【摘 要】
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冰湖是高山地区宝贵的水资源,也是许多冰川灾害的发源地。在全球变暖背景下,高山地区冰川加剧退缩导致冰湖呈现数量增加和面积扩张态势,在延缓了山区水资源快速亏损的同时也增加了冰湖溃决洪水等自然灾害的发生概率。尼都藏布流域位于西藏自治区东南部,是受冰湖溃决洪水灾害影响的典型地区,近10年已发生两次冰湖溃决洪水灾害,使下游地区遭受了惨重的生命财产损失。针对该地区由多云导致的高质量光学遥感影像极少而难以提取冰
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冰湖是高山地区宝贵的水资源,也是许多冰川灾害的发源地。在全球变暖背景下,高山地区冰川加剧退缩导致冰湖呈现数量增加和面积扩张态势,在延缓了山区水资源快速亏损的同时也增加了冰湖溃决洪水等自然灾害的发生概率。尼都藏布流域位于西藏自治区东南部,是受冰湖溃决洪水灾害影响的典型地区,近10年已发生两次冰湖溃决洪水灾害,使下游地区遭受了惨重的生命财产损失。针对该地区由多云导致的高质量光学遥感影像极少而难以提取冰湖这一问题,本文以Sentinel-1A SAR影像为数据源,采用面向对象分类方法提取尼都藏布流域冰湖边界,基于合理的分类特征和阈值构建2020年尼都藏布流域逐月冰湖矢量数据集,以明晰该流域冰湖空间分布及年内变化特征。同时,结合实地考察、实测断面、文献记载和ALOS DEM等资料和数据,应用MIKE 11和HEC-RAS溃坝洪水模型模拟吉翁错溃决洪水,并选择最优模型对然泽日阿错溃决过程进行模拟,从而为认识该流域冰湖溃决特征及防灾减灾提供科学依据。主要研究内容及结论如下:（1）利用Sentinel-1A SAR影像和面向对象分类法提取尼都藏布流域冰湖时,若分割尺度、形状权重和紧致度权重分别取值11、0.1和0.7,则得到的影像对象与冰湖边界吻合度最高。区分冰湖与非冰湖的最佳分类特征分别为Sentinel-1A SAR影像VV极化方式下后向散射强度均值和坡度均值,对应阈值分别为-15.78和10.53°。（2）2020年尼都藏布流域共有冰湖71个,总面积为2.56 km~2,呈现西多东少、高多低少的空间分布特征。在各子流域中,洛穷弄流域和洛庆弄流域冰湖数量最多（32个）,面积亦最大（1.42 km~2）,分别占流域相应总量的45.07%和55.47%。尼都藏布流域冰湖主要发育在海拔4000-5400 m之间,其中面积较小的冰湖（＜0.05km~2）多位于5000 m以上,而面积较大的冰湖（＞0.10 km~2）均发育在4800 m以下。尼都藏布流域冰湖规模年内变化较小（2020年面积变化为0.15 km~2）,具有夏季最大、冬季最小的季节变化特征。（3）针对2020年6月26日溃决且实测资料较为详实的吉翁错,对比MIKE11和HEC-RAS一维模拟结果发现二者差异较大且后者与实测数据更为接近。其中,MIKE 11模拟的吉翁错溃口处峰值流量为985.28 m~3/s,洪水于3.7 h后到达忠玉乡,由于沿途各支流的汇入,洪峰流量增至1843.18 m~3/s,该结果比忠玉水文站实测洪峰流量高483.18 m~3/s（35.53%）。HEC-RAS模拟结果显示,溃决洪水从溃口处到忠玉乡的传播时间为3.72 h,洪峰流量由534.40 m~3/s增加为1408.11 m~3/s,该结果与实测数据更为接近。（4）基于HEC-RAS模型对吉翁错和然泽日阿错溃决洪水二维模拟显示,在吉翁错溃决洪水灾害事件中,白雄村和堆巴村的受灾范围最大,堆巴村洪水深度最深（50.96 m）,依噶村流速最快（14.23 m/s）,连接忠玉乡和宁忠岗村被冲毁的水泥桥处最大水深和流速分别为2.31 m和8.37 m/s。在然泽日阿错溃决洪水灾害事件中,白雄村受灾情况最为严重,洪水到达时的峰值流量、最大水深和最大流速分别为7367.58 m~3/s、25.63 m和5.26 m/s;溃决洪水从然泽日阿错溃口处到达忠玉乡的时间约为2 h,洪峰流量从9804.03 m~3/s减小至3260 m~3/s,且洪水汇入易贡藏布干流后流速迅速减小。
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