NHESS:青藏高原内陆湖溃决过程与原因:以卓乃湖和色林错为例

发布日期:2025-04-02 来源: 字体:[ ]

    近年来,青藏高原湖泊受降水增加与冰冻圈加速消融的影响,面积快速扩张,溃决风险增加。目前,针对这些溃决事件发生的过程和原因的理解仍不足,限制了对未来类似事件的预警能力。鉴于此,中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队张国庆研究员联合国内外学者,通过实地考察、遥感监测及水动力模拟,剖析了两起湖泊溃决事件(2011年9月15日,卓乃湖溃决;2023年9月21日,色林错漫溢)的发生过程。

    研究结果表明,色林错和卓乃湖经历了持续扩张直至达到流域容纳最大阈值,随后湖水漫溢持续侵蚀坝体,最终导致溃决。色林错溃口宽度从9月23日的60米延展至200米,溃决总水量约0.3立方千米,下游的班戈错水位上升约2.3米。尽管色林错蓄水能力较大,但其溃决路径地势相对平缓,导致整体溃决水量、流速和流量较小。相比之下,卓乃湖溃口较大,洪水路径地势陡峭,溃决水量较大。

    两起溃决事件均与降水显著增加和冰冻圈加速消融密切相关,但其强降水机制存在显著差异。研究表明,两湖区域降水增多的共同驱动因子是水汽垂直平流增强,但两次事件热动力贡献明显不同,卓乃湖溃决主要由热力作用主导的降水异常引发,色林错溃决更多受动力作用调控的降水变化影响。当前,气候变暖通过双重途径导致降水增加,进而加剧高原湖泊扩张:一方面,升温导致大气持水能力提升,水汽含量增加;另一方面,环流形势调整进一步强化降水过程。未来,随着暖湿化趋势持续加剧,青藏高原湖泊溃决风险将显著攀升,亟需建立科学预警体系并制定针对性防控策略,以有效阻断溃决灾害链,保障区域生态安全与可持续发展。

    上述研究成果以“Recent large-inland-lake outbursts on the Tibetan Plateau: processes, causes, and mechanisms”为题,在国际学术期刊《Natural Hazards and Earth System Sciences》上发表。我所博士研究生许凤林和中国地质大学(武汉)刘勇副教授为论文共同第一作者,张国庆研究员为通讯作者,该研究得到国家自然科学基金和第二次青藏高原综合科学考察研究等项目支持。

    论文链接:https://nhess.copernicus.org/articles/25/1187/2025

图1 卓乃湖和色林错的变化及其影响

a) 卓乃湖及其下游的库赛湖、海丁诺尔和盐湖的面积变化及年降水量变化;b) 卓乃湖溃决的影响包括新河道的形成、土壤侵蚀以及藏羚羊迁徙路线的中断;c) 色林错的面积变化及年降水量变化;d) 色林错溃决的影响包括决口形成、道路受损,以及色林错与班戈错之间河道的形成,色林错西侧湖泊也已接近公路(右下图)


图2 色林错溃决过程
a) 色林错处于正常状态;b) 降水导致公路沿线出现积水;c) 色林错溃决导致洪水携带泥沙流入班戈错;d) 色林错溃决洪水淹至公路;e) 色林错洪水冲毁公路;f) 色林错溃决洪水持续流入班戈错;g) 在溃口建设大坝以阻挡洪水;h) 大坝建设完成,洪水明显减少;i) 色林错溃决前色林错与班戈错之间潜在水流路径的高程剖面; j) 色林错与班戈盆地的共同边界高程剖面


图3 卓乃湖和色林错溃决前降水增加的大气机制

a-d) 2011年卓乃湖流域和2023年色林错流域的水汽通量异常;

e-f) 水分收支各项分量对卓乃湖和色林错流域平均降水变化的贡献