美科学家发现沉积物是预测火灾后泥石流的关键

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美科学家发现沉积物是预测火灾后泥石流的关键

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2020年2月11日,美国国家科学基金会(NSF)发布《沉积物负荷是预测火灾后泥石流的关键》(Sediment loading is key to predicting post-wildfire debris flows)的报道指出,一般野火引发的泥石流很难预测,NSF资助美国宾夕法尼亚州立大学的一项新研究将帮助官员们识别容易发生泥石流的地区,并在灾难发生前做出反应。研究表明,野火后的泥石流是由干燥的沉积物运输渠道引起的,而不是通常认为的降雨期间的山坡上的泥石流。相关研究结果刊发在《地质学》杂志(Geology)上。

2018年1月,泥石流袭击了加利福尼亚州蒙特西托,造成23人死亡,数亿美元的损失。当局政府将泥石流归咎于上个月席卷该地区的野火。随后NSF资助美国宾夕法尼亚州立大学地球科学家对此进行建模研究。经过大量的模型模拟研究,科学家认为,在这些陡峭的地形中,植被阻挡了沉积物,但随着植被在野火中燃烧,重力将沉积物从山坡向下输送到渠道中,这个过程被称为干沉积物负荷。科学家指出,在陡峭的地形中,干燥的沉积物在野火后泥石流的严重程度中所起的作用比降雨、浅层滑坡和火灾的严重程度更大。

科学家采用火灾之前、火灾之后、第一次降雨之前以及6年后在降雨导致侵蚀和泥石流之后的激光雷达数据集,并利用这些数据高分辨率地重建地形。研究发现,干燥的沉积物在任何地方都增加了3~10英尺的碎片到山间通道,这些碎片随后被雨水冲刷掉,当降雨冲刷掉山间河道中堆积的沉积物时,可能会发生泥石流。泥石流中含有的水和沉积物大致相等,其强度足以将大石块带下山,并威胁到山区或山区附近的社区。

研究表明,泥石流的发生取决于干泥沙负荷,而不是坡面径流侵蚀、浅层滑坡或烧伤的严重程度,这也就说明沉积物可以限制火灾频繁的基岩地貌的泥石流发生。野火对公众的直接和间接影响在美国西部和其他地方是一个严重的问题,这项研究可能会有助于在未来更好地消除这些影响。

转载本文请注明来源及作者:中国科学院兰州文献情报中心《资源环境科学动态监测快报》2020年第04期,牛艺博 编译。

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