危机四伏的堰塞湖
2018-03-23马志飞
马志飞
汶川大地震已经过去十余年了,唐家山堰塞湖的危险情形依然让人“谈湖色变”,从此之后堰塞湖这样一个地质专业术语也逐渐被人们所熟悉。2018年10月11日,堰塞湖再次成为全国人民关注的焦点,牵动着亿万人民的心。当天凌晨4时许,西藏昌都市江达县波罗乡境内的金沙江两岸发生山体滑坡,导致金沙江干流河道被堵,水位迅速上涨,极短时间内便形成了一座水量巨大的堰塞湖,部分桥梁和农田被淹,上下游较近村庄的群众生命财产受到严重威胁而被迫转移。
堰塞湖为何如此可怕?发现堰塞湖我们又该如何应急处置呢?
不期而至的湖泊
地球上湖泊众多,或是烟波浩渺的数百里水泊,或是清澈见底的一汪碧水,如果从太空俯瞰大地,它们仿佛是一颗颗明珠,镶嵌在地球母亲的胸前。虽然它们大小不一,深浅各异,但按照成因不同来分只包括以下几种:
构造湖:沿地壳运动产生的断裂下陷而形成的湖泊,一般都比较狭长,湖岸平直,岸坡陡峭,比如东非大裂谷中的坦噶尼喀湖。还有一些是由于局部地壳下凹形成的湖盆贮水而成,它们的外形很不规则,规模一般较大,比如我国湖南的洞庭湖、江西的鄱阳湖。
火山口湖:由火山作用而形成的湖盆贮水而形成的,湖盆为火山口,其形状是圆形或椭圆形,湖岸陡峭,湖水深不可测,比如印度尼西亚苏门答腊岛北部的多巴湖、我国的长白山天池。
陨石坑湖:因陨石撞击地球而形成的洼地汇水成湖,通常呈现出规则的圆形,中心凹陷,边缘隆起。加拿大魁北克省昂加瓦半岛上有一个名叫“冰古拉蒂”的湖泊,就是一个形成于130~150万年前的陨石坑。
牛轭湖:由平原地区河流截弯取直后,废弃的河流弯道形成的湖泊,一般深度较浅。内蒙古的乌梁素海,它原本是黄河的河道,后来黄河改道向南,北面被废弃的一段就成了封闭的、弯曲的湖泊,形状就像是农民犁地时套在牛颈部的农具——牛轭。
此外,海水、风、冰川等都有可能促进湖泊的形成。浙江杭州的西湖,在数千年前是一片浅海海湾,后来由于海潮和钱塘江携带的泥沙不断在附近沉积,使得湖水与海洋完全分离,最终变成了美丽的淡水湖。大风长期侵蚀沙漠,如果形成的洼地汇入流水,就会形成美丽的绿洲,比如我国甘肃敦煌附近美丽的月牙湖。冰川流动过程中,因侵蚀地面而形成的洼坑,也可以形成湖泊,比如北美洲的五大湖。有时候人工修建水库大坝,蓄水之后也称之为湖泊,比如三峡水库。
而在我国西南地区青藏高原东部,金沙江、岷江、怒江、澜沧江、大渡河、雅砻江等河流密集的地方,山高、谷深、坡陡,经常出现堰塞湖,它显得十分另类,常以一种令人难以想象的速度在河道中悄无声息地汇水而成,但它就像是悬在人们头顶的定时炸弹,随时都有崩溃的危险。
千钧一发的危机
顾名思义,堰塞湖就是因河道被阻塞而形成的湖泊。除了山体崩塌和滑坡之外,火山喷出的岩浆、泥石流、冰川等截断水流时都可能形成这样的湖泊。
在很久以前的地质历史时期所形成的堰塞湖,保存下来之后常以湖水清澈而著名,通常是风景秀丽的自然景区。我国黑龙江西北部的火山喷发的熔岩溢流堵塞了纳谟尔河的一条支流而形成了五大连池,黑龙江东南部的熔岩溢流堰塞了牡丹江的古河道而形成了镜泊湖。西藏山南市浪卡子县境内号称“西藏三大圣湖”之一的羊卓雍错原本是一条冰河,只因在几亿年前的泥石流堵塞了河道而形成了湖泊。
但是,在人类聚居地附近的河道里形成堰塞湖往往意味着威胁,我国历史上曾多次遭受堰塞湖溃决而形成的灾难。据史料记载,公元1786年6月1日(清乾隆五十一年),我国四川省康定东南大渡河畔发生7.5级大地震,造成附近多个县城出现大量山崩及房屋倒塌,在清溪县(今汉源县)附近,由于山体崩塌造成大渡河堵塞长达十日之久。十日过后,堰塞湖轰然溃决,滚滚洪流以摧枯拉朽之势倾泻而下,势不可挡,河谷两岸无数村庄被洪水冲走,落水失踪、死亡者不计其数。当时因地震而致死者约430人,而因堰塞湖溃决而造成的水灾致死者却高达10万余人,令人扼腕叹息。康定地震之所以造成如此严重的后果,只因此地位于四川盆地西缘山地和青藏高原的过渡地带,恰恰是我国地势第一阶梯和第二阶梯的交界地带,地势由西向东倾斜,其中受灾最严重的汉源,恰恰又位于大渡河中游两岸,而大渡河是岷江的最大支流,属于长江的二级支流,为高山峡谷型河流,地势险峻,水流汹涌,自古以来就有“大渡天险”之说。一旦河道被阻断,大量的河水短时间内汇聚成湖,岌岌可危,灾难便随时可能发生。
1933年8月25日,青藏高原东缘的四川阿坝藏族羌族自治州茂县北部发生7.5级大地震,造成大量民众伤亡,地震引发的山体崩塌堵塞了岷江形成堰塞湖,更可怕的是,在地震发生45天之后,堰塞湖溃决,无情的洪水奔腾而下,冲毁并淹没了茂县和汶川的大量村庄、房屋和田地,又造成2 500多人死亡。几十年过去了,当时那场大地震形成的11个堰塞湖现已成为著名的地震遗迹和风景区——叠溪海子。
西藏波密县易贡乡的易贡湖,长17公里,平均宽1.3公里,最大水深约25米,它是1900年因一场特大泥石流阻塞了易贡藏布河谷而形成的堰塞湖。而时隔一百年之后,2000年4月9日,距离此处不远的易贡藏布江岸边又发生了一场泥石流灾害,再次阻塞河道形成堰塞湖,两个月之后湖水溃决,给下游地区造成严重的影响。
刻不容缓的抢险
堰塞湖一旦形成,危险便不断加剧。河道被碎石堵塞,这种天然的土石坝以无序、快速的方式堆积,结构松散,通常存在管涌、渗透或溢流现象,随着水位的不断升高,湖坝溃决的危险就越来越大。如若不及时采取相关措施进行抢险处置,则有可能诱发更大、更多的灾难,事关重大,不可不察。
对于灾害的认识,我们需要用“灾害链”的观点。所谓的“灾害链”就是“一种灾害启动另一种灾害的现象”。灾害相继发生的过程中,其实就是在遵循能量守恒定律前提下进行能量传递和再分配的一个过程。我国西南部山区经常存在的灾害链是地震(或暴雨)—滑坡—泥石流,倘若在中途形成了堰塞湖,那灾害链就演变成了地震(或暴雨)—滑坡—泥石流—堰塞湖—洪水,该过程不仅仅是能量的简单传递和重新分配,更可怕的是灾情的累积和放大效应。因此,为了防止灾害的累积和放大,我们必须在灾害发生之前就要提前预判它的发展趋势,并及时采取措施从中间切断灾害链条,控制灾害的蔓延。
对堰塞湖的处理,通常的做法是以人工挖掘或爆破等方式来引流,逐渐降低水位,减少水的势能,从而减小湖坝溃决的可能性和破坏力。2010年8月7日,甘肃舟曲突遭强降雨,形成特大泥石流灾害,泥石流阻断了白龙江形成堰塞湖,为防止水位继续上涨造成更大灾难,相关部门不得不对堰塞湖实施人工爆破。而对今年此次金沙江堰塞湖的应急抢险,专家给出的处置建议也是在堰塞体或其两侧开凿明渠导流,缓慢降低堰塞湖水位,逐渐降低水体对堰塞体的压力,从而为最终清理堰塞体、消除堰塞湖赢得时间。