冰湖的界定与分类体系——面向冰湖编目和冰湖灾害研究

冰川湖泊（简称冰湖）不仅是高山区重要的水资源,而且是许多冰川灾害的孕育者和发源地,在冰冻圈科学、气候变化和山地灾害研究中具有重要地位。本文系统讨论了现有冰湖定义及存在的问题,从冰湖编目和冰湖灾害研究视角提出冰湖的定义,指出现有冰湖研究主要是基于“以现代冰川融水为主要补给源或在冰碛垄洼地内积水形成的天然水体”这一冰湖定义的。同时,从冰湖形成机理、地貌形态和空间分布位置将冰湖划分为冰川侵蚀湖（冰斗湖、冰川槽谷湖和其他冰川侵蚀湖）、冰碛阻塞湖（终碛阻塞湖、侧碛阻塞湖、冰碛垄热融湖）、冰川阻塞湖（冰川前进阻塞湖和其他冰川阻塞湖）、冰面湖、冰下（内）湖和其他冰川湖6大类及8个亚类,并给出各冰湖类型相应的遥感判识指标和定量指标,以期建立具有普适性和可操作性的冰湖分类体系。     

基于第二次冰川编目的中国冰川现状

以2004年之后的Landsat TM/ETM+和ASTER遥感影像为基础,参考第一次中国冰川目录及其他文献资料,经过影像校正、自动解译、野外考察、人工修订、交互检查和成果审定等技术环节,完成占全国冰川总面积85.5%的现状冰川编目,确定中国目前共有冰川48571条,总面积约5.18×10⁴βkm²,约占全国国土面积的0.54%,冰川储量约4.3~4.7×10³βkm³。中国冰川数量和面积分别以面积<0.5βkm²的冰川和面积介于1.0~50.0βkm²的冰川为主,面积最大的冰川是音苏盖提冰川（359.05βkm²）。中国西部14座山系（高原）均有冰川分布,其中昆仑山冰川数量最多,其次是天山、念青唐古拉山、喜马拉雅山和喀喇昆仑山,这5座山系冰川数量占全国冰川总数量的72.3%;冰川面积和冰储量位列前3位的山系分别为昆仑山、念青唐古拉山和天山,尽管喀喇昆仑山冰川数量和面积均小于喜马拉雅山,但前者冰储量高于后者。从冰川海拔分布来看,海拔4500~6500βm之间是冰川集中发育区域,约占全国冰川总面积的4/5以上。冰川资源在各流域分布差异显著,东亚内流区（5Y）是中国冰川分布数量最多、面积最大的一级流域,约占全国冰川总量的2/5以上;黄河流域（5J）是冰川数量最少、规模最小的一级流域,仅有冰川164条,面积126.72βkm²。新疆和西藏的冰川面积和冰储量约占全国冰川总面积的9/10。     

北方地下取水工程的环境影响评价方法探讨

结合从事取水工程环评及管理工作的经验,简要介绍了北方地下水资源的特点,及不同勘探程度工作成果的基本内容,同时介绍了该类工程环境影响评价的进展;就该类项目与规划的协调性、不同类型水源地的评价深度及卫生防护带划分等方面的评价方法、评价内容等进行了讨论;以已完成的该类工程的环境影响评价成果作为案例,说明实际工作中应根据项目类型及所处地区的不同,确定相应的评价重点与评价内容,最后简要展望了此类项目的发展趋势,并提出了今后工作的建议。     

喜马拉雅山北坡冰碛湖库容计算及变化——以龙巴萨巴湖为例

喜马拉雅地区冰湖溃决洪水灾害日益受到人们重视。作为估算冰湖溃决洪峰流量和模拟洪水演进的必要参数之一,冰湖库容量准确计算十分重要。2009 年9 月对西藏定结县龙巴萨巴湖科考时,应用Hydrobox^TM高分辨率回声测深仪对该湖进行了测深试验,共采集6916 个离散数据点,测得冰湖最深处为101.94 m,平均水深47.50 m。结合同一时段Landsat TM遥感影像解译结果,通过构建不规则三角网模拟龙巴萨巴湖湖盆形态,并计算出该湖2009 年库容量为0.64×10⁸ m³。利用GIS技术对1977-2008 年不同年份的Landsat MSS、地形图、Landsat TM和ASTER遥感影像进行数字化,结果表明近30 年来龙巴萨巴湖长度和面积均呈增加趋势,且自2000 年以来更为显著。利用不同时期龙巴萨巴湖面积和计算的库容量,得到冰碛湖库容-面积计算公式,可为喜马拉雅地区其他冰碛湖库容量估算提供理论参考。龙巴萨巴湖的扩张方向与其母冰川后退方向保持一致。通过对龙巴萨巴湖所在区域中国境内5 个气象站点气温、降水数据的年代际变化分析,表明冰湖规模扩大是气候变暖和冰川退缩的产物。     

可可西里地区库赛湖变化及湖水外溢成因

以库赛湖研究区地形图、Landsat TM/ETM+和中国环境与灾害监测预报卫星HJ1A/BCCD影像为基础,结合五道梁气象站气温降水资料,利用地理信息技术和数理统计方法,对2011 年9 月可可西里地区库赛湖湖水外溢成因进行分析。结果表明,库赛湖湖水外溢发生在2011 年9 月20 日至30 日期间,卓乃湖湖水进入库赛湖是后者发生变化的直接原因,而库赛湖规模近20 年来的持续增长,尤其是2006 年之后湖泊面积快速增加是其湖水外溢的基础。卓乃湖湖水外泄的主要诱因是区域持续降水,其中8 月17 日和21 日强降水使卓乃湖于8 月22 日出现漫顶溢流,8 月31 日至9 月5 日、9 月16 日至17 日期间两次持续降水导致卓乃湖水量剧增,并在9 月14 日至21 日期间形成洪水。由于水量外泄,卓乃湖面积骤降,截至11 月29 日,湖泊面积168.07 km²,仅为8 月22 日湖泊面积的62%,共减少104.88 km²。库赛湖外溢湖水流入海丁诺尔后又进入盐湖,其中海丁诺尔湖水进入盐湖时间介于10 月6 日至20 日期间。外来湖水大量进入导致海丁诺尔和盐湖在10-11月份快速扩大。     

近40 年可可西里地区湖泊时空变化特征

以可可西里地区1970s 地形图和1990s、2000-2011 年Landsat TM/ETM+遥感影像为基础,通过数字化和影像解译获取研究区83 个面积大于10 km²湖泊变化数据,并对湖泊变化成因进行了分析。研究结果表明:1) 1970s 初期至2011 年,可可西里地区湖泊经历了“先萎缩后扩张”的变化过程,其中1970s-1990s 期间湖泊面积普遍减小,1990s-2000 年湖泊出现扩张,并在2000 年恢复到1970s 湖泊规模,2000 年之后湖泊面积急剧增大。2) 2000-2011 年间,可可西里地区不同规模等级湖泊整体呈扩张趋势,但表现出一定的区域差异性。面积呈增加趋势的湖泊数量最多,亦分布最广,一些湖泊由于扩张迅速出现湖泊合并或湖水外泄情况;面积呈减少趋势或波动起伏的湖泊数量较少,零散分布在研究区中部和南部,湖泊动态变化与其自身补给条件或与下游湖泊(河道) 存在水力联系有关。3) 在研究时段内,降水增多、蒸发减少是可可西里地区湖泊扩大的主要原因,而气候变暖引起的冰川融水增加、冻土水分释放是次要原因。     

兰州市福利彩票销售点分布特征及空间格局优化

利用销售福利彩票所筹集的社会福利基金已成为发展我国社会福利事业的重要经济支柱,研究福利彩票销售点的合理布局具有重要的现实意义。基于兰州市福利彩票销售点位置数据,结合城市道路、行政区划、GDP及人口统计等数据,利用GIS空间分析和数理统计方法,系统分析兰州市福利彩票销售点空间分布特征。结果表明：①兰州市福利彩票销售点在空间上呈现明显的区域差异,城关区最多;七里河区和西固区较少;安宁区最少。②兰州市福利彩票销售点在4个城区的空间格局也存在一定差异,其中在城关区和七里河区呈密集分布,且前者福利彩票销售和密度高于后者,而在西固区和安宁区呈分散分布。③兰州市福利彩票销售点空间格局的形成主要受人口数量、交通便利程度和居民人均收入等因素影响。④兰州市福利彩票销售点的这种不均衡分布一方面势必影响福利彩票销量;另一方面也加剧了福利彩票销售点之间的竞争,其中在城关区竞争最为激烈,西固区和安宁区则较弱,这两个行政区可成为今后建设福利彩票销售点的主要区域。     

表碛覆盖型冰川的提取方法及变化

表碛覆盖型冰川是山地冰川的一种特殊类型,表碛的存在使得其对气候变化呈现出不同的响应特征。基于2011—2020年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和ASTER DEM数据,在综合分析表碛光谱、地形和地表温度特征基础上提出TDSI(temperature NDDI slope ice)方法,并将其用于提取中国境内托木尔冰川等6条大陆型冰川和雅弄冰川等3条海洋型冰川。结果表明：基于TDSI方法提取表碛覆盖型冰川的总体精度为91.23%,其中大陆型和海洋型表碛覆盖冰川的精度分别为91.20%和90.97%。2011—2020年6条大陆型冰川和3条海洋型冰川面积平均减少0.06%和0.11%,而表碛面积分别增加了11.92%和18.35%。大陆型冰川表碛主要分布在其中值海拔以下,而海洋型冰川表碛分布范围更广,近10年间二者均呈现向冰川上部扩张趋势。气温上升是冰川消融退缩和表碛增加的主要原因,同时冰川流速变化和终碛湖演变也对表碛变化有一定影响。     

我国喜马拉雅山区冰湖遥感调查与编目

随着我国新一期冰川编目工作的进行和深入,开展全国范围内的冰湖编目已提上日程。基于278幅大比例尺地形图(20世纪70-80年代)、38景ASTER影像和7景TM(2004-2008年),通过建立冰湖编目规范,对我国喜马拉雅山区冰湖进行遥感调查与编目,分析近30年来冰湖的分布及其变化特征。结果显示:(1)本区2004-2008年间共有冰湖1680个,总面积215.28km²;(2)近30年来我国喜马拉雅山地区冰湖变化总体呈现数量减少、面积增大的趋势,数量减少了4%;总面积增大了29%;(3)近30年来有294个冰湖消失,新增加224个冰湖,变化最快的为冰碛湖,在消失的冰湖中66%为冰碛湖,新增加的冰湖中88%为冰碛湖。进一步分析表明冰湖面积增加是气候变暖、冰川退缩和冰川加速消融的产物。     

基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现

冰川长度是冰川编目的重要组成部分, 在冰川变化研究中具有十分重要的作用. 基于冰川轮廓矢量数据和数字高程模型数据, 从冰川形态角度提出了针对单一盆地与单一出口、复式盆地与单一出口、冰帽三种类型冰川的中流线自动提取方案, 并在GIS软件支持下实现了冰川海拔最高点与最低点、冰川中流线的自动提取. 以乌鲁木齐河源1号冰川、喀纳斯冰川、古里雅冰帽和野牛沟冰帽为例, 分别提取了各条冰川的中流线, 结果表明SRTM和ASTER GDEM两类数字高程模型数据对冰川海拔最高点与最低点的位置判别影响较小; 对单一盆地与单一出口类型冰川中流线实现了自动化提取, 而对于复式盆地与单一出口冰川类型和冰帽类型, 在冰川中流线提取中仍需专家知识支撑. 与我国第一次冰川编目中的长度数据相比, 本方法提取的冰川长度数据更加合理, 对于补充与完善我国第二次冰川编目数据集具有一定的参考价值.