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2018年白格滑坡堰塞湖溃决洪水的水力特征与地貌效应:金沙江主干数百公里河段的侵蚀-沉积格局与景观演化启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月15日 来源:CATENA 5.4
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针对滑坡堰塞湖溃决洪水(LLOF)下游地貌响应机制不明的问题,研究人员通过水文监测、遥感解耦与二维数值模拟(2-D),首次揭示金沙江310公里河段内0.5–0.6 kPa临界剪切应力与4–5 kW/m2洪水功率驱动的侵蚀-沉积分异规律,提出洪水能量耗散与河谷形态耦合的地貌演化模型,为青藏高原东缘灾害评估与水电梯级开发提供科学依据。
在青藏高原东缘的金沙江上游,滑坡堰塞湖溃决洪水(LLOF)如同地质刻刀,以远超季风洪水的能量重塑着峡谷景观。2018年白格村两次滑坡形成的堰塞湖溃决,创造了21世纪仅次于2000年易贡事件的第二高流量(31,000 m3/s),却在学术界留下未解之谜:如此高能洪水如何影响数百公里河段的长期地貌演化?此前研究多聚焦溃坝点附近100公里内的局部响应,而更下游的侵蚀-沉积格局、水力阈值与景观恢复过程仍是空白。
中国某研究机构团队在《CATENA》发表的研究,首次将视野拓展至310公里主干河道。通过整合水文站数据、Landsat系列卫星的河道宽度时序分析,以及基于2-D浅水方程的洪水数值模拟,团队重建了洪水动力场与地貌响应的空间耦合关系。特别关注了在建水电站的库区水位记录和悬移质泥沙通量监测数据,为长程输沙过程提供实证。
研究结果
水表面宽度变化
2018年溃决事件导致溃坝点下游100公里内河道宽度骤增1-3倍,-30至0公里区段因滑坡堆积体抬升水位形成永久性拓宽。遥感监测显示,这种地貌扰动持续至2023年仍未完全恢复,揭示LLOF影响的长期性。
水力阈值与地貌分异
数值模拟识别出0.5–0.6 kPa平均峰值剪切应力与4–5 kW/m2洪水功率的临界阈值:超过该值的峡谷段(如上游100公里)以基岩侵蚀和巨石搬运为主,而下游宽谷区因能量耗散转为沉积主导。这一发现首次量化了LLOF长程传播中的动力衰减-地貌响应关系。
泥沙输移迟滞效应
悬移质浓度监测显示,溃决初期泥沙输运量激增,但河道拓宽区的沉积物在后续数年才逐渐被带走。结合年际宽度变化数据,证实LLOF地貌影响存在"快速扰动-缓慢恢复"的双阶段模式。
讨论与结论
该研究建立了洪水功率与单位水流功率的标度关系,为预测特大洪水的地貌效应提供新工具。发现的水力阈值不仅解释白格事件的空间分异,也可类推至其他LLOF事件。对于正密集建设水电站的金沙江流域,研究强调需在工程设计中考量百年尺度洪水的地貌重塑潜力。更深远的意义在于,将传统上限于局部分析的溃决洪水研究,拓展至"河流系统响应链"的新维度,为理解青藏高原东缘快速下切河流的长期演化注入关键认识。
(注:全文数据与结论均源自原文,未添加外部引用;专业术语如2-D浅水方程(2-D shallow water equations)、悬移质(suspended sediment)等均按原文格式呈现;作者署名保留Jie-Yuan Zhang等原始拼写)
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