雅魯藏布江大拐彎入口格嘎冰川泥石流堵江影響分析

王　毅，　張 運(yùn) 達(dá)

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都　610072)

雅魯藏布江大拐彎入口格嘎冰川泥石流堵江影響分析

王毅，張 運(yùn) 達(dá)

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：晚更新世中晚期的末次冰期，雅魯藏布江入口的格嘎冰川發(fā)生大規(guī)模堵江和堰塞，形成沿江長達(dá)20多km的堰塞壩和上游200余km的堰塞湖，回水高程超過3 150 m，沉積了多層堰塞湖相地層。全新世以來冰川活動(dòng)大幅退縮，但冰川泥石流活動(dòng)仍可能局部淤塞或短暫堵塞雅魯藏布江，給溝口和下游地區(qū)帶來不利影響。根據(jù)格嘎冰川在末次冰期的堵江歷史、堰塞沉積和冰后期格嘎冰川的活動(dòng)情況，分析并預(yù)測(cè)了今后在暴雨條件下發(fā)生泥石流對(duì)堵江的影響。

關(guān)鍵詞：格嘎冰川；堰塞湖；泥石流；堵江影響

1概述

在晚更新世的末次冰期，雅魯藏布江下游大拐彎及其周圍地區(qū)冰川發(fā)育，曾多次堵塞雅魯藏布江干流和支流，形成堰塞湖。其中雅魯藏布江大峽谷入口的格嘎冰川規(guī)模巨大，多次堵塞雅魯藏布江，在直白～加拉沿河堵江長度達(dá)23 km、厚度超過500 m的堰塞壩形成規(guī)模巨大的堰塞湖，堰塞湖回水至上游朗縣附近，對(duì)玉松以上至朗縣河段產(chǎn)生過巨大影響。現(xiàn)今在大拐彎入口的南迦巴瓦峰四周、高程4 500 m以上區(qū)域仍廣泛發(fā)育現(xiàn)代冰川，其中的主冰川——?jiǎng)t隆弄冰川發(fā)生過多次小規(guī)模的冰川泥石流活動(dòng)，對(duì)溝口及下游地區(qū)造成不同程度的危害[1，2]。筆者對(duì)格嘎冰川泥石流的發(fā)育情況、活動(dòng)性、堵江可能性、堵江堰塞的影響進(jìn)行了研究。

2格嘎冰川概況

雅魯藏布江下游地區(qū)是我國海洋型冰川的主要分布區(qū)，其分布面積約5 000 km2，占我國海洋型冰川總面積的5/8。其中以南迦巴瓦峰為中心四周呈放射狀分布有11條現(xiàn)代山谷冰川，總面積達(dá)225.21 km2。在南迦巴瓦峰的東南坡發(fā)育3條大的山谷冰川，最大的央朗藏布冰川長約11 km，延伸入海拔3 000 m的針闊混交林中；北坡發(fā)育4條冰川，其上限源自海拔7 782 m的南迦巴瓦峰主峰，末端直至高程約3 100 m的大拐彎峽谷底部，垂直高差達(dá)4 882 m；西坡發(fā)育有以格嘎冰川為中心的4條大型冰川。

格嘎冰川，又稱則隆弄冰川，位于雅魯藏布江大峽谷入口的南迦巴瓦峰西北坡，是一條大型季風(fēng)海洋性冰川，屬我國首次被發(fā)現(xiàn)并被多次考察過的、具有躍動(dòng)形跡的超長運(yùn)動(dòng)冰川(圖1)。格嘎冰川從上游至下游依次發(fā)育有格嘎溝、直白溝、咔喳溝和不隆弄溝4條大型冰川溝谷，溝道的平均縱坡降約為237‰～348‰。其中以格嘎冰川規(guī)模最大，該冰川長約10.6 km，上限為海拔7 782 m的南迦巴瓦峰，下限伸入海拔4 100 m以下的林線附近，冰川面積達(dá)17. 9 km2，其中積累區(qū)面積為11.1 km2、冰川系數(shù)(積累區(qū)面積與消融區(qū)面積之比)為1.63，消融區(qū)全被冰磧物覆蓋。

圖1　格嘎冰川地貌特征

格嘎冰川各類冰川地貌發(fā)育，主要有角峰、冰斗、槽谷、冰磧物遺跡，其中角峰地貌主要分布在南迦巴瓦峰山頂一線，冰斗地貌空間分布幅度大，主要分布在西南方向海拔4 400～4 800 m，分布高差幅度約為400 m，現(xiàn)代冰川繼承了原來的古冰斗地貌并不斷改造。冰川槽谷多起源于冰斗冰坎的邊緣處，止于河流切割的谷地。格嘎冰川冰磧物遺跡分布廣，從海拔2 800 m的雅魯藏布江谷地到海拔4 000 m地帶，沿江自上游玉松至下游加拉長約23 km的河段普遍分布有新老冰川遺跡，沉積物質(zhì)和堆積形態(tài)特征明顯。據(jù)冰磧地貌形態(tài)和冰磧物同位素年齡測(cè)定，可以大致分為現(xiàn)代冰川冰磧、全新世冰磧、晚更新世晚期和晚更新世中期4個(gè)時(shí)期的冰磧。

3格嘎冰川活動(dòng)與堰塞堵江

在距今7.5～1.1萬年的晚更新世中～晚期，氣候寒冷，環(huán)境巨變，在中國的西部和中東部的部分地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的冰川活動(dòng)，中國進(jìn)入了末次冰期(即大理冰期)，在中國西藏地區(qū)則為珠穆朗瑪冰期。末次冰期一般分為兩寒夾一暖三個(gè)階段：在距今約7.5～4.5萬年的大理冰期早冰階，氣候較寒冷，在西藏的吉隆寺和雅魯藏布江大拐彎等地區(qū)均發(fā)育了規(guī)模不等的山岳冰川；在距今4.5～2.5萬年期間，為氣候相對(duì)溫暖的間冰階，冰川退縮，范圍減?。辉诰嘟?.5～1.1萬年進(jìn)入末次冰川的盛冰期，即大理冰期晚冰階，是中國自廬山冰期以來氣候最嚴(yán)寒的時(shí)期，冰川活動(dòng)的范圍廣、規(guī)模大。西藏的廣大地區(qū)被冰雪覆蓋，喜馬拉雅山和雅魯藏布江大拐彎地區(qū)廣泛發(fā)育大規(guī)模的山岳冰川。末次盛冰期以后的全新世，全球氣候溫暖，進(jìn)入冰后期，除高山地區(qū)殘留部分山岳冰川外，大部分冰川消融、退縮，此后雖有相對(duì)短暫的寒冷時(shí)期，發(fā)生小規(guī)模的冰進(jìn)，但總體規(guī)模不大，范圍較小，冰川活動(dòng)的高程一般在3 800 m以上。

中更新世的冰川活動(dòng)在范圍和規(guī)模上均要大于晚更新世的末次冰期，但由于其時(shí)代久遠(yuǎn)，冰川活動(dòng)的痕跡多被改造或覆蓋而難以發(fā)現(xiàn)和證實(shí)。而末次冰期時(shí)代較新，遭后期改造較小，冰川活動(dòng)的痕跡保存較完好。格嘎冰川在末次冰期的兩個(gè)冰階期均有大規(guī)模活動(dòng)的痕跡，主要表現(xiàn)為冰川堆積和堰塞湖沉積兩個(gè)方面。

3.1冰川堆積

在南迦巴瓦峰西北坡的雅魯藏布江玉松～加拉長約23 km的河段上，廣泛分布有格嘎冰川在末次冰期活動(dòng)期間堆積的巨厚層冰磧層，地表可見厚度一般大于250 m，最大可達(dá)600 m以上；在現(xiàn)代河床以下厚度大于200 m。冰磧物由大小混雜、無層理、結(jié)構(gòu)密實(shí)的含漂塊碎石土組成。

這些巨厚的冰磧物經(jīng)后期雅魯藏布江切割改造后在兩岸形成不同高程的冰磧臺(tái)地，從上游玉松～下游加拉河段總體上可以分為三段(圖1)：第一段為格嘎村上游至玉松河段，雅魯藏布江干流穿越其中，兩岸殘留有寬600～800 m左右的冰磧堆積臺(tái)地，臺(tái)面高程為3 150 m，高出現(xiàn)代河床高程2 900～2 880 m約250 m，臺(tái)地前緣為陡壁或次一級(jí)小臺(tái)地；第二段為格嘎村上游側(cè)至不隆弄溝下游側(cè)，該段為格嘎冰川及冰磧物的主要源地，右岸從上游至下游依次發(fā)育有格嘎溝、直白溝、咔喳溝和不隆弄溝4條冰川溝谷，平均縱坡降約250‰～300‰，溝口一帶多分布有現(xiàn)代冰川泥石流堆積，沿江發(fā)育寬闊的格嘎村和直白村臺(tái)地，高程約為3 000 m，高出現(xiàn)代河水面150 m，而在兩臺(tái)地的后緣殘留有高程達(dá)3 500 m左右的冰磧臺(tái)地及冰磧壟；第三段為不隆弄溝下游側(cè)至加拉，該段左右兩岸分別發(fā)育寬闊的打林冰磧臺(tái)地和加拉冰磧臺(tái)地，臺(tái)面高程約3 130～3 150 m，較現(xiàn)代河床高程2 830～2 780 m高350余m。

3.2堰塞湖沉積

在末次冰期，以南迦巴瓦峰為中心，雅魯藏布江兩岸尤其是右岸的眾多溝谷均發(fā)生了較大規(guī)模的冰川活動(dòng)，其中的格嘎冰川規(guī)模巨大，攜帶的大量冰磧物進(jìn)入雅魯藏布江干流，堵塞河道，形成沿江長達(dá)23 km、厚度超過500 m的堰塞壩，在雅魯藏布江干流玉松～朗縣河段形成了古玉松堰塞湖，對(duì)該河段產(chǎn)生過巨大影響。

地表調(diào)查表明，在雅魯藏布江干流兩岸，距玉松以上約150 km的臥龍、里龍到約80 km的林芝機(jī)場(chǎng)，向下至米瑞、魯霞、派鎮(zhèn)和玉松一帶以及支流尼洋河的八一鎮(zhèn)、老林芝縣城、喇嘛嶺、幫納等地高程2 950～3 150 m之間均分布有以粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂層為主的多層堰塞湖相地層，湖積層主要?dú)埩粲诟闪骱椭Я鲀砂遁^大支溝或岸坡凹岸，右岸分布范圍較左岸廣。湖積層頂面高程一般在3 080～3 150 m之間，表明當(dāng)時(shí)古玉松湖的回水高程在3 150 m以上。

通過沿江的勘探揭示，河床覆蓋層厚度一般大于500 m，其中代表末次冰期格嘎冰川堵江后堰塞湖相的沉積層在河流縱、橫方向分布連續(xù)，厚度一般為220～240 m，底部高程為2 700 m左右。該堰塞相沉積總體以含礫中粗砂層和粉質(zhì)黏土層為主，具有明顯的沉積層理。其中含礫中粗砂層主要代表堰塞初期和晚期河流開闊、水流緩慢時(shí)期的沉積，而粉質(zhì)黏土層則為典型的靜水湖相沉積。在垂向剖面上，粉質(zhì)黏土層具有多層結(jié)構(gòu)，總體上在河床縱向分布的連續(xù)性差異較大，厚度不一，表明沉積時(shí)期的水動(dòng)力條件差異較大且表現(xiàn)為多期次和不同規(guī)模的堰塞沉積特征。

綜上所述，在距今7.5～1.1萬年的晚更新世中晚期的末次冰期中，冰川活動(dòng)、堰塞堵江、古玉松湖形成和潰決是一個(gè)漫長的過程，它不是一次形成的，而是受當(dāng)時(shí)的古氣候條件、末次冰期中的冰階和間冰階、格嘎冰川延伸與退縮等制約的。因此，從沉積物的物質(zhì)組成和多層次結(jié)構(gòu)看，格嘎冰川活動(dòng)具有多期次性、堰塞和潰決交替的特征，既有冰川活動(dòng)堰塞沉積的特點(diǎn)，也有冰川退縮、緩慢水流沉積的特點(diǎn)，是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。

4格嘎冰川活動(dòng)堵江影響分析

4.1格嘎冰川泥石流活動(dòng)現(xiàn)狀

全新世以來，全球氣候轉(zhuǎn)暖，末次冰期結(jié)束，進(jìn)入間冰期或冰后期，格嘎冰川大規(guī)模的活動(dòng)時(shí)期結(jié)束，冰川主體退縮至高程4 000 m附近，僅局限于以南迦巴瓦峰為中心的幾條溝谷內(nèi)。全新世以來格嘎冰川的規(guī)模和活動(dòng)強(qiáng)度明顯減弱，主要表現(xiàn)為小規(guī)模的冰川躍動(dòng)和冰川泥石流。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，自1950年以來，格嘎冰川發(fā)生了3次規(guī)模相對(duì)較大的活動(dòng)，分別為 1950年8月15日察隅8.6級(jí)大地震引發(fā)的格嘎冰川躍動(dòng)，當(dāng)時(shí)在雅魯藏布江大峽谷入口處形成幾十米高的冰壩，堵塞雅魯藏布江長約48 h并摧毀了直白村莊；1968年夏天，直白溝爆發(fā)泥石流并部分壅塞雅魯藏布江長達(dá)數(shù)小時(shí)；1984年4月13日直白溝爆發(fā)泥石流，但未堵塞雅魯藏布江。

地表調(diào)查表明，玉松打林河段兩岸早期的冰磧物結(jié)構(gòu)密實(shí)，冰磧臺(tái)地除前緣局部發(fā)生小規(guī)模崩塌和滑坡外，整體穩(wěn)定性較好。格嘎溝、直白溝和不隆弄溝3條沖溝是在冰磧臺(tái)地內(nèi)深切的現(xiàn)代冰川融水型及暴雨型泥石流溝，支溝內(nèi)現(xiàn)存有大量的冰川及泥石流堆積物，其中在直白溝和不隆弄溝溝口形成新的泥石流堆積扇，內(nèi)疊于早期冰磧物之中，規(guī)模相對(duì)較小，均未堵塞雅魯藏布江。咔喳溝規(guī)模較小，溝內(nèi)無流水，溝源已被冰磧物封堵，溝口一帶為古冰磧物，未見泥石流活動(dòng)跡象，發(fā)生泥石流的可能性較小。

4.2格嘎冰川泥石流未來活動(dòng)預(yù)測(cè)

南迦巴瓦峰主峰區(qū)常年冰雪覆蓋，其下發(fā)育現(xiàn)代冰川，物源豐富，為冰川融雪型泥石流的發(fā)育提供了大量的物源條件；同時(shí)，流通區(qū)大面積分布古冰磧物，其內(nèi)支溝深切，谷坡陡峻，在遇強(qiáng)降雨或地震等情況下仍然存在發(fā)生暴雨型泥石流或冰躍的可能性。

隨著氣候轉(zhuǎn)暖，南迦巴瓦峰的冰雪厚度與冰川范圍逐漸減小，加之1950年發(fā)生地震冰躍事件后，懸掛和不穩(wěn)定的冰川已大大減少，今后在遇強(qiáng)震條件下發(fā)生大規(guī)模冰躍的可能性較?。欢谘┬捅嗍髋c降水量和氣候的突變有關(guān)，區(qū)域內(nèi)融雪型冰川泥石流主要發(fā)生在大拐彎東北端雅魯藏布江支流易貢藏布和帕隆藏布一帶，受印度洋暖濕氣流影響，易貢藏布和帕隆藏布地區(qū)年降水量可達(dá)3 000 mm以上，而南迦巴瓦峰的西坡受暖濕氣流影響較小，年降水量不足1 000 mm，因此，發(fā)生較大規(guī)模融雪型泥石流的可能性也較小。

筆者根據(jù)區(qū)內(nèi)的降雨資料和溝內(nèi)松散物質(zhì)的分布情況，對(duì)格嘎溝、直白溝和不隆弄溝3條支溝在20年、50年、100年和200年一遇暴雨條件下爆發(fā)泥石流、一次性的堆積范圍進(jìn)行了預(yù)測(cè)(圖2)。結(jié)果表明：在200年一遇條件下，格嘎溝、直白溝和不隆弄溝堵塞雅魯藏布江的淤塞最大高度分別為24.7 m、14.7 m和19.9 m； 若3條沖溝同時(shí)爆發(fā)200年一遇泥石流，則增加了堵塞雅魯藏布江的可能性。但由于3條沖溝較分散，根據(jù)單溝的淤塞高度、沖溝間的距離和水流沖刷作用等，堵江淤塞的高度不會(huì)超過單溝的淤塞高度。

圖2　格嘎溝和不隆弄溝冰川泥石流不同概率下堆積范圍預(yù)測(cè)圖

4.3冰川泥石流堵江影響分析

格嘎冰川位于玉松河段下游，冰川前緣發(fā)育有格嘎溝、直白溝和不隆弄溝3條沖溝(均為冰川泥石流溝)，溝口距玉松河段河道距離均大于5 km，其中直白溝規(guī)模最大，溝口距玉松河段河道距離約6 km，溝口河水面高差約100 m。

分析認(rèn)為，在現(xiàn)今氣候條件下不可能發(fā)生類似末次冰期冰川活動(dòng)事件，因此，不存在發(fā)生大量的冰川堆積物堵塞雅魯藏布江，形成高達(dá)數(shù)百米、范圍達(dá)數(shù)公里的堰塞壩。

1950年察隅8.6級(jí)大地震引發(fā)的格嘎冰川躍動(dòng)和1968年直白溝泥石流兩次事件堵江后的壅水高度均未超過玉松河段附近的江水位。

預(yù)測(cè)在200年一遇暴雨條件下，格嘎溝、直白溝和不隆弄溝單獨(dú)發(fā)生泥石流時(shí)不會(huì)完全堵塞雅魯藏布江，而3條沖溝同時(shí)爆發(fā)有可能短暫堵塞雅魯藏布江，但其堵塞后的回水高度和距離均在玉松河段以下，不會(huì)對(duì)玉松河段帶來不利影響。

5結(jié)論

(1)晚更新世中晚期的末次冰期導(dǎo)致雅魯藏布江入口處的格嘎冰川發(fā)生過大規(guī)模的堵江和堰塞，沉積了多層堰塞湖相地層。

(2)格嘎冰川泥石流對(duì)玉松河段的影響不大，但對(duì)玉松以下河段影響較大，有可能帶來直接的威脅。

(3)在200年一遇暴雨條件下，格嘎溝、直白溝和不隆弄溝3條沖溝同時(shí)爆發(fā)泥石流有可能短暫堵塞雅魯藏布江，但其堵塞后的回水高度和距離均在玉松河段以下，不會(huì)對(duì)玉松河段帶來不利影響。

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王毅(1962-)，女，四川成都人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作；

張運(yùn)達(dá)(1976-)，男，四川萬源人，專業(yè)副總工程師，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-03-08

文章編號(hào):1001-2184(2015)04-0081-04

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):P53;P54;P56;P5

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