????在氣候變化背景下,喜馬拉雅山脈及周邊區(qū)域的冰湖潰決洪水已成為威脅下游地區(qū)的重大環(huán)境災(zāi)害。中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所胡凱衡研究員團(tuán)隊(duì)近期通過多維度研究,系統(tǒng)揭示了該區(qū)域冰川變化和冰湖潰決洪水風(fēng)險(xiǎn),為跨境流域?yàn)?zāi)害防控提供了重要科學(xué)支撐。
????在冰湖潰決孕災(zāi)環(huán)境變化方面,研究團(tuán)隊(duì)基于高分辨率古氣候模擬與經(jīng)驗(yàn)關(guān)系重建,發(fā)現(xiàn)末次冰盛期冰川物質(zhì)平衡線較工業(yè)革命前顯著下移,復(fù)雜地形與集中季風(fēng)降水共同導(dǎo)致大型冰川堰塞事件頻發(fā)。值得注意的是,當(dāng)前冰川物質(zhì)平衡線急劇抬升正推動(dòng)冰湖持續(xù)擴(kuò)張,顯著加劇潰決風(fēng)險(xiǎn)。
???聚焦喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)的那木拉錯(cuò)冰湖,通過潰壩模型BRCH-J與洪水演進(jìn)模型HEC-RAS的模擬發(fā)現(xiàn):該滑坡堆積物-基巖復(fù)合壩體潰決峰值流量可達(dá)17,279 m3/s。結(jié)合歷史溢流事件分析,狹窄陡峭的格噶溝地形與豐富松散堆積體可能觸發(fā)“冰湖潰決-泥石流-堵江-堰塞湖二次潰決”的級(jí)聯(lián)災(zāi)害,形成復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
????面向跨境流域?yàn)?zāi)害防控,團(tuán)隊(duì)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與水動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)中尼跨境流域波曲-布特科西河和吉隆-特里蘇利河流域開展了風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估。結(jié)果顯示:28個(gè)冰川湖呈現(xiàn)高潰決風(fēng)險(xiǎn),極端情景下潰決峰值流量可達(dá)季節(jié)性洪水的10倍(38,220 m3/s)。針對(duì)尼泊爾境內(nèi)的上巴倫湖和下巴倫湖的雙冰湖潰壩模擬表明,級(jí)聯(lián)潰決可能引發(fā)超85公里的鏈?zhǔn)胶闉?zāi),遠(yuǎn)超單湖潰決影響范圍。
????該系列研究通過歷史重建、現(xiàn)狀評(píng)估與情景預(yù)測(cè)的多尺度分析,初步形成了喜馬拉雅山脈冰湖潰決洪水災(zāi)害的立體認(rèn)知體系。相關(guān)成果不僅深化了對(duì)冰湖潰決機(jī)制的理論認(rèn)識(shí),更為跨境協(xié)同防災(zāi)與應(yīng)急管理決策提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
????研究成果發(fā)表在International Journal of Disaster Risk Reduction、Journal of Geographical Sciences等期刊上,得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察項(xiàng)目(2019QZKK0902)、西藏自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(XZ202301ZY0039G)、中國(guó)科學(xué)院成都山地所科技研究計(jì)劃項(xiàng)目(IMHE-ZDRW-01)以及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(91747207、41790434、42305178)等的資助。
(a)雅魯藏布江末次冰盛期與工業(yè)革命前的季風(fēng)降雨和物質(zhì)平衡線高度變化;(b)波曲-布特科西河和吉隆-特里蘇利河跨境流域冰湖潰決風(fēng)險(xiǎn);(c) 上巴倫湖和下巴倫湖級(jí)聯(lián)潰壩和潰決洪水傳播過程;(d) 喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)那木拉錯(cuò)冰湖潰決洪水情景模擬