冰崩涌浪作用下的冰湖溃决过程试验研究

冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。本文通过水槽模型试验,研究了在冰崩涌浪作用下,不同颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度时冰碛坝的溃决过程,主要结论如下：（1）冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏三种溃决模式;（2）根据冰崩涌浪的对坝体的侵蚀效应,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）;（3）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;（4）从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法;（5）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。     

再论黄山古冰川遗迹问题——与周慕林同志商榷

1982年春,周慕林同志来到黄山考察,对黄山古冰川遗迹配套式划分,如角峰、冰斗、积雪盆、U谷、悬谷、冰臼、冰川条痕石、侧碛、终碛垄等,这种划分不免陷于牵强附会,引起同行的异议。 通过多次调查研究,笔者认为是山区流水作用现象和泥石流堆积特征以及花岗岩本身结构,经过寒冻风化、重力崩塌而成的地貌景观,与冰川作用无关。     

祁连山东段冷龙岭南麓白水河冰碛物ESR测年研究

白水河是祁连山东段冷龙岭南麓大通河的一条支流,在其谷口保存有形态较完整的冰川终碛,终碛剖面中有将该终碛垄分成两次冰川作用的一推积垄,此次用ESR测年技术对采自该剖面中的冰碛物进行了测年研究,推积垄前部上样品测得的ESR年龄为73．0ka,55．8ka;推积垄后部靠近推积垄的一个样品,测得ESR年龄为36．7ka,所测得的ESR年龄与终碛垄沉积的新老关系相一致,经过ESR测年结果的误差与其可靠性讨论并结合终碛垄沉积关系和推积垄前后的^14C年龄得出;推积垄前部的冰碛物为末次冰期早期沉积的,与深海氧同位素的4阶段相对应;推积垄后部的冰碛物为末次冰期晚期所沉积的,可与深海氧同位素的2阶段相对应,此结论也进一步验证以往学者所得出的结论,说明冰碛物可以用ESR技术进行测年。     

基于RAMMS的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一,对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。以西藏洛隆县冻错曲冰湖为例,基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法,对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及溃决演进过程进行研究,分析其对下游工程建设的影响。采用无量纲堵塞指数(dimensionless blockage index, DBI)方法对冻错曲冰湖堰塞体稳定性进行评价,结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间,存在发生溃决的风险。基于三维动态模拟软件RAMMS的Voellmy-Salm单相流模型,模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在2种溃决模式下的演进过程。模拟结果显示：冻错曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤4个阶段;2种溃决模式下冰湖溃决影响范围都经过拟建工程位置,潜在威胁区泥石流平均深度分别为4.87 m和8.26 m;在瞬时全部溃决场景下,冰湖溃决泥石流在拟建工程处最大流速为5.74 m/s,最大流量为2 843.38 m³/s。研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性,并为工程防治设计提供参考。     

西藏冰湖溃决频次与径流峰值流量相关性分析

冰湖溃决事件频繁发生,严重阻碍西藏自治区区域社会经济发展,影响社会稳定。随着气候变暖,冰川减薄后退,冰川径流量增大,冰湖溃决风险上升。基于西藏自治区东南地区的嘎隆拉冰川径流观测资料,分析了2017—2019年消融期间5—9月冰川径流变化特征,探讨了西藏1931—2020年冰湖溃决事件发生的频次与径流峰值流量的关系。结果表明：在1931—2020年,西藏地区共发生冰湖溃决事件32次,集中在5—9月发生;在旬变化上,极大值频次呈单峰结构,在7月上旬频次最高;冰湖溃决频次与径流峰值流量显著相关,相关系数为0.673,随着径流增大,冰湖溃决发生的频次逐渐增大。在气候变暖的背景下,冰川融化引发的冰湖溃决灾害应引起重视,要加强冰川消融径流观测及冰湖水位的监测,进行冰湖溃决洪水预报。     

基于遥感与GIS的朋曲流域冰川及冰湖变化研究

由于全球变暖，冰川正逐年退缩，随之引发的冰湖溃决洪水已不容忽视，但静态和孤立地研究冰湖已不能满足人们对冰湖信息的需求．本文基于20世纪70年代的地形图数据和2000年以来的ASTER遥感影像数据，使用GIS手段矢量化朋曲流域20世纪70年代和近期的冰川及冰湖的空间分布，并进行编目．对于获得的空间数据分析结果表明，在过去30年里该区冰川面积减少近9％，冰湖面积则增加了13％，在此基础上比较二者的联系和变化，识别出了24个可能发生溃决的冰湖，这为朋曲流域建立一套冰湖溃决预警系统提供依据；同时，对于研究其他类似地区的冰湖溃决现象也具有指导意义。     

新疆冰湖溃决灾害风险评价与预警研究

受全球气候变暖及人类活动的影响,冰湖溃决灾害已成为当前新疆地区经济可持续发展中的突出问题之一。利用1977(MSS)～2015年Landsat影像、2015年的Google Earth高精度影像和DEM等数据解译获取新疆冰湖的时空分布信息,并选取导致冰湖溃决的主要影响因子,运用MATLAB和SPSS等软件,利用西北地区已有冰湖数据作为训练样本拟合评价方程,建立了新疆冰湖溃决风险评价模型和基于BP神经网络算法的预警模型。结果表明:(1)1977年以来新疆三大山系中冰湖的数量和面积不断增加,冰湖数量上增加了62.0%,冰湖面积增长率为0.98 km~2·a~(-1),但增长率呈现逐年减小的趋势;(2)对分布在新疆范围内的17个典型冰湖溃决风险评价的结果显示:有5个冰湖为高危风险、5个冰湖为中等风险、7个冰湖为低等风险,新疆大约29%的冰湖需要进行实时监测。     

西藏念青唐古拉山东段冰湖的时空分布特征及其影响因素探讨

冰湖是研究气候变化的重要指标之一,了解冰湖分布和变化的特征,对认识冰湖与气候之间关系和研究冰湖溃决泥石流灾害有着重要意义。本文拟利用1976年、1988年、2001年和2013年四个期次冰川、冰湖的遥感解译结果进行分析,得出1976年至2013年念青唐古拉山东段冰川与冰湖发育分布特征,对念青唐古拉山区东段冰川消融以及气候垂直变化具有一定的指示作用,同时为冰湖溃决泥石流灾害的预测预警提供依据。     

新疆冰湖溃决灾害风险评价与预警

受全球气候变暖及人类活动的影响,冰湖溃决灾害已成为当前新疆地区经济可持续发展中的突出问题之一。利用1977(MSS)～2015年Landsat影像、2015年的Google Earth高精度影像和DEM等数据解译获取新疆冰湖的时空分布信息,并选取导致冰湖溃决的主要影响因子,运用MATLAB和SPSS等软件,利用西北地区已有冰湖数据作为训练样本拟合评价方程,建立了新疆冰湖溃决风险评价模型和基于BP神经网络算法的预警模型。结果表明:(1)1977年以来新疆三大山系中冰湖的数量和面积不断增加,冰湖数量上增加了62.0%,冰湖面积增长率为0.98 km~2·a~(-1),但增长率呈现逐年减小的趋势;(2)对分布在新疆范围内的17个典型冰湖溃决风险评价的结果显示:有5个冰湖为高危风险、5个冰湖为中等风险、7个冰湖为低等风险,新疆大约29%的冰湖需要进行实时监测。     

警惕青藏高原上的冰湖溃决洪水灾害

全球气候变暖直接导致冰川消融退缩，由此产生的冰川融水不仅会引起海平面上升、水资源变化等环境问题，而且会导致大量冰湖的形成和扩张，从而加剧冰湖溃决洪水等冰川灾害的发生频率和影响程度。     

冰碛湖库容数学模型的计算方法

全球气候的变暖致使冰湖溃决灾害频繁发生,严重威胁高原地区人民生命财产安全,随之对于冰湖溃决的研究也愈发深入,冰湖库容量作为冰湖研究基础参数,对冰湖危险性评价、冰湖溃决洪峰流量以及模拟洪水演进具有不可代替的作用。计算冰湖库容的方法主要有实地测量和冰碛湖库容计算公式,由于冰碛湖多位于高山极高山地区,对每个冰湖进行实地测量难以实现,传统冰湖库容的计算方法是基于大量冰湖参数与冰湖库容的统计关系,建立冰碛湖库容经验公式,虽然其拟合优度相对较高,但其相关性只能衡量冰碛湖面积和冰碛湖库容在统计规律上的一致性,对于精确计算冰碛湖库容仍有难以完成。本文通过文献资料整理、结合实地考察对湖盆形态模拟分析,将典型冰碛湖湖盆分为三段,通过模拟建立数学模型,以冰湖面积为约束条件,抽象成数学中的曲面立体模型,分别计算其形态体积,由此推算出计算冰湖体积的表达式V=0.0717w²l (w-冰碛湖湖宽;l-冰碛湖整体长度),并利用该模型验证了公式的有效精确性,为我国喜马拉雅山地区冰碛湖库容计算提供理论参考。     

论大陆性冰川地貌特色及其地学意义

中国西北部的现代高山冰川属于极大陆性冰川，温度极低，活动性很小，比较稳定，以位于极高的海拔高度及极低的温度得以保存，降雪量比较少，积累与消融均比较缓慢，其地质地貌作用不强，所形成的冰川地貌不如海洋性冰川显著，称为高位山地冰川，祁连山等中国西北部大陆性冰川的地质地貌作用较弱，所形成的冰川U形谷与冰斗等等均比较浅平，侧碛堤与终碛垄也不那么高大，呈现具体而微平缓的地貌特色。     

西藏巴河冲久冰碛物和巴松湖成因分析

以西藏东南部第四纪冰川形成的环境条件和现场调查获得的有关冰川活动的证据,分析了西藏巴河冲久地带垄状堆积物系冰川终碛堤堆积,巴松湖为冰碛物堵塞的湖泊,为西藏冲久-雪卡水电站的工程地质评价提供了地质证据.     

冰湖溃决模式对下游洪水过程的影响

作为西藏地区冰川灾害之一的冰湖溃决洪水,具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流等特点。以西藏年楚河流域的典型危险性冰湖——黄湖及其下游区域为研究对象,经过实地调查,获得了相关的水文气象特性和地形、地貌等特征信息。基于数字高程模型(DEM)的地形数据和矩形网格,采用二维溃坝洪水演进数值模型,进行了模型的率定和不同溃决模式下的洪水演进模拟。结果表明:上游近溃口河道,不同溃决模式对洪峰流量、洪水最大水深和洪水最大流速影响较大;中下游河道,不同溃决模式对其影响相对较小。上游近溃口河道,小溃口工况的洪峰流量大于大溃口工况的洪峰流量,逐渐溃决工况的洪峰流量小于瞬时溃决工况的洪峰流量;中下游河道,小溃口逐渐溃坝的洪峰流量最大。一旦洪水发生,最大淹没面积约为88.30km2,溃决洪水到达江孜的时间约为33h,江孜处的洪峰流量约为1 777m3/s,大于江孜地区暴雨洪水万年一遇洪峰流量1 000m3/s。根据预测结果做好预警工作,能一定程度上减小灾害损失。     

七二七桥冰湖预防和治理几点措施

七二七桥位于小兴安岭北坡的山地上，每年冬季封冰前后，气温逐渐降低，诞流冰开始形成，以后气温继续下降，诞流冰不断蔓延加厚并发展到高峰，到冬宋春初，诞流冰堵塞该桥，阻碍融雪洪流在桥下顺畅通过，到1993年，冰湖覆盖桥面，桥台水毁倾塌，只靠六根圆木勉强维持通车，严重地影响行车的运输与安全。1994年我站对该桥冰湖进行预防和治理，收到较好效果，具体措施如下：一、修建盖板涵为节省资金，我们修建了4米盖板涵，并考虑可能的室冰高度，涵项标高在原桥面标高基础上提高48厘米。二、设置蓄水池七二七桥地表水比较严重，在桥位上游…     

皖西震旦纪冰川沉积相初析

综合研究各种宏微观资料,作者首次将皖西震旦纪冰成宕划出4种冰川沉积相:A.冰川底碛——冰碛砾岩相;B.冰川消融碛——冰碛砾质砂泥岩相;C.冰湖纹泥岩相;D.冰前滨海相。其基本相序为:“C—A—C—D”;文中还对本区冰川形成环境及演化规律作了深入的探讨。     

水热变化对季节冻土区牵引式滑坡变形的作用机制——以2020年8月11日西和县大型滑坡为例

季节冻融作用诱发滑坡的机制一直缺少定量化的研究结果,这源于缺少相应的理论模型。为了重构滑坡的变形过程并分析其变形机制,首次基于热力学理论,建立了季节冻土水分、温度和变形相互耦合的数值模型,阐述了水分变化对变形的作用机制。该模型的优点是能够体现冻土边坡中冻融作用引发的水分迁移过程和水分不均匀分布状况,并从水分对土体强度影响的角度来分析边坡稳定性。以2020年8月11日甘肃陇南市白冯村发生的大型滑坡为例,利用该数值模型计算了该滑坡处置前后边坡的水热和变形过程,并对其变形机制和稳定性进行了分析。结果表明,冷季水分向冻结锋面迁移并冻结成冰,暖季活动层内冻土融化导致液态水含量增加,从而使冰透镜体所在位置变成了潜在滑移面。在外部荷载（暴雨等）作用下滑体会沿着该滑移面产生滑动,这便是季节冻土区边坡中的水分迁移过程及其对滑体滑动的作用机制。此外,案例分析表明,滑坡处理前边坡最大垂直变形和最大水平变形分别为72.41 cm和68.57 cm。设置抗滑桩后,边坡达到稳定状态时的最大垂直变形和最大水平变形分别为2.60 cm 和2.72 cm,稳定性显著提升。而且,滞水层高度的提升导致边坡垂直和水平变形0?位移线分别升高了2.05 m和2.03 m,这使得潜在滑体体积减小,从而有利于边坡稳定。然而,抗滑桩仅从力学方面提升了边坡稳定性,但是潜在滑移面仍然存在,在外部外荷载作用下,滑坡可能会复活。     

滇西北玉龙山第四纪冰川作用的探讨

本文摘要地描述了玉龙山第四纪冰川作用所形成的地貌，如冰斗、刃脊、角峰、槽谷等冰蚀地貌和侧碛堤、终碛堤、冰碛丘陵等冰碛地貌；较详细地论述了玉龙山冰川沉积物的组构、粒度和石英砂粒表面的形态特征等，最后对冰期作了划分。     

重力坝在两种溃决方式下的数值模拟研究

研究大坝的溃决方式一直是一项重要工作,也是我们逐渐掌握大坝溃决机理的必要手段.本文在总结前人工作的基础上假设了漫顶导致的两种溃决方式,即滑移溃决和翻倒溃决.通过对某实际水库的数值模拟,研究了两种溃决方式的差异以及下游水深对溃决的影响.结果表明:滑移溃决比翻倒溃决产生的危害更大,下游水深的顶托作用会减小溃坝的危害.     

基于高通量测序技术的西藏冰湖真核浮游植物群落组成特征分析

通过18S rRNA基因V4可变区对西藏廓琼岗日冰川流域3种不同类型冰湖的表层和底层水体进行测序分析，研究冰湖水体真核浮游植物多样性.冰湖中用于注释的序列数碱基占比>97%，表明测得的数据准确可靠.分析结果表明：1）冰湖浮游植物以绿藻门和隐藻门为优势类群，绝对优势种为绿藻门的Chlamydomonadaceae＿sp.(0.127)、Chlorophyta(0.112);2）廓琼岗日冰湖水体整体呈碱性，浊度高且范围广，水温偏低，营养盐和叶绿素a水平偏低，湖泊整体处于贫营养状态；3）同一冰湖不同点位和不同类型冰湖的浮游植物优势种和群落具有显著差异，冰川融水补给源和太阳辐射的空间差异可能是导致这种差异的重要因素；4）冰湖浮游植物优势种和群落与青藏高原大型湖泊具有较大差异，较国外高寒小型湖泊具有一定的相似性，表明浮游植物的整体分布及优势种变化在高寒山区小型湖泊水体变化较为一致.研究为调查和认识高海拔冰湖浮游植物群落结构和分布特征提供方法探索和基础信息，为高海拔冰湖水生态环境研究和保护提供依据.