青藏科考

第二次青藏高原综合科学考察——地质灾害那些事儿

文章来源 :

2020-05-25 09:23


提起青藏高原你会想到什么

没有去过之前,我可能想到的是土拨鼠,藏羚羊,雄鹰等……,还有那常年冰雪覆盖的神山吧


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 布达拉宫  

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 圣山冈仁波齐



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藏羚羊和藏野驴

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高原上的雄鹰和兔子

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忍不住想去打几下的土拨鼠


很有幸,2018年我们参加了第二次青藏高原综合科学考察,兜兜转转花了一个月的时间。

当然,现在的我提及青藏高原,想到的更多的是发生在那里的故事


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陪我走遍天涯海角的主子


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日喀则的中秋,阿里的国庆


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还有通向天边的路和追寻梦想的我们


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收,回归正题,青藏高原如何形成?

距今8000万前,印度板块向北漂移,引起强烈构造运动,形成高原地貌格局;距今一万年前,高原以每年约7厘米速度抬升,形成当今地球上的“世界屋脊”——青藏高原诞生了。


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(gif图)


青藏高原平均海拔超过4000米,地壳厚度可达80千米。其环境之独特,可与地球南、北极并列,被称为“第三极”。


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青藏高原西起帕米尔高原,东至横断山,南抵喜马拉雅山脉南缘,北迄昆仑山—阿尔金山—祁连山北侧,东西长约3000千米,南北宽300~1500千米,面积宽广达约250万平方千米,其隆起上升的势头直到今天也没有停止。


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青藏高原地形图图片来自公众号星球研究所,2019)

青藏高原与地质灾害相遇

青藏高原是印度板块和欧亚板块碰撞挤压地带,接触地方的变形往往是最大的,但地壳往往是有那么一丝丝倔强,不怎么愿意发生变形,但再倔强的人也不能改变命运的安排,既然不愿意扭曲,那就断裂吧……


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图片来自(松冈达英,2018)

于是,青藏高原的地壳产生了众多大断层(或称地堑,为两侧被高角度断层围限﹐中间下降的槽形断块构造)。


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欧亚板块和印度洋板块碰撞产生的地堑(缝合带(Awang S., 2015)


复杂的地质条件让青藏高原南部山川密布,河流纵横,地势险峻多变,地形复杂。


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(图片来自星球研究所,2019)


“世上本没有路,走的人多了,便变成了路”,哪怕是世界第三极,青藏高原,也有人,也有路。


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特别是随着“一带一路”发展战略的不断推进,中国与南亚各国交流不断深入,必然伴随着大规模的商贸交易和人员流动,而南亚交通廊道(南亚通道)是西藏到尼泊尔、印度、缅甸、不丹等周边国家的重要通道,其地位也在不断升高。


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图片来自(万喆,光明网)


但有人的地方就有江湖,是江湖就会有斗争,与天斗与地斗,与地质灾害斗。


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南亚通道新构造运动极其强烈,地质构造异常复杂,内外动力作用强烈,具有强地震风险、强地壳形变、强地应力集中等特征,地处世界罕见的地形变化梯度带,重大地质灾害频发。


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但复杂地质环境与重大工程地质灾害问题已成为建设和运营的瓶颈。对南亚交通廊道地区开展重大工程扰动灾害的科考十分迫切,对此,我们组建任务九地质环境与灾害-专题4重大工程扰动灾害及风险-“南亚通道地质构造背景与重大工程扰动灾害及风险”科考分队。


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青藏高原的地质灾害

所谓的地质灾害是指由于自然或人为作用,在地球表层比较强烈地破坏人类生命财产和生存环境的岩土体移动事件。


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产生地质灾害原因有很多,自然因素就是地震、火山、暴雨、台风等;而人为因素是植被破坏,工程挖掘,人为爆破等,这些都有可能引发地质灾害。



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地质灾害无时不刻都在地球上发生着,我们最关心的是对人民群众生命财产产生影响的地质灾害,其中很多灾害都是由于重大工程扰动所产生的。

青藏高原的地质灾害主要有崩塌,滑坡和泥石流等。

崩塌(崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。


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崩塌


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拉萨-羊八井段设兴村崩塌

公路铁路等沿线工程会路过高陡边坡,途径这些地区往往需要开山凿石,但这会再次形成更陡峭的边坡,边坡上面的的岩石更容易掉下来,对公路铁路的运营带来安全隐患。

滑坡是指斜坡上的岩土体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。


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滑坡示意图


青藏高原地质构造复杂, 内外动力作用强烈, 发育大量滑坡。


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仁布切达村滑坡全貌图

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乱石包滑坡分区图(祁生文等,2020)

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。青藏高原的构造运动与气候变化导致该地区泥石流高发。


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西藏杰仲沟泥石流全貌

出发吧,小分队

科考,那必须带着目标才能出发


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科考路线图


简单来说,科考目标就是考察沿线的地质环境和地质灾害隐患



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在大家的印象中,科考是不是很高深呢,没关系,我来为大家揭晓我们的具体工作


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简单来说我们沿着科考路线,走走停停,指点江山,激扬文字,见我所见,写我所思(记录沿途的地质灾害及其周围环境)

首先,我们要集中培训。


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集中培训的我们

然后就是正式开工啦


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比如说,遇到一个断层,记下


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断层破碎带东侧盆山接触带附近晚第四纪正断层(产状:110°∠45°)


在谷歌地球上看到有断层

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扎西岗乡南东30km处喀喇昆仑断层右旋错断山前冰水洪积扇


跑到现场,确认,并记录

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扎西岗乡南东30km处的两次断层地表破裂带


沿途遇到崩塌,停下来,拿起小本本,记录记录


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雍德村东崩塌全景


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南木村北侧2km崩塌和崩落下来的巨大岩块


遇到泥石流,那就派出无人机,从天上俯瞰这世界。



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当隆泥石流航拍图和冲毁的拦石坝


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曲帕如北泥石流航拍图和淹没的公路


每天晚上都会整理当天的资料,小组间相互交流近期的成果


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开会讨论的我们


这地,真是太大了……开车开半天都不见得有一个村落或者集镇,更不用提繁华的县市了。午饭就吃点随身带的零食,晚上再好好犒劳自己吧。


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中午吃饭的我们


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方圆一百公里唯一的一家茶馆


差点忘了介绍我们的野外工具了


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最熟悉的莫过于罗盘和地质锤了


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当然还有激光测距仪和野外记录簿


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怎么可能忘了还能用于放飞自我的单反和无人机呢


野外工作结束后,集中力量整理资料,终于出成果了:

(1)   南亚通道地区构造特征及其地壳稳定性评价;

(2)   南亚通道地区重大工程建设对地质灾害的影响和危险性分析;

(3)   南亚通道地区重大工程扰动灾害典型案例分析。



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本次科考相关成果,一方面可以为南亚通道沿线重大工程建设选线选址与安全运营提供科技支撑,另一方面可以为藏南区域国际大通道建设与生态文明可持续发展提供科学依据。


供稿:第二次青藏科考任务九专题4-重大工程扰动灾害及风险

作者:戚志宇,李志清,马凤山,赵海军,郭捷,段学良

单位:中国科学院地质与地球物理研究所

参考文献:

松冈达英 《鼹鼠博士的地震探险 地震是怎么发生的?》,二十一世纪出版社:2018

星球研究所,《这里是中国》:中信出版社:2019

Awang S., 2015  Gempa di lereng pegunungan benturan Himalaya.

万喆《G20前召开“一带一路”座谈会,放了啥大招》,发表于光明网

《第二次青藏高原综合科学考察研究报告——南亚通道地质构造背景考察与地质灾害风险》

《第二次青藏高原综合科学考察研究报告——新建川藏铁路毛垭坝斜坡稳定性评估专题研究》