青藏高原纳木错流域融水侵蚀强度评价及产沙特性研究

发布时间：2018-03-27 17:19

  本文选题：青藏高原　切入点：冰川积雪　出处：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：随着全球气候变暖形势加剧,青藏高原冰雪消融提供了大量融水补给,甚至在夏季导致严重的融水型洪水；青藏高原冻土表层活跃,冰碛物分布广泛,为融水侵蚀提供充足的物质来源。因此,针对青藏高原特殊气候、地形和环境条件下日益严重的水土流失问题,探讨高海拔寒区季节性融水侵蚀机理及过程具有非常重要的意义。本研究以青藏高原纳木错流域及其子流域曲嘎切流域为研究对象,借助遥感影像资料,通过野外观测和模拟,对高寒区流域融水侵蚀产流产沙的机理和过程进行研究。主要研究内容和结果如下：采用第一、二次中国冰川编目数据和2004～2013年MODIS遥感影像资料,对纳木错流域冰雪消融时空变异规律进行研究。并采用冰川体积-消融量经验公式和SRM积雪消融模型,推算流域年均冰川融水径流量是2.99×108 m3/a,积雪融水径流量是8.10×106 m3/a。研究结果为认识高寒地区冰雪消融规律和水循环特征提供了可供参考的素材,尤其是对于理解全球气候变化条件下,对于青藏高原区域水资源的合理利用具有重要的现实意义。借助中国第一次水利普查资料(冻融侵蚀强度分级评价细则)和纳木错流域冰雪融水量数据,建立融水侵蚀强度评价指标体系,进行纳木错流域融水侵蚀强度分级。纳木错流域融水侵蚀以轻度和中度侵蚀为主,分别占到流域总面积的50.46%和31.78%,融水侵蚀强烈区域占到12.36%,且主要位于纳木错流域东南侧,即念青唐古拉山脉沿线。流域融水侵蚀强度的分级评价,有利于从宏观层次完善并丰富高寒区融水侵蚀研究的理论基础,为后续野外定点观测融水侵蚀典型区域的产流产沙过程提供参考。借助纳木错流域融水侵蚀强度分级评价结果,选择曲嘎切流域作为融水侵蚀野外定点监测区域。通过2013年8月野外采样和室内检测,创新性地将复合指纹识别技术应用于高寒区小流域泥沙来源研究,结果显示融水侵蚀产沙主要来源于冰碛物颗粒,这一结论既有助于我们充分认识融水侵蚀机理,也为进一步探讨融水侵蚀泥沙输移过程提供了参考。为了进一步探讨冰川区悬移质泥沙输移的瞬态变化,在曲嘎切流域上游扎当冰川末端(海拔5400 m),安装了一台自动泥沙监测系统进行融水侵蚀水沙过程的监测。结果显示融水侵蚀产沙日变化规律显著,悬移质含沙量日变化范围是0.2-4.0 kg/m3,悬移质输沙量日变化范围是0.19-8.08 t/h,悬移质输沙量与冰川面积具有较好的线性关系。另外气象因子(气温和降水)对融水侵蚀产沙日变化具有较大影响。该部分研究对于深层次地理解高寒区融水侵蚀泥沙来源和产沙特性等具有重要意义。为了进一步讨论高寒区冰川流域融水侵蚀“气温-产流-产沙”过程的规律,采用曲嘎切流域气象和水沙数据,构建了基于气温变化的融水侵蚀经验模型。结果显示气温与冰雪融水径流日变化间存在较好的指数函数关系(R2=0.7105),也与流域融水侵蚀“径流-含沙量”之间也存在较好的线性关系(r=0.885,n=18,p0.01),产沙滞后环呈“8”字型；融水侵蚀经验模型可以用来模拟寒区流域产沙量随气温变化的关系,并且日尺度模拟效果要好于小时尺度。这对于在全球气候变暖背景下,认识融水侵蚀的机理和进行融水侵蚀产沙量的模拟具有重要的现实指导意义。
[Abstract]:With the increase of global warming , the ice - snow melting in the Qinghai - Tibet Plateau provides a large amount of water - melting replenishment , even in summer , which leads to serious water - melting flood ;
This paper studies the mechanism and process of ice - snow ablation in high - altitude region by using the data of the first , second and second Chinese glaciers and the data from MODIS remote sensing images . The results show that the integrated fingerprint recognition technology is 2.99 脳 108 m3 / a .
The empirical model of water - melting erosion can be used to simulate the relationship between sediment yield and temperature change in the cold region , and the daily - scale simulation effect is better than the hour - scale . This is of great practical significance to understanding the mechanism of water - melting erosion and the simulation of water - melting and sediment yield in the context of global warming .

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157
，

本文编号：1672495