青藏高原是13條亞洲大江大河的主要發源地，是我國重要的生態安全屏障和國家安全屏障，被稱為“亞洲水塔”。2021年5月15日，第二次青藏科考團隊在西藏山南市乃東區的羊村水文站，首次對雅魯藏布江展開坐底仿生水沙觀測實驗和無人機遙控震源技術實驗，用于評估青藏高原生態環境變化、災害風險等。
此次實驗由中國地質大學（北京）、四川大學、中科院青藏高原研究所與西藏科技廳、水利廳、區水文水資源勘測局等單位聯合展開。在雅魯藏布江中游河段，來自四川大學的科考隊員投放了自主研發的“坐底仿生水沙觀測系統”，這是我國第一套專門用于強水動力山區河流環境的原位河床觀測系統。從5月11日到15日，科考隊員多次成功利用這套設備對雅魯藏布江流速最湍急的區域，從江面到江底對水里的流沙進行垂線流速分布的自動觀測和采樣，獲取了近日一個漲水增沙的全過程數據，標志著我國山區河流水沙監測進入了高時間分辨率多要素全過程監測的新階段。
四川大學研究員黃爾：仿生是我們這個（系統）形狀像一條魚，就是它能夠匍匐在很急的水流的卵石頭上。這個系統在山區河流里面全世界都沒有的，這種叫坐底的觀測主要是在海里面，它的流速很低，是在一種弱的水動力條件下。
記者：你們這個觀測系統能達成什么樣的作用和效果呢？
四川大學研究員黃爾：我們是想得到一個連續的觀測的效果，以前那個采沙可能是幾天一個樣，甚至是一個月一個樣，這么低的頻率，但是我們這個就可以達到連續分鐘級別的觀測。
中國地質大學（北京）教授、中科院院士王成善：我們的仿生坐底水沙觀測儀可以實時地觀測到河流中的泥沙的搬運的變化，而這個搬運的變化就像測我們人的脈搏和我們的血壓一樣，只有了解這種小時到天的變化我們才能了解它整個年度的變化，我們了解了年度變化才能夠提出我們對它的應對措施。
雅魯藏布江是西藏最主要的河流，是中國海拔最高的河流，它發源于喜馬拉雅山脈北麓、阿里地區的杰瑪央宗冰川，水能蘊藏豐富，全長2000多公里，目前有4個水文觀測站。雅魯藏布江流域也是西藏最重要的經濟區，通過新的自動觀測系統，科學家可以對雅魯藏布江的沉積物來源、組成以及搬運動力過程等開展定量化研究，有助于了解洪峰、泥石流及滑坡等極端事件下河流的水土流失情況，提升抵御自然災害的能力，從而為政策和應對措施的制定提供科學依據。
中國地質大學（北京）教授、中科院院士王成善：我們講亞洲的水塔變化，它不僅僅應該包括水的變化、冰川的變化、湖泊的變化、河流的變化，還很重要包括了泥沙的變化，也就是說我要了解有多少的物質從青藏高原侵蝕下來，搬運出去，沉積到我們四周的盆地中。而這種泥沙的變化對我們研究重大的科學問題，比如說青藏高原隆起有密切關系，同時也對我們的國計民生，比如說我們水電站的修建，比如說我們的生態環境的保護，也比如說我們的地質災害等等。
在雅魯藏布江邊，中國地質大學（北京）分隊科研人員利用國際首創的無人機遙控震源技術，對現代河床形態進行監測勘探。無人機遙感震源主要是依靠無人機攜帶一個沖擊物體，飛行到幾百米高空后將其投放，是一種復雜環境全新地震勘探震源解決方案。它攻克了青藏高原地球物理探測交通不便、大型設備運輸困難、地表條件復雜等困難。
位于地球第三極的青藏高原，自然地理環境特殊，土壤發育差、成土速率低、土層薄，如果一旦水土流失嚴重，將加劇區域生態環境的脆弱性。因此，與第一次青藏科考不同，第二次青藏科考將河流輸沙量及其變化的研究納入重點，成為科考十大任務之一，用于評估土地退化和土壤資源減少，同時也是指示人類對生態系統影響的重要指標。
第二次青藏科考隊隊長、中科院院士姚檀棟：它就是亞洲水塔這個變化里面我們很關心的河流沉積這個過程，因為以前我們對這個研究很少很少的，雖然個別水文站有一點沉積量的這種水樣的觀測，但是這個不足以能把整個河流的沉積過程解釋清楚。那么王成善他們這個團隊，經過了兩年多的努力。他能夠把整個河流斷面上的這個沙的沉積過程，大的斷面，能夠有先進技術揭示出來。所以從科學家的角度，就是要把亞洲水塔變化的特點、影響它的各種機理和繼續變暖可能產生的這種潛在的威脅，要有一個前瞻性的判斷，這樣的話以后國家建設青藏高原生態文明高地的時候就會有科學的基本的依據。
在座談會上，專家們還就第二次青藏科考進展、觀測系統和設備原理、科考成果轉化、如何更好地服務地方等內容進行了深入交流。
（總臺央視記者 陳琴 汪成健 李旭）
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