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如果在宜昌或者重庆一带将长江完全截流,四川盆地能否变成世界最大淡水湖?

记者:admin 时间:2020-11-02 08:07  来源:未知
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  谢邀。

  这是个严重脑洞的问题,就不要太严谨了。如果要认真分析,需要考虑的因素太多了,比如长江的水量和水源、湖泊水体的重量对湖底产生的沉降等影响、周围山体及截流水坝的抗压能力、地质活动对湖泊的长期影响、泥沙淤积和流水侵蚀、甚至因为局部气候及生态变化而引发的各种连锁反应等等一大堆,换成人话就是:不可能。要知道,地球是一个动态的非常复杂的系统,要造这么大一个湖泊,并不是简简单单截个流就可以的。别的不说,这么多水从哪来?四川盆地大约23万平方千米,哪怕它是个平底锅,覆盖1米的水,那也是230立方千米,这可是两个巴尔喀什湖的水呀...

  但这个问题并不是完全无聊,我以前带GIS课的时候就出过类似的脑洞问题,用来训练栅格数据的使用和处理方法(只不过淹的是犹他盆地及咸海233)。如果只考虑地形因素,完全不考虑别的因素(甚至不考虑水源以及需要注水的时间),我们就可以用DEM高程数据来模拟一下这个“四川湖”的最大面积。虽然说这个问题本身没什么实际意义,纯属脑洞,但类似的方法可以用在很多方面,特别是根据地形来做自然灾害分析,以及在石油工业里寻找构造油藏等。网上流行的“海平面升高xx米之后,xx会被淹没”一系列的地图,大部分都是通过这个方法来做的。

  现在,我们假设有一个站在上帝视角的人,截断了长江三峡,然后往四川盆地里倒水,并设湖底及周围地形不改变,求形成的湖泊能达到的最大面积。四川的同学们不要瑟瑟发抖也不要举报了,这只是个技术型脑洞,况且我们重庆比你们先被淹233...

  首先我们需要DEM数据。以下是USGS公开免费提供的GTOPO30的DEM高程数据,水平方向分辨率大约在1km左右,并不是很高,所以这里只能做一个大概的分析。更高一些分辨率的数据USGS也有提供,但是处理起来很费时间,有兴趣的可以自己去试试。

  拼接并调整好DEM,进行统一尺度的着色渲染,四川盆地的范围很明显:

  如果在长江三峡“关门”,形成一个湖泊在理论上是肯定没问题的。问题就是这个湖泊到底能有多大。在这里,限制湖泊大小的就是由附近几座山组成的“湖岸”了。

  我们改变一下四川盆地及周围的着色分布,可以更清楚地看一下周围的地形:

  很显然,西边的青藏高原、南边的云贵高原,作为湖岸问题不大,主要的悬念在北部那条四川盆地和汉中平原之间的大巴山脉,以及盆地东南侧的大娄山。这两座山脉上的山谷会形成让湖水外泄的出水口,所以它们的高程决定了四川盆地这个湖泊到底能有多大。这就是和“木桶效应”一样的原理。

  (该图来自网络)

  所以,接下来的工作就是对四川盆地的高程数据进行Reclassify了。如果不想用Reclassify,也可以偷懒,直接根据高程的分类对DEM进行分色渲染。对于这个问题,具体做法就是先找最低海拔,然后向上加水。按这个数据,最低海拔为53米(在AOI最下游的三峡那里),我就向上按50米的梯度加水,比如第一次+50米,就是找海拔103米以下的区域,设为淹没区,以此类推。

  这是涨水前的四川盆地(重新着色并添加Hillshade和Curvature,以突出地形):

  涨水50米后,变化不明显,差不多开始淹没现在的三峡库区:

  涨水100米,继续变化不明显,万州、涪陵等地的沿江地带可能被淹没:

  涨水150米,重庆市区开始受到影响,可能朝天门码头外的一些阶梯没了;广阳岛珊瑚坝这些肯定没了:

  涨水200米,开始发生明显变化,重庆市区基本全部淹没,乌江、渠江、涪江甚至沱江、赤水河沿岸也开始大规模淹水:

  涨水250米,盆地东南部开始大范围积水,长寿湖和淹没区连成一片,沱江、渠江和涪江沿岸严重积水,宜宾开始受影响:

  涨水300米,淹没区增加的速度明显变快,遂宁、南充、广安、内江、自贡等地淹没,岳池县附近形成岛屿:

  涨水350米,四川盆地淹没过半,水面抵达简阳、乐山:

  涨水400米,川东岭谷逐渐形成岛屿,资阳、乐山等地完全淹没,水面抵达眉山一带,逼近成都:

  涨水450米,成都被淹,华蓥山和内江丘陵形成孤岛,龙泉山形成半岛,赤水河水位上升明显:

  淹水500米,湖面继续向盆地西侧边缘的龙门山靠拢,成都平原(包括广汉、德阳)几乎完全淹没:

  涨水550米,龙泉山成为岛屿,水面抵达都江堰,嘉陵江上游开始明显涨水:

  涨水600米,内江附近的丘陵几乎全灭,金沙江水位上升,水面在乌江两岸开始急速扩张,但还不能漫过大娄山:

  涨水650米,各岛屿继续缩小:

  涨水700米,淹没区深入大巴山和大娄山,但还不能漫过山去:

  涨水750米,东南方向的淹没区面积明显增大,湖泊已经达到极限:

  涨水800米,终于漏了,洪水倾泻而出,至少产生三个出水口,一个在北部,通过大巴山联通汉中平原,另两个都在东南,通过一系列山谷联通湖北的平原地区:

  因此,湖泊的最高水位应该介于涨水750米和800米之间,这里我就不去详细寻找那个临界点了,考虑到DEM数据的分辨率其实并不算太高,因此我就选择涨水750时的湖面作为最终的面积,放在中国及亚洲的地图上看,就是这样的:

  现在,就可以将这个湖泊和世界一些主要湖泊的面积进行对比了。注意:下面这些地图,湖泊的轮廓都有一些变化,原因是,如果要直接对比位于世界不同地区的湖泊的面积,就要改变投影,保证地图是等面积的。

  世界最大湖,里海,面积还是明显大于“四川湖”的:

  世界最深的湖,贝加尔湖,面积明显小于“四川湖”,至于水量,有兴趣的同学可以根据DEM数据来计算一下“四川湖”的水量:

  “淡水地中海”,北美五大湖,加起来还是比“四川湖”大许多的:

  如果单看五大湖中的苏必利尔湖(也是有一点点争议的世界最大淡水湖),就不及“四川湖”大了:

  插播一个冷知识:为什么说苏必利尔湖是世界最大淡水湖这个说法有一点点争议?因为按照严格的对湖泊的定义,五大湖中的密歇根湖及休伦湖其实是一个湖,它们之间水位落差为0,连接它们的麦基纳克水道并非河流,而是和这两个湖结为一体的湖峡。这两个湖加起来,面积就超过苏必利尔湖了。不过因为约定俗成,而且麦基纳克水道实在太窄,因此一般来说,密歇根湖和休伦湖被算成了两个湖。

  非洲最大湖,维多利亚湖,基本上能被“四川湖”吃下去:

  

  维多利亚湖加上非洲的老二和老三(坦噶尼客湖、马拉维湖)才能超过:

  

  加拿大的一对大湖(大奴湖、大熊湖):

  再对比几个国家吧:

  白俄罗斯:

  朝鲜和韩国:

  英国:

  新西兰的北岛:

  

  

  知乎专栏:地球的那些事儿

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