康布麻曲“5.28”山地灾害致灾雨情的天-地协同调查

平措朗加 刘双 其米多吉 李伟

1.西藏自治区地质矿产勘查开发局第五地质大队，拉萨 850000；2.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041；3.32017部队，拉萨 850000

在全球变暖背景下，降雨极值呈现增强趋势，极端降水事件比例上升[1]。暴雨诱发的山洪频发，严重影响交通运输、农业生产和人民生活，造成社会经济损失和人员伤亡[2,3]。根据文献描述[4]，2020 年全国共出现44 次强降雨过程，局地极端暴雨多于往年，暴雨洪水多发频发。例如，2020 年6 月12 日，贵州遵义市碧峰镇发生暴雨山洪灾害，造成5 户8 人死亡、5 人失联；6月26日，四川冕宁县的山洪灾害造成19人死亡、3人失踪。而在地质条件恶劣区，暴雨除了激发崩塌、滑坡外，其汇聚产生的洪流既能掏蚀坡脚形成河岸坍塌，还能起动沟床固体物质形成山洪泥石流，产生更大的破坏力。

降雨过程监测是山洪、崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害预警的重要手段。位于偏远的高陡艰险山区，雨量观测站分布不均，难以有效反映极端降水的空间分布特征[5]，而卫星遥感测雨技术覆盖空间范围更广，能在一定程度上弥补地面监测降水数据的不足[6]。随着遥感技术不断发展，高精度卫星降水产品不断涌现，并在全球和区域范围内得到精度评价和应用验证[7,8]。其中，全球降水观测计划GPM（Global Precipitation Measurement）的降水产品最具代表性[9]，对强降雨和极端降雨描述均有不错的表现[10,11]。然而，联合地面和卫星监测对观测稀缺区的山地灾害致灾雨情分析研究仍相对较少。

2021年5月28日，西藏自治区亚东县卓康布麻曲流域暴发暴雨灾害，形成山洪，导致下游沿河战备公路形成多处崩塌与河岸坍塌灾害，造成部分路段严重损毁，电力、通信、交通运输中断，严重威胁下游军民生命财产安全，影响居民生活和军备物资正常供给。为了减小类似灾害带来的影响，作者对受灾路段进行现场灾情调查，并基于天（GPM 卫星）-地（气象站）联合监测的雨量资料，回溯灾害发生前的降雨过程，分析流域致灾雨情，为喜马拉雅山南坡类似流域暴雨灾害的防灾减灾工作提供参考。

1 研究区概况

处于喜马拉雅山南坡的康布麻曲属于外流水系，发源于西藏亚东县北部，向南流经亚东县城下司马镇和下亚东乡后进入不丹境内。康布麻曲发源于康布乡的江达木宋和错波嘎波雪山，源头最高点江达木宋，海拔约6700m，最低点位于亚东县下亚东乡庞达村与不丹接壤处，海拔约1600m，最大高差约5100m，河流平均纵坡降约55‰.在下司马镇一带，康布麻曲雨季一般流量10～12 m³/s；河谷两岸地形坡度一般40°～50°。

流域所属的喜马拉雅地区属于地震活动频繁地带。据有关资料，自1833 年以来，亚东周围地区曾发生八级及以上地震3次，五级及以上地震21次。流域主要表现为地壳的不断抬升以及部分断裂的持续活动，形成了一系列的构造河谷和高山峡谷地貌，沟谷内河流阶地不发育，以侵蚀作用为主，沉积作用轻微，形成了两岸陡峻的“V”字型沟谷。

流域（境内部分）区域气候垂直分带特征明显。大致以下司马镇为界，将流域分为南、北两部分，南部年降雨量在937～2000 mm 之间，年均降水日大于105天，24h 最大降雨量为131.3 mm（2010 年8 月5 日），1h最大降雨量为129 mm（2010 年8 月5 日），10min 最大降雨量为34 mm；北部年降雨量450 mm 左右，24h 最大降水量28.8mm。

2 数据收集

笔者沿下亚东乡康布麻曲右岸的战备公路向下游方向进行灾害调查。针对每一处灾点，进行灾害类型判定、灾害成因分析。采用的调查手段包括：询问当地军民、现场测量以及专家研判等方式。

站点降雨信息收集自亚东县气象局，包括上亚东乡、下司马镇、庞达村（图1）5月24日至28日的逐日降雨量。流域雨量信息提取自10 km、0.5 h 分辨率的IMERG（Integrated Multi-satellitE Retrievals forGPM）准实时数据产品[12]，数据下载网址为（https://disc.gsfc.nasa.gov/）。降雨数据的时间经处理后统一为北京时间。

3 结果

3.1 灾情分析

经调查发现，除流域主河暴发山洪外，主要存在12处山地灾害点。灾害点沿康布麻曲呈线状分布，均发育于主河的右岸，上段由河岸坍塌为主，下段以沿河公路西侧的崩塌落石为主。由山洪冲刷掏蚀作用导致的河流凹岸坍塌6处，由强降雨引发斜坡崩塌（落石）6 处（图1 和表1）。其中，河岸坍塌灾害点中，有2处遭遇严重破坏，导致路基、路面大面积毁坏，4 处受到小规模掏蚀形成河堤局部损毁；崩塌灾害则是危岩体在卸荷作用下坠落（图2a），造成路面的轻度破裂。

表1 灾害点基本情况Table 1 Basic information of surveyed disasters

图2 典型灾害点调查现场Figure 2 Field investigation of typical Disasters

影响较为严重的灾害是距离下亚东乡12 km左右的两处河岸坍塌（图2b、c）。图2（b）处的现场调查显示：在凹岸侧蚀的作用下，河流右岸坍塌，已冲毁公路长度约25 m，潜在影响长度约35 m，宽度最长约4 m，高度8 m，影响方量约400 m3；路基为浆砌石挡土墙，已被冲毁，路面右侧仅勉强允许一辆车通过。图2（c）处的调查显示：公路形成大规模塌陷，导致车辆无法同行，中断了下游军民与上游的车辆物质运输；路基中上部为松散块石土和浆砌石结合的挡土墙，下部为基岩，浆砌石挡土墙未嵌入基岩，部分已被冲毁，冲毁公路长度约40 m，宽度最大约6 m，高度10 m，破坏岩土方量约980 m3。两处河岸坍塌处若不及时修复与加固，在主汛期遭遇更大规模的强降雨形成的山洪冲刷时，极有可能发生更大规模的坍塌，对公路造成更严重的破坏。

地形坡度是影响山地灾害发育的重要本底因素，滑坡、崩塌、不稳定斜坡等山地灾害一般发育于地形坡度相对较大区域。根据野外调查和资料分析，调查区25°～45°区间是不稳定斜坡灾害发育最为有利的地形，45°以上是崩塌灾害发育的有利地形条件。随着近些年沿河岸村寨和公路建设工程的快速推进，边坡开挖形成多处危岩体，人为弃渣堵塞河道、抬高河床，为山洪、崩塌、落石等灾害提供较好的发育环境。其中，由弃渣堵塞河道、抬高河床导致的山洪淹没道路的情况也在本次群发性灾害中出现（图2d）。

3.2 气象致灾条件分析

3.2.1 基于气象站监测的分析。经现场研判，降雨是此次山洪灾害及相关山地灾害形成的主要诱发因素。根据气象资料（图3），可以看到康布麻曲5 月24 至26日未出现明显的降雨，降雨主要集中出现在27 日，上亚东乡、下司马镇、庞达村的雨量分别为56.8、53.4、69.7 mm，均达到暴雨的级别，下游的雨量最大。5月28日，上游河谷段雨量减少到2.6 mm，而中下游河谷雨量仍保持大雨级别，下司马镇和庞达村的日降雨量分别为36.2和27.9 mm。从累积降雨量，可以直观看到，28日累积雨量已达到70～100 mm，最大累积雨量出现在庞达村（104.6 mm）。一般来说，在砼路基的阻隔作用下，局部强降雨难以直接对路基以下的岩土体造成影响，所以此次单点强降雨信息更多可用于解释峡谷区的崩塌、落石等灾害。而崩塌灾害也主要集中出现在庞达村上下游的位置，与雨情的时间较为一致。

图3 基于站点数据的日降雨量监测Figure 3 Daily rainfall monitoring based on weather station

图4 基于卫星监测的日降雨量时空分布（其它图例同图1）Figure 4 Spatial and temporal distribution of satellite-based daily rainfall(other legends are the same as those in Fig 1ure)

图5 基于卫星监测的逐半小时累积降雨量Figure 5 Satellite based half hourly cumulative rainfall

3.2.2 基于卫星降雨监测的分析。根据GPM 卫星测算的日降雨时空分布结果显示，最早的降雨中心于2021 年5 月24 日出现在调查区南部，但最大累积日降雨量仅有2.8 mm，为局部性的小雨。25 日，随着南亚季风携带水汽北上，康布麻曲流域在上游和下游区域出现2 个降雨中心，其中上游处最大日降雨量约为13 mm，下游约11 mm，属于中雨水平。26 日，水汽进一步沿着亚东河谷北移，并于下司马镇西侧的多条支流流域上空形成强降雨，范围约200 km2的雨量达到了大到暴雨级别。27 日，降雨虽有所减弱，但仍处于中雨水平，且主要分布于下司马镇和庞达村之间的高山峡谷区。28日，受南亚季风的再次北推以及高陡地形阻隔的作用，水汽再一次聚集于下司马镇西侧，形成第二次区域性强降雨，降雨落区超100 km2。由于康布麻曲流域的植被覆盖率高，下垫面对降雨径流具有一定的调节能力，25 至27 日持续降雨使得流域土体含水率几乎处于饱和状态，但在植被冠层截留、根系延缓入渗的作用下，尚未产生大规模径流汇流过程。然而，在28 日新一轮强降雨的作用下，叠加前期即将汇集到支流和主河的径流，康布麻曲在下司马镇附近河段形成了大规模山洪，顺势而下，对两侧河岸及右岸的战备公路造成严重的冲刷侧蚀，形成线状分布的灾害。

进一步提取下司马镇西侧区域平均的逐0.5 h 累积降雨量后，可以看到：5月26日下午8点到次日凌晨1 点左右出现区域性强降雨，累积雨量从10 mm 陡增至70 mm；接着28 日上午9 点前，累积雨量持续增加至86 mm，但整体呈缓慢的增长趋势。随后，降雨强度再次增大，截止28 日中午12 点，累积雨量已超过110 mm。据当地居民反映，山洪出现在下司马镇的时间正好是中午12：30 左右，与雨情突然变化的时间节点基本吻合。

4 结论与讨论

2021 年5 月28 日，康布麻曲流域暴发山洪、崩塌等山地灾害，基于卫星雨量遥感和地面监测以及现场测量等手段的联合调查表明:

（1）调查的12 处灾害点位于在下亚东乡以下河段，沿康布麻曲下游呈线状分布，主要发育于河流的右岸，上段以河岸坍塌为主，下段以沿河公路西侧的崩塌为主。其中，2 处严重的河岸坍塌导致公路交通中断。

（2）持续降雨和短时强降雨的叠加作用是康布麻曲山洪、崩塌、河岸坍塌等灾害发生的主要诱发因素，包括亚东县下司马镇西侧多个子流域25 至28 日持续降雨以及26日和28日短时暴雨过程。

（3）崩塌等局部性山地灾害与单点监测雨量变化有密切关系，而卫星监测的雨量空间分布可用于判识山洪形成的主要水源区。

目前降水监测主要依赖于地面雨量站网，但雨量站只能直接观测到若干离散的点状降水信息，且其监测能力受站网密度及空间分布形态的影响［13］。本文结果显示，地面气象站监测的雨量能较好地描述高山峡谷区崩塌形成时的雨量变化，卫星遥测雨量能更好地反映雨量的区域异质性。进一步对比站点和卫星监测雨量的时间分布，站点监测的强降雨首次出现在27日，而卫星监测显示前一日已在更上游的位置形成区域性强降雨，利于山洪灾害的孕育。值得注意的是，尽管卫星能从时空尺度更全面地监测雨情变化，但受高陡地形效应的干扰［14］卫星测雨对诱发崩塌、落石等山地灾害的局地雨量监测精度仍有待提高。目前，地面雨量监测手段众多，包括雨量站、地基天气雷达等［15］，而近些年基于卫星遥感或通讯信号的雨量监测技术也得到快速发展［16］。以区域雨量监测识别山洪暴发的源区，并结合局地监测判别崩塌、滑坡等山地灾害易发性，进而有可能实现全流域水灾和地灾的联合监测预判，为应急响应提供及时的参考信息。

本次灾害并非出现于主汛期，现场调查表明部分受冲刷侵蚀的路堤和边坡仍存在垮塌的可能，应尽早加强边坡和河岸的防护。由人为活动导致的边坡不稳定和河床局部堵塞，有利于主汛期暴雨灾害的再次出现，建议及时清理边坡危岩体和河道淤堵物。此外，考虑到部分支流上游存在多个冰湖，建议在高温多雨的夏季在关注雨情的同时，通过遥感等手段进一步监视冰湖的变化［17］.预防冰湖溃决带来的洪涝危害［18］。