碛湖溃决洪水（或泥石流）演进过程及制定防灾减灾措施的核心内容之一，也是探讨冰冻圈与气候变化关系的重要组成部分。拟申请项目以该区域典型冰碛湖龙巴萨巴湖为研究对象，以影响冰碛湖水量变化各输入输出要素为切入点，基于已有的监测数据和科考资料储备，借助仪器监测、水文模型和地理信息技术等手段，分析影响冰碛湖水量变化中的各要素贡献量和动态变化，以揭示冰碛湖水量平衡过程及对气候变化的响应机理，为深入研究冰碛湖变化提供可参考依据。

在气候变暖背景下，喜马拉雅山中段地区冰湖溃决洪水（泥石流）灾害风险增强，开展冰湖水量平衡过程研究不仅是识别潜在危险性冰碛湖、模拟冰碛湖溃决洪水（泥石流）演进过程及制定防灾减灾措施的核心内容之一，而且是探讨冰冻圈要素对气候变化响应规律的重要组成部分。本项目自2013年1月开始执行以来，以喜马拉雅山北坡典型冰碛湖——龙巴萨巴湖为研究对象，通过文献调研、野外考察、监测仪器数据采集与分析、遥感解译与模拟计算，获得以下研究成果：（1）获取了龙巴萨巴湖2013-2015年气象、水文、冰川、冰碛坝等第一手资料，为我国今后在此地区开展冰碛湖研究提供了宝贵数据。（2）利用声纳仪器对龙巴萨巴湖开展了水深测量，首次获得了龙巴萨巴湖湖盆形态及其库容量，并在此基础上提出了冰碛湖面积—库容经验公式。（3）基于水量平衡计算公式，得出影响龙巴萨巴湖水量的关键要素是冰川融水径流和出水口的出湖径流，流域地表径流、湖面降水量和蒸发量是次要因素。（4）1975-2016年期间，龙巴萨巴湖面积不断增加且朝其补给冰川方向扩张，2010年成为给曲流域面积最大的冰湖，近40年间面积增加1.30 km2（419.35%）；（5）由于湖水对冰川的侵蚀，龙巴萨巴冰川退缩速率明显快于同规模而无冰碛湖的冰川，即在模拟冰川变化时不仅要考虑气候变化引起的冰川物质平衡变化，而且要考虑局地要素的影响。（6）在假设龙巴萨巴湖补给冰川完全消失和湖泊不会溃决情况下，龙巴萨巴湖未来最大面积为4.87 km2，同时在冰川上部存在6处可形成冰湖的地形条件，但规模都小于龙巴萨巴湖。（7）我国喜马拉雅山地区自20世纪30年代以来至少有18个冰碛湖发生过溃决，龙巴萨巴湖所在的给曲流域1982年和2010年各发生过一次冰湖溃决洪水，其中后者为本项目科研人员野外考察时发现。（8）实地考察发现，龙巴萨巴湖西侧碛垄存在2处渗流点，并观察到渗流点有扩大趋势；同时，湖泊终碛坝体内死冰消融强烈，与出水口北侧连接的坝体垮塌极为严重，因此龙巴萨巴湖溃决的风险性依然很高。