高山峡谷区古洪水事件重建研究进展

古洪水事件重建是地貌学与环境变化领域的前沿性课题之一。高山峡谷基岩河段是古洪水重建的理想场所,通过系统梳理国内外文献,评述古洪水事件重建研究进展,认为识别古水位标志(palaeo-stage indicators)、系统建立流域尺度洪水综合地貌证据是古洪水重建的前提和基础。而不同类型的古洪水地貌证据中,古洪水滞流沉积物(slackwater deposits,SWD)是最完整的具有确切水位标志指示意义的高水位悬移质沉积物,而其他边滩坝体(bars)是指示洪水路径和水动力条件的低水位标志沉积物。基于这些洪水地貌证据与水位标志物指示,采用多种水力学模型重建古洪水规模。同时采用多种测年方法相互验证建立可靠完整的古洪水事件年代序列。从点到面建立古洪水事件数据库,提出不同成因类型古洪水事件的时空模式,系统揭示特大洪水发生规律及其演化趋势。其中,青藏高原周缘灾难性古洪水事件在形成年代、地貌证据和水文模拟等方面具有鲜明的时空特征与地貌效应,这些对认识全球末次冰期巨型洪水事件具有重要意义。在特定的时空尺度范围内评估极端洪水事件的地表过程与地貌效应,甚至大陆尺度灾难性古洪水研究已经拓展到行星尺度洪水地貌。此外,高山峡谷现代大洪水地貌原型观测对理解古洪水水文过程机制等具有重要的参考价值。

溃决大洪水的地貌、沉积特征与水力学重建

溃决大洪水作为短时间内水量与沉积物峰值远超正常数量级的非频发洪水,可对流域地貌、地理环境以及人类生存产生巨大影响。国内外学者已利用古洪水水文学等方法对全球一系列溃决大洪水事件进行了研究,如北半球冰盖附近和我国西南地区的溃决大洪水等,但针对像青藏高原周缘这类地势高差极大的山区溃决大洪水的研究相对较少,这极大制约了我们深入开展川藏铁路建设、雅鲁藏布江流域水电开发等重大项目的古灾害风险评估。本文对溃决大洪水的研究历史与现状进行了回顾,简述了全球典型溃决大洪水实例中有关侵蚀、沉积地貌与沉积学特征以及水力学模型分析的研究进展,重点介绍了溃决大洪水的典型地貌类型和沉积组合,以及基于二维浅水方程实现的水力学重建,最后简述藏东南地区堰塞-溃决洪水研究现状和意义,以期有助于理解溃决大洪水的发生机制与发展过程,为开展该地区的灾害研究提供参考。