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贵州有色地质工程勘察公司 550002
本人于二零一三年七月中旬随唐主任到达西藏,对西藏那曲地区冰湖溃决泥石流的成因进行调查。此次调查历时五十一天,基本完成了本年度野外调查的任务目标,现对此次调查内容作如下总结。
一、西藏冰湖的主要类型、冰湖溃决的原因及相关条件
冰湖广泛分布于世界各国山区,是冰川运动的产物。冰湖溃决导致的泥石流是高山冰川区的主要灾害。冰湖种类繁杂,分为冰面湖、冰内湖、冰坝湖(冰川堵塞沟口形成湖)、终碛湖、冰斗湖、槽谷湖和冰碛湖等等。发生溃决的冰湖主要分为冰川阻塞湖(冰坝湖)和冰碛阻塞湖(冰碛湖)两类,在我国,典型的冰坝湖溃决泥石流多分布于新疆叶尔羌河流域上游的可勒青河现代冰川区;冰碛湖集中在西藏地区的雅鲁藏布江、喜马拉雅山区、波曲及朋曲河流域。在冰期的退冰阶段,山体和沟谷里的冰川夹着砾石缓慢移动,此过程强烈的摩擦挫创着冰床,形成各种冰蚀地形,在全球气候变暖的条件下,冰川逐渐退缩,最终形成了冰碛湖。
冰碛湖溃决又分为两类:一类是终碛堤内埋藏冰融化导致的管涌使终碛堤破坏;另一类是由于不稳定冰体滑坡和冰崩入湖使水位上涨并激起涌浪,使通过溢流口的水位急剧升高,流速增大,产生强烈的冲刷导致溃堤。西藏地区的冰湖溃决通常为后者现象。一般情况下,冰碛湖通过终碛堤的渗流与进入湖内的冰雪融水保持着水量平衡,通常呈蓄满状态。当暖期冰雪融水增多时,则通过终碛堤最低处漫溢缓慢排出。不稳定冰体滑坡入湖会使冰湖水位急剧上升,形成高于溢出口的溢流水头。溢流水头足够高的情况下,形成的溢流流速大于溢出口泥沙的起动流速,溢流就会冲刷和下切终渍堤。如果堤坝下切速率大于溢流导致的湖水水位下降速率,则溢流口水头会随下切而增加,流速进一步增大,导致更快和更强的冲刷下切,形成终碛湖在局部堤段的瞬时溃决。
二、西藏自治区那曲地区嘉黎县野外现场调查内容
本次调查对象主要为对群众隐患及危害较大的冰湖,在对忠玉乡冰湖调查之后,我单位紧接着按照遥感解译的成果对嘉黎县的6个冰湖进行了调查。
以下为冰湖的影像资料及基本数据:
(1)忠玉乡六号冰湖
六号冰湖位于洛穷沟,坐标N:30°21′12.8″,E:93°30′26″,湖长400m,宽度300m,面积0.12Km?,冰川距离冰湖约1Km左右,由于该冰湖有稳定的出水口且上游冰川距离冰湖较远,因此现状相对较稳定,
(2)忠玉乡七号冰湖
七号冰湖地处洛穷沟,位于六号冰湖下游,坐标N:30°21′21.8″,E:93°31′46.65″,面积0.08Km2,由于该冰湖面积较小,且冰湖下方有呈S形干涸凹地(如若冰湖发生溃决,该凹地能有效缓冲容纳部分冰湖现有蓄水),因此该冰湖现状相对较稳定。
(3)阿扎镇巴索湖(阿扎村一号、二号)
阿扎村巴索湖位于阿扎镇四村,坐标:N:30°31.928″,E:93°25.172″,高程4794m,湖坝侧积高度50m,冰湖最深处25m,平均约15m,冰湖面积约66000m?,储水量约9900000m?,湖水位距离侧坝高度30m,目前冰湖有较为稳定的出水流量,出水口流速约3m?/s,出水口部位主要为碎石含漂石,在一号冰湖上游还有冰湖,面积相对较小,冰川补给面积相对较大,目前巴塞湖现状相对稳定,对下游三十户村民约150人的威胁相对较小。
(4)阿扎镇赛乐湖
阿扎镇赛乐湖位于阿扎镇四村,地理坐标:N:30°31.764′,E:93°26.369″,高程:4803m,该湖长1195m,宽600m,平均深度40m,储水量约28680000m?,湖坝高度约70m,坝体长度约450m,厚度50m,湖水位距离坝顶高度30m,目前后缘山体的冰舌已经伸入冰湖中,冰川补给面积较大,坝体主要为粗砂,含漂石,漂石粒径最大5m,主要分布在表层,现坝体有稳定的出水口,流速约10m?/s,出水口高度15m,宽度20m,纵坡降较大,约400‰,底部主要为卵石、漂石,据测,湖水稳定5.9℃,冰湖下游河面宽度15m左右,为布隆沟,坡度较缓,峡谷宽度800到1000m,目前冰湖下游有30多户居民,约150人左右,由于冰湖储水量较大,且坝体主要为粗砂,因此对下游村民有一定的威胁。
(5)阿扎镇四号湖
阿扎镇四号湖位于阿扎镇五村,坐标:N:30°32′18.8″,E:93°31′08.5″,高程4732m,湖坝高度247m,湖水位距离坝体高度34m,冰湖深度平均21m,冰湖长1300m,宽600m,冰湖储水量约16380000m?。后缘冰川量相对较大,目前冰湖有稳定的出水流量,出口宽度5.7m,深0.8m,流速约15m?/s,坝体主要为卵石,粒径约5到20cm,出口处纵坡降相对较大,下游目前有7户村民,约30人,该冰湖对下游的威胁相对较小。
(6)阿扎镇莫参湖(五号湖)
阿扎镇五号湖位于阿扎镇五村,坐标:N:30°33′51″,E:93°26′44″,高程5104.50m,湖坝高度150m,冰湖深度平均为18m,冰湖长200m,宽100m,冰湖储水量约360000m?。目前坝体主要为砂砾,含碎石、卵石、漂石。漂石粒径最大3m,冰湖两岸崩塌松散堆积体较多,在坝脚处由于漂石含量相对较多而产生渗流,目前上有冰雪融水对冰湖进行补给,出口流速约1.5 m?/s,出口宽度约10m,纵坡降约300‰,终碛坝长约350m,背水坡度约45°,靠近冰湖下游为冲洪积卵石土,再下游为第四系残坡积碎石土,两岸崩塌发育,主要为板岩,破碎石,目前冰湖下游居民9户,40多人,目前坝体相对较稳定。
总的来说,冰湖泥石流溃决形成条件与终碛堤、冰湖和冰滑坡有密切联系;终碛堤粒度分布不均匀,粗细混杂,粗颗粒的重力大,细颗粒的粘结力大,则坝体组成颗粒起动流速大,较高的溢流水头才能满足冲刷的动力条件;溃口宽度与堤坝长度比越小,溃口处流速越大,越容易溃决;冰湖面积和长度是影响泥石流溃决的主要因素,水深和坝体坡度为次要因素,冰湖面积大,坝体坡度小,则相同体积的冰滑坡入湖水位影响不大,但是冰湖规模过小,在开始溢流冲刷后水位下降过快可能使溃口水头降至临界水头以下而停止下切,反而不利于溃决的发展;冰湖过长,冰滑坡入水与溢流口距离远,涌浪衰减,不容易溃决;水深的冰湖水体积较大,涌浪也稍大,容易发生溃决。
三、对冰湖溃决泥石流进行认识调查的必要性
冰湖溃决往往是瞬間爆发,其洪水或泥石流影响规模大、危害范围广,常波及下游河谷数百公里处,给下游居民区、公路、桥梁和水利水电等设施带来严重灾害,给人民的生命财产安全造成严重损失。喜马拉雅山区近半世纪来发生20余次较大的终碛湖溃决灾害事件,其中绝大部分发生在我国西藏境内,对邻国(印度、尼泊尔)的人畜安全、经济财产也造成了巨大危害。冰湖溃决泥石流爆发突然,观测困难,目前对冰碛湖漫溢型溃决临界水文条件以及冰湖溃决泥石流的演化特征和规律的研究相对较少,因此,开展冰湖溃决评价研究对中国西藏地区经济建设与发展具有重要的实践意义。
四、对冰湖溃决泥石流预防的建议
最后,对冰湖溃决的预防可以考虑以下措施:首先是加强监测,特别是雨季最好是定点观测,做好防御工作,考虑到一些冰湖区域较偏,通讯不便、交通不便,如果下游基础设施或居民较多,建议修建信号塔等通讯基站,发生灾情前以便及时通知下游居民撤离,若下游居民较少的情况下建议搬迁;其次,在威胁较高的冰湖可以采用人工新开排水渠道,大大降低湖水水位,即使溃决,也没有蓄水可供造成洪水和泥石流灾害
本人于二零一三年七月中旬随唐主任到达西藏,对西藏那曲地区冰湖溃决泥石流的成因进行调查。此次调查历时五十一天,基本完成了本年度野外调查的任务目标,现对此次调查内容作如下总结。
一、西藏冰湖的主要类型、冰湖溃决的原因及相关条件
冰湖广泛分布于世界各国山区,是冰川运动的产物。冰湖溃决导致的泥石流是高山冰川区的主要灾害。冰湖种类繁杂,分为冰面湖、冰内湖、冰坝湖(冰川堵塞沟口形成湖)、终碛湖、冰斗湖、槽谷湖和冰碛湖等等。发生溃决的冰湖主要分为冰川阻塞湖(冰坝湖)和冰碛阻塞湖(冰碛湖)两类,在我国,典型的冰坝湖溃决泥石流多分布于新疆叶尔羌河流域上游的可勒青河现代冰川区;冰碛湖集中在西藏地区的雅鲁藏布江、喜马拉雅山区、波曲及朋曲河流域。在冰期的退冰阶段,山体和沟谷里的冰川夹着砾石缓慢移动,此过程强烈的摩擦挫创着冰床,形成各种冰蚀地形,在全球气候变暖的条件下,冰川逐渐退缩,最终形成了冰碛湖。
冰碛湖溃决又分为两类:一类是终碛堤内埋藏冰融化导致的管涌使终碛堤破坏;另一类是由于不稳定冰体滑坡和冰崩入湖使水位上涨并激起涌浪,使通过溢流口的水位急剧升高,流速增大,产生强烈的冲刷导致溃堤。西藏地区的冰湖溃决通常为后者现象。一般情况下,冰碛湖通过终碛堤的渗流与进入湖内的冰雪融水保持着水量平衡,通常呈蓄满状态。当暖期冰雪融水增多时,则通过终碛堤最低处漫溢缓慢排出。不稳定冰体滑坡入湖会使冰湖水位急剧上升,形成高于溢出口的溢流水头。溢流水头足够高的情况下,形成的溢流流速大于溢出口泥沙的起动流速,溢流就会冲刷和下切终渍堤。如果堤坝下切速率大于溢流导致的湖水水位下降速率,则溢流口水头会随下切而增加,流速进一步增大,导致更快和更强的冲刷下切,形成终碛湖在局部堤段的瞬时溃决。
二、西藏自治区那曲地区嘉黎县野外现场调查内容
本次调查对象主要为对群众隐患及危害较大的冰湖,在对忠玉乡冰湖调查之后,我单位紧接着按照遥感解译的成果对嘉黎县的6个冰湖进行了调查。
以下为冰湖的影像资料及基本数据:
(1)忠玉乡六号冰湖
六号冰湖位于洛穷沟,坐标N:30°21′12.8″,E:93°30′26″,湖长400m,宽度300m,面积0.12Km?,冰川距离冰湖约1Km左右,由于该冰湖有稳定的出水口且上游冰川距离冰湖较远,因此现状相对较稳定,
(2)忠玉乡七号冰湖
七号冰湖地处洛穷沟,位于六号冰湖下游,坐标N:30°21′21.8″,E:93°31′46.65″,面积0.08Km2,由于该冰湖面积较小,且冰湖下方有呈S形干涸凹地(如若冰湖发生溃决,该凹地能有效缓冲容纳部分冰湖现有蓄水),因此该冰湖现状相对较稳定。
(3)阿扎镇巴索湖(阿扎村一号、二号)
阿扎村巴索湖位于阿扎镇四村,坐标:N:30°31.928″,E:93°25.172″,高程4794m,湖坝侧积高度50m,冰湖最深处25m,平均约15m,冰湖面积约66000m?,储水量约9900000m?,湖水位距离侧坝高度30m,目前冰湖有较为稳定的出水流量,出水口流速约3m?/s,出水口部位主要为碎石含漂石,在一号冰湖上游还有冰湖,面积相对较小,冰川补给面积相对较大,目前巴塞湖现状相对稳定,对下游三十户村民约150人的威胁相对较小。
(4)阿扎镇赛乐湖
阿扎镇赛乐湖位于阿扎镇四村,地理坐标:N:30°31.764′,E:93°26.369″,高程:4803m,该湖长1195m,宽600m,平均深度40m,储水量约28680000m?,湖坝高度约70m,坝体长度约450m,厚度50m,湖水位距离坝顶高度30m,目前后缘山体的冰舌已经伸入冰湖中,冰川补给面积较大,坝体主要为粗砂,含漂石,漂石粒径最大5m,主要分布在表层,现坝体有稳定的出水口,流速约10m?/s,出水口高度15m,宽度20m,纵坡降较大,约400‰,底部主要为卵石、漂石,据测,湖水稳定5.9℃,冰湖下游河面宽度15m左右,为布隆沟,坡度较缓,峡谷宽度800到1000m,目前冰湖下游有30多户居民,约150人左右,由于冰湖储水量较大,且坝体主要为粗砂,因此对下游村民有一定的威胁。
(5)阿扎镇四号湖
阿扎镇四号湖位于阿扎镇五村,坐标:N:30°32′18.8″,E:93°31′08.5″,高程4732m,湖坝高度247m,湖水位距离坝体高度34m,冰湖深度平均21m,冰湖长1300m,宽600m,冰湖储水量约16380000m?。后缘冰川量相对较大,目前冰湖有稳定的出水流量,出口宽度5.7m,深0.8m,流速约15m?/s,坝体主要为卵石,粒径约5到20cm,出口处纵坡降相对较大,下游目前有7户村民,约30人,该冰湖对下游的威胁相对较小。
(6)阿扎镇莫参湖(五号湖)
阿扎镇五号湖位于阿扎镇五村,坐标:N:30°33′51″,E:93°26′44″,高程5104.50m,湖坝高度150m,冰湖深度平均为18m,冰湖长200m,宽100m,冰湖储水量约360000m?。目前坝体主要为砂砾,含碎石、卵石、漂石。漂石粒径最大3m,冰湖两岸崩塌松散堆积体较多,在坝脚处由于漂石含量相对较多而产生渗流,目前上有冰雪融水对冰湖进行补给,出口流速约1.5 m?/s,出口宽度约10m,纵坡降约300‰,终碛坝长约350m,背水坡度约45°,靠近冰湖下游为冲洪积卵石土,再下游为第四系残坡积碎石土,两岸崩塌发育,主要为板岩,破碎石,目前冰湖下游居民9户,40多人,目前坝体相对较稳定。
总的来说,冰湖泥石流溃决形成条件与终碛堤、冰湖和冰滑坡有密切联系;终碛堤粒度分布不均匀,粗细混杂,粗颗粒的重力大,细颗粒的粘结力大,则坝体组成颗粒起动流速大,较高的溢流水头才能满足冲刷的动力条件;溃口宽度与堤坝长度比越小,溃口处流速越大,越容易溃决;冰湖面积和长度是影响泥石流溃决的主要因素,水深和坝体坡度为次要因素,冰湖面积大,坝体坡度小,则相同体积的冰滑坡入湖水位影响不大,但是冰湖规模过小,在开始溢流冲刷后水位下降过快可能使溃口水头降至临界水头以下而停止下切,反而不利于溃决的发展;冰湖过长,冰滑坡入水与溢流口距离远,涌浪衰减,不容易溃决;水深的冰湖水体积较大,涌浪也稍大,容易发生溃决。
三、对冰湖溃决泥石流进行认识调查的必要性
冰湖溃决往往是瞬間爆发,其洪水或泥石流影响规模大、危害范围广,常波及下游河谷数百公里处,给下游居民区、公路、桥梁和水利水电等设施带来严重灾害,给人民的生命财产安全造成严重损失。喜马拉雅山区近半世纪来发生20余次较大的终碛湖溃决灾害事件,其中绝大部分发生在我国西藏境内,对邻国(印度、尼泊尔)的人畜安全、经济财产也造成了巨大危害。冰湖溃决泥石流爆发突然,观测困难,目前对冰碛湖漫溢型溃决临界水文条件以及冰湖溃决泥石流的演化特征和规律的研究相对较少,因此,开展冰湖溃决评价研究对中国西藏地区经济建设与发展具有重要的实践意义。
四、对冰湖溃决泥石流预防的建议
最后,对冰湖溃决的预防可以考虑以下措施:首先是加强监测,特别是雨季最好是定点观测,做好防御工作,考虑到一些冰湖区域较偏,通讯不便、交通不便,如果下游基础设施或居民较多,建议修建信号塔等通讯基站,发生灾情前以便及时通知下游居民撤离,若下游居民较少的情况下建议搬迁;其次,在威胁较高的冰湖可以采用人工新开排水渠道,大大降低湖水水位,即使溃决,也没有蓄水可供造成洪水和泥石流灾害