康布麻曲“5.28”山地災害致災雨情的天-地協同調查

平措朗加 劉雙 其米多吉 李偉

1.西藏自治區地質礦產勘查開發局第五地質大隊，拉薩 850000；2.中國科學院、水利部成都山地災害與環境研究所，成都 610041；3.32017部隊，拉薩 850000

在全球變暖背景下，降雨極值呈現增強趨勢，極端降水事件比例上升[1]。暴雨誘發的山洪頻發，嚴重影響交通運輸、農業生產和人民生活，造成社會經濟損失和人員傷亡[2,3]。根據文獻描述[4]，2020 年全國共出現44 次強降雨過程，局地極端暴雨多于往年，暴雨洪水多發頻發。例如，2020 年6 月12 日，貴州遵義市碧峰鎮發生暴雨山洪災害，造成5 戶8 人死亡、5 人失聯；6月26日，四川冕寧縣的山洪災害造成19人死亡、3人失蹤。而在地質條件惡劣區，暴雨除了激發崩塌、滑坡外，其匯聚產生的洪流既能掏蝕坡腳形成河岸坍塌，還能起動溝床固體物質形成山洪泥石流，產生更大的破壞力。

降雨過程監測是山洪、崩塌、滑坡、泥石流等山地災害預警的重要手段。位于偏遠的高陡艱險山區，雨量觀測站分布不均，難以有效反映極端降水的空間分布特征[5]，而衛星遙感測雨技術覆蓋空間范圍更廣，能在一定程度上彌補地面監測降水數據的不足[6]。隨著遙感技術不斷發展，高精度衛星降水產品不斷涌現，并在全球和區域范圍內得到精度評價和應用驗證[7,8]。其中，全球降水觀測計劃GPM（Global Precipitation Measurement）的降水產品最具代表性[9]，對強降雨和極端降雨描述均有不錯的表現[10,11]。然而，聯合地面和衛星監測對觀測稀缺區的山地災害致災雨情分析研究仍相對較少。

2021年5月28日，西藏自治區亞東縣卓康布麻曲流域暴發暴雨災害，形成山洪，導致下游沿河戰備公路形成多處崩塌與河岸坍塌災害，造成部分路段嚴重損毀，電力、通信、交通運輸中斷，嚴重威脅下游軍民生命財產安全，影響居民生活和軍備物資正常供給。為了減小類似災害帶來的影響，作者對受災路段進行現場災情調查，并基于天（GPM 衛星）-地（氣象站）聯合監測的雨量資料，回溯災害發生前的降雨過程，分析流域致災雨情，為喜馬拉雅山南坡類似流域暴雨災害的防災減災工作提供參考。

1 研究區概況

處于喜馬拉雅山南坡的康布麻曲屬于外流水系，發源于西藏亞東縣北部，向南流經亞東縣城下司馬鎮和下亞東鄉后進入不丹境內?？挡悸榍l源于康布鄉的江達木宋和錯波嘎波雪山，源頭最高點江達木宋，海拔約6700m，最低點位于亞東縣下亞東鄉龐達村與不丹接壤處，海拔約1600m，最大高差約5100m，河流平均縱坡降約55‰.在下司馬鎮一帶，康布麻曲雨季一般流量10～12 m3/s；河谷兩岸地形坡度一般40°～50°。

流域所屬的喜馬拉雅地區屬于地震活動頻繁地帶。據有關資料，自1833 年以來，亞東周圍地區曾發生八級及以上地震3次，五級及以上地震21次。流域主要表現為地殼的不斷抬升以及部分斷裂的持續活動，形成了一系列的構造河谷和高山峽谷地貌，溝谷內河流階地不發育，以侵蝕作用為主，沉積作用輕微，形成了兩岸陡峻的“V”字型溝谷。

流域（境內部分）區域氣候垂直分帶特征明顯。大致以下司馬鎮為界，將流域分為南、北兩部分，南部年降雨量在937～2000 mm 之間，年均降水日大于105天，24h 最大降雨量為131.3 mm（2010 年8 月5 日），1h最大降雨量為129 mm（2010 年8 月5 日），10min 最大降雨量為34 mm；北部年降雨量450 mm 左右，24h 最大降水量28.8mm。

2 數據收集

筆者沿下亞東鄉康布麻曲右岸的戰備公路向下游方向進行災害調查。針對每一處災點，進行災害類型判定、災害成因分析。采用的調查手段包括：詢問當地軍民、現場測量以及專家研判等方式。

站點降雨信息收集自亞東縣氣象局，包括上亞東鄉、下司馬鎮、龐達村（圖1）5月24日至28日的逐日降雨量。流域雨量信息提取自10 km、0.5 h 分辨率的IMERG（Integrated Multi-satellitE Retrievals forGPM）準實時數據產品[12]，數據下載網址為（https://disc.gsfc.nasa.gov/）。降雨數據的時間經處理后統一為北京時間。

3 結果

3.1 災情分析

經調查發現，除流域主河暴發山洪外，主要存在12處山地災害點。災害點沿康布麻曲呈線狀分布，均發育于主河的右岸，上段由河岸坍塌為主，下段以沿河公路西側的崩塌落石為主。由山洪沖刷掏蝕作用導致的河流凹岸坍塌6處，由強降雨引發斜坡崩塌（落石）6 處（圖1 和表1）。其中，河岸坍塌災害點中，有2處遭遇嚴重破壞，導致路基、路面大面積毀壞，4 處受到小規模掏蝕形成河堤局部損毀；崩塌災害則是危巖體在卸荷作用下墜落（圖2a），造成路面的輕度破裂。

表1 災害點基本情況Table 1 Basic information of surveyed disasters

圖2 典型災害點調查現場Figure 2 Field investigation of typical Disasters

影響較為嚴重的災害是距離下亞東鄉12 km左右的兩處河岸坍塌（圖2b、c）。圖2（b）處的現場調查顯示：在凹岸側蝕的作用下，河流右岸坍塌，已沖毀公路長度約25 m，潛在影響長度約35 m，寬度最長約4 m，高度8 m，影響方量約400 m3；路基為漿砌石擋土墻，已被沖毀，路面右側僅勉強允許一輛車通過。圖2（c）處的調查顯示：公路形成大規模塌陷，導致車輛無法同行，中斷了下游軍民與上游的車輛物質運輸；路基中上部為松散塊石土和漿砌石結合的擋土墻，下部為基巖，漿砌石擋土墻未嵌入基巖，部分已被沖毀，沖毀公路長度約40 m，寬度最大約6 m，高度10 m，破壞巖土方量約980 m3。兩處河岸坍塌處若不及時修復與加固，在主汛期遭遇更大規模的強降雨形成的山洪沖刷時，極有可能發生更大規模的坍塌，對公路造成更嚴重的破壞。

地形坡度是影響山地災害發育的重要本底因素，滑坡、崩塌、不穩定斜坡等山地災害一般發育于地形坡度相對較大區域。根據野外調查和資料分析，調查區25°～45°區間是不穩定斜坡災害發育最為有利的地形，45°以上是崩塌災害發育的有利地形條件。隨著近些年沿河岸村寨和公路建設工程的快速推進，邊坡開挖形成多處危巖體，人為棄渣堵塞河道、抬高河床，為山洪、崩塌、落石等災害提供較好的發育環境。其中，由棄渣堵塞河道、抬高河床導致的山洪淹沒道路的情況也在本次群發性災害中出現（圖2d）。

3.2 氣象致災條件分析

3.2.1 基于氣象站監測的分析。經現場研判，降雨是此次山洪災害及相關山地災害形成的主要誘發因素。根據氣象資料（圖3），可以看到康布麻曲5 月24 至26日未出現明顯的降雨，降雨主要集中出現在27 日，上亞東鄉、下司馬鎮、龐達村的雨量分別為56.8、53.4、69.7 mm，均達到暴雨的級別，下游的雨量最大。5月28日，上游河谷段雨量減少到2.6 mm，而中下游河谷雨量仍保持大雨級別，下司馬鎮和龐達村的日降雨量分別為36.2和27.9 mm。從累積降雨量，可以直觀看到，28日累積雨量已達到70～100 mm，最大累積雨量出現在龐達村（104.6 mm）。一般來說，在砼路基的阻隔作用下，局部強降雨難以直接對路基以下的巖土體造成影響，所以此次單點強降雨信息更多可用于解釋峽谷區的崩塌、落石等災害。而崩塌災害也主要集中出現在龐達村上下游的位置，與雨情的時間較為一致。

圖3 基于站點數據的日降雨量監測Figure 3 Daily rainfall monitoring based on weather station

圖4 基于衛星監測的日降雨量時空分布（其它圖例同圖1）Figure 4 Spatial and temporal distribution of satellite-based daily rainfall(other legends are the same as those in Fig 1ure)

圖5 基于衛星監測的逐半小時累積降雨量Figure 5 Satellite based half hourly cumulative rainfall

3.2.2 基于衛星降雨監測的分析。根據GPM 衛星測算的日降雨時空分布結果顯示，最早的降雨中心于2021 年5 月24 日出現在調查區南部，但最大累積日降雨量僅有2.8 mm，為局部性的小雨。25 日，隨著南亞季風攜帶水汽北上，康布麻曲流域在上游和下游區域出現2 個降雨中心，其中上游處最大日降雨量約為13 mm，下游約11 mm，屬于中雨水平。26 日，水汽進一步沿著亞東河谷北移，并于下司馬鎮西側的多條支流流域上空形成強降雨，范圍約200 km2的雨量達到了大到暴雨級別。27 日，降雨雖有所減弱，但仍處于中雨水平，且主要分布于下司馬鎮和龐達村之間的高山峽谷區。28日，受南亞季風的再次北推以及高陡地形阻隔的作用，水汽再一次聚集于下司馬鎮西側，形成第二次區域性強降雨，降雨落區超100 km2。由于康布麻曲流域的植被覆蓋率高，下墊面對降雨徑流具有一定的調節能力，25 至27 日持續降雨使得流域土體含水率幾乎處于飽和狀態，但在植被冠層截留、根系延緩入滲的作用下，尚未產生大規模徑流匯流過程。然而，在28 日新一輪強降雨的作用下，疊加前期即將匯集到支流和主河的徑流，康布麻曲在下司馬鎮附近河段形成了大規模山洪，順勢而下，對兩側河岸及右岸的戰備公路造成嚴重的沖刷側蝕，形成線狀分布的災害。

進一步提取下司馬鎮西側區域平均的逐0.5 h 累積降雨量后，可以看到：5月26日下午8點到次日凌晨1 點左右出現區域性強降雨，累積雨量從10 mm 陡增至70 mm；接著28 日上午9 點前，累積雨量持續增加至86 mm，但整體呈緩慢的增長趨勢。隨后，降雨強度再次增大，截止28 日中午12 點，累積雨量已超過110 mm。據當地居民反映，山洪出現在下司馬鎮的時間正好是中午12：30 左右，與雨情突然變化的時間節點基本吻合。

4 結論與討論

2021 年5 月28 日，康布麻曲流域暴發山洪、崩塌等山地災害，基于衛星雨量遙感和地面監測以及現場測量等手段的聯合調查表明:

（1）調查的12 處災害點位于在下亞東鄉以下河段，沿康布麻曲下游呈線狀分布，主要發育于河流的右岸，上段以河岸坍塌為主，下段以沿河公路西側的崩塌為主。其中，2 處嚴重的河岸坍塌導致公路交通中斷。

（2）持續降雨和短時強降雨的疊加作用是康布麻曲山洪、崩塌、河岸坍塌等災害發生的主要誘發因素，包括亞東縣下司馬鎮西側多個子流域25 至28 日持續降雨以及26日和28日短時暴雨過程。

（3）崩塌等局部性山地災害與單點監測雨量變化有密切關系，而衛星監測的雨量空間分布可用于判識山洪形成的主要水源區。

目前降水監測主要依賴于地面雨量站網，但雨量站只能直接觀測到若干離散的點狀降水信息，且其監測能力受站網密度及空間分布形態的影響［13］。本文結果顯示，地面氣象站監測的雨量能較好地描述高山峽谷區崩塌形成時的雨量變化，衛星遙測雨量能更好地反映雨量的區域異質性。進一步對比站點和衛星監測雨量的時間分布，站點監測的強降雨首次出現在27日，而衛星監測顯示前一日已在更上游的位置形成區域性強降雨，利于山洪災害的孕育。值得注意的是，盡管衛星能從時空尺度更全面地監測雨情變化，但受高陡地形效應的干擾［14］衛星測雨對誘發崩塌、落石等山地災害的局地雨量監測精度仍有待提高。目前，地面雨量監測手段眾多，包括雨量站、地基天氣雷達等［15］，而近些年基于衛星遙感或通訊信號的雨量監測技術也得到快速發展［16］。以區域雨量監測識別山洪暴發的源區，并結合局地監測判別崩塌、滑坡等山地災害易發性，進而有可能實現全流域水災和地災的聯合監測預判，為應急響應提供及時的參考信息。

本次災害并非出現于主汛期，現場調查表明部分受沖刷侵蝕的路堤和邊坡仍存在垮塌的可能，應盡早加強邊坡和河岸的防護。由人為活動導致的邊坡不穩定和河床局部堵塞，有利于主汛期暴雨災害的再次出現，建議及時清理邊坡危巖體和河道淤堵物。此外，考慮到部分支流上游存在多個冰湖，建議在高溫多雨的夏季在關注雨情的同時，通過遙感等手段進一步監視冰湖的變化［17］.預防冰湖潰決帶來的洪澇危害［18］。