近日，国际地球科学著名期刊《Earth and Planetary Science Letters》（Nature Index）在线刊发了李嘉光副教授团队在旱区陆相湖盆边缘三角洲的河流改道研究取得最新成果“Upstream migration of avulsion sites on lowland deltas with river-mouth retreat”。该研究从自然尺度下论证了河道改道对湖平面水位上涨的响应机制，为全球气候变化背景下三角洲地区的洪水灾害风险评估提供依据，同时对地质历史上植被出现前岩石地层和外星球（如火星等）沉积地层的古环境解译研究具有重大的指导意义。
河流三角洲是由一系列河道改道事件演变而形成，该地区通常为人口众多的经济发达地区。从历史上看，三角洲河流的改道持续发生，并引发一些重大的洪涝灾害。当前，全球气候变化和人类活动等导致一些三角洲地区面临淹没的威胁，然而，由于低缓区大型三角洲河流改道发生的频率较低（百年~千年），目前河流改道机制仍然不明确。中国地质大学（武汉）资源学院李嘉光副教授团队选取天然实验室——典型旱区柴达木盆地北霍鲁逊湖边缘无植被、低缓的河流三角洲作为研究区（图1A），利用Google Earth Engine云数据平台的多源、多时相遥感影像（图1B），结合回水理论，探讨低缓区三角洲如何响应海平面相对加速上升导致的河道入湖口位置的演变规律。
图1 河道入湖位置向上游迁移，与之对应，河道改道位置向上游迁移。
A是位于柴达木盆地的北霍鲁逊湖和素棱郭勒河； B是基于多时相（~40年）遥感影像解译的河道演变图。
研究团队利用近40年的（1973-2010）的卫星影像数据，识别并分析了素棱郭勒河三角洲6个朵叶体河道决口改道过程对柴达木盆地北霍鲁逊湖季节性扩张的响应机制（图2）。研究表明季节性湖水面积的增加导致了河道入湖口的位置不断向陆地方向迁移。而河道改道位置也以相当的速度向上游迁移，使得改道长度（即改道位置到河道入湖口位置的沿程距离）保持一致，并与回水长度在尺度上保持一致，此演变过程与大型低缓区三角洲演变规律相似。研究进一步表明，海平面加速上升造成的低缓区三角洲淹没将使河道决口的风险向上游转移数十至数百公里，造成上游人口稠密的城市或社区面临洪水灾害的风险。
图2 A是北霍鲁逊湖水面积随季节性变化趋势图。研究显示观测年限内，常年性湖水域面积基本保持不变，而季节性水域不断扩大。
B是河道入湖口位置与河道决口改道位置迁移速率的关系图。
论文第一作者兼通讯作者是中国地质大学（武汉）资源学院的李嘉光副教授。李嘉光副教授所带领的陆相湖盆沉积动力学团队长期从事旱区陆相湖盆边缘河流演变和沉积响应机制的研究，取得了一系列原创性的研究成果，在国际知名期刊《Earth and Planetary Science Letters》、《Journal of Hydrology》、《Sedimentary Geology》、《Geomorphology》、《Earth Surface Processes and Landforms》等发表论文十余篇，主持国家自然科学基金面上项目2项及青年基金1项和多项省部级项目。该论文是李嘉光副教授和国际知名的沉积动力学专家、美国加州大学圣塔芭芭拉分校助理教授Vamsi Ganti博士合作完成。
该研究得到国家自然科学基金项目（41972114、42172133、41602121）、武汉市应用基础前沿项目、德国航天中心TanDEM-X数据项目（GEOL2302）和美国自然科学基金项目等项目资助。
论文信息：
Title: Upstream migration of avulsion sites on lowland deltas with river-mouth retreat
Authors: Jiaguang Li*, Vamsi Ganti*, Chenglong Li, Hao Wei
Source: Earth and Planetary Science Letters
Available online: 8 November 2021
DOI: 10.1016/j.epsl.2021.117270
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X21005264
