平原也有“堰塞湖”？華工唐洪武院士領(lǐng)銜研究成果提供新視角

南都訊 近日，由中國(guó)工程院院士、華南理工大學(xué)教授唐洪武領(lǐng)銜，河海大學(xué)、美國(guó)愛荷華大學(xué)、加拿大渥太華大學(xué)多位學(xué)者共同參與的一項(xiàng)研究，在平原水動(dòng)力學(xué)與河湖治理工程領(lǐng)域取得重要科研突破。研究首次提出了洪澤湖是“平原堰塞湖”的科學(xué)設(shè)想，并基于沉積學(xué)、水沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)、河床演變學(xué)等多學(xué)科交叉視角，使用大量沉積鉆孔巖芯數(shù)據(jù)與水沙機(jī)理模型進(jìn)行系統(tǒng)論證，建立了河流奪襲型堰塞湖的理論體系，進(jìn)而為淮河流域水災(zāi)害治理、水資源高效利用、水生態(tài)保護(hù)等實(shí)踐活動(dòng)提供有力指導(dǎo)。相關(guān)成果以“Fate of barrier lakes on the plain from sediment-laden river capture”為題，發(fā)表在Nature旗下知名綜合期刊Communications Earth & Environment上。

據(jù)介紹，洪澤湖地處我國(guó)淮河流域中下游結(jié)合處，是淮河流域防洪安全的重要控制節(jié)點(diǎn)，曾被譽(yù)為“400年前的三峽工程”。團(tuán)隊(duì)通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)位于黃淮下游平原的洪澤湖、南四湖等大型湖泊，其本質(zhì)是一類特殊的堰塞湖。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析112個(gè)沉積鉆孔巖芯數(shù)據(jù)重建了古地貌，結(jié)果與古地圖高度吻合。隨后在湖中9個(gè)點(diǎn)位鉆取的約10米長(zhǎng)巖芯分析表明，洪澤湖湖心區(qū)域約在公元1209-1424年間由河流或洼地環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹喘h(huán)境，成湖歷時(shí)約三百年。

水沙運(yùn)動(dòng)機(jī)理模型模擬進(jìn)一步表明，黃淮兩河輸沙能力的顯著差異，是洪澤湖形成的關(guān)鍵條件：黃河攜帶的大量泥沙在下游河段持續(xù)淤積，導(dǎo)致淮河下游河床與水位抬升、阻塞淮河出流，從而推動(dòng)了堰塞湖的形成。

團(tuán)隊(duì)據(jù)此提出全新的“河流襲奪型堰塞湖”概念，并構(gòu)建了“河流襲奪—泥沙阻塞—上游回水/下游倒灌—湖泊形成—懸湖演化”的完整過(guò)程鏈。在實(shí)踐層面上，團(tuán)隊(duì)提出入湖泥沙控制、河湖系統(tǒng)水動(dòng)力格局重構(gòu)、多目標(biāo)水力調(diào)控等綜合管理策略，為尋求長(zhǎng)期水沙調(diào)控、洪水風(fēng)險(xiǎn)防御與水資源綜合利用之間的動(dòng)態(tài)平衡提供了科學(xué)方案。

今年以來(lái)，華南理工大學(xué)水利相關(guān)學(xué)科建設(shè)成果涌現(xiàn)。學(xué)校研發(fā)的“香港智慧水浸預(yù)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)”正式上線運(yùn)行，該項(xiàng)目榮獲第51屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展展會(huì)金獎(jiǎng)，彰顯了我國(guó)在智慧水務(wù)與城市洪澇防控領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先水平；由華南理工大學(xué)牽頭的3個(gè)項(xiàng)目獲批2025年水利部重大科技項(xiàng)目；未來(lái)水利交叉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“復(fù)合事件對(duì)累積碳排放的瞬時(shí)響應(yīng)（TCoRE）”指標(biāo)，研究成果發(fā)表于Nature；此外還在頂級(jí)期刊Nature Communications發(fā)表論文，對(duì)全球熱帶氣旋失速現(xiàn)象及其氣候變暖響應(yīng)特征開展了系統(tǒng)性綜合分析。

當(dāng)前，華南理工大學(xué)正加快布局水利科學(xué)與技術(shù)交叉學(xué)科，并籌劃建設(shè)未來(lái)水利及海洋交叉研究院。著力打破傳統(tǒng)學(xué)科邊界，推動(dòng)水利工程與人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、機(jī)械電子、自動(dòng)化科學(xué)與工程、人文社科等領(lǐng)域的深度融合，探索形成“水利+X”協(xié)同創(chuàng)新范式，打造以新工科引領(lǐng)傳統(tǒng)水利轉(zhuǎn)型升級(jí)、以有組織科研推動(dòng)原始創(chuàng)新的重要載體。

采寫：南都N視頻記者 孫小鵬 通訊員 華軒