青藏高原自然災害的類型、分布與活動規律
崔鵬(中科院院士)
中科院山地災害與地表過程重點實驗室/中科院水利部成都山地災害與環境研究所
中科院青藏高原地球科學卓越創新中心
青藏高原自然災害的類型與分布
自然災害主要類型
青藏高原斷裂構造十分發育,新構造活動強烈,地層岩性複雜多變,風化剝蝕作用極強,岩體破碎,水汽交換強烈,為自然災害提供了良好的孕災條件。
災害類型主要包括:
地震
泥石流
崩塌
滑坡
冰湖潰決
山洪
雪災
乾旱
凍脹融沉
等……
青藏高原自然災害總體上點多面廣,具體分布見下圖。
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青藏高原自然災害分布圖
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青藏高原自然災害分布特徵
受區域構造活動、地形地貌、水熱條件和人類活動影響,青藏高原自然災害的分布具有4個特徵:
沿斷裂構造帶密集分布
青藏高原地殼運動活躍,地表隆升強烈,中國大陸里氏6.0以上地震主要集中在青藏高原。青藏高原地震活動沿東西向弧形構造呈帶狀分布,密集分布在喜馬拉雅板塊邊界構造帶和板內斷塊區及其次級斷塊的邊界活動構造帶上。
斷裂帶中的岩體破碎,裂隙發育,利於崩塌、滑坡等次生災害的形成,同時為泥石流活動提供了豐富的鬆散固體物質條件。
特別是地震烈度大於8度的地震,極易誘發次生山地災害,如1950年的察隅地震(MS=8.6)和2008年的汶川地震(MS=8.0),震後誘發的崩塌、滑坡和泥石流等次生災害沿斷裂構造帶密集分布,僅汶川地震區就在同震期間發生了2 300餘處滑坡和崩塌。
2017年8月8日九寨溝地震——景區公路路基滑入鏡海
沿深切的高山峽谷區成帶狀分布
高山峽谷區由於河流的強烈下切作用,導致地形陡峭,高差大,位能條件好,岩石和土體容易失穩下滑,誘發崩塌、滑坡等災害發生;高山峽谷區由於地形抬升作用,使得局地性暴雨頻發,提供了有利於泥石流和洪水發育的條件。
因此,高山峽谷區具有山地災害最有利的孕災條件組合,導致災害在河谷內成帶狀分布。例如,川藏公路穿越著名的橫斷山高山峽谷區和帕隆藏布流域,沿線山地災害非常發育,成為影響交通的主要災害類型。
地帶性分布
水平地帶性分布
受印度洋季風影響,青藏高原每年5—9月雨水頗豐,集中了全年80%的降水。由於全區水汽分布不均,易發生大面積乾旱和洪澇災害。
旱災主要在這些地方
青藏高原的乾旱主要分布在以拉薩為中心的那曲地區南部、日喀則地區和山南地區的大部;青海省東北部以及川西高原、西藏東北部和青海交界的廣大地區。
洪澇災害主要在這些地方
洪澇災害主要發生在青藏高原東部的昆崙山東段、祁連地區以及喀喇昆崙山西段和高原東南邊緣部分地區,藏南谷地次之。
雪災主要在這些地方
而青藏高原大範圍的雪災主要發生在東部積雪年際波動最顯著的地區,有兩個雪災高發中心:
一個是靠近喜馬拉雅山的西藏山南地區,尤其是仲巴縣、薩嘎縣、吉隆縣、聶拉木縣、定日縣,平均每年都會有1—2次雪災,是我國雪災發生頻率最高的地方;
另一個是位於青海南部與川西北的交界地區,以青海瑪多縣、稱多縣,四川石渠縣最為嚴重。
垂直地帶性分布
青藏高原東南和南部邊緣,地形高差巨大,自然條件形成明顯的垂直地帶,孕災條件特別是水熱條件呈現垂直地帶的特點,從而也導致山地災害發育和分布表現出垂直地帶性。
泥石流
以帕隆藏布流域為例,在海拔4 500—4 700 m的雪線附近,冰川活躍,形成大量冰湖,同時也集中分布以冰川融水補給為主的冰川型泥石流;
對於海拔低於3 500 m的山谷,主要發育以降水補給為主的暴雨型泥石流。
滑坡
滑坡分布也具有類似規律,在高海拔山區,主要發育受凍融作用影響的凍融型滑坡;
而在較低海拔峽谷區,多產生降雨型滑坡。
災害在高強度人類活動區集中分布
隨著人口的增長和工程建設項目的增多,人類工程活動對斜坡變形災害的誘發作用日益增強。
在高原山區公路、鐵路、水電、礦山和城鎮建設中,大量的邊坡開挖、棄渣、堆填等工程活動往往引起邊坡失穩,水文條件改變,導致滑坡和泥石流發生。
例如,川藏公路沿線(南線和北線)的成災泥石流數量高達1 000多條,主要分布在伯舒拉嶺以東的橫斷山區和西部藏東南地區的公路沿線。
青藏高原自然災害的活動特徵及其危害
高強度與高頻率
青藏高原是我國現代構造活動和地震活動最強烈的地區,自有地震記錄以來,在高原內記錄到多達18次里氏8級以上巨大地震和100餘次里氏7—7.9級地震。
近50年來,青藏高原里氏7級以上地震多達40餘次,歷史最高震級達里氏8.6級(1950年察隅地震)。
此外,青藏高原周邊高強度地震也頻頻發生,造成人員傷亡及社會經濟損失。例如,2015年4月25日14時11分,在青藏高原喜馬拉雅山南坡尼泊爾境內發生里氏8.1級地震,震源深度20 km。地震發生一周內,共造成我國西藏自治區26人遇難,3人失蹤,856人受傷;大量房屋倒塌和破壞,道路、通訊等生命線工程及水利等基礎設施損壞嚴重。
尼泊爾地震摧毀西藏樟木鎮民房
突發性
受地震活動和極端氣候的影響,青藏高原區域內冰湖潰決、冰崩雪崩、泥石流、崩塌、滑坡等自然災害的發生過程表現為突發性特徵。
以泥石流為例,其活動的突發性表現在暴發突然,歷時短暫,一場泥石流過程從發生到結束一般僅幾分鐘到幾十分鐘,在流通區的流速可高達30 m/s以上。這種突發性使得準確預報預警困難,難以進行有效預防。
如1987年7月14日,由於冰川躍動,大約36萬立方米的冰體脫離冰舌滑入米堆溝光謝錯,使得湖水平均上漲1.4米並形成涌浪,導致冰磧堤突然潰決;冰湖排空前後僅持續2小時,洪水侵蝕沿途的鬆散固體物質轉化為稀性泥石流,演進迅速。由於沒有充分時間進行有效預防,泥石流捲走了溝內的米堆村,沖毀大量農田,同時沖毀了下游27公里長的川藏公路路基。
季節性
泥石流、滑坡、洪水等自然災害的暴發主要是受連續降雨、暴雨,尤其是特大暴雨的激發。因此,災害發生的時間與集中降雨時間相一致,具有明顯的季節性。
滑坡、泥石流發生時間
滑坡、泥石流多發生在每年6—9月,據不完全統計,發生在這4個月的泥石流災害約佔該地區全部泥石流災害的90%以上。
雪災發生時間
從雪災發生季節來看,主要集中在冬季,以11月至次年2月間居多,也有個別年份一直到次年5月甚至6月還有雪災,而跨年越冬的大雪災一般是特大雪災。例如,2009年5月25日至6月1日,那曲地區出現大面積降雪,平均積雪厚度10厘米,最厚處達50厘米,造成58857頭牲畜死亡。
那曲雪災危害當地畜牧業
旱災發生時間
根據發生時間的不同,青藏高原的旱災可以分為春旱和夏旱。
春旱主要是因為該地區每年3—5月份降水量明顯偏少,太陽輻射強,加上風力大、蒸發力強所引起的乾旱。
夏旱一般發生在每年6—8月份,主要是由於雨季開始時間偏晚,或者雨季中發生間歇性乾旱。
受氣溫變化影響,青藏高原的常年凍土活動層厚度以及季節性凍土面積變化也表現出較強的季節性特徵。
准周期性
由於受地震、地震影響固體物質和氣候波動(氣溫和降水)的影響,滑坡、泥石流等災害活動具有波動性和一定的周期性。
泥石流活動規律
當極端氣候與地震活動相疊加時,常形成泥石流滑坡活動的高潮期。例如,古鄉溝泥石流在1953年首次發生後,其後又發生50餘次,造成318國道多次斷道,並造成車輛被掩埋。
古鄉溝泥石流掩埋車輛,阻斷交通
雪災出現的周期規律
統計結果表明,青藏高原的雪災存在大約以3年為周期的活動規律。如青藏高原北部1985—1986年、1988—1989年、1992—1993年和1995—1996年連續發生周期性的雪害。
地震發生的間隔變化
對於地震災害來說,20世紀以來,青藏高原北部地區里氏7級以上地震活動可以分為3個階段:
1920—1962年,里氏7級以上地震發生間隔較小,平均6年1次;
1963—2000年,里氏7級以上地震發生間隔變大,平均13年1次;
2001—2012年,由於時間較短,僅發生2次里氏7級以上地震,發生間隔為8.5年。
群發性
青藏高原孕災條件較好,災害易發性高,在同一激發因素(如降雨)作用下,常常在較大區域內同時發生大量災害,特別是泥石流、崩塌、滑坡等災害活動呈現出明顯的群發性。
例如,1979年滇西北怒江州六庫、瀘水、福貢、貢山和碧江5個縣40餘條溝同時暴發泥石流,形成近30年來泥石流暴發最多和最嚴重的群發性泥石流災害。
鏈生性
受地形條件限制,不同災種之間在一定條件下能夠相互激發和轉換,形成災害鏈,導致災害在時間和空間上的延拓。
例如,2000年4月9日發生在西藏波密縣易貢滑坡就是典型的滑坡堰塞湖潰決洪水泥石流災害鏈事件,並造成大峽谷下游印度境內30人死亡,100多人失蹤,5萬人無家可歸,20多座橋樑被毀。
易貢錯潰決後的右壩肩高達數十米,潰決洪水水位高達55 m
青藏高原災害考察與防治極為重要!
青藏高原是全世界海拔高差最大、構造隆升與地震活動最強烈、氣候變化影響最顯著的地區,自然條件有利於自然災害發育,災害數量多、規模大,往往形成災害鏈,造成巨災,對區域範圍內經濟影響極為嚴重。同時,該地區還是經濟相對落後、貧困人口比例高的邊疆高寒地區以及我國的戰略高地。量大面廣、暴發頻繁的自然災害對社會、經濟、政治和國防影響巨大。
為了社會經濟發展、政治穩定和國防安全,國家在青藏高原啟動了一系列基礎設施建設、生態保護和民生工程項目:
在交通運輸方面,擬在青藏高原規劃建設川藏與滇藏鐵路、川藏高速公路、南亞陸路環線大通道;
在商貿旅遊方面,計劃依託樟木、吉隆、普蘭和亞東口岸建設,在喜馬拉雅南坡拓展孟中印緬經濟走廊,實施「一帶一路」在南亞的建設;
在水能開發方面,規劃建設跨界河流——雅魯藏布江中下遊河段梯級水能基地,規劃總裝機容量達8 000多萬千瓦;
在國防和邊境安全規划上,擬加強邊民生活設施建設和精準扶貧;
在山區城鎮村莊發展規劃方面,擬開發利用山洪泥石流堆積扇,緩解城鎮建設用地緊張局面;
同時,大範圍推進高原與江河源生態保護工程。
上述重大項目和民生工程,無不受到區域自然災害的制約,因而開展青藏高原災害考察與防治具有重要的戰略意義。
青藏高原自然災害類型多樣,分布廣泛,活動頻繁且危害嚴重,對當地社會經濟發展及人員生命安全構成巨大威脅。
由於精準調查及觀測數據匱乏,在針對青藏高原不同種類的自然災害研究中,災害機理的定量認知比較欠缺;同時,也需要發展針對青藏高原特殊環境條件的減災技術。
建議在第二次青藏高原綜合科學考察研究中,除系統考察獲取基礎數據和研究災害機理過程以外,還應注重分析青藏高原減災技術能力現狀與已經取得的減災成就和經驗,結合自然災害的孕災特點、活動規律、發展趨勢與未來風險,考慮區域社會經濟發展目標和國家重大工程與國防需求,分析確定青藏高原未來防災減災需求,提出減災對策。
崔鵬中科院院士, 研究員。現任中國地理學會副理事長、中國水土保持學會副理事長、國際災害風險綜合研究計劃(IRDR)科學委員會委員與中國委員會副主任、Journal of Mountain Science主編。主要從事泥石流、滑坡等山地災害與水土保持等方面的研究。
文章節選自:
崔鵬, 賈洋, 蘇鳳環, 葛永剛, 陳曉清, 鄒強. 青藏高原自然災害發育現狀與未來關注的科學問題. 中國科學院院刊, 2017, 32(9): 985-992.
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