喜马拉雅山脉中段科西河流域冰川、冰湖变化及潜在溃决冰湖灾害评价

Glaciers on the Tibetan Plateau (TP) are undergoing an accelerating retreat under global warming, with the immediate result of glacial lake outburst floods (GLOFs) becoming increasingly frequent. Catastrophic floods originating from glacial lake outbursts have recently become one of the primary natural hazards in Koshi River basin, Central Himalayas. There is therefore an urgent need to monitor the variations of glaciers and glacial lakes, so as to assess potential GLOF hazards in the region. Using multi-temporal Landsat remote sensing data, the study plan to analyze the variations of glaciers (including clean glaciers and debris-covered glaciers), glacial lakes in the Koshi River basin during the last nearly forty years (1975-2013), and then to explore the interactions between glaciers and glacial lakes. In addition, through selecting suitable indicators according to the status of glacial lakes, mother glaciers and moraine dam, the study plan to identify potentially dangerous glacial lakes in the study area. This study then use hydraulic modeling combined with field investigation to assess the potential hazard of hypothetical outburst of Galongco, which provide basis for the implementation of disaster prevention and mitigation measures.

近年来青藏高原地区的冰川大多处退缩状态，冰川退缩造成冰湖的形成和扩张，触发冰湖溃决洪水，严重威胁下游地区人们生命财产安全和社会经济发展。喜马拉雅山脉中段的科西河流域冰川、冰湖分布密集，冰川对冰湖作用强烈，相应的水灾害如冰湖溃决洪水频发。本研究拟将遥感、地理信息系统、实地考察以及水动力学模拟等方法相结合，研究科西河流域冰川、冰湖的变化以及评价典型潜在危险冰湖的灾害风险。利用多期Landsat遥感数据研究科西河流域近四十年来（1976-2013年）冰川（包括洁净冰川、表碛覆盖冰川）与冰湖变化的整体趋势，探讨冰湖变化与冰川变化之间的关系。另外，根据冰湖、母冰川、冰碛垄的状况，选取指标定性评价冰湖的危险等级，识别潜在危险冰湖，建立研究区危险冰湖的识别方法。通过野外考察结合水动力学模型评价典型潜在危险冰湖——嘎龙错的灾害风险，为防灾减灾措施的实施提供科学依据。

近年来青藏高原地区的冰川大多处退缩状态，冰川退缩造成冰湖的形成和扩张，触发冰湖溃决洪水，严重威胁下游地区人们生命财产安全和社会经济发展。喜马拉雅山脉中段的科西河流域冰川、冰湖分布密集，冰川对冰湖作用强烈，相应的水灾害如冰湖溃决洪水频发。本项目通过遥感、地理信息系统、实地考察以及水动力学模拟等方法相结合，研究科西河流域冰川、冰湖的变化以及评价典型潜在危险冰湖的灾害风险。研究表明，科西河流域2010年分布有1809条冰川，总面积3119.2±102.6 km2，平均面积1.7 km2。其中表碛覆盖冰川共有120条，面积为1807.2 km2。作为科西河流域的一个子流域，2010年波曲流域共有119个冰湖，总面积20.22km2，1976-2010年，波曲流域冰湖面积扩张了122%。此外，通过卫星影像遥感解译、冰湖测深、二维水力学模拟，并结合前人资料对流域内的次仁玛错冰湖的灾害风险进行了综合分析。次仁玛错冰湖面积从1988年的0.10±0.08 km2扩张到2013年的0.39±0.04km2。冰湖测深数据表明，次仁码错冰湖最深处达115±2 m，冰湖的水量估算为1.8×107m3。通过对冰湖堤坝结构、冰湖水量和母冰川等主要因子的分析表明次仁玛错冰湖溃决的可能性较大，主要诱发因素为母冰川冰崩和终碛垄下埋藏冰融化。同时，应用二维水力学模型（HEC-RAS 2D）来模拟次仁玛错冰湖溃决洪水的溃决过程和洪水演进过程。重建1981年冰湖溃决洪水的结果表明，二维水力学模型可以得到合理的洪水范围和水深。冰湖溃决洪水的模拟结果可以作为防灾减灾措施的参考。本研究可以作为结合不同方法对冰湖进行综合分析的一个具体实例。依托研究成果撰写的《西藏次仁玛错冰湖溃决洪水专题研究报告》是西藏区域创新集群项目“西藏樟木镇地质灾害勘查评估”的重要组成部分。