冰川型泥石流溝谷孕災特點分析

劉坤香 王保云 孫顯辰 唐騰 彭娟

摘要：和一般的泥石流災害相比，冰川泥石流的爆發性更大、危害范圍更廣而且更加難以控制。全球有很多國家都受到冰川泥石流的危害，中國是受災最嚴重的國家之一。本文對此類地質災害的典型性事件進行分析，得出了高溫天氣、強降雨和地震是誘發冰川泥石流的主要原因。在此基礎上，總結了冰川泥石流的主要預防措施。

關鍵詞：泥石流災害;誘發因素;預防措施

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）21-0208-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

冰川泥石流是一種與冰川運動密切相關的地質災害，通常是在高山冰川環境下由冰川洪水或其他寒凍風化沉積物所形成的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。它與一般的暴雨泥石流有著相似的形成條件，即充沛的水源、陡峻的溝谷地形和豐富松散固體物質。冰川泥石流主要分布在急劇消退的現代冰川區和積雪邊緣地帶，通常爆發的很突然，鮮有征兆，并且危害范圍廣泛。尤其在夏、秋季節，由于氣溫升高，冰川泥石流災害的發生尤為明顯。此外冰川泥石流不受天氣的影響，不論是天晴、天陰、還是降雨均可發生，這體現了泥石流突發性，難以預報的特點。雖然同屬于泥石流范疇，但冰川泥石流與暴雨泥石流相比，冰川泥石流具有規模大、流動時間長、運動距離遠等特征。冰川泥石流發生在高山地區，由于重力勢能相對低山區更大，所以對下游的沖擊力更強，常形成大災。

1 冰川泥石流的位置分布與形成條件

1.1位置分布

冰川泥石流分布廣泛，主要集中在高海拔或高山冰川急劇消融的山區。中國幅員遼闊、地形復雜，山川地形較多，冰川泥石流災害頻繁發生。中國地處中低緯度，而且高山地區比較多，所以中低緯度冰川發育的比較完整，主要分布在我國的西部地區。對于西部地區，其南北氣候差異大，導致西北和西南部的冰川結構存在很大的差異性。在西北地區，受大陸性氣候的影響，天氣嚴寒干燥，降雨稀少，冰川相對比較穩定，消融作用很弱，所以不容易發生冰川泥石流災害。在西南地區，受印度洋季風氣候的影響，溫度高，冰雪融水比較大，冰體不穩定;再加上氣候濕潤，降雨頻繁，很容易發生冰川泥石流災害。我國主要的冰川山系有：唐古拉山、天山、岡底斯山、昆侖山、喀喇昆侖山、祁連山、念青唐古拉山、喜馬拉雅山、橫斷山。按照冰川水熱條件和地理位置可以將我國的冰川劃分為：極大陸型冰川、亞大陸型冰川和海洋型冰川。極大陸型冰川泥石流區，分布在昆侖山、帕米爾東部、天山東部、唐古拉山西部、青藏高原腹部等冰川區，占我國冰川面積的32%。此地干冷寒燥，降雨量小，熱量發散主要以蒸發為主，冰體非常穩固，因此泥石流分布零星、規模極小。亞大陸型冰川泥石流區，分布在阿爾泰山、天山、祁連山東部等冰川區，占我國冰川面積的46%。此地氣溫偏高，降雨量不穩定，有時比較多，多冰湖潰決或突發性融水泥石流，規模不固定，時大時小。海洋型冰川泥石流區，主要分布在西藏東南部和川西、滇西北地區，包括橫斷山和念青唐古拉山南坡等冰川區，占我國冰川面積的22%。此地降雨非常豐富，尤其是在夏季，冰川高度上降水量高達1000 - 3000毫米，因此冰川泥石流發生頻繁、規模大、時間長。

1.2形成條件

冰川泥石流是發生在冰川高原區域的一種泥石流災害，其形成條件主要有：高差懸殊的地勢、豐富的冰川和積雪分布以及松散的泥石流物料。由于近些年來的全球變暖，導致終年積雪的冰川也開始融化，破壞了冰川區域的穩定性，融化的雪水會順著地勢對冰川不斷進行沖刷，甚至產生雪崩。由此攜帶了大量的冰屑、碎石以及松散的固體等物質，容易在高差懸殊的地勢發生嚴重的泥石流災害。

2 冰川泥石流災典型事件

1953年7月8日受持續高溫的影響，古鄉溝附近的冰川出現大范圍的冰雪消融，大量的冰雪融水攜帶著碎屑冰磧不斷地向大壩堆積，在冰川處的一個峽谷形成了高達20m的冰雪石塊堆積物。接著受暴雨的影響，冰崩、雪崩不斷，洪水對壩體造成了嚴重的沖擊，最終導致大壩潰決。這場突如其來的冰川泥石流淹沒大片農田，導致140余位村民喪生。

2018年10月17日，泥石流沖人雅魯藏布江造成的江水斷流導致水位迅速上漲，在林芝市米林縣派鎮加拉村下游形成了一個堰塞湖。導致六千多人受災，村莊、橋梁、水電站等基礎設施都受到嚴重的沖毀。

1962年1月秘魯安第斯山脈發生一次嚴重的冰川泥石流災害，造成整個村莊42人被雪崩掩埋，此次泥石流災害主要是因為安第斯山脈的最高峰瓦斯卡蘭雪山發生雪崩。瓦斯卡蘭雪山海拔6700余米，終年積雪，存在著大量冰川區和積雪邊緣。由于南半球的1月，氣溫在逐漸升高，造成瓦斯卡蘭雪山的冰川融化，使得積雪內部變的松散，當內聚力不足以支撐其高海拔的重力勢能時，造成雪崩。雪水夾雜著巨大的冰石，在重力和動力下沖刷著雪山的邊緣碎石，通過山勢，沖人河床，對村莊造成了毀滅性的災害。

3 原因分析

以1953年西藏林芝古鄉冰川泥石流和2018年的雅魯藏布江冰川泥石流為例詳細分析冰川泥石流成因。

古鄉溝在1950年發生了一場8.6級的大地震，這場地震導致了古鄉溝上游流域發生了大規模的冰雪崩塌，在下游地區形成高為幾十米的堵塞堆積石壩。此次地震為冰川泥石流災害的發生奠定了良好的基礎。首先，因為地震的原因，使得古鄉溝地區原本穩定的冰川結構發生破裂，造成冰體的不穩定。地震后許多冰磧、碎石從上游滾落下來，這為后面的泥石流提供了足夠的松散堆積物。接著，該地又持續幾年發生冰雪崩塌事件，這進一步加大了冰體的不穩定性。1953年夏天，溫度持續上升，加劇了冰雪融化，緊接著古鄉溝流域降雨不斷，大而密集造成了附近冰川崩塌。直到1953年07月8日，持續崩塌的堆積物將冰川處的一個峽谷堵住，使水頭高達20m，并很快出現過壩溢流。水流對壩面嚴重地沖刷，使壩體失去穩定，最終導致突然潰決，一場特大型粘性冰川泥石流就在古鄉突然爆發。

同樣，2018年的雅魯藏布江冰川泥石流事件，也是由于氣溫和降水的共同作用產生的。2018年的夏天是中國自1961年以來最熱的一年，該年因為炎熱天氣導致持續的高溫使得許多地方都遭受到頻繁的冰凍圈災害。雅魯藏布江有著“世界上海拔最高大河”之稱，發源并流經青藏高原，因此水源非常豐富。通過現場圖片（如圖l所示）可以看出，沖積物中沒有較大的石塊，基本都是碎石和泥土，可以推斷此次災難是由冰川融水造成的冰川泥石流。早在2017年11月18日米林縣發生過6.9級的地震，震后冰川附近的陡坡上堆積了大量結構松散的冰磧物，是此次冰川泥石流形成的重要物質條件。根據衛星圖像顯示（如圖2所示），冰川泥石流方向是從雅魯藏布江正中間向下流，因此在此次泥石流災難發生之前，就有許多冰磧土塊流人河道內。此外，引發此次災害一個重要的因素就是持續的降雨。通常海洋性冰川泥石流在每年的7-9月間最為頻繁，但由于雅魯藏布江區域氣候變化原因，在10月中下旬的降雨較前幾年多出50%，降雨量多而頻繁;較高的溫度也導致冰川、積雪融水增多;加上地震的影響，冰磧、碎石較多，這為泥石流提供了足夠的水動力條件。

從以上兩個案例可以看出，冰川泥石流發生主要受到3個因素影響：一是氣溫，持續的高溫，加速了冰雪融化;二是降雨，持續大量的降雨使凍土處于飽和狀態;三是地震，雖然地震不是導致冰川泥石流的直接原因，但從前面兩個案例可以看出，都是因為之前發生過地震導致冰體不穩定，加上氣溫和降雨的共同作用下最終形成冰川泥石流。

4 解決措施

冰川泥石流與一般的暴雨泥石流相比沒有本質的差別，但由于冰川泥石流處在冰寒地帶，所以更難以進行防御和管控。像一般的泥石流處于地形險峻的山區或者其他溝谷深壑，通常對其采取的防御措施有增加植被覆蓋率，減少開采活動等。但冰川泥石流處于冰寒高山地區，植被的影響幾乎為零，人為影響比較低，很難對其采取有效的防范措施。目前采取的措施主要是攔截，在冰川湖的下方設立比較高的大壩。其次，大壩有可能出現坍塌事故，一旦發生后果將不堪設想，為了將附近居民的損失降到最低，最有效的辦法就是搬遷。冰川泥石流災害頻發或者有可能發生災害地區，要求附近居民進行搬遷。另外氣候變暖是冰川泥石流頻繁發生的主要原因，所以我們更應該從源頭出發，減少二氧化碳的排放，保護生態平衡，減緩全球變暖的速度。

參考文獻：

[1]劉坤香，王保云，孫顯辰，唐騰.哥倫比亞莫科阿泥石流災害成因[Jl_電腦知識與技術，2020，16（7）：255-256，260.

[2]孔艷.滇西高山峽谷區泥石流危險性預測及模擬[D].昆明：云南師范大學，2019.

[3]王宗盛，姚鑫，孫進忠，等.冰川泥石流研究進展概述[C].中國地質學會工程地質專委會、中國地質環境監測院（國土資源部地質災害應急技術指導中心）、山西省國土資源廳.2014年全國工程地質學術大會論文集.中國地質學會工程地質專委會、中國地質環境監測院（國土資源部地質災害應急技術指導中心）、山西省國土資源廳：《工程地質學報》編輯部，2014：468-474.

[4]胡桂勝，陳寧生，鄧明楓，等.西藏林芝地區泥石流類型及形成條件分析[Jl.水土保持通報，2011，31（2）：193-197，221.

[5]施雅風.回顧“泥石流”科學研究的開創與科學普及[J].冰川凍土，2010，32（6）：1286-1288.

[6]張瑞江.青藏高原冰川演變與地質災害[J].國土資源遙感，2010，22（B11）：54-58.

[7]曾慶利，楊志法，張西娟，等.帕隆藏布江特大型泥石流的成災模式及防治對策——以扎木鎮一古鄉段為例[C].中國科學院地質與地球物理研究所（Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences）.中國科學院地質與地球物理研究所2007學術論文匯編（第七卷）.中國科學院地質與地球物理研究所（lnstitute of Geology and Geophysics，ChineseAcademy of Sciences）：中國科學院地質與地球物理研究所科技與成果轉化處，2008：393-399.

[8]魯安新，鄧曉峰，趙尚學，等.2005年西藏波密古鄉溝泥石流暴發成因分析[J].冰川凍土，2006，28（6）：956-960.

[9]朱平一，羅德富.西藏古鄉溝泥石流發展趨勢[J].山地研究，1997（4）：296-299.

[10]黃炳焯.古鄉冰川暴發阻江成湖目睹記[J].西藏科技，1996（2）：68.

[11]朱守森，鄧曉峰.獨庫公路冰川泥石流分布及其特征[J].山地研究，1995（3）：147-152.

【通聯編輯：梁書】

基金項目：云南省大學生創新創業訓練項目（基于深度學習的遙感影像中泥石流孕災區域的識別，DC2019087）

作者簡介：劉坤香（1996-），女，重慶萬州人，碩士研究生，主要從事泥石流孕災機制及機器學習研究;通訊作者：王保云（1977-），男，云南玉溪人，博士，講師，主要從事機器學習及圖像處理研究。