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作者及机构
本研究的主要作者包括谢军、汪明和刘凯，他们分别来自北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室、环境演变与自然灾害教育部重点实验室以及地理科学学部减灾与应急管理研究院。该研究发表于《水土保持研究》（Research of Soil and Water Conservation）期刊，2019年2月第26卷第1期。

学术背景
本研究的主要科学领域为灾害风险评估与管理，特别是震后极端降雨条件下流域产沙及物质运移规律的研究。汶川地震引发了大量滑坡、崩塌和泥石流，导致大量松散物质堆积在山体坡面和沟谷中。这些物质在极端降雨事件驱动下进入河道，导致河床淤积、河道变宽，增加了下游居民区的洪涝风险。因此，研究震后流域在极端降雨条件下的产沙及物质运移规律，对于理解灾害形成机制、评估次生灾害风险以及制定防灾减灾措施具有重要意义。本研究的目的是通过模拟不同降雨情景下的流域产沙及物质运移规律，揭示震后流域侵蚀堆积的空间分布格局，为灾区的长期恢复重建和生态环境治理提供科学依据。

研究流程
本研究包括以下几个主要步骤：
1. 研究区概况与数据准备
研究区位于四川省绵阳市平武县洪溪河流域，面积约179平方公里。研究采用2013年极端降雨数据，并基于无强降雨情景逐步增加降雨强度和频次，生成了6个不同的降雨情景。地形数据采用全球数字高程模型（Global DEM），土地利用数据通过高分辨率遥感影像提取，包括林地、耕地、滑坡和河道四类。
2. 模型选择与参数设置
研究采用凯撒二维水动力地表景观演变模型（CAESAR-Lisflood），该模型基于元胞自动机（Cellular Automaton）算法，能够模拟地表径流、泥沙输送、河床侵蚀和堆积等过程。模型输入参数包括地形、降雨、边坡失稳临界值、植被、土壤侵蚀等。
3. 模型校验
通过高分辨率卫星遥感影像和实地调研数据对模型进行校验，确保模拟结果与实际观测数据相符。
4. 模拟与分析
在不同降雨情景下运行模型，模拟流域产沙及物质运移规律，分析侵蚀堆积的空间分布格局。通过统计不同情景下流域出口产沙量、总产沙量以及侵蚀堆积的像元分布，揭示降雨强度对产沙量的影响。
5. 结果验证与讨论
将模拟结果与实地观测数据进行对比，验证模型的准确性，并讨论震后植被破坏对物质运移规律的影响。

主要结果
1. 流域产沙量对降雨强度的敏感性
随着降雨强度的增加，流域出口产沙量和总产沙量均呈现非线性增长。在极端降雨事件发生后，流域出口产沙量出现明显的突变现象，且突变程度随着降雨强度的增加而增强。例如，从无强降雨情景到极端降雨情景，流域出口产沙量从85,250立方米增长到255,129立方米，总产沙量从592,659立方米增长到3,409,066立方米。
2. 侵蚀堆积的空间分布规律
流域上游地区以侵蚀为主，下游地区的主河道堆积明显。在极端降雨情景下，下游河道的最大堆积高度可达5.92米。此外，震后植被破坏严重的区域，特别是滑坡泥石流附近，侵蚀堆积现象更为显著。
3. 像元分布统计分析
不同降雨情景下侵蚀堆积像元的分布近似正态分布，随着降雨强度的增加，侵蚀堆积程度较高的像元比例逐渐增加，流域出口流失的泥沙量占总产沙量的比例逐渐减少。

结论
本研究通过CAESAR-Lisflood模型，成功模拟了震后极端降雨条件下流域产沙及物质运移规律，揭示了侵蚀堆积的空间分布格局。研究结果表明，震后流域产沙量对降雨强度具有高度敏感性，极端降雨事件会显著增加流域出口产沙量和总产沙量。此外，震后植被破坏对物质运移规律有重要影响，特别是在滑坡泥石流严重的中下游地区，侵蚀堆积现象更为明显。这些发现为灾区的长期恢复重建、防灾减灾和生态环境治理提供了重要的科学依据。

研究亮点
1. 创新性方法
本研究首次将CAESAR-Lisflood模型应用于震后流域物质运移规律的模拟，验证了该模型在极端灾害事件后模拟泥沙运移及地貌演变的有效性。
2. 重要发现
研究揭示了震后流域产沙量对降雨强度的非线性响应规律，以及侵蚀堆积空间分布的差异性，为理解震后次生灾害形成机制提供了新的视角。
3. 应用价值
研究结果为震后流域的泥沙调控、生态环境治理以及防灾减灾提供了科学支撑，具有重要的实际应用价值。

其他有价值内容
本研究还探讨了震后次生山地灾害对流域产沙量及物质运移的作用机制，为进一步研究灾害过程形成机理及其对生态环境的影响提供了基础。此外，研究团队自2010年以来在研究区持续观测，积累了大量的实测数据，为模型的校验和结果验证提供了可靠的支持。