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我院在青藏高原流域水循环研究方面取得新进展

发布者:管理员发布时间:2021-09-22浏览次数:17

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,我院雍斌教授与西湖大学、美国加州大学伯克利分校、瑞士联邦理工大学等学者开展合作研究,于20217月以第一作者在《Geology》杂志发表学术论文“Missing water from the Qiangtang Basin on the Tibetan Plateau”,阐述了研究团队在青藏高原流域水循环方面取得的新进展。

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(如青藏所在纳木错的多年水文观测、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,对羌塘流域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1)。研究发现:作为青藏高原最大的内流区,进出该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2)。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2)。另外,2016214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3)。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/gsa/geology/article-pdf/49/7/867/5351319/g48561.1.pdf 


1 青藏高原羌塘流域水量平衡计算过程及其不确定性分析


2 青藏高原羌塘流域渗漏水量空间分布及其水文地质解译


3 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)



供稿:学院办公室,编辑:何肖微,审核:雍斌



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