西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流與斷裂帶地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系

馬劍飛 ，李向全 ，張春潮 ，付昌昌 ，白占學(xué) ，王振興

（1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北 石家莊 050061；2.自然資源部地下水科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050061）

涌水突泥災(zāi)害是威脅隧道施工安全最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一。開(kāi)展隧址區(qū)涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造、富水特征和地下水循環(huán)過(guò)程研究是隧道涌水突泥災(zāi)害早期識(shí)別和涌水突泥災(zāi)害防范措施制定的基礎(chǔ)[1-2]。斷層類(lèi)致災(zāi)構(gòu)造是隧道涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造的主要類(lèi)型[3]，是涌水突泥災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制研究的重點(diǎn)之一。斷裂的儲(chǔ)水能力、物源補(bǔ)給能力是決定災(zāi)害威脅大小的重要因素，其中斷裂的力學(xué)性質(zhì)[4]、兩盤(pán)的巖性組合[5]、斷裂破碎帶內(nèi)物質(zhì)組成[6]等方面會(huì)影響斷裂帶的導(dǎo)水、充水能力，物源補(bǔ)給能力與補(bǔ)給量、補(bǔ)給強(qiáng)度和持續(xù)性相關(guān)，因而斷裂帶構(gòu)造裂隙水的補(bǔ)給、徑流和排泄特征與斷裂帶致災(zāi)地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模和破壞性息息相關(guān)[7]，是涌水突泥災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制研究的重點(diǎn)之一。

川藏鐵路西藏波密段位于高山峽谷區(qū)，山高谷深，平均高差超過(guò)2 000 m。海拔4 000 m以上的高山區(qū)有冰川覆蓋。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條大型河流，水量十分充沛。河流受高位發(fā)育的冰川融水和大氣降水補(bǔ)給，水力梯度大，水流湍急。該段鐵路處于嘉黎—察隅斷裂帶影響范圍內(nèi)，多條河流與斷裂發(fā)育位置重合，存在地表水與斷裂帶空間溝通并形成高壓涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造的可能性。但由于該區(qū)山體陡峭、植被茂盛、地層巖性多樣、構(gòu)造條件復(fù)雜，缺乏對(duì)斷裂帶的導(dǎo)水或充水能力、地表水與地下水之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制、地下水循環(huán)過(guò)程等方面的認(rèn)識(shí)，難以直接獲取證據(jù)來(lái)開(kāi)展涌水突泥災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用多期測(cè)流和對(duì)大氣降水、冰川、地表水和地下水水化學(xué)、同位素特征以及水文地球化學(xué)過(guò)程的分析，開(kāi)展了西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流的流量變化特征和地表水與構(gòu)造裂隙水的轉(zhuǎn)化關(guān)系研究，對(duì)鐵路隧道高壓涌水突泥災(zāi)害的早期識(shí)別和工程預(yù)案設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理

西藏波密縣位于西藏東南部高山峽谷地貌區(qū)。高山區(qū)海拔4 000～6 000 m，最高點(diǎn)海拔6 643 m；河谷區(qū)海拔2 000～2 300 m，相對(duì)高差2 000～4 000 m[8]，地形高差大、岸坡陡峻。研究區(qū)屬西藏東部溫帶山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫8.7 ℃；1月氣溫最低，平均為-0.2 ℃；最高溫度一般出現(xiàn)在7月，平均溫度為16.4 ℃[9]。研究區(qū)降水充沛，多年平均降水量1 276 mm，5—9月為雨季，占全年降水量的84.5%。

研究區(qū)整體屬于雅魯藏布江最大支流帕隆藏布流域。帕隆藏布發(fā)源于西藏八宿縣阿扎貢拉山，自南東向北西穿過(guò)研究區(qū)，在林芝地區(qū)墨脫縣甘登鄉(xiāng)附近匯入雅魯藏布江，年均流量約為3.12×1011m3。隧址位于帕隆藏布右岸，共分布13條NE向大型河流和多條較小規(guī)模的河流[10]，自溝頂冰川覆蓋區(qū)至溝口高差一般大于2 000 m，平均坡度260‰，水量大，水流湍急（圖1）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)地貌與采樣點(diǎn)位置圖Fig.1 Geological geomorphology and location of the samplingof study area

帕隆藏布兩岸海拔4 000 m以上的高山區(qū)有冰川覆蓋，面積約324.72 km2。受熱輻射和降水量變化影響[11-12]，近30年來(lái)冰川面積減少了58.2%，整體處于退縮狀態(tài)[9,11-12]，冰川融水量較大且逐年增加。冰川融水徑流匯入溝中，為河流的重要補(bǔ)給項(xiàng)。

1.2 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)東北部，一級(jí)構(gòu)造單元屬岡底斯—喜馬拉雅造山系。主要斷裂為NW向的嘉黎—察隅斷裂，屬全新世活動(dòng)斷裂[13]。小型斷裂為張性和壓扭性NE向斷裂，其中古鄉(xiāng)—隨弄斷裂、比通曲斷裂、鴨容曲—索通斷裂和賽隆卡曲斷裂分別與古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲和賽隆卡曲的發(fā)育位置重合[14]。

研究區(qū)出露的基巖包括中—元古代念青唐古拉巖群片麻巖夾大理巖、燕山期侵入巖、變質(zhì)巖、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)碎屑巖、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖。出露的松散巖土體主要為更新世冰積碎石、全新世沖洪積碎石類(lèi)土、泥石流堆積物等，主要分布于帕隆藏布河谷、沖溝低海拔處（圖1）。

區(qū)內(nèi)地下水類(lèi)型分為松散巖類(lèi)孔隙水和基巖裂隙水兩大類(lèi)。松散巖類(lèi)孔隙水分布在帕隆藏布河谷、沖溝的河漫灘、階地中，呈帶狀分布。基巖裂隙水分為風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。風(fēng)化裂隙水分布于花崗巖、片麻巖、石英巖等硬質(zhì)巖的風(fēng)化層；構(gòu)造裂隙水呈帶狀或脈狀分布于斷裂帶中，其補(bǔ)徑排條件和賦存特征是本文討論的主要內(nèi)容。

2 研究方法與數(shù)據(jù)獲取

在研究區(qū)各河流近溝口位置選擇水流較平穩(wěn)、斷面形狀較規(guī)則的位置進(jìn)行流量測(cè)定。共完成了3期測(cè)流工作：在2019年8月22—25日和2020年9月8—10日分別開(kāi)展了雨季流量測(cè)定，在2020年4月22—25日開(kāi)展了旱季流量測(cè)定，見(jiàn)圖2。

圖2 研究區(qū)主要地表水流量統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistics of the main surface water flow in the study area

在坎戈曲流域?qū)嵤┧牡刭|(zhì)勘察鉆孔1眼，孔深200 m，目的是對(duì)斷裂帶地下水賦存和徑流特征進(jìn)行研究。在該鉆孔進(jìn)行3個(gè)落程的抽水試驗(yàn)，獲取了水文地質(zhì)參數(shù)。

2019年8月和2020年4月，采集地表水樣品各13件，采集當(dāng)季降水樣品各1件（2019年8月為降雨樣品，2020年4月為降雪樣品），采集冰川樣品1件，采集泉點(diǎn)樣品3件，結(jié)合水文地質(zhì)勘察鉆孔，采集埋深170 m地下水樣品1件（圖1）。采集樣品時(shí)，使用意大利HANNA公司生產(chǎn)的多參數(shù)水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試水樣的溫度、pH值、氧化還原電位（Eh）、溶解性總固體（TDS）等參數(shù)。對(duì)采集的樣品進(jìn)行全分析、δ2H、δ18O、氚同位素（3H）分析，利用14C同位素測(cè)定鉆孔ZK01地下水樣品的年齡。用于陽(yáng)離子和微量元素分析的水樣加入HNO3，使pH降到2以下，其余樣品不加保護(hù)液。所有樣品裝瓶后均不留空氣，擰緊瓶蓋后用封口膠封閉送檢。

水樣全分析在自然資源部地下水礦泉水及環(huán)境監(jiān)測(cè)中心完成。陽(yáng)離子和陰離子測(cè)試分別采用ICP-AES（iCAP 6300, Thermo）和DX-120（Dionex）型離子色譜儀，執(zhí)行DZ/T0064-1993和GB8538-2016標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果陰陽(yáng)離子平衡相對(duì)誤差小于±5%。δ2H、δ18O、3H測(cè)試在自然資源部地下水科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。δ2H和δ18O的測(cè)試?yán)貌ㄩL(zhǎng)掃描-光腔衰蕩光譜儀（Picarro L2130i），測(cè)試精度分別為±1‰和±0.1‰。3H分析由超低本底液體閃爍譜儀（1220 Quantulus）計(jì)數(shù)測(cè)定，測(cè)試精度為±0.5TU。14C測(cè)年在美國(guó)Beta實(shí)驗(yàn)室利用加速器質(zhì)譜（AMS）完成，測(cè)量精度為0.123%。

3 結(jié)果與討論

3.1 主要河流流量特征

在實(shí)際測(cè)定流量的17條主要河流中，2019年雨季河流流量為0.17×104～55.67×104m3/d，平均值為17.96×104m3/d，離散系數(shù)0.98，流量最大的是賽隆卡曲，最小的是優(yōu)易溝。有5條河水流量超過(guò)30×104m3/d，分別為扎隆溝、古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、茶隆隆巴曲和賽隆卡曲。

2020年雨季河流流量為0.10×104～40.68×104m3/d，最大的為古鄉(xiāng)溝，最小的為巴卡溝，平均值為15.03×104m3/d，離散系數(shù)0.87，略小于2019年夏季。有4處流量超過(guò)30×104m3/d，分別為古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、茶隆隆巴曲和賽隆卡曲。另外，比通曲流量超過(guò)了20×104m3/d。

2020年旱季河流流量為0.10×104～23.86×104m3/d，最大的為茶隆隆巴曲，最小為坎戈曲；平均值為5.72×104m3/d，僅為2019年和2020年雨季的1/3左右。其中茶隆隆巴曲（23.86×104m3/d）、賽隆卡曲（22.31×104m3/d）和龍沖曲（10.36×104m3/d）的河水流量超過(guò)10×104m3/d，古鄉(xiāng)溝（6.68×104m3/d）、角隆曲（5.63×104m3/d）和比通曲（4.30×104m3/d）流量也較大。

對(duì)比連續(xù)兩個(gè)雨季和一個(gè)旱季各河流流量變化，可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)河流流量在雨季和旱季差別明顯。雨季河流流量與旱季河流流量之比為1.31～12.20。其中嘎朗溝、瓦普溝、達(dá)打隆巴等河流的流域面積和流量較小，但豐枯期流量差別較大；面積和流量較大的河流（如比通曲、龍沖曲、賽隆卡曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流）的流量波動(dòng)相對(duì)較小（圖2），說(shuō)明這些流域內(nèi)的地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的地表水流量調(diào)蓄能力。

2019年8月和2020年9月的流量平均相差1.32倍。當(dāng)日照、氣溫和降水量等氣象條件相似時(shí)，地表水體得到的補(bǔ)給總量差別不大，說(shuō)明氣象條件對(duì)河流流量具有較強(qiáng)的影響。

3.2 水化學(xué)特征

地表水、地下水、冰川和降水的水化學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表1。雨、旱兩季河流和地下水的pH值均為7.33～8.05，基本為中性偏堿性水；大氣降水略偏酸性；冰川的pH值為7.45，基本呈中性。地表水各指標(biāo)的變異系數(shù)范圍為0.02～0.90，同一指標(biāo)在2019年8月和2020年4月的變異系數(shù)相差不大，說(shuō)明研究區(qū)河流的水化學(xué)指標(biāo)隨季節(jié)整體等幅變動(dòng)。地下水各點(diǎn)中，既包括淺層地下水，又包括鉆孔揭露的深層斷裂帶水，變異系數(shù)明顯大于地表水，說(shuō)明不同深度地下水循環(huán)過(guò)程存在差異。2019年雨季降水（雪）主要離子濃度小于2020年旱季，2019年8月和2020年4月溶解性總固體（TDS）分別為10.63 mg/L和30.07 mg/L，Ca2+濃度分別為1.07 mg/L和4.15 mg/L，濃度分別為1.41 mg/L和4.33 mg/L。受溶濾作用長(zhǎng)期影響，冰川樣品各指標(biāo)濃度明顯高于降水濃度。

表1 水樣主要水化學(xué)指標(biāo)值Table 1 Concentration statistics of the main hydrochemical indexes of water samples

對(duì)比4種分類(lèi)下各指標(biāo)值的平均濃度，除Na++K+和Cl-外，各種離子濃度和TDS（溶解性總固體）都表現(xiàn)出地下水＞地表水（2020年4月）＞地表水（2019年8月）＞降水及冰川。地表水在雨季與旱季離子指標(biāo)存在差異的原因有兩點(diǎn)：其一是雨季降水量較大，產(chǎn)生了稀釋作用；其二是雨季地下水與含水介質(zhì)之間反應(yīng)時(shí)間有限[15]。

河水中主要陽(yáng)離子為Ca2+和Mg2+，主要陰離子為和與河水相似，地下水的水化學(xué)類(lèi)型主要為HCO3·SO4—Ca型，說(shuō)明地下水與河水存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。大氣降水的水化學(xué)類(lèi)型為HCO3·SO4—Ca（2019年8月）和HCO3—Ca·Mg（2020年4月）型，冰川的水化學(xué)類(lèi)型為HCO3—Ca型（圖3）。大氣降水及冰川水化學(xué)類(lèi)型與地表水和地下水水化學(xué)組分存在差異，地下水和河水主要組分受巖石風(fēng)化溶濾作用影響（圖4），水化學(xué)組分主要來(lái)自于水—巖相互作用[16-17]。

圖3 水化學(xué)Piper三線(xiàn)圖Fig.3 Piper diagram of the water samples

圖4 研究區(qū)河水和地下水吉布斯圖Fig.4 Gibbs diagram of river water and groundwater in the study area

地表水和地下水中鐵和錳的濃度較高，質(zhì)量濃度范圍分別為0.014～9.400 mg/L和0.006～0.343 mg/L，平均值分別為0.719 mg/L和0.032 mg/L。降水樣品中鐵和錳的濃度低。降水樣品中鐵低于0.001 mg/L，2019年8月降水中錳濃度為0.003 mg/L，2020年4月降水中未檢出錳。在排除人類(lèi)活動(dòng)影響的前提下，地下水和河水中的鐵和錳主要來(lái)源于水巖作用。沿嘉黎—察隅斷裂帶發(fā)育擠壓破碎帶，帶內(nèi)見(jiàn)糜棱巖、斷層角礫巖、斷層泥，含褐鐵礦和錳質(zhì)礦物[20]。通常還原環(huán)境有利于沉積物中Fe和Mn氧化物的溶解釋放[21]，易溶的高價(jià)Fe和Mn氧化物會(huì)還原成溶解性更強(qiáng)的離子態(tài)Fe2+和Mn2+，提升水中鐵和錳的濃度[22-23]；酸性環(huán)境更利于離子態(tài)Fe和Mn的富集[24]。通過(guò)圖6可以看出，地表水和地下水分布在Fe2+和Fe（OH）3的界線(xiàn)附近，略偏向Fe2+區(qū)域；Mn主要以Mn2+的形式存在。

圖6 研究區(qū)水體Eh-pH值關(guān)系圖Fig.6 Relationship between Eh and pH in the water samples in the study area

研究區(qū)各條河水中鐵和錳濃度存在較大差異，見(jiàn)圖7。河水中Fe濃度較高的有古鄉(xiāng)溝（9.400 mg/L）、來(lái)曲（1.822 mg/L）、龍沖曲（2.058 mg/L）和比通曲（1.381mg/L）和茶隆隆巴曲（0.896 mg/L），明顯大于其他河水。河水中Mn濃度較大的有古鄉(xiāng)溝（0.343 mg/L）、比通曲（0.083 mg/L）和龍沖曲（0.151 mg/L）。古鄉(xiāng)溝、比通曲和龍沖曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的地表水體的Fe和Mn質(zhì)量濃度較高。

圖7 研究區(qū)河水Fe和Mn的質(zhì)量濃度Fig.7 Concentration of Fe and Mn in river water

由此可以推斷，大氣降水和冰川融水補(bǔ)給地表水后，一部分轉(zhuǎn)化為斷裂帶地下水，在還原環(huán)境下鐵錳礦物溶解進(jìn)入水中，使得地下水中的鐵和錳濃度升高。當(dāng)斷裂帶與地表水流復(fù)合發(fā)育，斷裂帶地下水循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，與含水介質(zhì)充分相互作用，鐵錳濃度高；非斷裂影響地區(qū)含水介質(zhì)中鐵錳濃度低。地下水最終排泄進(jìn)入各地表水流中，并與地表水發(fā)生混合，匯入帕隆藏布。

3.3 同位素特征

研究區(qū)水體氫氧同位素分析測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖8。所有水點(diǎn)均位于全球大氣降水線(xiàn)（GMWL）和青藏高原東部大氣降水線(xiàn)附近（青藏高原東部LMWL）[25]，說(shuō)明降水是研究區(qū)各類(lèi)型水體的主要補(bǔ)給來(lái)源[26-27]。地下水與2020年4月地表水點(diǎn)高度重合，說(shuō)明地下水與地表水水力聯(lián)系緊密。一般來(lái)說(shuō)，在其他環(huán)境條件一定時(shí)，氣溫越低，δD和δ18O的值越小[28]。冰川形成時(shí)期氣溫低于現(xiàn)在的氣溫，圖8中冰川點(diǎn)的δD、δ18O值相比于降水點(diǎn)更小。地表水和地下水是由冰川融水和大氣降水共同補(bǔ)給形成的，δD和δ18O值位于在二者之間。

圖8 水樣δD和δ18O關(guān)系圖Fig.8 Plot of δD-δ18O of the water samples

2020年4月氣溫低于2019年8月，但圖8出現(xiàn)2020年4月各點(diǎn)的δD和δ18O的值大于2019年8月的異常現(xiàn)象，這可能是由于河水補(bǔ)給源比例不同造成的。為證明這一推測(cè)，選擇龍沖曲作為典型流域，利用δD和δ18O計(jì)算雨季和旱季大氣降水和冰川融水對(duì)地表水補(bǔ)給量的比重（圖9），可以看出2019年8月冰川補(bǔ)給量占比為58.3%，2020年4月占比為38.5%。河水中冰川和大氣降水的補(bǔ)給比例不同，造成不同時(shí)期地表水中δD和δ18O的值不同。由此可以看出，雨季冰川融水補(bǔ)給比例大于旱季。

圖9 龍沖曲補(bǔ)給源比例圖Fig.9 Proportion of the supply sources in Longchongqu

利用氚同位素和14C同位素對(duì)地下水循環(huán)速率進(jìn)行半定量分析（表2）。YGA10、YGA28和YGA34泉水樣品的氚含量為3.9～6.2TU，根據(jù)Clark等[29]的氚方法定年解釋?zhuān)琘GA10、YGA28泉水接受現(xiàn)代地下水補(bǔ)給，地下水年齡5～10 a；泉水YGA34接受現(xiàn)代地下水補(bǔ)給并混有少量1952年以前補(bǔ)給的地下水。3個(gè)泉點(diǎn)地下水循環(huán)時(shí)間短，更新速率較快，循環(huán)深度淺。

表2 樣品年代半定量對(duì)應(yīng)表Table 2 Half quantitive corresponding table between content and age

在鉆孔ZK01中約132 m埋深處采集了裂隙地下水，測(cè)得氚含量為2.9 TU，說(shuō)明地下水的補(bǔ)給時(shí)間早于1952年。14C同位素測(cè)試得出該水樣的表征年齡為4 640 a。相比于YGA10、YGA28和YGA34泉水樣品，鉆孔中裂隙地下水的循環(huán)深度較大，更新速率較慢，屬于中深循環(huán)的地下水。

YGA01（古鄉(xiāng)溝）、YGB17（比通曲）和YGB30（龍沖曲）河水樣品的氚含量為5.9～8.5 TU，高于泉點(diǎn)氚含量，但低于現(xiàn)代降雨中的氚含量（一般為101～102TU[29]），說(shuō)明河水中存在混入地下水的現(xiàn)象。對(duì)比地表水、泉和鉆孔采集水樣的年齡，可以推斷，與斷裂復(fù)合發(fā)育的地表水中有地下水的混合，其中以現(xiàn)代地下水為主。

3.4 冰川融水-大氣降水-地下水-地表水轉(zhuǎn)化過(guò)程

基于冰川融水、大氣降水、河水和地下水等不同水體水化學(xué)和同位素組分的差異，分析研究區(qū)多種水體的轉(zhuǎn)化過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流的補(bǔ)給受氣象條件控制，徑流過(guò)程中河水與地下水的轉(zhuǎn)化過(guò)程受與河流復(fù)合發(fā)育的斷裂控制。

區(qū)內(nèi)河流發(fā)源于帕隆藏布右岸海拔4 000 m以上的冰川覆蓋區(qū)，河水和地下水水體δD和δ18O值均落在區(qū)域大氣降水線(xiàn)附近，顯示其主要接受冰川融水和大氣降水補(bǔ)給。在雨季，河水的δD和δ18O的值偏向冰川，而在旱季河水的δD和δ18O的值偏向大氣降水，說(shuō)明河水補(bǔ)給來(lái)源的比例在旱季和雨季存在差異。旱季大氣降水補(bǔ)給量占比大，雨季冰川融水補(bǔ)給量占優(yōu)。這可能是由于旱季屬全年氣溫較低的時(shí)期，冰川融水量小。因而大氣降水占總補(bǔ)給量的比例超過(guò)60%。雨季集中在氣溫較高的時(shí)期，冰川融水量激增，對(duì)河水補(bǔ)給的貢獻(xiàn)超過(guò)大氣降水，約占58.3%。

河水通常在高海拔處接受補(bǔ)給，因而河水和地下水相對(duì)排泄基準(zhǔn)面（帕隆藏布）具有較高的水頭。河水沿各溝谷自北西向南東方向徑流，斷裂帶地下水在河谷附近或以泉的形式、或以線(xiàn)狀排泄的方式排泄，最終匯入帕隆藏布。

河流自高位補(bǔ)給到匯入帕隆藏布的徑流過(guò)程中，存在2種不同的水體轉(zhuǎn)化過(guò)程類(lèi)型（圖10）。

圖10 不同類(lèi)型水體轉(zhuǎn)化過(guò)程模式圖Fig.10 Transformation process model of different types of water

第一種類(lèi)型是古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、比通曲和賽隆卡曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流。研究區(qū)內(nèi)所有河流2019年雨季與2020年旱季流量之比為1.71～11.15，2020年雨季與2020年旱季流量之比為1.31～12.20。而與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流2019年雨季與2020年旱季流量之比為2.50～7.28，2020年雨季與2020年旱季流量之比為1.61～6.09，明顯小于全區(qū)河流的同類(lèi)流量比值。說(shuō)明以上幾條河流的流量較為穩(wěn)定。其原因?yàn)椋涸跉鉁亍⒔邓恳欢ǖ那疤嵯拢瑪嗔褞У叵滤畬?duì)河水持續(xù)補(bǔ)給，減小了河水流量在雨季和旱季的變化幅度。

與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流流域內(nèi)巖體完整性差，利于地表水入滲。地下水接受河水持續(xù)的補(bǔ)給，方向基本與地形坡度保持一致。地下水與含水介質(zhì)發(fā)生水巖作用較為充分，TDS值升高，方解石的風(fēng)化和石膏的溶解使水中和富集，水化學(xué)類(lèi)型由補(bǔ)給源的HCO3—Ca（Mg）型逐漸變?yōu)镠CO3·SO4—Ca型。裂隙含水介質(zhì)的還原環(huán)境也使地下水中鐵、錳濃度升高。

大部分地下水循環(huán)深度小，年齡為5～10 a，更新速率快，與河流存在密切的水力聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。少部分地下水沿?cái)嗔严蛏畈繌搅鳎叵滤挲g在4 000 a以上。即便在斷裂帶滲透性較好的條件下，參與中深循環(huán)的地下水更新速率也較慢，水巖作用較充分，TDS值明顯高于河水和淺層循環(huán)地下水。地下水與地表水混合后匯入帕隆藏布。

第二種類(lèi)型是非斷裂影響區(qū)的河流。基巖風(fēng)化裂隙水接受河水滲漏補(bǔ)給。風(fēng)化裂隙發(fā)育深度有限，地下水對(duì)河水的補(bǔ)給量和水量調(diào)節(jié)能力小于第一種類(lèi)型，河水在雨季和旱季流量比值大。較弱的還原環(huán)境不利于地下水中鐵、錳溶解，地下水中鐵、錳濃度低。地下水年齡5～10 a，循環(huán)深度淺。臨近排泄基準(zhǔn)面的河水水化學(xué)類(lèi)型為HCO3—Ca型和HCO3·SO4—Ca型，說(shuō)明混入了少量淺循環(huán)的地下水。

從工程建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)的角度考慮，第一種類(lèi)型的河流，由于水量大且較為穩(wěn)定，水頭高，斷裂帶地下水與地表水存在較好的水力聯(lián)系，因而在施工過(guò)程中產(chǎn)生高壓涌水突泥災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)較大。在施工過(guò)程中，應(yīng)充分予以關(guān)注，充分考慮復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

（1）西藏波密冰川覆蓋區(qū)河水主要接受冰川融水和大氣降水補(bǔ)給。雨季河水的δ18O和δD值小于旱季，說(shuō)明河水雨季和旱季的補(bǔ)給源結(jié)構(gòu)不同。在雨季冰川融水為主要補(bǔ)給源，旱季以大氣降水補(bǔ)給為主。

（2）河水成分及來(lái)源與斷裂有密切關(guān)系。根據(jù)河水與斷裂空間展布關(guān)系，河流流域內(nèi)水體徑流過(guò)程可分為2種類(lèi)型。其一是古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲等與斷裂帶復(fù)合發(fā)育的河流，可補(bǔ)給斷裂帶裂隙地下水。淺層循環(huán)斷裂帶水年齡5～10 a，循環(huán)速率快；中深層斷裂帶水年齡超過(guò)4 000 a，循環(huán)速率慢，水巖作用較充分。由于持續(xù)接受地下水補(bǔ)給，年內(nèi)河水流量波動(dòng)較小。其二是非斷裂影響區(qū)內(nèi)的河流，河水可補(bǔ)給風(fēng)化裂隙地下水。地下水循環(huán)快，與河水交換較頻繁，水巖作用程度弱。年內(nèi)流量波動(dòng)較大。河水與地下水混合后，排泄至帕隆藏布。

（3）研究區(qū)河水補(bǔ)給區(qū)海拔高，河水流量大，且與斷裂帶地下水存在較好的水力聯(lián)系，在地下工程建設(shè)過(guò)程中，與斷裂帶復(fù)合發(fā)育的古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲存在高壓涌水突泥災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)予以高度關(guān)注。