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                    中巴經濟走廊專題 II 區論文(已發表) ? 版本 ZH3 Vol 6 (1) 2021
                    下載
                    中巴經濟走廊沿線上游冰川冰湖相關災害(事件)數據集
                    An inventory dataset of glacier and glacial lake related hazards (events) along the China-Pakistan Economic Corridor
                    ?>>
                    : 2020 - 11 - 11
                    : 2021 - 02 - 03
                    : 2020 - 12 - 07
                    : 2021 - 03 - 30
                    极速快三
                    1115 16 0
                    摘要&關鍵詞
                    摘要:中巴經濟走廊橫穿現代冰川廣泛分布的喀喇昆侖山和部分帕米爾山區,上游各類冰川相關災害(如冰川洪水/泥石流、冰川躍動、冰緣崩塌/滑坡以及冰川阻塞湖潰決洪水等)在眾多山地災害中尤其突出,對中巴公路及其沿線基礎設施、人類活動日益構成威脅。本研究針對中巴經濟走廊中國新疆喀什–巴基斯坦伊斯蘭堡區段,在充分挖掘已公開發布的各類數據集的基礎上,收集了上游冰川作用區的相關災害調查數據、歷史典型災害事件、躍動冰川信息以及中巴公路沿線的潛在冰川洪水/泥石流溝的空間信息數據,對不同來源的冰川、冰湖相關災害(事件)數據集進行了匯總整編。本數據集包含:(1)中巴經濟走廊沿線上游流域分級及冰川、冰湖、水系等基礎數據集;(2)躍動冰川分布數據集;(3)冰川堰塞湖歷史潰決事件分布數據集;(4)中巴公路沿線冰川洪水/泥石流溝分布數據集;(5)中巴經濟走廊沿線上游山體滑坡點分布數據集;(6)中巴經濟走廊及周邊歷史時期地震活動數據集。本數據集可用于中巴經濟走廊沿線區域冰川相關災害風險分析和評估研究,為中巴走廊建設提供基礎科學數據支撐,數據集的流域統計結果也可為流域尺度的冰川水資源變化及災害風險管理提供數據參考。
                    關鍵詞:中巴經濟走廊;冰川;躍動冰川;冰川相關災害;冰川泥石流;山體滑坡;冰川洪水;喀喇昆侖山
                    Abstract & Keywords
                    Abstract:?The China-Pakistan Economic Corridor traverses the Karakoram Mountains and some parts of Pamir Mountains where modern glaciers are widely distributed. The upstream glaciers and their evolution have caused various types of glaciers-related disasters (glacier floods/mudslides, glacier surges, paraglacial collapse/landslides, and ice-dammed lakes outburst floods, etc.) These prominent disasters increasingly pose a threat to the China-Pakistan Highway and its infrastructure and human activities. This study focuses on the Kashgar Pakistan Islamabad section along the China Pakistan Economic Corridor. Based on the full excavation of various released datasets, this study collected the relevant disaster survey data, historical typical disaster events, and dynamics of the upstream glaciation area. We compiled spatial information data of glaciers, glacial lakes and potential glacial floods/debris flow catchments along the China-Pakistan Highway. This dataset is composed of 6 sub-datasets: (1) the basic dataset of watershed classification as well as glaciers, glacial lakes, water systems etc. along the China Pakistan Economic Corridor; (2) surging glaciers distribution dataset; (3) distribution dataset of historical outburst events of glacial ice-dammed lakes; (4) dataset of potential glacier flood/debris flow gully distribution along the China-Pakistan Highway; (5) landslide distribution dataset; (6) historical seismicity dataset along the China-Pakistan Highway and its surrounding areas. This dataset provides a basic scientific data support for the construction of the China-Pakistan Corridor, and can be used for the analysis and assessment of glaciers-related hazards along the China-Pakistan Economic Corridor.
                    Keywords:?China-Pakistan Economic Corridor;?glacier;?surging glacier;?glacier related hazards;?glacier debris flow;?landslide;?glacier flood;?Karakoram Mountains
                    數據庫(集)基本信息簡介
                    數據庫(集)名稱中巴經濟走廊沿線上游冰川冰湖相關災害(事件)數據集
                    數據作者劉巧,聶勇,王欣,上官冬輝
                    通訊作者劉巧 (liuqiao@imde.ac.cn)
                    數據時間范圍冰川冰湖基礎數據(2018);躍動冰川(1960–2019);冰川堰塞湖歷史潰決事件(1900–2019);沿線上游山體滑坡(2007–2019);歷史時期地震活動(1900–2019)
                    地理區域31°1′–40°4′N,72°1′–81°5′E。中巴公路喀什–伊斯蘭堡段沿線上游流域范圍以內。
                    數據量80 MB
                    數據格式SHP
                    數據服務系統網址http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00145
                    基金項目科技部基礎性調查項目(2018FY100502)
                    數據庫(集)組成本數據集由6個子數據集組成:(1)中巴經濟走廊沿線上游流域分級及冰川、冰湖、水系等基礎數據集;(2)躍動冰川分布數據集;(3)冰川堰塞湖歷史潰決事件分布數據集;(4)中巴公路沿線冰川洪水/泥石流溝分布數據集;(5)中巴經濟走廊沿線上游山體滑坡點分布數據集;(6)中巴經濟走廊及周邊歷史時期地震活動數據集。
                    Dataset Profile
                    TitleAn inventory dataset of glacier and glacial lake related hazards (events) along the China-Pakistan Economic Corridor
                    Corresponding authorLIU Qiao (liuqiao@imde.ac.cn)
                    Data author(s)LIU Qiao, NIE Yong, WANG Xin, SHANGGUAN Donghui
                    Time rangeGlaciers and glacial lakes(2018);Surging glaciers(1960–2019);Outburst event(1900–2019);Landslides(2007–2019);Historical earthquake activities(1900–2019)
                    Geographical scope31°1′–40°4′N, 72°1′–81°5′E. Within the upstream basin along the Kashgar-Islamabad section of the China-Pakistan Highway.
                    Data volume80 MB
                    Data formatSHP
                    Data service system<http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00145>
                    Source of fundingMinistry of Science and Technology of the People’s Republic of China (2018FY100502)
                    Dataset compositionThis dataset is composed of 6 sub-datasets: (1) the basic dataset of watershed classification as well as glaciers, glacial lakes, water systems etc. along the China Pakistan Economic Corridor; (2) surging glaciers distribution dataset; (3) distribution dataset of historical outburst events of glacial ice-dammed lakes; (4) dataset of potential glacier flood/debris flow gully distribution along the China-Pakistan Highway; (5) landslide distribution dataset; (6) historical seismicity dataset along the China-Pakistan Highway and its surrounding areas.
                    引 言
                    中巴經濟走廊北接“絲綢之路經濟帶”、南連“21世紀海上絲綢之路”,是“一帶一路”建設的先行先試區、重中之重和“旗艦項目”,戰略意義重大。中巴經濟走廊北起喀什、南至巴基斯坦瓜達爾港,中國–巴基斯坦兩國達成共識,將共同打造包括公路、鐵路、水電、油氣和光纜通道在內的貿易走廊??龉罚↘arakoram Highway,簡稱KKH),又名為中巴友誼公路或帕米爾公路。其北起中國新疆喀什,經疏附、烏帕、托海、布侖口、塔什庫爾干、達不達、紅其拉甫、水不浪溝,翻越喀喇昆侖山紅其拉甫達坂進入巴基斯坦控制區,再經過巴勒提特、吉爾吉特、齊拉斯、巴丹、比沙姆到達巴基斯坦北部城市塔科特;是巴基斯坦北部通往首都伊斯蘭堡及南部沿海地區的交通要道,也是中國通往巴基斯坦及巴南部港口卡拉奇、南亞次大陸、中東地區的唯一陸路通道,具有重要的戰略和**意義。公路全長1032公里,其中中國境內416公里,巴基斯坦境內616公里,是世界上海拔最高的跨境公路,全線海拔最低點為460米的塔科特,最高點為4733米的紅其拉甫山口,其間穿越帕米爾高原、興都庫什山脈、喀喇昆侖山脈、喜馬拉雅山脈西端,地質情況極為復雜,山洪、泥石流、雪崩、山體滑坡、落石、塌方、地震等地質災害常見,突發性災害經常造成重大損失。
                    中巴經濟走廊橫穿現代冰川廣泛分布的喀喇昆侖山和部分帕米爾山區,上游冰川動態及其演化導致的各類冰川相關災害(冰川洪水/泥石流、冰川躍動、冰緣崩塌/滑坡以及冰川阻塞湖潰決洪水等)在眾多山地災害中尤其突出,對中巴公路及其沿線基礎設施、人類活動日益構成威脅。值得注意的是,喀喇昆侖山及帕米爾山地區近期表現出的冰川異常(穩定、躍動或物質平衡增長)使該地區冰川相關災害過程一定程度異于高亞洲及全球其他冰川作用區,其中伴隨冰川躍動發生的冰川堰塞湖潰決洪水及泥石流事件是該區的典型災害之一。此外,中巴公路沿線兩側的眾多冰川流域支溝的冰川融水性洪水/泥石流時有發生,直接威脅公路的交通安全;沿途及上游的崩塌、滑坡堆積體以及廣泛分布的冰磧堆積物,也可在降雨型或冰雪融水型洪水的驅動下為泥石流的發生提供物源,威脅下游走廊的安全。
                    目前,針對中巴經濟走廊的上述各類冰川相關災害調查仍欠缺。系統收集整理各類相關地質災害信息、建立過去已發生的典型冰川異常及災害事件數據庫以及初步識別潛在災害易發區,對于沿線災害風險評估以及指導基礎設施建設規劃具有重要意義。本數據集系統收集和整理了中巴經濟走廊沿線冰川作用區的相關災害調查數據、歷史典型災害事件、躍動冰川信息以及中巴公路沿線的潛在冰川洪水/泥石流溝的空間信息數據,可用于區域冰川相關災害風險分析和評估研究,為中巴走廊建設提供基礎科學數據支撐。
                    1 ? 數據采集和處理方法
                    1.1 ? 研究區及流域范圍選擇
                    根據上游冰川冰湖分布及其下游影響范圍,本研究重點關注中巴經濟走廊中國新疆喀什–巴基斯坦伊斯蘭堡區段(圖1)。同時,考慮各類型水相關災害(如干旱、洪水、泥石流等)對中巴走廊的影響,基于HydroSHED流域劃分結果[1],將中巴走廊沿線上游劃分為5個四級子流域(圖1):塔里木河上游的蓋孜河流域和葉爾羌河流域;印度河上游的什約克河流域、獅泉河(森格藏布河)流域,以及二者匯合后接納洪扎河與吉爾吉特河后匯至塔貝拉水庫區段的流域。


                    圖1 ? 中巴經濟走廊沿線上游冰川、冰湖及相關災害空間分布圖
                    1.2 ? 相關數據集收集、整理與修訂
                    近年來,喀喇昆侖山冰川異常是國內外相關領域的研究熱點之一,針對冰川變化及躍動、冰川相關災害的調查與評估已開展了大量研究,近期也有相關學者對現有相關認識進行了綜述性的整理。例如,M?lg等[2]針對喀喇昆侖和帕米爾地區開展了專題冰川編目并發布了編目結果;Bhambri等[3]和Paul[4]分別結合文獻記錄與最新的遙感調查,對喀喇昆侖山的躍動冰川進行了系統的分類和匯編;Nie等[5]、Wang等[6]和Chen等[7]對包括喀喇昆侖山區在內的高亞洲地區冰湖及其近期變化進行了系統編目和分析;Bhambri等[8]和Bazai等[9]對喀喇昆侖地區冰川堰塞湖潰決事件進行了系統整理和分析等。本數據集在充分挖掘上述已公開發布的各類數據集的基礎上,對不同來源的數據集進行了匯總整編,并補充了新近調查的中巴公路沿線潛在冰川洪水/泥石流溝分布數據。各數據集的具體情況介紹如下:
                    (1)基礎本底數據集:包含上述研究區流域內的冰川、冰湖、水系(模擬)、流域分級(3–12)、喀喇昆侖公路、主要城鎮和居民點等圖層要素的空間矢量數據。冰川邊界提取自全球最新冰川編目結果(RGI-6.0版本[10]);冰湖邊界(2018年結果)源自最新發布的高亞洲冰湖遙感調查數據[6]??龉肪€狀矢量數據根據谷歌影像人工勾繪。
                    (2)躍動冰川分布:躍動冰川可對中巴經濟走廊產生直接(如冰川躍動直接破壞基礎設施或引發人員傷亡)或間接(如躍動后阻塞河道引起堰塞湖潰決洪水/泥石流)災害影響。對于躍動冰川的調查數據大部分來源于文獻[3,11],補充了近期發生在中國境內帕米爾公格爾九別峰北坡的克拉牙依拉克冰川的近期躍動[12-13]。
                    (3)冰川堰塞湖歷史潰決事件:由兩部分組成,一是不同時期冰川堰塞壩的空間分布數據(矢量圖層文件),二是文獻記錄的歷史時期冰川堰塞湖潰決洪水事件(Excel表格文件)。主要參考了文獻[8]的統計結果,補充了近期發生的個別躍動冰川前進后阻塞河道事件。
                    (4)潛在冰川冰湖洪水/泥石流溝:中巴走廊沿線支流流域均有不同程度的冰川/冰湖分布,不僅現代冰川冰湖活躍,而且冰磧物分布廣泛,受未來可能發生的高溫或極端降水事件影響,均有可能爆發不同級別的冰川融水型或冰湖潰決型洪水/泥石流,對中巴公路及其沿線基礎設施造成破壞。本研究基于12.5 m分辨率的數字高程模型(ALOS-DEM),采用自動化的流域提取方法(部分較小流域受限于DEM精度,流域邊界基于谷歌高分辨率影像進行手動勾繪),對中巴公路沿線的潛在冰川冰湖洪水/泥石流溝進行了編目,初步統計了各潛在冰川/冰湖泥石流溝小流域的流域面積、海拔分布、河網密度以及上游冰川冰湖現狀和變化等相關信息。
                    (5)山體滑坡點:主要來自美國宇航局(NASA)編制的全球滑坡目錄(GLC),該目錄收集了自2007年以來全球范圍內根據媒體報道、文獻記錄等來源整理的滑坡事件[14]。
                    (6)歷史地震活動數據:主要來自美國地質調查局(USGS)公開發布的全球地震信息數據庫。該數據庫由美國高級別國家地震監測系統(ANSS)匯編的綜合目錄提供,包含全球地區最早1900年以來全部已記錄發生的地震源及其相關參數信息(位置、發生時間、震級、震源深度等)。本數據集收集了有記錄以來中巴走廊沿線上游的地震事件,考慮到流域外附近地震活動可能產生的影響,對流域上游邊界30 km以內發生的地震事件也進行了收錄。
                    2 ? 數據樣本描述
                    本數據集基于地理信息系統技術,數據分為矢量點、線和面三種類型,各類型由若干條記錄組成,每條記錄提供對應的相關屬性字段(表1)。各類型的數據總體分布情況見圖1,包括中巴走廊沿線上游流域分級(1–13級)及冰川(21800條)、冰湖(2730個)等基礎本底數據集;躍動冰川分布及躍動事件(225條次)數據集;冰川堰塞湖歷史潰決事件(30次)數據集;中巴公路沿線潛在冰川洪水/泥石流溝分布(101處)數據集;中巴經濟走廊沿線及其上游山體滑坡點分布(111處)數據集;中巴經濟走廊沿線上游流域范圍30 km內歷史地震(2000年以來2152次;1960–2000年1223次;1960年以前25次)數據集。
                    表1 ? 數據集內容、要素、屬性及其來源
                    序號數據集名稱數據要素/屬性說明及其來源
                    1基礎數據集包含冰川[10]、冰湖[6]、水系(模擬)、流域分級(3-12)[1]、喀喇昆侖公路、主要城鎮和居民點等
                    2躍動冰川分布冰川名稱與RGI編號、面積、長度、躍動類型(主冰川或支冰川)、躍動時間段以及文獻來源
                    3冰川堰塞湖歷史潰決事件堰塞湖位置、冰川名稱、事件描述及文獻來源
                    4潛在冰川洪水/泥石流溝溝口位置(經緯度)、海拔分布、流域面積、河網密度、冰川和冰湖數量/面積及變化
                    5山體滑坡點分布https://landslides.nasa.gov[14]
                    6歷史地震信息位置(經緯度)、震級、震源深度、發生時間;數據源:https://www.sciencebase.gov/catalog/item/52eab950e4b0444d1ce67917
                    中巴公路沿線潛在冰川洪水/泥石流溝分布數據集由冰川小流域的流域邊界矢量圖層和冰川流域出口點圖層組成(圖2),其中流域邊界的屬性字段包含流域編號(共計101個)、流域面積(平均190.5 km2,最大2748.8 km2,最小1.63 km2)、地表河網密度(平均0.152 km/km2,最大0.623 km/km2)、流域內冰川面積(平均51.5 km2,最大1085.1 km2,最小0.15 km2)和冰湖面積(平均0.04 km2,最大1.17 km2)等統計結果。


                    圖2 ? 中巴公路沿線冰川小流域(潛在冰川洪水/泥石流溝)空間分布數據集
                    3 ? 數據質量控制和評估
                    本數據集通過整理多種來源的權威發布數據,以流域為單元,從空間上對相關數據進行了嚴格選取。在充分挖掘已公開發布的各類數據集的基礎上,對不同來源的冰川、冰湖相關災害(事件)數據集進行了對比并匯總整編,同時整理收集了中巴走廊上游冰川作用區的相關災害調查數據、歷史典型災害事件、躍動冰川信息以及中巴公路沿線的潛在冰川洪水/泥石流溝的空間信息數據。研究區內躍動冰川以及冰川堰塞湖歷史潰決事件數據集主要是通過對多個相關文獻[4,5,6,7,8]已發表的數據進行收集整理并對比,從而整合為截至目前相對完整的事件序列數據集,但不排除可能遺漏的少數尚未報道事件。山地滑坡以及地震事件數據集也均提取自公開發表的相關數據庫,也可能存在事件漏編或錯編等問題,尤其是數據集中對于新近發生的相關事件編錄可能隨著近年來網絡媒體發達而呈現出近期增加的趨勢。
                    冰川基礎數據使用已公開發表的全球范圍內最新的權威冰川編目數據,然后按照中巴走廊上游流域范圍進行了提取,相對于類似關于中巴經濟走廊的冰川調查類數據[15]在質量和可用性方面(圖3),均有明顯優勢。主要體現在:①冰川邊界按照山脊線或流域邊界對冰川覆蓋區進行單條分割;②克服了季節性的積雪誤識別為冰川問題;③克服了部分冰川的表磧覆蓋區缺失問題;④嚴格按照流域標準將所有可能影響到中巴走廊的冰川冰湖進行了收錄(如什約克河和獅泉河流域上游部分區域);⑤剔除了位于中巴走廊上游流域之外的帕米爾地區部分冰川,冰川和冰湖不會對中巴走廊產生直接影響。


                    圖3 ? 中巴走廊上游冰川數據集與同類型相關數據集[15]的對比
                    中巴走廊上游的冰湖現狀分布數據提取近期發布的高亞洲冰湖調查數據[6]中2018年的編目結果,是基于30 m空間分辨率的陸地衛星影像,在自動提取的基礎上經過目視人工修訂的冰湖邊界,邊界精度為±15 m,面積誤差在13.3%以內[6]。需要指出的是,由于研究區內冰川堰塞湖較典型,相對于大多數冰磧湖或冰蝕湖,該類型冰湖受冰川進退和上游季節性融水補給變化的影響,存在明顯的年內和年際變化。因此,單一時間或單一年份的冰湖調查結果并不能完全描述該類型冰湖的動態特征,需結合研究需要補充多時相以及冰湖最新實時狀態的調查結果進行分析。對于潛在冰川冰湖洪水/泥石流溝的分布調查,由于主要是基于空間分辨率相對較高的數字高程模型(ALOS-DEM,12.5米),采用自動化的流域提取方法,對于部分較小流域受限于DEM精度,流域邊界是基于谷歌高分辨率影像進行手動勾繪,總體上能夠滿足沿線冰川泥石流/山洪等災害的風險評估等相關研究的需要。
                    4 ? 數據價值
                    本數據集包含的關于中巴經濟走廊沿線冰川作用區的相關災害調查數據、歷史典型災害事件、躍動冰川信息以及中巴公路沿線的潛在冰川洪水/泥石流溝的空間信息數據,可用于區域冰川相關災害風險分析和評估研究,為中巴走廊建設提供基礎科學數據支撐,對于沿線災害風險評估以及指導基礎設施建設規劃具有重要意義。區別于以往針對區域或山區的相關數據研究,本數據集的流域統計結果也可為流域尺度的冰川水資源變化及災害風險管理提供數據參考。
                    5 ? 數據使用方法和建議
                    本數據集保存為矢量格式的圖層文件(*.SHP),ArcGIS、ArcView、QGIS、ENVI、ERDAS等常用地理信息系統與遙感軟件均支持本數據的讀取和操作。
                    致 謝
                    本數據集中冰川矢量數據由全球陸地冰監測計劃(GLIMS)整編,流域及河網分級數據由HydroSHEDS提供,滑坡數據庫由NASA提供,地震數據庫由美國地質調查局(USGS)提供,在此一并致謝!
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                    數據引用格式
                    劉巧, 聶勇, 王欣, 等. 中巴經濟走廊沿線上游冰川冰湖相關災害(事件)數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-12-07). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00145.
                    稿件與作者信息
                    論文引用格式
                    劉巧, 聶勇, 王欣, 等. 中巴經濟走廊沿線上游冰川冰湖相關災害(事件)數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2021, 6(1). (2021-02-04). DOI: 10.11922/csdata.2020.0099.zh.
                    劉巧
                    Liu Qiao
                    主要承擔工作:數據集收集、整理與匯編;公路沿線冰川小流域遙感調查與編目。
                    liuqiao@imde.ac.cn
                    (1980—),男,湖北隨州人,博士,副研究員,研究方向為冰川學。
                    聶勇
                    Nie Yong
                    主要承擔工作:冰川堰塞湖潰決事件整理。
                    (1981—),男,四川廣漢人,博士,副教授,研究方向為遙感與地理信息系統。
                    王欣
                    Wang Xin
                    主要承擔工作:冰湖數據整理。
                    (1973—),男,湖南耒陽人,博士,教授,研究方向為冰川學。
                    上官冬輝
                    Shangguan Donghui
                    主要承擔工作:冰川及冰川躍動相關信息收集與整理。
                    (1978—),男,江西臨川人,博士,研究員,研究方向為冰凍圈地理學。
                    出版歷史
                    I區發布時間:2020年12月7日 ( 版本ZH2
                    II區出版時間:2021年3月30日 ( 版本ZH3
                    參考文獻列表中查看
                    中國科學數據
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