引言
碎屑洪水是陡峭山区环境中最具动态性和破坏性的地貌过程之一，因为它们能够迅速改变河道形态、洪泛区结构和排水网络格局（Costa, 1984, Costa, 1988; Pierson et al., 1987; Hungr et al., 2014）。它们通常以高沉积物浓度（通常为体积的20%至60%）、增加流动密度和表观粘度，以及在清水洪水与泥石流之间具有过渡性流变学行为为特征（Hungr et al., 2014）。在这种情况下，粗颗粒碎屑物和有机质，包括卵石、巨石和木质碎屑，可以在高度湍流的流动中被搬运，特别是在不稳定的、高坡度河道和富含沉积物的洪积扇中（Wilford et al., 2004; Church and Jakob, 2020）。由于其高流动能量和复杂的沉积物-水相互作用，碎屑洪水可以挟带和动员大量粗颗粒沉积物，既作为推移质搬运，也作为分散或悬浮形式搬运，从而在富含沉积物的山区流域中产生独特的搬运动力学和显著的地貌影响（Iverson, 1997; Church and Jakob, 2020）。除了地貌影响外，最近的事后调查还表明，碎屑洪水对建成环境也构成了严重风险。例如，2023年季风季后在西喜马拉雅地区进行的一项全面现场调查记录了碎屑洪水、土壤下沉和严重侵蚀对砌体和钢筋混凝土建筑造成的广泛破坏，凸显了暴露于级联地貌危害下的山区聚落的脆弱性（Kulariya and Saha, 2025）。
越来越多的研究强调了碎屑洪水在不同气候和构造环境下塑造河流形态动力学的重要作用。在北美，碎屑洪水事件已被记录为重组河床、创造次级河道、阻塞流道并显著改变水力模式（Wilford et al., 2004; Church and Jakob, 2020）。在欧洲山区盆地，高沉积物负荷的事件重塑洪积扇、促进洪泛区淤积并降低河道过流能力（Spreitzer et al., 2018; Nikolova and Kamburov, 2022）。来自亚洲和大洋洲的类似观察突出了沉积物淤积、河床淤积、水力效率降低和河岸侵蚀增强（Mahmood et al., 2022）。地貌研究进一步表明，碎屑洪水主要起源于陡峭且地貌不稳定的盆地，在那里强烈的径流与软弱或未固结的物质相互作用（Costa, 1984; Iverson, 1997）。在这种条件下，非线性和高能量涌浪可以引发快速的地貌调整，包括河道展宽、平面形态变化和新的流路发育（St?lum, 1996）。
根据Church和Jakob（2020）提出的分类，碎屑洪水可分为三个主要类型：（1）由超临界床面剪应力比触发的那些，（2）通过泥石流稀释形成的那些，和（3）由暴发性洪水产生的那些。为了空间预测这种复杂的灾害，已经开发了许多统计和基于GIS的方法用于易发性评估和灾害区划（Van Westen et al., 2003; Ayalew et al., 2004; Althuwaynee et al., 2014）。尽管许多方法最初是为滑坡易发性制图而设计的，但由于它们能够量化过去事件与环境条件因子之间的空间关系，越来越被改编用于泥石流和碎屑洪水研究。其中最广泛使用的技术包括频率比（FR）模型（Pareek et al., 2010; Pradhan and Lee, 2010）、逻辑回归（LR）（Ayalew and Yamagishi, 2005; Gorum et al., 2008）、人工神经网络（ANN）（Lee et al., 2012; Conforti et al., 2014）和概率模型，如证据权重（WoE）（Pourghasemi et al., 2014）。这些方法已通过考察过去发生地点与条件因子之间的空间联系来识别对自然灾害易发的区域。然而，传统的洪水动力学模型通常依赖于简化假设，无法代表与碎屑洪水相关的复杂沉积物-水相互作用和地貌响应（Horton et al., 2013）。因此，最近的研究强调将基于GIS的统计方法与概率建模框架相结合，以提高灾害评估中的预测能力和空间可靠性（Shafapour Tehrany et al., 2014a）。
与此同时，几项研究探讨了基于模拟的方法，包括经验模型、水力模型和质量汇流模型，用于碎屑洪水建模。Flow-R等工具已被用于重建2015年哥伦比亚的碎屑洪水事件，从而展示了物理基础和半经验模型模拟碎屑洪水动力学并加强长期灾害管理努力的能力（Gomez Cardona et al., 2025）。同样，Castro-Cancino等人（2025）利用卫星观测和基于GIS的分析，研究了智利圣地亚哥东北部地区的泥石流和碎屑洪水易发性。他们的研究结果表明，由14个环境因子（包括地质、地貌和土壤特征）派生的易发性指数识别出陡坡和谷底为最脆弱区域。总之，这些研究突显了地理空间数据和综合建模方法在识别灾害易发区域和为风险敏感的土地利用规划提供信息方面日益增长的重要性。最近的应用还强调了将易发性评估与详细的事后地貌分析相结合，以更好地了解碎屑洪水后的河道调整和沉积物动力学（Guerriero et al., 2025）。
尽管碎屑洪水在伊朗山区频繁发生，但对其直接形态动力学影响的全面评估仍然有限。来自伊朗北部的证据表明，这类事件可以引发重大河道重组，包括外侧河岸侵蚀和沉积物在地貌或基础设施狭窄处（如桥梁通道）淤积，最终降低过流能力（Sharifi and Mahdavi, 2001; Gharehcheloo et al., 2021）。戈尔贡鲁德盆地由于陡峭的坡度、活跃的构造活动、强烈的降雨、稀疏的植被和高沉积物产量而特别脆弱。此外，近几十年来的土地利用变化和森林砍伐可能进一步加剧了碎屑洪水的频率和强度（Bronstert et al., 2003; Norouzi and Taslimi, 2012）。然而，许多先前的研究主要关注易发性制图，而没有在预测的灾害区域和重大洪水事件后可观测的形态动力学响应之间建立明确的联系。这一差距很重要，因为受影响河段的地貌动力学分析为河道不稳定和长期河流演化提供了关键见解，从而为灾害减轻和河流管理提供了更坚实的科学基础（Nikolova and Kamburov, 2022）。
因此，本研究旨在通过整合碎屑洪水易发性建模和2019年重大事件后戈尔贡鲁德盆地的详细事后形态动力学调整评估来弥补这一差距。通过结合遥感分析、地貌测量指数和现场观测，本研究超越了预测制图，探讨了河道对极端水文强迫的空间响应模式。具体目标是：（1）识别和优先排序控制碎屑洪水起始的环境因子；（2）量化七条指示性河流的事后河道平面形态和横断面几何变化；（3）评估FR和WoE模型在数据有限的半湿润山区环境中的预测性能；和（4）提出一个可转移的灾害区划和可持续河流管理框架，该框架明确纳入了可测量的形态动力学后果。
