近几十年来,因全球气候变暖,青藏高原的冰川消融加剧,冰川自身稳定性大大降低,导致跟冰川伴生的冰崩灾害多次发生。在GIS技术的支持下,以2018年的Landsat8 OLI影像为基础,结合DEM数据和相关资料,采用目视解译的方法提取那曲地区的冰崩灾害,分析那曲地区冰崩灾害的现状。结果表明,本地区冰崩灾害主要以冰崩直接灾害为主,冰湖溃决灾害主要分布在那曲地区东侧的藏东南地区。在空间分布上,那曲地区各山系均有冰崩灾害分布,区内念青唐古拉山和唐古拉山为冰崩灾害的主要分布区,且冰湖溃决灾害主要发生在念青唐古拉山地区;在流域分布上,区内青藏高原内陆流域冰崩灾害最多且以冰崩直接灾害为主,雅鲁藏布江流域以冰湖溃决灾害为主;冰崩灾害分布数量集中在5 000~5 500 m海拔区间;地形地势上,区内冰崩灾害主要分布在南坡,区内15~60°之间是冰崩灾害的主要分布区间。
近几十年来,因全球气候变暖,青藏高原的冰川消融加剧,冰川自身稳定性大大降低,导致跟冰川伴生的冰崩灾害多次发生。在GIS技术的支持下,以2018年的Landsat8 OLI影像为基础,结合DEM数据和相关资料,采用目视解译的方法提取那曲地区的冰崩灾害,分析那曲地区冰崩灾害的现状。结果表明,本地区冰崩灾害主要以冰崩直接灾害为主,冰湖溃决灾害主要分布在那曲地区东侧的藏东南地区。在空间分布上,那曲地区各山系均有冰崩灾害分布,区内念青唐古拉山和唐古拉山为冰崩灾害的主要分布区,且冰湖溃决灾害主要发生在念青唐古拉山地区;在流域分布上,区内青藏高原内陆流域冰崩灾害最多且以冰崩直接灾害为主,雅鲁藏布江流域以冰湖溃决灾害为主;冰崩灾害分布数量集中在5 000~5 500 m海拔区间;地形地势上,区内冰崩灾害主要分布在南坡,区内15~60°之间是冰崩灾害的主要分布区间。
利用SAR偏移量追踪(offset-tracking)技术获取冰川形变作为SBAS-InSAR的补充,采用2种技术计算2018-01~10色东普流域灾前形变,联合分析灾前形变特征及影响因素。结果表明,色东普流域冰川与沟道在2018-10-17冰崩灾害发生前已出现形变;冰川主要形变区形变趋势表现为加速-平缓-加速,7~9月形变量达到-7.69 m;沟道内堆积物长期呈下滑趋势,7月后与冰川均加速形变;气温升高是冰崩碎屑流灾害发生的主导因素。联合SBAS-InSAR与offset-tracking技术能够满足不同形变量级的监测需求,可用于冰崩灾害的早期识别与形变反演,为青藏高原地区冰崩灾害防治提供参考。
冰崩作为冰冻圈最具灾难性的地质灾害之一,具有运动过程复杂、预测难度高、致灾后果严重等特点。2016年7月17日和9月21日在西藏阿里地区发生了两起巨型冰崩-碎屑流事件,对当地居民生命财产安全以及生态环境造成了严重危害,利用PFC3D反演了这两次冰崩-碎屑流运动过程,在此基础上对周边区域潜在冰崩隐患进行了预测模拟研究。结果表明:(1)两次冰崩-碎屑流运动时间分别为300 s和240 s,颗粒平均速度峰值分别为32.05 m/s和34.80 m/s,第一次冰崩入湖体积约为8.47×10~6 m3;(2)前后部分的能量传递是冰崩-碎屑流产生高速远程运动的关键机制;(3)预测阿汝85号冰川(冰崩隐患)发生冰崩后形成的西北侧主堆积区面积约为1.1 km2,东北侧小堆积区面积约为0.3 km2,危险区面积共计3.28 km2;该成果对于青藏高原的冰崩防灾减灾工作具有一定科学价值和现实意义。
冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。通过水槽模型试验,研究了在冰崩涌浪作用下,不同坝体颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度对冰碛坝溃决过程的影响,揭示了涌浪对溃决过程的影响机制,并得到了冰碛坝溃决的临界条件。结果表明:冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏3种溃决模式;根据冰崩涌浪对坝体的侵蚀效应,结合溃口的纵向演化过程,将冰碛坝的溃决过程划分为涌浪侵蚀阶段(阶段Ⅰ)、库区小扰动溢流侵蚀阶段(阶段Ⅱ);涌浪过坝后的强水动力条件增加了坝体的侵蚀率,当溃口贯通后,涌浪已基本消散,溃决过程转为正常的溢流溃决,并且涌浪向坝体提供了高频瞬时荷载,削减了坝体稳定性;从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法;冰湖溃决洪峰流量与坝高和下游坝坡呈现正相关,与坝体中值粒径D50呈现负相关关系。
为了揭示雅鲁藏布江色东普沟2018年10月17日冰崩—堵江—溃决灾害链的动力演化过程,基于Massflow数值模拟仿真平台,使用Fortran编程语言,根据研究区域地质条件特征对程序进行二次开发以优化Voellmy模型,模拟冰崩—泥石流动力过程;将模拟泥石流得到的堰塞坝体嵌入地形中,运用ArcGIS计算堰塞湖范围及体积,通过Manning模型模拟堰塞湖溃决洪水动力过程。采用分段模拟法再现冰崩—泥石流—堵江—堰塞湖—溃坝的完整动力过程,对泥石流运动过程中的流速、流深,坝体高度,溃决洪水的流深、流速等参数进行定量化研究,为色东普流域的防灾减灾工作提供有效支撑。
近年来青藏高原地区冰崩灾害事件频发,冰崩成因机理问题备受关注。本文根据色东普沟多期影像数据分析了冰崩灾害演化过程与影响因素,并通过开展不同温度下冰介质剪切试验研究揭示了色东普沟冰崩成因机理。研究结果表明:(1)地形坡度超过30°时易发生冰崩灾害,地震加剧了冰川变形破裂,气候变暖是导致色东普沟冰崩频发的主要原因;(2)重塑多晶冰与冰-岩嵌固体的剪切应力-剪切位移曲线均成“脆性变形型”,在较低的温度条件下重塑多晶冰的剪切应力-剪切变形曲线会出现“二次峰值”;(3)随温度上升,多晶冰样和冰-岩嵌固体的黏聚力与内摩擦角呈直线下降甚至呈加速下降趋势,在相同温度下冰-岩嵌固体的黏聚力小于多晶冰样的黏聚力,而冰-岩嵌固体内摩擦角普遍大于多晶冰样的内摩擦角;(4)温度上升会导致冰川冰或冰-岩嵌固体剪切滑动带的强度衰减,抗滑力下降,从而触发冰崩。
随着全球气候的变暖,青藏高原地区冰川消融、退缩加剧,稳定性降低,增加了冰崩灾害的发生频率。西藏地区作为青藏高原的主体部分,其冰川的稳定影响着我国及周边国家的水源及生命财产安全。文章通过梳理国内外冰崩的研究现状,整理了西藏地区冰崩灾害的定义;从地形因素、构造运动和气候作用角度分析了冰崩形成机制;归纳分析了冰崩—冰湖溃决—泥石流链式灾害、冰崩—堵溃—泥石流链式灾害、冰崩—直接型泥石流(山洪)灾害3种类型冰崩灾害链的特征;阐述了目前冰崩灾害监测预警的手段及特点,认为多种监测方式联合是冰崩灾害监测的发展趋势,展望了冰崩灾害的研究体系,以期能为后续的研究工作提供思路。
冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像、Sentinel-2A遥感影像,结合RAMMS水文动力学模型方法,对藏东南地区多依弄巴流域内冰湖、冰川进行动态变化分析,模拟冰崩危险体触发冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的演进过程,根据泥石流模拟中的流速和流深对冰湖溃决可能影响的区域进行危险性分区。结果表明:流域内冰川面积由1995年的14.05 km2退缩为2021年的9.43 km2,年均退缩率约为0.15 km2/a。流域内共发育3处冰崩危险体,均可能触发冰湖溃决。潜在危险冰湖在全溃情况下,溃决泥石流会冲出沟口堵塞然乌湖湖口和帕隆藏布主河道,对下游居民和道路造成影响,影响范围约4.05 km2,其中高危险性区域约2.55 km2。危险性评价结果可为多依弄巴流域未来土地利用规划和防灾减灾提供依据,...
利用Sentinel-2卫星遥感数据监测了2016年和2018年发生在西藏阿汝错和色东普沟的冰崩灾害,重现了两次冰崩灾害事件全过程,2022年2月还对阿汝错冰崩区进行了实地调查。结果表明:阿汝错53号冰崩是一起冰川前部断裂解体后发生的冰崩,冰崩体于2018年7月全部消融,而阿汝错50号冰崩是一起典型的冰川前部垮塌产生的冰崩,2021年6月22日仍有冰崩体面积0.58 km2。2017年和2018年4次大规模冰崩—岩崩—碎屑流事件不仅对色东普沟地表地貌形态和沟口水流状况产生了重要影响,对色东普流域造成了重大灾害。西藏东西两次冰崩灾害事件是气候变暖和局地强降水作用在特定的高山冰雪地形地貌结构上发生的。其中,阿汝错冰崩事件是由气候和天气驱动的外力强迫作用在该区多温和软性基岩的冰川特性上引起的,是一起历史罕见的低角度冰川的巨大灾难性不稳定事件。气候变暖引起的冰雪消融和局地强降雨是色东普沟冰崩–岩崩灾害事件发生的主要诱发因素,且呈多发、频发、周期性特点,今后很长的时间内仍会多次发生。