青藏高原东部典型流域滑坡堵江及高能溃决洪水重建研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王昊 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 崔鹏 |
| 关键词 | 青藏高原东部 高能洪水 沉积特征 古堰塞湖重建 分布特征 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 现代社会对于灾害的规模-频率和演化规律等特征的认识多基于观测数据或文字记载获取，尚缺乏全面认识。通过古灾害重建，建立长时间尺度的区域灾害序列，剖析灾害的形成演化规律，将有助于加深我们对现代灾害的理解。另一方面，作为低频的极端地表事件，灾害过程对“缓慢、渐进”的地貌演化具有深远影响。例如，第四纪巨型堰塞湖溃决产生的高能洪水是地球及其他星球上已知规模最大的陆地淡水事件，在地貌重塑中扮演着重要角色。近年来，古灾害重建逐渐成为第四纪研究的国际前沿。青藏高原东缘的地形、构造与气候条件极利于孕育大型灾害，尤其是喜马拉雅东构造结及其周边地区极易发生堵江事件，是开展古灾害研究的理想区域。因此，我们以青藏高原东缘为主要研究区，详细梳理了该区域广泛发育的堰塞湖混杂堆积，构建了基于湖-坝-洪水混杂堆积沉积体系的堰塞湖证据链，系统总结了高能溃决洪水的沉积序列。同时，选取该区域的典型流域—帕隆藏布江为重点研究对象，重建了四个大型古堰塞湖的规模和持续时间等关键信息，分析了气候变化条件下古堰塞湖的时空分布特征，并首次识别帕隆藏布江流域的溃决洪水沉积学证据，并以此为依据重建了事件规模。典型高能溃决洪水沉积物以块状构造、席状展布、缺乏黏土和粉砂粒级为主要特征，发育层合并现象、“漂浮”碎屑、内碎屑、脱水构造和同生变形构造。起典型的沉积序列由下往上包括底部粗粒平行、大型斜坡沉积、水平纹层、波纹和砂垄交错层理、粉砂层和顶部泥石流沉积。该沉积序列由高浓度悬浮质的快速沉积主导，可对应于单次的水流增强与减弱；从洪水过程曲线的时间尺度理解，该序列代表了洪水的涨水和消落过程，期间伴随着水流的周期性强烈脉动。帕隆藏布江流域支谷冰川前进至主河并未导致大规模的堵江事件，该流域堰塞湖相关沉积是一系列滑坡堵江的产物。堰塞湖重建结果显示，东久堰塞湖、102堰塞湖、加龙堰塞湖和则当堰塞湖的最大库容分别为4.3×109 m3、6.0×108 m3、4.5×108 m3、1.1×108 m3、1.0×109 m3。本文重建的东久堰塞湖（11.5-7.0 ka cal. BP）、加龙堰塞湖（4.9-2.9 ka cal. BP）和则当堰塞湖（全新世早期-5.8 cal. BP）均发生在末次冰盛期以后。它们与冰川活动具有极强的空间相关性，但在时间上未呈现相关关系。同时，古堰塞湖群的出现位置与高侵蚀速率河段高度重合。总体来看，冰消期强烈的河流侵蚀控制以及相对温暖的气候是该地区堰塞湖的主要控制因素。尽管帕隆藏布江流域是古堵江事件的高发区域，但高能溃决洪水的相关研究一直处于空白状态。本研究以该流域发现的17 处古洪水沙坝沉积为主要研究对象，分析其沉积物主要由水平纹层、板状和槽状交错层理组成。沉积学分析表明，这些洪水沉积物是罕见的大规模溃决洪水的产物，而非“正常”的河漫滩沉积。进一步，我们利用逐步回水法重建了该溃决洪水事件的峰值流量。基于HEC-RAS软件计算了40 个峰值流量情景下的洪水水面线高度，结果表明，该古溃决洪水的峰值流量至少达到了约35000 m3/s，最大深度可达47 m。后期河流下切侵蚀可能导致古洪水重建结果存在4000 m3/s 的高度。年代测试结果表明该洪水发生在2.2-2.6 ka cal BP，对应3 ka BP 的气候转型期，是水文极端事件的高发期。该溃决洪水峰值流量明显超出降雨洪水，因此推断上游然乌湖堰塞湖溃决为其潜在成因。青藏高原东部是我国水电开发的重点地区。堰塞湖溃决洪水破坏力强，严重威胁着此类重大工程的修建和运行安全。本研究的重建成果有望为进一步预测未来高能溃决洪水的潜在靶区以及梯级电站的防洪调度提供重要的理论依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 124 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199923]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王昊. 青藏高原东部典型流域滑坡堵江及高能溃决洪水重建研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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