5月15日上午，在西藏自治區(qū)山南市羊村水文站，第二次青藏科考隊(duì)的科研人員將自主研發(fā)設(shè)備——坐底仿生水沙觀測系統(tǒng)緩緩?fù)斗胚M(jìn)雅魯藏布江中。這是我國第一套專門用于強(qiáng)水動(dòng)力山區(qū)河流河底原位條件下坐底仿生水沙觀測系統(tǒng)。

　　高時(shí)間分辨率全過程監(jiān)測

　　“所謂仿生，就是指系統(tǒng)形狀像一條魚，能匍匐在水流很急的水底。”設(shè)備研發(fā)人員、四川大學(xué)水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室河流研究所所長黃爾告訴報(bào)記者，從5月11日到15日，科考隊(duì)員嘗試在雅魯藏布江流速最湍急的區(qū)域，從江面到江底對流沙進(jìn)行垂線流速分布的自動(dòng)觀測和采樣，已經(jīng)獲取了近日漲水增沙的一組全過程數(shù)據(jù)。

　　黃爾介紹，坐底仿生水沙觀測系統(tǒng)搭載懸浮沉積物捕集器、高頻聲學(xué)多普勒流速剖面儀、原位激光粒度儀和水溫、濁度及壓力傳感器等多種觀測設(shè)備，可對河流的水文特征及動(dòng)力條件實(shí)現(xiàn)分鐘級的連續(xù)觀測。

　　傳統(tǒng)采沙方法依靠人力取水，采樣時(shí)間間隔長，獲取數(shù)據(jù)效率低。坐底仿生水沙觀測系統(tǒng)的投放，標(biāo)志著我國山區(qū)河流水沙監(jiān)測進(jìn)入了高時(shí)間分辨率全過程監(jiān)測的新階段。

　　揭示河流沉積過程

　　中國科學(xué)院院士、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教授王成善告訴科記者，實(shí)時(shí)、連續(xù)地觀測河流中泥沙的搬運(yùn)情況和變化，將有助于了解有多少物質(zhì)從青藏高原侵蝕下來，搬運(yùn)出去，再沉積下來。

　　結(jié)合河流沉積物礦物及化學(xué)組成等的實(shí)驗(yàn)室測試分析，可對青藏高原河流沉積物來源、組成及從搬運(yùn)動(dòng)力過程開展超高時(shí)間分辨率定量化研究。

　　王成善介紹，讀取青藏高原大江大河中“沙的故事”，一方面是要回答一些科學(xué)問題。比如，精細(xì)刻畫百萬年到日等不同時(shí)間尺度源—匯過程，即河流的“移山填海”是怎樣一個(gè)過程？雅魯藏布江何時(shí)貫通？雅江大峽谷何時(shí)形成？

　　另一方面，是要服務(wù)生態(tài)保護(hù)和民生。在青藏高原特殊自然地理環(huán)境下，土壤發(fā)育差、成土速率低、土層薄、水土流失，區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱。研究河流輸沙量及其變化是評估土地退化和土壤資源減少的重要度量，同時(shí)也是指示人類對生態(tài)系統(tǒng)影響的重要指標(biāo)。

　　科研人員對洪峰、泥石流及滑坡等極端事件的觀測結(jié)果，有助于理解極端事件時(shí)期河流的水土流失情況，為洪水、泥石流等災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)對提供科學(xué)依據(jù)。

　　填補(bǔ)“亞洲水塔”研究的空白

　　青藏高原是亞洲13條大江大河的主要發(fā)源地，被稱為“亞洲水塔”。雅魯藏布江是西藏最主要的河流，發(fā)源于喜馬拉雅山脈北麓、阿里地區(qū)的杰瑪央宗冰川，水能蘊(yùn)藏豐富，全長2000多公里。這次坐底仿生水沙觀測系統(tǒng)投放點(diǎn)，選在雅魯藏布江中游河段。

　　第二次青藏科考聚焦亞洲水塔的變化，研究亞洲水塔變化特點(diǎn)、影響其變化的各種機(jī)理及未來全球變暖可能產(chǎn)生的潛在威脅，將為國家建設(shè)青藏高原生態(tài)文明高地提供科學(xué)支撐。

　　“亞洲水塔的變化中，我們很關(guān)心河流沉積的過程，但以前這方面研究很少，個(gè)別水文站有一點(diǎn)沉積量的水樣，不足以揭示整個(gè)河流的沉積過程。”中國科學(xué)院院士、第二次青藏科考隊(duì)長姚檀棟說，經(jīng)過王成善團(tuán)隊(duì)兩年多的努力，整個(gè)河流斷面上沙的沉積過程，終于能夠被先進(jìn)技術(shù)揭示出來了。