近期喀喇昆仑山叶尔羌河冰川阻塞湖突发洪水及冰川变化监测分析

喀喇昆仑山叶尔羌河冰川突发洪水在1987年暴发之后沉寂了近10a,但最近10a(1997—2006年)突发洪水又频繁发生.2002年8月13日发生的冰川湖突发洪水,下游卡群站洪峰流量达4670m3·s-1,洪量125×106m3,远超过1987年实测上游冰湖最大蓄水量.利用多景Landsat 7 ETM+影像对该次洪水进行了研究分析,在克勒青河谷的影像上发现了长6.02km,面积3.01km2的冰川阻塞湖.利用2002年8月最大冰川湖的数据结合实测地形图,估算出冰坝较1987年实测值升高了约35m.分析周边气候资料认为,近20a夏季气温下降和冬季降水增加导致流域内冰川前进,冰川湖规模扩大,是叶尔羌河冰川洪水频率和幅度增加的主要原因.     

西部高山冰川阻塞湖引起的突发性洪水灾害研究

我国西部地区经常发生洪水灾害。此为当地干旱区自然环境状况的特点。作者经过实地考察中天山地区与喀喇昆仑山地区，认为这是由于冰川阻塞湖引起的突发性洪水灾害，并且获得关于洪水的第一手资料。认为该洪水类型具有暴发突然、变化快、历时短暂、发生地受冰川环境影响大等特点。初步判定关于冰川阻塞湖突发性洪水的排水机制可能。通过对叶尔羌河、昆马力克河及四棵树河的详细研究，利用混沌及分形等数理方法，计算出相关特性定量指标。发现可预报洪水序列与阻塞湖库容量有正相关关系。结合整个西部地区的冰川分布进行整合分析．发现冰川阻塞湖引起突发性洪水的发生规律。结合分析阿尔泰山、祁连山及西藏地区地理环境特点，认为塔里木盆地周边地区是冰湖洪水的突发区。加强对冰川阻塞湖洪水的研究，希望对未来的西部大开发，尤其是基础设施建设和保护起到辅助指导作用。     

新疆叶尔羌河冰川湖突发洪水对气候变化的响应

利用1961—2008年的气象-水文资料,探讨了气候变化与叶尔羌河流域冰川湖突发洪水的关系.采用非参数Wilcoxon统计检验和Kendall的τ关联检验分析温度、降水变化与洪峰流量量变化的关联性和一致性;用Mann-Kendall法对气温、降水和洪峰流量4000 m3.s-1突发性洪水的0℃层高度进行突变检验和趋势分析.结果表明:流域气温在1995年发生突变,且对冰川湖突发洪水发生起主导作用;降水突变不明显,对冰川湖突发洪水发生只起促进作用.自1880年以来,冰川湖突发洪水发生频率增加,与流域气温变化一致.1994年以来气温呈直线上升,洪水频率也呈显著增加趋势;冰川湖突发洪水发生频率与降水变化关系不明显;突发性洪水发生与其前8 d的0℃层高度显著上升密切相关.     

天山麦茨巴赫冰川湖突发洪水特征及其与气候关系的研究

根据１９５６年以来天山昆马力克河麦茨巴赫冰川湖突发性洪水记录,分析了该冰川湖突发性洪水与气候要素特别是气温间的关系,认为冰川湖迅猛排水受制于年内气温波动引起的伊力尔切克冰川消融期与消融强度的变化,该冰川湖迅猛排水时的洪峰流量与总洪水量具有逐年增加的趋势,这种增加趋势与天山地区区域性温暖化有密切的关系．     

入湖冰川物质平衡序列重建与分析--以喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川为例北大核心CSCD

入湖冰川受冰湖作用影响,物质损失速率高于其他类型冰川,并导致冰湖进一步扩张,冰湖溃决风险增加。建立入湖冰川物质变化序列,对揭示不同类型冰川对气候变化的响应特征,以及评估冰湖溃决风险研究具有重要意义。基于中国地面气象要素驱动数据集和实测气象数据,采用冰川表面能量-物质平衡模型估算了冰川表面物质变化,并结合冰川流动和末端退缩特征,重建了1989-2018年龙巴萨巴冰川物质变化序列。结果表明,近30a龙巴萨巴冰川总物质损失为0.315km^(3)w.e.,平均物质变化速率为-0.114km^(3)w.e.·a^(-1)。冰川平均表面物质平衡为-0.26m w.e.·a^(-1),表面消融是冰川物质亏损的主要贡献因素。气温变化对冰川表面物质损失的影响高于降水;冰川表面物质平衡对夏季气温和降水变化的敏感性强于其他季节;表碛覆盖加速了冰川表面消融,且较薄的表碛厚度会加剧冰川表面物质损失。     

1998 - 2017年天山麦兹巴赫冰川湖面积变化研究

天山麦兹巴赫冰川湖突发洪水是阿克苏河重要的致灾源。利用1998 - 2017年不同时段的Landsat、 环境灾害卫星及高分遥感数据, 通过Munsell HSV变换, 获取了湖面范围。通过对比不同时期的冰湖面积, 对1998 - 2017年麦兹巴赫冰川湖最大面积的变化进行了分析。结果表明： 麦兹巴赫冰川湖的面积从1998年的3.75 km2逐渐变化为2017年的2.87 km2, 影响冰湖储量的下湖面积从3.3 km2减少为1.88 km2, 呈现缩小趋势, 上湖面积则有明显扩张。叠加了时间因子的正积温同冰湖面积有良好的正相关性, 说明气温通过影响冰雪融水以及冰坝稳定性, 从而影响冰湖的面积。研究内容可为区域性冰湖面积变化提供特殊案例, 并为冰湖面积扩张归因分析提供科学参考。     

2009年夏季喀喇昆仓山叶尔羌河上游发生冰川跃动

喀喇昆仑山叶尔羌河冰川突发洪水在沉寂10 a后, 近10 a(1997-2006年)又频繁发生. 叶尔羌河上游支流克勒青河谷左岸喀喇昆仑山常年为冰雪覆盖, 有多处庞大山谷冰川, 其走向均为从喀喇昆仑山脉北坡向下流入河谷, 5条进入河谷的大山谷冰川长度和面积都分别超过20 km和100 km2.     

西藏年楚河冰川湖考察

年楚河流域地处喜玛拉雅山北坡, 满拉水利枢纽位于年楚河中上游, 控制流域内分布有众多的冰川终碛湖, 经分析其中的白湖为危险冰湖, 具有溃决的可能.为进行白湖溃决洪水的估算, 解决计算模型的有关参数, 对白湖、桑旺湖、黄湖的水文气象特性和地理、地貌特征等进行实地考察, 直观的认识了冰川终碛湖, 并取得了有价值的资料.     

稻城古冰帽第四纪冰川地貌数字化研究

位于青藏高原东南部的稻城古冰帽,在第四纪时期曾发生了多次冰期并保存了丰富的古冰川遗迹,是研究第四纪冰川地貌类型特征的理想区域。目前,已有学者对冰川地貌类型划分和冰川地貌制图做了相关研究,但是古冰川地貌在空间分布特征及其量化程度有待于进一步细化。因此,本文基于Google Earth Pro遥感影像和数字高程模型(DEM),运用目视解译和野外考察相结合的方法对典型冰川地貌进行定量分析并绘制了稻城古冰帽(约3 600 km²)的第四纪冰川地貌图。本文识别了该区冰川地貌中的冰川湖、冰川谷、羊背岩和冰碛垄等四种类型,初步统计了约1 096个冰川湖、370条冰川谷、41个羊背岩及1 268列冰碛垄;空间分布上,冰川湖和羊背岩主要分布在海子山夷平面上,冰川谷以古冰帽边缘区发育为主,冰碛垄则主要形成于海子山夷平面上和东、西两侧的山谷里。本研究可为第四纪冰期规模估算、古气候重建提供基础数据,也为当地的旅游规划和自然资源调查提供一定的参考。     

我国西藏地区冰湖溃决灾害综述

冰湖溃决是我国西藏地区典型的地质灾害类型之一,具有突发性强、规模大、破坏力强和危害范围广等特点,往往造成下游地区遭受惨重的生命财产损失。冰湖溃决成因特征是形成机制、早期识别和危险性评价等冰湖溃决研究的基础,受客观条件限制,我国西藏冰湖溃决的基础调查工作存在资料分散甚至缺失的局限性。为解决这个难题,通过资料收集、遥感解译和野外调查等技术手段,重新梳理了我国西藏地区的冰湖溃决事件及基本特征,共调查出33个冰湖37次溃决事件,其中2个为冰川阻塞湖（简称冰川湖）,划定了冰湖溃决高发地带的地理分布位置,分析出冰崩/冰滑坡、埋藏冰融化、冰川融水、强降水、泥石流和上游冰湖溃决洪水6种诱发原因,为我国西藏冰湖溃决研究提供基础调查成果和参考依据。     

高寒湖沼区水系沉积物中元素迁移富集的分形伸展机制

水系沉积物中成矿元素迁移富集的动力学机制是复杂性科学的研究课题。利用分形理论研究空间结构复杂性特征,适宜于元素分散过程的动力学研究。从元素迁移过程的分形特征揭示出元素分散过程的分形伸展机制。并在进一步研究了元素粒级层分维特征后,得出了成矿元素物理空间结构的复杂性特征和相互联系。研究成矿元素相态层分维和其间非线性关联,揭示出成矿元素分散过程分形伸展的涌现原因。     

A Research on Fractal Dimension and Nonlinear Dynamic Model of Xintan Landslide，China

ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｒａｃｔａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄＮｏｎｌｉｎｅａｒＤｙｎａｍｉｃＭｏｄｅｌｏｆＸｉｎｔａｎＬａｎｄｓｌｉｄｅ，ＣｈｉｎａＺｈｏｕＣｕｉｙｉｎｇ；ＴａｎｇＬｉａｎｓｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ，...     

湘西沃溪金锑钨矿床分形成矿动力学

随着分形理论的建立与发展 ,应用分形理论研究矿床分布及元素的分布与富集规律已经成为研究成矿作用的一个有力的新工具。文中对湘西沃溪金锑钨矿床金品位空间变化进行了分形与混沌吸引子分析 ,结果表明 ,该矿床金品位分布具有分形结构特征 ,并都呈双分形关系 ,分叉处的金品位与其平均品位相当 ,分维值可以指示成矿流体的运移方向。其金品位空间变化为混沌序列 ,在相空间维数为 8～ 1 0时 ,出现一个混沌吸引子 ,吸引子的维数变化于 1 .5 3～ 4 .72之间 ;表明其成矿流体的演化及金元素的沉淀富集成矿过程为混沌动力学过程 ,描述或控制本矿区金品位变化的独立变量至少需要 8～ 1 0个。总之 ,成矿物质的沉淀过程是一个复杂的非线性动力学过程 ,矿物在热液体系中通过构造应力、流体流动、流体岩石反应等之间的复杂非线性反馈作用 ,最终在合适部位沉淀下来 ,形成了各种具分形与混沌特征的矿床和品位分布     

岩溶形态系统的分形特征及其机理探讨

运用分形理论，系统研究了构成岩溶形态系统的岩溶地貌、水文网和洞穴系统的分形特征，并计算了分维值，以鄂西岩溶区的地貌小区为例，建立了地表峰体的分维与控制岩溶系统发育的岩性，外源水等因素的联系，揭示了分维的岩溶学含义，进而从岩溶系统介质场结构及岩溶作用过程的非线性动力特征分析探讨了岩溶形态系统的分形机理。     

Complexity Theory of Natural Disasters; Boundaries of Self-Structured Domains

Disasters are often represented as complete breakdowns of quasi-stationary states in a landscape, but may also be part of the normal evolution of such states. A landscape is, in fact, an open, nonlinear, dynamic system where the tectonic uplift and the seismic activity represent the input, the mass wastage and the relief degradation the output. The apparent 'stability' is due to the fact that open, nonlinear dynamic systems tend to develop into relatively stable, self-organized ordered states 'at the edge of chaos', with a fractal attractor. Short of complete breakdown, such systems re-establish order in steps of various magnitudes which have a power-law distribution. Because of the fractal structure of the basic attractor, all subsets follow a power law which accounts for the distribution of the steps of recovery. As the domains of quasi-stationarity at the edge of chaos are represented by finite windows, the power-law does not cover all magnitudes. The stationarity windows are not only limited in range, but also in space and time. This should be taken into account in the assessment of hazards. Examples are given from seismology (earthquake frequency), volcanology (eruption frequency), river hydrology (flood frequency) and geomorphology (landslides).     

扇形沉积体生长过程的动力学机制及分形模拟

扇形沉积体是我国内陆及近海中、新生代含油气盆地的重要油气聚集体, 如何定量地表征沉积体的分布状况及内部结构参数的空间变化规律, 对指导油气勘探具有重要意义.扇形沉积体的生长过程是一个复杂的非线性动力学过程, 通过对其生长的沉积动力学、混沌动力学和分形动力学机制的分析, 认识到扇形沉积体的生长具有分形特征, 决口过程是造成其外部形态复杂多变的重要原因; 分形几何学理论在沉积体定量建模和模拟方面具有较好的应用前景.采用分形-地质统计学相结合的方法, 对扇形沉积体的外部形态和内部结构特征实施了计算机模拟, 并对模拟结果进行了讨论.      

水岩作用下泥质板岩软化非线性机制研究

水岩作用下泥质板岩表现出明显的软化特征。通过单轴压缩试验分析了泥质板岩软化过程中单轴压缩强度、弹性模量和泊松比与吸水时间之间的关系;借助核磁共振试验研究了水岩作用下泥质板岩软化过程中孔隙的产生、扩展和贯通规律,分析了泥质板岩软化过程中孔隙度与吸水时间之间的关系;采用电镜扫描试验分析了水岩作用下泥质板岩软化过程中微观结构的演变规律,基于分形理论研究了不同浸泡时间下泥质板岩分形维数的变化规律;运用非线性动力学理论,选取微观结构孔隙形状分维值、孔隙度、单轴抗压强度、弹性模量作为描述泥质板岩与水溶液相互作用系统的变量,建立了水岩作用下泥质板岩的软化模型,结合试验数据验证了模型的适用性。结果表明：泥质板岩单轴抗压强度、弹性模量随吸水时间增大而减小,呈负线性相关,而泊松比与吸水时间之间的关系不明显;在浸泡初期,水岩作用强烈,泥质板岩内部微孔隙会发生扩展贯通进而形成更大尺寸的孔隙,孔隙度在浸泡初期增长较快;随着浸泡时间的延长,水岩作用减弱,孔隙度增长速率趋缓;随着吸水时间的推移,泥质板岩内部孔隙相互连通,进而形成复杂网状结构的大孔,泥质板岩分形维数呈对数增长,最终趋于稳定;采用非线性模型计算的结果与试验数据较接近,说明泥质板岩的软化过程具有明显的非线性动力学特征,利用非线性动力学模型可以较好地表征水岩作用下泥质板岩的软化规律。研究成果可为软岩?水相互作用理论研究提供参考。     

非线性铀成矿作用--以上第三系砂岩型铀矿为例

本以滇西上第三系陆相砂岩铀矿为例研究非线性铀成矿作用。与铀矿化有关的参数可分为矿化参量和控制参量,矿化参量以及矿化在控制参量中的分布均遵从对数正态分布,控制参量(温度、压力和地球化学条件)的耦合作用对铀矿化的概率和平均品位的控制作用是非线性的,铀矿化在控制参量构成的相空间中的变化轨迹是一复杂的超曲面。非线性铀成矿作用具分形特征。     

区域水资源系统动力学特征分析

对南水北调中线工程河南受水区水资源系统动力学特征进行了分析研究,给出了各子系统动力学特征指标和水循环之间的定性关系,揭示了各子系统的分形特征、复杂程度和演化规律.结果表明,该水资源系统具有明显的分形结构和混沌特征,为一个非线性系统,且系统演化存在一个奇异吸引子;从大气降水-地表水-浅层地下水-深层地下水水循环角度看,该系统的开放程度和受外界干扰的程度逐渐减小;从大气降水-地表水-浅层地下水的水循环角度看,该系统的复杂程度符合水资源系统的一般情况.分析成果对该区寻求改善水资源系统行为的机会和途径具有重要参考价值.     

真空预压作用下软土地基固结的分形研究

随着真空预压法在软土地基处理中的逐步应用，其软土固结的机理一直是探讨的课题，分形理论的产生为软土这一非线性系统研究提供了新的思路。针对真空预压作用下软土地基固结中存在的问题以及土体研究中的一些分形现象，用分形理论对其研究前景等进行了探讨，从宏观和微观两方面论证了真空预压作用下软土地基固结的分形研究是可行的。