青藏科考

科考出征于万水千山:科考初行记

文章来源 :
2020-03-27 15:09

2019年8月4日,由北京师范大学张强教授、青海师范大学周强教授带队的第二次青藏高原综合科学考察任务九科考分队在青海师范大学集合,正式开启了2019年下半年综合灾害风险评价与防御科学考察。

考察队过湟水,跨青沙山,进入黄河干流流域,在尖扎盆地、黄南山地前行途中,多见河流溯源侵蚀形成的冲蚀沟和深切峡谷,黄河溯源侵蚀进入青藏高原,切穿古湖泊,形成盆地和峡谷相间的“串珠状”地貌,以第三纪红层和第四纪黄土为物源的滑坡、泥石流等地质灾害较多,主要以峡谷段最为突出;植被则主要为落叶阔叶林。同仁往东过瓜什则乡进入高原面,地形相对平缓,多山丘和缓坡,可以观察到高原古夷平面;由于温度低微生物分解能力弱,土壤中腐殖质含量相对较高,土层颜色较暗,为高寒草甸土主要特征;随着海拔上升植被垂直地带性变化明显,逐渐由阔叶林过渡到针叶林,再到高山草甸,高原面上地质灾害并不突出,但草地退化、草原虫鼠害、雪灾等不容忽视。从红星镇由G213转入S313,由于道路封闭施工,整个车队被困在河流切割强烈、地质灾害频发的高山峡谷区,行进缓慢,沿途详细记录了大量地质灾害点。尽管舟车劳顿,为了保障第二天的科考任务,考察队仍连夜赶路,直至凌晨1点到达舟曲县。

图1 科考队8月4日-5日行进路线

2010年8月7日22时左右,甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大暴雨,持续40多分钟,降雨量达97mm,导致三眼峪、罗家峪等四条沟系发生特大山洪泥石流,泥石流沟长约5km,平均宽度300m,平均厚度5m,总体积750万m3,流经区域被夷为平地,并堵塞白龙江,形成威胁城区和下游安全的堰塞湖。为了降低再次发生泥石流灾害的风险,舟曲应急管理局构建了泥石流灾害实时监测系统(图2),并在三眼峪等泥石流沟建设了大规模的拦挡坝工程。

2019年8月4日下午,舟曲县城小雨弥漫,科考队一行参观了舟曲泥石流纪念馆(图3),了解了舟曲泥石流灾害发生的过程及其强大的破坏力,并深刻缅怀了在灾害中逝世的同胞。生命最为宝贵,活着就是希望,灾难可以把心冷却,但大爱,却可以跨越生死。

图2 科考队观摩舟曲县自然灾害预警指挥中心

图3 科考队一行参观舟曲泥石流纪念馆

随后,科考队一行沿着三眼峪泥石流沟上行,考察了主1号、主2号、大1号、小1号拦挡坝(图4-6),发现历史泥石流夹带的堆积物已近乎淤满主2号坝及小1号坝,清淤工作正在有序地进行中。但大1号和小1号号坝碎屑物质淤积较多,同时发现小1号拦挡坝坝基已处在近乎被水流掏空的状态,如若不及时清淤加固,面对未来大规模泥石流时极易发生垮坝事件。同时,现场调研发现,泥石流堆积物大致分层分布,多层叠置,呈尖灭状,反映出此处泥石流多发、灾害风险极大。从泥石流碎屑沉积物大小不一,混杂堆积,没有分选性,磨圆度也不一致,说明泥石流物源极为复杂,同时亦发现大量巨石,其甚者目测直径约2米左右,可见当时泥石流规模之大,实为惊心动魄。

图4 三眼峪主1号泥石流拦挡坝

图5 三眼峪主2号泥石流拦挡坝

图6 科考队员冒雨沿着泥石流沟向三眼峪小1号泥石流拦挡坝挺进

2019年8月6日,科考队一行从舟曲前往汶川,沿线经过白龙江、秦巴山区、岷江等地区,从甘肃省进入四川省,海拔较前两天较低,多山地,越接近当年汶川地震灾区,沿途冲蚀沟,崩塌和滑坡多发,多见由于崩塌和滑坡造成的公路和桥梁损毁(图7)。途径途径北川县城地震遗址,队员们深刻缅怀了在5·12地震中不幸逝世的同胞,深感自然灾害研究之迫切、本次科研任务之重大。怀着沉重的心情和科考的责任感,科考队来到了汶川县。

图7 科考队8月6日行进路线

汶川县位于四川盆地西北部边缘,居阿坝藏族羌族自治州东南部,东邻彭州市、都江堰市,南靠崇州市、大邑县,西接宝兴、小金县,西北和东北分别与理县、茂县相连,县域东西宽84km,南北长105km,总面积8820km2;,森林覆盖率达48%。县城威州镇位于县境北部岷江与杂谷脑河交会处,海拔1325m,周围有茶坪山脉、邛崃山脉等众多山体围绕,距省城成都146km、州府马尔康246km。

汶川之行,科考队通过与汶川县自然资源局与应急管理局、自然资源局座谈,详细了解了汶川县5.12地震前后自然灾害的变化(图8-9)。“点多、面广、种类齐、规模大”是汶川县自然灾害的主要特征。主要灾害类型有山洪、泥石流、滑坡、崩塌、不稳定斜坡,全县地质灾害隐患点5.12地震前只有83处,地震后直到目前达到1238处,地震后的5年内以泥石流为主,之后以滑坡为主,主要威胁公路、水利水电等基础设施和人民群众生命财产安全。

图8 科考队员与汶川县应急管理局座谈

图9 科考队员与自然资源局座谈

为了深入了解汶川地震对当地孕灾环境的影响,科考队与汶川自然资源局同事于8月7日一同前往秉里滑坡。据自然资源局同事介绍,秉里滑坡本为古滑坡体,在地震前一直处于休眠状态。地震后,秉里滑坡体上发生公路错断、有泉水冒出、植被异常茂盛等现象(图10-14),科考队成员推测秉里滑坡可能是地震后的一个古滑坡的复活,并一直处于缓慢蠕动的状态,使得建在滑坡体上的盘山公路出现局部塌陷的现象。最令人担心的是活跃后的滑坡体何时会加速?如此巨大的滑坡如果发生,将威胁山麓的居民安全、交通设施,甚至发生岷江堵江世间,灾害风险极大,科考队将进一步跟进研究,同时,科考队对该滑坡的防御与监测与汶川县自然资源局充分交流,并提出了相应的防范建议。

图10刘吉夫教授与汶川县自然资源局工作人员就滑坡运动过程进行交流

图11 秉里滑坡体上植被茂盛

图12 秉里滑坡蠕动引发墙体裂缝

图13 秉里滑坡蠕动引发路面错动

图14 秉里滑坡体全貌

综合灾害风险评价与防御科考队之所将汶川和舟曲作为此次科考的第一站,就是让我们科考队员们亲身感受自然灾害的惨烈与无情,明确高原地质灾害的孕灾环境、成灾过程、演化规律和链生特征,进一步提升科考的历史责任感,明确我们科考队任务的艰巨性和必要性。这在队员们的科考感想中就得到了体现。

科考感悟:

陈永萍:早晨从西宁出发到舟曲已是夜里。一路走来,从河流和盆地相间分布的串柱状地貌到峡谷地貌,从高寒草甸到高山草原,从湟水到洮河再至白龙江,见到了不同的自然地理环境。我们的行程不是依山就是傍水,沿途孕灾环境也不尽相同,其危险性各处不一。走在白龙江沿途,虽是省道,但是路况欠佳,两岸陡峭高耸的山伴随着浑浊湍流的水,时不时还有成群的牛羊,风光无限,但是我在想以前生活在这里的人们或许一辈子都很少走出这片大山吧!不得不说人类改造自然的能力和智慧真的很强大,想尽办法也要修路,造福大山里的人民。然而每件事既有利也有弊,我们在不断的修路,但是沿途也有很多危险,滑坡,崩塌,泥石流,甚至堵江带来的一系列后果,我们却不知它会发生在何时何处,只有不断的实地考察,才能为防灾减灾打下基础。

支泽民:第一次停车的点是一个可能为断层的地带,可能形成于新近纪。因为道路两旁的土壤质地相似,但是岩层产状不同,节理不同,且同一面的黄土剥蚀不同,刘老师分析可能会存在断层,而后在这一可能存在断层的地方还在兴修水库,让人不禁有点担心,若真是存在断层,这一水库蓄水后其重力会对这一断层产生作用,从而引发较为重大的自然灾害!在从舟曲前往汶川的途中,周老师提出了一个问题:青川的山地和舟曲的山地,都是山高谷深的山地地貌,为什么舟曲的地震灾害那么严重,而青川的灾害要弱的多?在大家的一番讨论后,周强老师给出了解答:山越高越新,舟曲地区山较新,青川地区经过隆生后已经经过了很久的剥蚀;其次末次冰期时舟曲为冰川作用区;综合作用下,形成时间短,土层较薄,山地产生的碎渣较多,基岩稳定性差,因此造成危害较大。青川地区高差小,形成时间长,土层厚,植被好,所以泥石流危害小。

图15 科考队员集体合影