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 達

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，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 達

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，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生大規模堵江和堰塞，形成沿江長達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大幅退縮，但冰川泥石流活動仍可能局部淤塞或短暫堵塞雅魯藏布江，給溝口和下游地區帶來不利影響。根據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情況，分析并預測了今后在暴雨條件下發生泥石流對堵江的影響。

關鍵詞：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冰川發育，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模巨大，多次堵塞雅魯藏布江，在直白～加拉沿河堵江長度達23 km、厚度超過500 m的堰塞壩形成規模巨大的堰塞湖，堰塞湖回水至上游朗縣附近，對玉松以上至朗縣河段產生過巨大影響。現今在大拐彎入口的南迦巴瓦峰四周、高程4 500 m以上區域仍廣泛發育現代冰川，其中的主冰川——則隆弄冰川發生過多次小規模的冰川泥石流活動，對溝口及下游地區造成不同程度的危害[1，2]。筆者對格嘎冰川泥石流的發育情況、活動性、堵江可能性、堵江堰塞的影響進行了研究。

2格嘎冰川概況

雅魯藏布江下游地區是我國海洋型冰川的主要分布區，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條現代山谷冰川，總面積達225.21 km2。在南迦巴瓦峰的東南坡發育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4 882 m；西坡發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，是一條大型季風海洋性冰川，屬我國首次被發現并被多次考察過的、具有躍動形跡的超長運動冰川(圖1)。格嘎冰川從上游至下游依次發育有格嘎溝、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17. 9 km2，其中積累區面積為11.1 km2、冰川系數(積累區面積與消融區面積之比)為1.63，消融區全被冰磧物覆蓋。

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，沉積物質和堆積形態特征明顯。據冰磧地貌形態和冰磧物同位素年齡測定，可以大致分為現代冰川冰磧、全新世冰磧、晚更新世晚期和晚更新世中期4個時期的冰磧。

3格嘎冰川活動與堰塞堵江

在距今7.5～1.1萬年的晚更新世中～晚期，氣候寒冷，環境巨變，在中國的西部和中東部的部分地區發生了大規模的冰川活動，中國進入了末次冰期(即大理冰期)，在中國西藏地區則為珠穆朗瑪冰期。末次冰期一般分為兩寒夾一暖三個階段：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均發育了規模不等的山岳冰川；在距今4.5～2.5萬年期間，為氣候相對溫暖的間冰階，冰川退縮，范圍減小；在距今2.5～1.1萬年進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寒的時期，冰川活動的范圍廣、規模大。西藏的廣大地區被冰雪覆蓋，喜馬拉雅山和雅魯藏布江大拐彎地區廣泛發育大規模的山岳冰川。末次盛冰期以后的全新世，全球氣候溫暖，進入冰后期，除高山地區殘留部分山岳冰川外，大部分冰川消融、退縮，此后雖有相對短暫的寒冷時期，發生小規模的冰進，但總體規模不大，范圍較小，冰川活動的高程一般在3 800 m以上。

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

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600 m以上；在現代河床以下厚度大于200 m。冰磧物由大小混雜、無層理、結構密實的含漂塊碎石土組成。

這些巨厚的冰磧物經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左右的冰磧堆積臺地，臺面高程為3 150 m，高出現代河床高程2 900～2 880 m約250 m，臺地前緣為陡壁或次一級小臺地；第二段為格嘎村上游側至不隆弄溝下游側，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代冰川泥石流堆積，沿江發育寬闊的格嘎村和直白村臺地，高程約為3 000 m，高出現代河水面150 m，而在兩臺地的后緣殘留有高程達3 500 m左右的冰磧臺地及冰磧壟；第三段為不隆弄溝下游側至加拉，該段左右兩岸分別發育寬闊的打林冰磧臺地和加拉冰磧臺地，臺面高程約3 130～3 150 m，較現代河床高程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生了較大規模的冰川活動，其中的格嘎冰川規模巨大，攜帶的大量冰磧物進入雅魯藏布江干流，堵塞河道，形成沿江長達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，對該河段產生過巨大影響。

地表調查表明，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的林芝機場，向下至米瑞、魯霞、派鎮和玉松一帶以及支流尼洋河的八一鎮、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粘土和粉細砂層為主的多層堰塞湖相地層，湖積層主要殘留于干流和支流兩岸較大支溝或岸坡凹岸，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，表明當時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，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、水流緩慢時期的沉積，而粉質黏土層則為典型的靜水湖相沉積。在垂向剖面上，粉質黏土層具有多層結構，總體上在河床縱向分布的連續性差異較大，厚度不一，表明沉積時期的水動力條件差異較大且表現為多期次和不同規模的堰塞沉積特征。

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、堰塞堵江、古玉松湖形成和潰決是一個漫長的過程，它不是一次形成的，而是受當時的古氣候條件、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，從沉積物的物質組成和多層次結構看，格嘎冰川活動具有多期次性、堰塞和潰決交替的特征，既有冰川活動堰塞沉積的特點，也有冰川退縮、緩慢水流沉積的特點，是一個非常復雜的過程。

4格嘎冰川活動堵江影響分析

4.1格嘎冰川泥石流活動現狀

全新世以來，全球氣候轉暖，末次冰期結束，進入間冰期或冰后期，格嘎冰川大規模的活動時期結束，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。全新世以來格嘎冰川的規模和活動強度明顯減弱，主要表現為小規模的冰川躍動和冰川泥石流。根據相關文獻資料，自1950年以來，格嘎冰川發生了3次規模相對較大的活動，分別為 1950年8月15日察隅8.6級大地震引發的格嘎冰川躍動，當時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，直白溝爆發泥石流并部分壅塞雅魯藏布江長達數小時；1984年4月13日直白溝爆發泥石流，但未堵塞雅魯藏布江。

地表調查表明，玉松打林河段兩岸早期的冰磧物結構密實，冰磧臺地除前緣局部發生小規模崩塌和滑坡外，整體穩定性較好。格嘎溝、直白溝和不隆弄溝3條沖溝是在冰磧臺地內深切的現代冰川融水型及暴雨型泥石流溝，支溝內現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，內疊于早期冰磧物之中，規模相對較小，均未堵塞雅魯藏布江。咔喳溝規模較小，溝內無流水，溝源已被冰磧物封堵，溝口一帶為古冰磧物，未見泥石流活動跡象，發生泥石流的可能性較小。

4.2格嘎冰川泥石流未來活動預測

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

隨著氣候轉暖，南迦巴瓦峰的冰雪厚度與冰川范圍逐漸減小，加之1950年發生地震冰躍事件后，懸掛和不穩定的冰川已大大減少，今后在遇強震條件下發生大規模冰躍的可能性較小；而融雪型冰川泥石流與降水量和氣候的突變有關，區域內融雪型冰川泥石流主要發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年降水量可達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，發生較大規模融雪型泥石流的可能性也較小。

筆者根據區內的降雨資料和溝內松散物質的分布情況，對格嘎溝、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泥石流、一次性的堆積范圍進行了預測(圖2)。結果表明：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條沖溝同時爆發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測圖

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。

分析認為，在現今氣候條件下不可能發生類似末次冰期冰川活動事件，因此，不存在發生大量的冰川堆積物堵塞雅魯藏布江，形成高達數百米、范圍達數公里的堰塞壩。

1950年察隅8.6級大地震引發的格嘎冰川躍動和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。

預測在200年一遇暴雨條件下，格嘎溝、直白溝和不隆弄溝單獨發生泥石流時不會完全堵塞雅魯藏布江，而3條沖溝同時爆發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，不會對玉松河段帶來不利影響。

5結論

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

(2)格嘎冰川泥石流對玉松河段的影響不大，但對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條沖溝同時爆發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，不會對玉松河段帶來不利影響。

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[5]王明業，鄭綿平.西藏高原第四紀冰川遺跡[J].地理學報，1965，31(1)：63-47.

王毅(1962-)，女，四川成都人，高級工程師，學士，從事水電工程勘測設計工作；

張運達(1976-)，男，四川萬源人，專業副總工程師，高級工程師，學士，從事水電工程勘測設計工作.

(責任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-03-08

文章編號:1001-2184(2015)04-0081-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:P53;P54;P56;P5

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