文摘

高山冰川易受气候变化和经济衰退导致气候变暖已经引起大量的冰川运动密切相关的地质灾害,如泥石流。强耦合的地质、地貌、气候、冰川行动控制类型、大小、发展、和频率的泥石流Parlung雅鲁藏布江,(SE)青藏高原东南部。近年来现场调查表明,北方银行是容易得多比南岸常客泥石流。两者之间的鲜明对比河岸是由于不同的泥石流形成条件,尤其是冰川和地貌。本文考察了不同的冰川和地貌条件glacier-related泥石流发生,通过实地调查、采访当地居民,和地貌参数,在ArcGIS平台和冰川分布分析。相比,结果表明,Parlung河的南岸,北银行更多有利条件在冰川地貌,哪个更有利于泥石流的发生。总之,三种机制由于不同的形成条件,尤其是冰川地貌、进行了分析。glacier-related泥石流的南、北银行发生由于不同地层条件下通过不同的机制。北岸的泥石流主要发生在模式我和三世,而南岸是由模式II和III泥石流。结果的基础上,提出有效的措施减轻损害公路和铁路在这个地区。

1。介绍

Glacier-related泥石流是一种自然地质现象与冰川运动密切相关,通常由冰川融水或强烈的降雨。大型glacier-related泥石流也可以由冰崩、雪崩、或失败的水坝在沟壑(1- - - - - -6]。Glacier-related泥石流是突然,暴力,和难以预测,倾向于高速长途旅行。这种地质灾害,这通常发生在高山地区,会导致严重损坏的村庄、城镇、工厂、矿山、铁路和公路,沿着沟渠或在嘴里,从而巨大的生命和财产的损失(1,7- - - - - -10]。

运行在青藏高原,Parlung雅鲁藏布江(以下“Parlung河”)是世界上海拔最高的高原的河流滴和最大腐蚀的力量。由于这种以及频繁的地震和丰富的降水,这条河位于一个地区受到最大规模,最暴力,和世界上最危险的泥石流11- - - - - -13]。Parlung河是中国最大的温带冰川(14,15]。河盆地经历了积极的内生和外生的地质过程和有一个极其复杂的构造背景和强大的新构造活动(16]。结合alpine-gorge地形,这高降水、和现代冰川活动,导致山体滑坡,泥石流,和其他主要地质灾害,其中冰川泥石流是最具破坏性13,16,17]。

发生了许多大型泥石流Parlung河沿岸。川藏公路,中国一段318国道(G318) Parlung河的北岸,已经被许多泥石流因为它建于1950年代。出于这个原因,研究人员进行了一项系统的区域调查。Glacier-related泥石流期间深入研究在这一领域的综合科学研究青藏高原在1970年代(16,18]。最近的研究详细看全球变暖导致的冰川的消失。现有的研究提供了大量有价值的数据和见解沿川藏公路地质灾害的特点和发生的条件和机制,提出了预防措施17,19,20.]。

大型glacier-related泥石流是区域经济发展的一大障碍和威胁重大建设项目,如川藏铁路(从成都到拉萨,图1),这是计划跨度Parlung河地区。为了确保正常的流量沿川藏公路和中国西部大开发项目的成功实施,目前迫切需要解决glacier-related泥石流和随之而来的环境问题在研究区冰川覆盖和地貌设置。


图1
东喜马拉雅地质草图衔接(后21,22]);(简写的。:城镇、BM-Bomi ST-Suotong、TM-Tongmai LY-Layue, LZ-Linzhi, ML-Milin MT-Motuo。缺点,TZF-Tongmai-Zhongkang断层;TJF-Tongmai-Jinzhula断层;DMF-Dongjiu-Milin断层;MTF-Motuo错。数字:1-bitong泥石流;2-dada岩石avalanche-debris流;3-jiaolong泥石流; 4-cangguo debris flow; 5-zhataduo debris flow; 6-naha debris flow; 7-guxiang rock avalanche-debris flow; 8-suotong debris flow; 9-qiuzhu debris flow; 10-chidan debris flow; 11-songrao debris flow; 12-michong debris flow; 13-danka debris flow).

本文考察了不同的冰川和地貌条件glacier-related泥石流发生的南、北银行之间Parlung河,由于不同的形成条件分析的主要机制,通过现场调查,采访当地居民,地貌参数分析和冰川分布分析ArcGIS平台。根据结果,提出有效的措施减轻损害公路和铁路的研究区域。

从实地调查地质灾害历史和规模大小,采访当地居民,和先前的研究。地貌参数,如流域形态指数,嗨从ArcGIS软件提取,从无人机和高分辨率DEM映射,描述特性对两家银行的沟壑。冰川的数据从第二个中国冰川库存数据集15)用于分析GIS的冰川分布在每一个沟。

2。材料和方法

2.1。地质条件、气候、降水

Parlung河位于东北部的一部分东喜马拉雅衔接的东端Gangdise-Nyainqentangla断层褶皱带。该地区主要由片麻岩的Nyainqentanglha组和Gangdise花岗岩和变质古生代岩石(图1;(21,23- - - - - -25])。新构造的特点是拥有多个断层活动的快速区域地壳隆起。Tongmai-Zhongkxing断层(TZF)和Tongmai-Jingzhou (TJF)是两个重要的平均右旋走滑活动断裂/(图4毫米1;(26,27])。衔接地区强烈地震与100的地震5.0或更高版本从1950年到2018年,包括1950年的8.6 Assam-Tibet地震女士(28]。

位于青藏高原东南部,Parlung河更敏感比中国西部其他地区的气候变化。它有一个亚热带高山气候受印度季风的影响。印度季风携带水分青藏高原,主要沿着雅鲁藏布江河谷(以下简称“江河”)Parlung河以西和丹东Chayu河流向南,向南流(图1)。这将导致高对高原降水。例如,平均年降雨量高达1100 - 1400 mm / Tongmai和Bomi(图1)。由于潮湿的空气和高海拔,Parlung河在中国最大的温带大片冰川。1320现代冰川分布在温带Kangri Karpo山脉在河的南岸,占地面积2655公里2(29日- - - - - -31日]。降水和温度高归因于温暖潮湿的空气从孟加拉湾,加上全球气候变暖,气候温和的冰川的表面温度保持在这一领域在0°C左右。因此,冰川更快接受消融比冰的积累和积极行动。因此,冰消广泛发生,并提供大量的所需材料和水泥石流的形成。

2.2。地貌学

Parlung河延伸到东北东喜马拉雅衔接。它的特点是高山峡谷和deep-incised河谷侵蚀率极高> 5毫米/ (24),其海拔倾向于减少从东到西。河水流经宽峡谷的上游和下游通过狭窄的峡谷。朝鲜是有界的分支Nyainqentangla山脉东南部和南部的Kangri Karpo山(图2)。冰川的广泛发展和强烈的构造过程创造了多种多样的地貌特征,如冰川地貌,高山峡谷,河流沉积地貌(图2)。


图2
冰川分布和总体的形式沿着两家银行之间的沟壑Bomi Suotong图1(冰川的数据来自15])。

摘要柯和嗨参数用来描述每个沟的地貌特征的两家银行Palung河,柯的平面形状指数集水,嗨是色积分。参数计算在ArcGIS软件基于数字高程模型(DEM),其分辨率是8米。柯值越大,越接近飞机流域是圆的形状,和更好的排水能力是32]。客可以获得通过使用方程(1)[33]。 其中W是最大的集水和宽度l的长度是山谷。

嗨,被广泛用于定量确定地形的演化阶段。值越小,越成熟的地形,侵蚀程度越高。嗨可以得到方程(2)[34]。 H的意思是,H马克斯,H最小值平均值、最大值和最小值的海拔流域。

2.3。地质灾害历史

强耦合的地质、气候、地貌、冰川行动控制类型、规模、发展、和Parlung河地区泥石流的频率。自1950年代以来,研究区已经常受到不同规模的泥石流,造成巨大的生命损失和属性(例如1-13图1;(16]),倾向于集中暴发(图3)。特别是一些泥石流非常灾难性的,比如发生在古香区域9月29日,195314]。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
(f)
(f)
图3
泥石流事件调查。(一)2016年Bitong泥石流;2017年(b)达达泥石流。2020年(c)提到泥石流。2016年(d)蛟龙泥石流;2016年(e) Chidan泥石流。2018年(f) Songrao泥石流)。

根据大小分类,基于总量、洪峰流量,和水淹面积,给出了泥石流的规模类表1之际,恰逢泥石流的频率根据采访当地居民和先前的研究。结果表明,在该地区Bomi和Suotong之间(图2),南部和北部的Parlung河大相径庭的泥石流的发生。北银行相比,南岸显示更小尺寸和泥石流的频率较低(表1)。

表1
典型的泥石流Parlung河沿岸从Bomi Suotong(例如1-13图1)。

3所示。分析泥石流的冰川和地貌条件

由于其独特的地理位置和气候,泥石流Parlung河沿岸与水分分布和冰川运动密切相关。郑et al ., (35发现他们是冰川的衰退的直接后果。

3.1。比较之间的水文和冰川分布两个河岸

实地调查的数据,第二个中国冰川库存数据集(15显示显著差异在冰川分布之间的北部和南部Parlung河的银行。冰川类型而言,山谷冰川分布沿南岸,而北方银行覆盖主要由冰斗冰川和冰川。雪行通常是在东部高于西部(表2)。

表2
冰川Parlung河沿岸Bomi Suotong。

在该地区Bomi和Suotong之间,河的北岸有28个冰川,占该地区的冰川总数的32.56%,34.56%的冰川覆盖,冰储量的35.62%。南岸58冰川,占该地区的冰川总数的67.44%,65.44%的冰川覆盖,冰储量的64.39%(表2)。很明显,韩国银行的冰川比朝鲜银行。

很明显,冰川更发达沿Parlung河的南岸比其北岸。朝鲜银行显示了雪线高于沿南岸和没有山谷冰川,表明冰雪沿着北银行更缺乏。众多的大型冰川上形成Kangri Karpo山,因为山只是站的西南季风带来的温暖潮湿的空气吹从雅鲁藏布江的弯曲(图1),因此成为最潮湿的青藏高原的一部分。潮湿的空气后爬到Kangri Karpo山脉和通过Parlung河,在含水量降低,因此供应减少水分河的北岸(Nyainqentangla山脉)。因此,北方银行是由冰斗和悬冰川。

沿南岸(山阴)此外,冰川融化速度慢,因为他们有较低的表面温度由于低太阳辐射。后积累了一定量的雪冰川,冰川会向下移动谷在重力或压力。这导致了更高概率的山谷冰川沿着这银行的形成。相比之下,冰川沿着北岸(阳面)显示更高的表面温度,由于更大的太阳能辐射,因而融化得更快。出于这个原因,不太可能填满山谷冰川,占主导地位的冰斗冰川和冰川类型悬冰川。由于他们不同的水分供应和太阳日晒,北岸的雪线高于南方银行。融化的冰川运动更加活跃和更快的速度沿着北银行被视为先决条件冰川泥石流的形成。冰川融化提供足够的水和冰川转变为冰川泥石流固体物质。

3.2。南北差异地貌学的银行

柯和嗨的谷值来分析银行地貌南北之间的差异。图4只是表明,柯和沿北岸嗨的谷值都大于山谷沿南岸,尤其是Ke指数,这意味着近流域的平面形状是圆,和更高的侵蚀程度。

(一)
(一)
(b)
(b)
图4
柯指数和比较嗨山谷之间两家银行((a)柯指数;(b)嗨指数)。

因此,在长期结构性侵蚀和冰川侵蚀的影响,两家银行的山谷Parlung东段反映截然不同地貌特征(图4),见表S1的补充材料进行全面的分析。如图5广义模型,用来描述地貌差异这两家银行之间的山谷。的整体形式沿着北谷银行倾向于采取一个漏斗的形状和横截面V字。虽然对于大多数山谷沿南岸,其整体形式是容易把橡树叶子的形状和横截面U字。可能的原因可能是由于强烈的阳光照射,很难形成一个大规模冰川沿着北岸贯穿整个山谷,和冰川仍主要是在高海拔山谷的边缘。冻融风化和冰川侵蚀作用下的多年来,只在高海拔山脉却不断遭到侵蚀,形成广泛的顶部和狭窄的底部。其整体形成一个漏斗的形状,和其横截面的形状在下方“v”,这是有利于泥石流事件(图5)。


图5
广义模型来描述的比较沟沿着两家银行(地理(a)南岸最沟壑的横截面;(b)截面的沟壑北岸)。

4所示。沿着Parlung河泥石流的形成机理

发生山体滑坡、泥石流等地质灾害取决于内部和外部条件的组合,包括活跃的构造,地形、气候、水文。现场调查和上述分析表明glacier-related泥石流南北之间的不同银行尽管他们总该地区广泛分布。根据现场调查和先前的研究14,16,22,36),泥石流的形成在南和北Parlung河的银行可以解释为三种模式:

模式I:冰川运动期间,往往在强烈融化在它的鼻子骨折。冰川融水然后进入冰川沿着骨折和身体积累到冰川径流的基地。蛀牙形成的冰川由于径流侵蚀的鼻子。骨折的继续增长的冰碛物沉积冰川趋于崩溃,激励缓慢移动的冰川移动下降得更快。在秋天和破损,冰会融化,融水径流中包含的大量的能量将破坏松沟存款,然后发展成一个泥石流(图6(a))。


图6
沿着Parlung河泥石流的形成机制。(一)模式,(b)模式II, III和(c)模式。

模式二:在早期阶段,少量的冰川融水和降雨所产生的地表径流也为泥石流的形成提供固体材料。当消融的冰川加速或暴雨发生时,产生的水形成径流,这将削弱冰碛物和碎片从山体滑坡之前存入沟和乘火车底层沉积物。沉积物将怜和移动,形成泥石流(图6(b))。

在模式III,上游降雨和冰川融水将被山体滑坡形成的大坝在狭窄的部分和冰碛沟。垮坝水后将迅速排放。排放水然后乘火车底层沉积物,导致冰川泥石流(图6(c))。

5。讨论

正如上面提到的,北方银行更多有利条件在冰川和地貌学南岸,哪个更有利于泥石流的发生,这是符合泥石流事件的现状。冰斗的主导地位和悬冰川上部的沟壑北岸表明更大的潜在能量,由冰和雪崩。北岸是阳面,冰川有更积极的和融化更强烈,冰崩的概率增加,雪崩,落石。因此,泥石流的模式变化模式即提到泥石流9月29日,1953年,是典型的事件(14]。活跃的冰川将会产生更多融水和现代冰碛物。沟壑的独特的漏斗形状不仅促进来自不同来源的水的融合还增加了堵塞的可能性和大坝破损的窄沟的一部分。然后,第三模式将发生泥石流。2016年Bitong泥石流(图3(一个)在2017年(图)和达达泥石流3 (b)在北岸)是典型的事件。在南岸(山阴),沟壑橡树叶子形的,通常都覆盖着山谷冰川。冰川运动的速度和汇水慢,需要较长的时间对材料产生的反复冻融的早期阶段,发展成一个泥石流沟。在这种情况下,模式二世泥石流更有可能发生。事实上,正如统计数据表1,大多数的泥石流沿南岸模式II。然而,在极端条件下,也有一个模型我的可能性或III泥石流。泥石流事件在2018年Songrao沟是典型的落石/ moraine-initiating爆发的原因之一(图3 (f)2010年)和支流蓄泥石流,分别(22,36]。因为启动课程很难观察,几个泥石流的形成机制不能得到;然而,近年来,根据实地调查结果表明泥石流北银行主要发生在模式我和三世,而韩国银行主导模式II泥石流(表3)。

表3
泥石流的形成机制从Bomi Parlung河沿岸Suotong(例如,1-13图1)。

Parlung冰川是控制动态因素的泥石流Parlung河。变暖冰川衰退的主要原因。质量气象数据表明,气候变暖已经严重Parlung河自1970年代以来,全球变暖速度在Bomi 0.23°C / 10年(36,37]。推测,冰川的融化速度将加快在未来,和朝鲜银行将比南方银行,更影响较小的冰川比大的更敏感,更容易失去材料。

冰川的消失和经济衰退带来了足够的水和影响glacier-related泥石流固体物质。毫无疑问,在该地区泥石流将来会逐渐增加(16,17,22,38,39]。强烈的地震是必定的中心集中glacier-related泥石流的爆发。此外,冰川的融化会形成冰碛湖,从随后的泥石流造成隐患造成的冰川湖突发洪水。

重大交通项目的提出是建立在Parlung河,比如川藏公路、川藏铁路、应该位于其南部的银行,为了减轻泥石流的影响。备用沟壑容易发生泥石流,桥梁和隧道是适当的解决方案。

6。结论

本文表明,相比Parlung河的南岸,北银行显示更大的和更高的频率近年来泥石流。事实上,朝鲜在冰川和银行有更多的有利条件比南岸地貌学,哪个更有利于泥石流的发生。上有更积极的和分布式冰川北岸Parlung河的南岸,这意味着足够的水和泥石流的材料。Ke指数和嗨表明谷沿北岸反映圆和侵蚀程度更高,沟壑在北方银行的整体形状主要是漏斗形状和横截面显示的形状” “在下部,有利于泥石流的形成。相关的结果提供了一种方法来研究环境条件之间的关系和glacier-related泥石流,不仅在SE青藏高原还在海洋高山地区。

三个形成机制得出结论:模式我:冰崩、雪崩、落石与水混合在一条沟,转化成泥石流;模式二:沟床存款稳定通过地表径流,然后发展成一个泥石流;和模式III:打破的碎片大坝突然会导致泥石流。glacier-related泥石流的南、北银行由于不同地层条件下,通过不同的机制发生的泥石流北银行主要发生在模式我和三世,而韩国银行主导模式II泥石流。区域泥石流的理解可以提升启动机制。

冰川的消失和衰退带来足够的水和影响为冰川泥石流固体物质,毫无疑问泥石流在该地区将在未来逐渐增加,和北银行比韩国更容易。本文表明,重大交通项目建成Parlung河应该位于南岸,为了减轻泥石流的影响。备用沟壑容易发生泥石流,桥梁和隧道是适当的解决方案。

数据可用性

本研究中使用的冰川数据集提供的国家冰冻圈沙漠数据中心(https://www.ncdc.ac.cn)。

信息披露

本研究曾在一次会议上提出(40]。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

支持的工作是第二个青藏高原科学考察和研究(步骤)项目(批准号2019 qzkk0902),“巴东县清调查和风险管理在青藏高原东南缘和过渡区(DD20221741)”是由中国地质调查局和Deep-Earth动力学重点实验室(没有自然资源开放的项目。J1901)。作者表达自己真诚的感谢杨Dongxu博士和Eng。杨董提供有价值的讨论。

补充材料

表S1表明,均值和马克斯·柯北银行指数是0.49和0.73,远高于韩国银行。嗨指数,没有多少大区别南北银行,而北方银行普遍比南方银行。(补充材料)