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在全球气候转暖及人类活动频繁增加的背景下,青藏高原多年冻土处于强烈的退化过程,而热融湖塘作为热融灾害中最为典型的灾害之一,也是多年冻土退化的重要标志,应该说从环境和工程影响方面,热融湖塘(热喀斯特湖)是热融灾害中最为典型、对冻土环境和工程影响最为直接的一种热融灾害。本论文针对青藏高原热融湖塘,基于对不同时期航空、航天遥感资料的分析,结合区域典型热融湖塘的监测与调查,从灾害学与地理学的角度,以发育于青藏铁路、青藏公路秀水河至风火山段沿线的典型热融灾害—热融湖塘为研究对象,通过分析热融湖塘敏感性发育的条件和因素,基于GIS平台研究了区域热融湖塘的时空演化特征,建立了敏感性评价方法,实现了区域热融湖塘敏感性评价,通过多年代航空、航天影像研究了典型湖塘——BLH-A热融湖塘的发育过程及其发育趋势,分析了青藏公路、青藏铁路沿线热融湖塘41年以来的时空演化规律,为青藏高原环境与工程协调和持续发展、规划及对策实施提供了科学依据。主要研究成果如下: (1)首先针对研究区范围内2006年分辨率为0.6m的Quick Bird卫星影像数据和2010年分辨率为2.5m的SPOT-5卫星影像数据的处理方法进行了研究,重点对热融湖塘优势性的融合、纠正、镶嵌处理方法进行了选择与比较,探索出判读热融湖塘的最优技术方法,并建立了热融湖塘遥感解译标志,对遥感数据中的热融湖塘进行了解译,获取了热融湖塘的大量信息数据。 (2)选取包括冻土类型、地温、植被类型、土质类型、水文地质条件以及坡度在内的六个因子,分析了热融湖塘与各因子的关系,采用数理统计法获得了各评价因子的敏感系数值。根据敏感因子与热融湖塘形成条件的对比分析,获得了研究区域59种不同地质环境综合敏感系数指标,为热融湖塘的空间演化分析提供了科学依据。 (3)针对位于北麓河盆地的一代表性热融湖塘(BLH-A热融湖塘),通过遥感动态监测及实地监测,研究了BLH-A热融湖塘的时间演化趋势。1969年、1999年、2006年、2008年、2010年的遥感动态监测显示,BLH-A热融湖塘的面积1969年至1999年以0.35%的增长率扩张,1999年至2006年增长率为0.42%,2006年至2008年增长率为0.44%,2008年至2010年增长率为0.49%,在全球气候变暖、年平均气温不断上升的条件下,BLH-A热融湖塘的面积随时间推移增长越来越快。BLH-A热融湖塘向旧青藏公路方向扩张的速率在1969年至1999年为0.42m/a,在1999年之后,湖塘扩张的速率有所增加,大约是0.6m/a,2008年后湖塘扩张的速率达0.65m/a,经推算41年后,BLH-A热融湖塘将向新建青藏铁路方向扩张51.8m,会对青藏铁路路基造成危害。实地监测结果表明,BLH-A热融湖塘湖岸不断坍塌后退,从2007年8月~2010年10月,湖岸最大后退了3.2m,最小后退了0.6m,实地监测的结果验证了遥感数据的可靠性。 (4)利用1969年至2010年41年间的资料,分析了青藏公路和青藏铁路修建前后热融湖塘随时间的演化规律。结果表明,41年来热融湖塘的面积年增长量和年增长率均与综合地质环境因素敏感系数呈正比,且前30年增长相对缓慢,而在青藏铁路修建后热融湖塘的个数和面积剧烈增加。根据热融湖塘历史时空演化规律,推测50年后,该区域热融湖塘的面积较2010年增大了1倍,约占研究区总面积的4.5%。100年后热融湖塘的面积接近2010年湖塘面积的5倍,约占研究区总面积的10.0%。