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大美普兰之微“瑕” ——G564国道上的地质灾害

文章来源 :
2021-06-30 19:59


普兰,西喜马拉雅大山深处一个美丽的小县,地理坐标:东经80°27″-82°30″,北纬30°00″-31°13″,总面积12539平方公里,海拔3900米。与尼泊尔、印度相邻,是全国12个三国交界县之一。


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从我国著名的新藏公路(G219)分出一个岔口就是去往普兰的必经之路—国道G564

这里地形特殊,位于冈底斯山和喜马拉雅山之间的峡谷地带,与尼泊尔、印度相邻。四周雪峰峻峭,雪峰下是风化的砾石和黄沙形成的堆积层,起伏有序。来自印度洋的季风越过喜玛拉雅山吹到这里,形成了青藏高原难得一见的湿润气候,大片的绿洲似翡翠般镶嵌在孔雀河谷。

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普兰的春夏秋冬(阿里地区普兰县人民政府网)

方圆不大的普兰,浓缩着西藏高原典型的自然与人文风情。牛羊成群、毡房座座、层层叠叠的玛尼石,袅袅升起的炊烟,还有不曾停歇的转经筒,像一幅壮阔又浓墨重彩的画,勾画出高原谷地特有的农耕人文。居住在此勤劳朴实的人们,背负苍天,面朝土地,肥田、栽种、耕耘与收获。


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若无旁人自在行走的羊群、牛群、收获的青稞、当地居民虔诚地拨动转经筒,到处都是一派祥和

这里因神山圣湖而闻名于世,冈仁波齐在玛旁雍错、拉昂错湖水的映照下傲然屹立。冈仁波齐峰是中国冈底斯山脉主峰,中国十大名山之一,藏语意为神灵之山。冈仁波齐峰北麓是印度河上游狮泉河的发源地。


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冈仁波齐(阿里地区普兰县人民政府网)

圣湖玛旁雍错,湖面海拔4587米,是世界上海拔最高的淡水湖。玛旁雍错是西藏的四大圣湖之一,被称为圣湖之王。大唐高僧玄奘在所著《大唐西域记》里称它为“西天瑶池”。


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圣湖玛旁雍错(阿里地区普兰县人民政府网)

与圣湖一路相隔的是“鬼湖”拉昂错,风光同样美丽。圣湖鬼湖原本同为一湖,由于冰川携带的碎屑在冰川融化后大量堆积在大湖的中部,使湖床抬升,再加上全球变暖,蒸发加剧,冰川萎缩,补给水量大大减少,大湖面积萎缩,造成湖泊水位下降。在下降的过程中,中部较高的地势逐渐形成山丘,使大湖一分为二,成为了我们现在看到的圣湖与鬼湖。而将两湖相隔开来的山丘,现在形成了一条进出普兰县的必经之路。


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圣湖与鬼湖“一路之遥”(百度图片)

注意,重点来了

国道G564是进入普兰的必经之路,也是我们这次科考的主要对象。国道G564的修建使得普兰县的各项经济产业得到了飞速的发展,也将普兰的美丽传到了世界各地。然而普兰县境内遍布山地和河谷地貌,广布的地表径流导致了地表岩石剥蚀严重,地质环境极其脆弱。此外,发育有大量的第四系河床沉积和古洪水沉积,地层未固结且地表植被稀少,在这里修筑公路并非易事。当我们在山区修筑公路时,可利用的平坦开阔的场地很少,于是就会将小丘的一部分移平,这个操作就叫做切坡。切坡会使坡体下部失去支撑进而发生下滑。

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想象在沙滩上堆起的“金字塔”它的一个角被挖掉之后,整个金字塔是不是更容易倒塌呢。(百度图片)


边坡因为切坡导致失稳,再加上暴雨、地震等因素的触发,坡上的土石在重力作用下发生不同形式的运动,就形成了崩塌、滑坡或泥石流。这些灾害就是我们此次考察的重中之重,沿路调查中我们发现了在一片美丽祥和的景色中出现了一些不太和谐的“拦路虎”,这些问题值得十分关注。下面我们来看看一路上我们是如何识别这些灾害。


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普兰县边检站处加油站附近发现了一处滑塌,散沙堆积在坡脚,距离公路有一段距离


什么是滑坡?

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,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,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。


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滑坡的组成部分(百度图片)


什么是崩塌?

崩塌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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看着滑坡与崩塌的概念,大家是不是觉得两者有些相似呢。此时需要一道工程地质考卷上的简答题:

请简述滑坡和崩塌的区别:

答:滑坡一般沿滑动面进行运动,而崩塌则不存在滑动面;

滑坡的孕育爆发大多是一个漫长的过程,而崩塌一般具有突发性;

滑坡的水平位移要大于竖直位移,而崩塌以垂直方向运动为主。


我们遇到的崩塌

此次考察过程中我们就遇到了很多崩塌灾害点。

可以看到此处岩石裂隙发育严重,遭受风化侵蚀,松散的岩石很容易从上方塌落。坡脚处就堆积着崩落的大块石,最大的直径能达到5m左右。


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除了巨型块石的塌落,还有块体较小的崩塌。我们可以看到坡体的岩石被有规律地纵横切割成块状,有种摇摇欲坠的感觉。要是遇上下雨天,经过雨水的冲刷,或者车辆经过产生振动,都有可能使块石掉落下来。这些块石紧挨着道路,对于过往的车辆、行人以及牛牛羊羊们的安全产生着威胁。


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普兰人居住的小巷背靠一座大山,颇有些宏伟的感觉。被风化剥蚀的巨石上面布满了孔洞,像一幅幅沧桑的面孔在向我们诉说着历史留下的痕迹。作为地质人,在被美景震撼的同时我们也敏锐地察觉到了一丝危险!岩体这么破碎,坡面又这么陡,一块巨石滚落,坡脚处10m左右就是成片的居民区,这种危险不容小觑。


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“尼泊尔大厦”仿佛天外来物伫立在坡上

当地的居民一位中年大叔告诉我们,从他有记忆开始这里还没有发生过崩塌。不仅如此,巨石的洞穴里还有人居住过。普兰县西南与印度毗邻,南与尼泊尔接壤,民间贸易往来历史悠久。其境内的唐嘎市场有着500多年的历史。唐嘎国际市场就设立在这座山上,山脚下有许多洞穴,据说这里曾是数百年来到此经商的印度、尼泊尔边民的住所。这里被民间戏称作"尼泊尔大厦"。每年夏、冬季,尼泊尔商人在普兰“国际市场”逗留做生意,他们拉着法国香水、印度香等从这里入境,再将收购的羊毛和羊带回尼泊尔。现在除少数洞穴仍有边民居住外,绝大多数已被废弃。望着这烟熏火燎的沙石洞穴,可以想象昔日热闹的边贸景象。

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洞穴中还保留人们居住过的痕迹


什么是泥石流?

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。

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泥石流示意图(百度图片)


我们在路上遇到了几处沟谷型泥石流,整体呈金鱼状,有明显的物源区、流通区和堆积区。大大的鱼头对应着物源区,鱼尾对应着堆积区,联通二者中间细长的部分就是流通区。通俗地讲,泥石流就是水、泥砂和石块一起流动。

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平日里温柔的水此时性情大变,对沟谷中的石头沙子发起了迅猛地攻击,携卷着它们头也不回的向下奔去,挟持的泥沙块石越多她的力量就越大。即使沿途遇上了企图阻止她的挡水坝,她也会毫不示弱地翻起更大的浪花。当然聪明的挡坝会留下固体物源,只让水自己通过。这样也能减轻不少损失。


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泥石流沟口滞留了大量的固体物源(找到我们的科考队员了吗)

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流通区有大量的淤泥

与沟谷型泥石流相对应的就是坡面型泥石流,它的流域面积相对较小,一般不超过一平方千米。流域呈斗状,没有明显的流通区,形成区直接与堆积区相接。

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然而一个斜坡的状态并不是一成不变的。滑坡、崩塌与泥石流的关系也十分密切、易发生滑坡、崩塌的区域也易发生泥石流,只不过泥石流的暴发多了一项必不可少的水源条件。也可以理解为崩塌和滑坡为泥石流提供了重要固体物质来源。滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化为泥石流。


如何防治这些灾害?

所谓“兵来将挡,水来土掩”,经过了这么多年与“拦路虎”的抗争,目前已经形成了一套行之有效的解决办法。首先介绍几种本次科考沿路常见的边坡防护方法。基于前面所说的几种地质灾害的共同特点:破碎的岩土块离开它原来的位置以各种各样的运动方式离开。那么一方面我们可以把它们“固定”在原来的位置,另一方面我们可以在它“逃跑”的路径上进行拦截。

1.坡面防护

使用混凝土或者是浆砌块石加固坡面,这种方式可以防护边坡坡面岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块现象。同时也会在边坡上形成固定骨架,增加坡面的粗糙程度,减缓水势,从而起到稳定作用。


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2.拦截措施

一般会在坡脚设置一些落石平台、落石槽、拦石墙、栅栏,用来滞留、拦截自然山坡上 的落石或小型的崩塌体。保证路基工程和行车安全。


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挡墙和拦网在防止碎石滚落道路上起到了一定的作用

此外,对于一些大型的不稳定边坡还会采取一些更为深层更为复杂的防护措施。例如预应力锚索框架梁,将滑坡体形成的滑坡推力通过锚索框架梁结构体传到滑床内稳定岩层中,从而改变滑坡体内应力状态达到边坡稳定的目的;也会在坡面种植植被的根系具有一定加固土壤的作用,可以防止水土流失,维持坡面稳定。


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预应力锚索框架梁与生态护坡相结合的方式(图片来自百度)

想必大家现在已经对于修路引发的地质灾害有了一定的了解。在山区由于修路导致的边坡不稳定是很常见,但是它们也并没有我们想象的那么可怕,只要我们可以提前做好防护,及时进行预测,这些灾害的发生都是可以尽量避免的。所以,弄清地质灾害的诱发机理,提高地质灾害预报水平是科研人员孜孜不倦的追求。

参考资料:

1.阿里地区普兰县人民政府网站:http://pl.al.gov.cn/info

2.【即时科普】一言不合就“翻脸”的夏天 ——聊聊“滑坡和崩塌”的那些事:http://scfzjzjyg.cn/article/301.html

3.王立全,朱弟成,潘桂棠.青藏高原1∶25万区域地质调查主要成果和进展综述(南区)[J].地质通报,2004(Z1):413-420.

作者:万洋,李志清,马凤山,赵海军,郭捷

单位:中国科学院地质与地球物理研究所

资助项目:第二次青藏高原综合科学考察研究项目(No. 2019QZKK0904)资助