www.9798.com学者在青藏高原大尺度流域水量平衡研究方面取得新进展

在国家自然科学基金西南河流源区重大研究计划集成项目(项目编号:92047301)资助下,www.9798.com多名学者在青藏高原大尺度流域水量平衡方面开展了多学科交叉研究,标志性论文成果“Missing water from the Qiangtang Basin on the Tibetan Plateau”于今年7月发表在《Geology》杂志(图1)。www.9798.com水文水资源学院雍斌教授为论文第一作者,www.9798.com地球科学与工程学院陈建生教授、西湖大学工学院李凌教授为共同通讯作者,美国加州大学伯克利分校地质学家王其允教授为第二作者,www.9798.com计算机与信息学院陈嘉琪教授、瑞士联邦理工大学D. A. Barry教授、www.9798.com水利水电学院王涛副研究员为合作作者。

古新世中期,印度板块与亚洲板块碰撞,形成青藏高原独特的高山地貌,导致这一地区水文地质条件极为复杂。已有研究表明青藏高原部分地区存在流域水量不平衡现象(如青藏高原研究所在纳木错的多年水文观测研究、羊八井热泉研究等),由于地面观测极度匮乏,青藏高原大尺度流域水量平衡研究成为西南河流源区重大研究计划集成的难点。

研究团队综合利用新一代的全球陆面同化系统、全球大气再分析资料、多源遥感反演、重力卫星等数据,对青藏高原羌塘流域的水量平衡过程进行了集合模拟,对关键水文变量进行了多模式交叉检验和地面观测验证(图2)。研究发现:作为青藏高原最大的内流区,进出羌塘流域的大气水汽量并不平衡,进入的水汽量明显要多,而多出来的水并未存贮在流域内;羌塘盆地存在严重的水量不平衡现象,每年丢失的水量为54 ± 4 km3(约540亿方),而且丢失的水量主要分布在羌塘南部的裂谷集中地区。

研究人员通过横跨羌塘南部裂谷群的上地幔地震波数据,进一步揭示出该裂谷群存在特殊的低速带,且从地表扩展到地下深部,这暗示着大量矿物水很可能存在于裂谷下的低速带中(图3)。该研究还发现,这一地区与裂谷交叉的河流,径流系数偏低,存在河水渗漏现象,而与裂谷平行的河流完全正常(图3)。另外,2016年2月14日,亚东谷露裂谷附近发生了M3.7级地震,研究人员通过多时相可见光遥感反演发现:地震后,位于该裂谷上的多庆错湖(40 km2)的水位快速下降,地震后96天完全消失,这表明裂谷的张性断裂具有导水特性(图4)。遥感反演与地质解译表明:羌塘盆地南部近N-S向裂谷群(20公里宽,300公里长)的深正断层和张性断裂很可能是跨流域地下水的重要传输通道。

该交叉研究对“亚洲水塔”的流域水量平衡再认知具有重要理论价值,同时有助于进一步理解青藏高原关键带复杂的水文地质过程及其相互作用机理。

论文链接:http://pubs.geoscienceworld.org/g

图1 发表论文封面及www.9798.com

图2 青藏高原羌塘流域水量平衡计算过程及其不确定性分析

图3 青藏高原羌塘流域渗漏水量空间分布及其水文地质解译

图4 多庆错湖(40 km2)在地震发生前后的遥感解译图(地震发生后第96天湖泊完全消失)


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