随着气候变化的加剧，欧洲阿尔卑斯山等高山地区正面临温度显著上升、冰川退缩和永久冻土融化等严峻挑战，这些变化导致水文和泥沙输移机制发生显著改变，加剧了洪水、泥石流和碎屑洪水等灾害风险。传统的泥沙管理往往局限于水力学角度，依赖修建横向和纵向torrent控制结构以及大规模河床采砂，缺乏多学科整合与系统性规划，导致管理策略零散且科学性不足。山区流域作为景观中对气候变化响应最为敏感的区域，其泥沙动态对下游河道演变、栖息地稳定及洪水风险具有决定性影响，因此迫切需要一种综合性的诊断与管理方法。本文旨在解决如何通过多学科综合分析方法，制定现代且可持续的泥沙管理计划 (SMP)，以系统管理山区水道的泥沙输移过程。

图1. 所调查的阿达河全长12公里，自北向南流淌，位于瓦尔泰利纳河上游地区 (意大利伦巴第大区，北部)。

• 研究内容

研究以意大利阿达河流域为案例，提出了一种名为“水文-地貌-泥沙-生态综合分析 (HySEcA)”的创新性诊断框架。该方法首先通过地理信息系统 (GIS) 与地形分析，将河道划分为14个均质河段和28个子流域，并识别冲积扇顶点作为子流域出口，为后续分析提供空间单元。HySEcA整合了场勘与桌面分析，包括利用结构光运动 (SfM) 和激光雷达 (LiDAR) 技术获取高精度数字高程模型 (DEM)、河道粒度组成调查以及河岸植被群落分类，从而构建全面的数据库。在子流域尺度上，研究运用降雨-径流模型估算不同重现期下的设计洪峰流量，采用SCS-CN方法计算降雨超额量，并基于Huff雨型分布与WFIUH-1par单位线模拟水文过程。同时，通过经验公式预测了泥石流可能携带的泥沙体积 (如Marchi等人的统计模型) 和表面侵蚀产沙量 (改进的Gavrilovic侵蚀潜力模型)，以及极端事件中可能动员的大体积木材量 (Comiti公式)。此外，还应用Borselli和Cavalli提出的连通性指数 (IC) 量化泥沙从源到汇的输送潜力，识别沉积物易堆积或易输移的区域。

图2. 拟定现代可持续泥沙管理计划的框架。

在河段尺度上，研究通过不同时期DEM差异分析 (DoD) 量化河床沉积与侵蚀体积变化，并评估了现有87座torrent控制结构 (如拦砂坝、潜坝) 的功能性损失指数 (LoFI)。调查发现约90%的结构功能良好，但上游部分结构因泥沙淤积而完全失效。河岸植被监测显示，河道内植被稀少，岸坡以本地柳树等物种为主，下游河段有蝴蝶灌木入侵。这些分析揭示了河道普遍存在淤积趋势，泥沙与大型木材输入量大，且与主河道连通性高，亟需针对性干预。

• 研究总结

本研究开发的HySEcA方法为山区流域泥沙管理提供了科学严谨且易于实施的诊断工具，有效整合了多源数据与多学科知识，能够识别关键风险河段并量化泥沙动态。案例应用表明，上阿达河上游河段 (4A) 因严重淤积、高泥沙输入和输送能力不足而最为关键，需优先采取疏导、控源或沉积物捕集等措施。该框架强调基于Lane平衡理论恢复河道形态均衡，并通过周期性监测、事后调查与连续观测相结合的方式优化管理计划。这一方法不仅提升了数据库的标准化与完整性，还支持不同灾害情景下的决策制定，促进了从碎片化治理向系统性流域管理的转变，为全球类似山区环境的可持续泥沙管理提供了可推广的范例。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2624-795X/5/4/53

• GeoHazards 期刊介绍

主编：Prof. Dr. Zhong Lu, Southern Methodist University, USA; Prof. Dr. Tiago Miguel Ferreira, University of Lisbon, Portugal

期刊发表范围涵地球物理/地质灾害、气候及气候变化相关灾害、气象灾害、水文灾害、块体运动灾害以及人为和技术灾害等研究领域。自2020年创刊以来，被ESCI、Scopus、GeoRef等多个权威数据库收录。

2024 Impact Factor：1.6

2024 CiteScore：2.2

Time to First Decision：20.1 Days

Acceptance to Publication：4 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/geohazards