西藏定结县典型冰湖分布特征及成灾影响因素分析

李昆仲，刘洪涛

（1.西藏自治区地质环境监测总站，西藏 拉萨850000；2.四川省华地建设工程有限责任公司，四川 成都610000）

1 引言

冰湖是发育在高海拔山区，由冰川挖蚀成的洼地和冰碛物堵塞冰川槽谷积水而成的一类湖泊[1]。受全球气候变暖的影响，冰川退缩，进而导致冰湖溃决事件增多[2]，威胁冰湖下游的村庄、道路、桥梁与其他基础设施的安全。据已有资料分析，从20 世纪30 年代中期到90 年代中期的60 余年间，西藏共有13 个冰川终碛湖发生过15 次溃决，它们都形成了规模巨大的洪水和泥石流灾害，给当地人民群众的生命财产安全造成了很大的危害。与其他类型的地质灾害相比，冰湖溃决类地质灾害，具有暴发突然、规模大、范围广、危害严重等特点。

喜马拉雅山北麓湖盆区定结县内发育了大量的冰湖，是遭受冰湖溃决危害的典型区域。本文以喜马拉雅山北麓湖盆区定结县的典型冰湖为研究对象，在分析其环境背景的基础上，通过遥感解译及地面调查，对冰湖的分布特征进行总结，并对其成灾影响因素进行分析，以期为冰湖成灾机制研究和灾害防治提供科学依据。

2 研究区地质环境概况

2.1 研究区基本概况

研究区地处西藏南部，喜马拉雅山北麓，平均海拔在4 500 m 以上，属高原内陆干燥气候。除西南部的陈塘地区受印度洋气候的影响，气候温和，夏秋雨水充沛，四季分明，无霜期长外，其他大部分区域四季不明显，日照充足，昼夜温差大，紫外线强，干燥少雨，多大风，四季温差小，气候恶劣。年平均气温2 ℃，1 月份平均气温﹣8 ℃，极端最低气温平均﹣27 ℃，七月份平均气温12 ℃，极端最高气温平均18 ℃。年平均日照达3 326 h，相对无霜期超过100 d。年降水量236.2 mm，且85%以上集中在6 月中旬至9 月。极端年降水量约350 mm。受地势及降水影响，冰川十分发育，属大陆型冰川，根据收集资料和现场调查研究区目前共分布有冰湖18 处，分布在萨尔流域和给曲流域。

2.2 地形地貌

研究区地处西藏南部，地貌区划上属藏南山原湖盆区。地势南高北低，中部叶如藏布河两侧低，海拔为6 000 m 以上的山峰有8 座，最高海拔7 441 m，最低海拔为2 087 m，高差达5 354 m，平均海拔4 420 m。海拔高度上的巨大差异，不仅造就了研究区高山峡谷特有的地貌特征，而且在不同垂直海拔高度上，气候特征差异大。海拔4 500 m 以下是液态降水带，一般所称的暴雨型泥石流就处在这一带内。在海拔5 000～7 000 m 高度带上，是以降雪为主的固态降水带，尤其是海拔高度超过6 000 m 的山地，现代冰川发育，古冰川遗迹广布，由冰雪消融和冰川运动引发的冰湖灾害多发生在这个高度带内。由此可见，高海拔区现代冰川的发育及古冰川遗留的冰湖是形成不同类型地质灾害的重要原因之一。

2.3 地质构造

研究区位于青藏高原南部、喜马拉雅山脉北麓，区域上处在北喜马拉雅构造带中的拉轨岗日亚带和研究区-岗巴亚带。受南北向作用力的影响，近南北向次级断裂发育，新老构造交织，西南侧发育的众多支流，以及支沟谷坡陡峻，高山峡谷的“V”字形河谷地貌，尤其是西南部陈塘那当曲河流深切，峡谷陡峻，纵坡降大，山体本身就反映了本地区挽近期青藏高原强烈抬升，河流深切强烈的新构造运动特征。

3 冰湖分布及特征分析

3.1 冰湖的数量及类型

研究区处在大陆型冰川带上[3]，根据《定结县典型冰湖隐患调查评价报告》区内共调查典型冰湖18 处，图1 为研究区冰湖分布图。其类型主要为冰碛湖和冰斗湖两类，其中冰碛湖17 处，占比94.4%，多沿冰川谷分布，呈长条状，面积5 300～1 610 000 m2，冰斗湖1 处，占比5.6%。图2、图3 为典型冰湖照片。

图1 喜马拉雅山北麓湖盆区定结县冰湖分布状况

图2 湖盆区典型冰碛湖 （龙巴萨巴湖）

图3 湖盆区典型冰斗湖 （强宗克错）

3.2 冰湖面积分析

按照冰湖面积进行统计[4]，研究区冰湖面积在50 000 m2以下的冰湖有4 个，占调查冰湖总数的22.2%；面积在50 000～500 000 m2的冰湖3 个，占冰湖总数的16.7%；面积在500 000 m2以上的冰湖11 个，占冰湖总数的61.1%。研究区以500 000 m2以上的大面积冰湖为主。图4 为冰湖面积分布柱状图。

图4 冰湖面积分布柱状图

3.3 冰湖高程分析

定结县冰川属于典型大陆型冰川，雪线在海拔4 500～5 500 m，冰湖分布的高程比海洋性冰川要高，冰湖主要集中分布于海拔5 000～5 500 m 之间，共13 处，占冰湖数量的72%，与雪线高程分布基本一致，在这个海拔高度冰川的积累和消融都比较强烈[5]，冰湖大量出现。海拔更低和更高处冰湖数量则较少；海拔低于5 000 m 分布2 处，占总数的11%；海拔大于5 500 m 分布3 处，占总数的17%。图5 为冰湖高程分布柱状图。

图5 冰湖高程分布柱状图

3.4 冰湖的流域特征分析

根据遥感解译资料和现场调查资料，冰湖所在的主要流域为萨尔流域和给曲流域，从流域上、下游和流域的东、西两岸对冰湖的分布规律分别进行了统计[6]。萨尔流域和给曲流域均为近南北走向，萨尔流域西岸冰湖数量8 个，占该流域冰湖总数的72.7%；东岸冰湖数量3 个，占该流域冰湖总数的27.3%；给曲流域西岸冰湖数量4 个，占该流域冰湖总数的57.1%；东岸冰湖数量3个，占该流域冰湖总数的42.9%。总体来说，流域内西岸冰湖分布较东岸多。

4 冰湖成灾因素分析

冰湖成灾有两类模式[7]，一类是终碛堤内含冰融化导致管涌，破坏终碛堤成灾；另一类是由于冰滑坡或者是冰崩入湖使水位上涨并形成涌浪，强烈冲蚀导致溃堤成灾。冰湖成灾受控于以下因素。

4.1 气候因素

气候通过影响冰川的积累和消融，前进和后退而影响冰湖溃决的形成[8]。根据气候资料调查显示，近60 年来西藏地区13 个冰湖发生的15 次溃决事件与气温、降雨的突然变化存在一定关联，即冰湖成灾是气候波动转折点或突变点上的产物[2]。其中，气候由湿冷年代转向湿热或干热的过渡年份或气候突变（突然升温并伴随丰雨）年份的夏秋季节，是最有利于冰湖成灾的气候背景[5，9]。

4.2 水文因素

局部瞬时溃决的临界水文条件是冰湖成灾的关键[3]。冰滑坡入湖导致的静水位上涨值为H1，它对一般规模的冰湖是相对稳定的。在H1大于临界溢流水头高度H0的情况下，当溢流口处的流速达到终碛堤物质的起动流速时，产生冲刷下切，冰湖开始溃口。因此，H1大于H0是冰碛湖成灾的充分条件，即H1>H0必定发生堤坝破坏。当H1H0且H2持续作用时，冰湖可能成灾。因此，冰碛湖成灾的临界水文条件为：H1>H0一定成灾，H1H0可能成灾，（H1+H2）

4.3 地震因素

地震对于冰湖成灾主要起到三方面的作用[10]：促使冰湖上方的冰川失稳产生冰崩、冰滑坡，进而导致涌浪，破坏堤坝形成冰湖灾害；地震动力使得终碛堤物质结构发生变化，比如管涌、潜蚀现象的出现，导致坝体自身稳定性降低；地震破坏力使得下游沟谷两侧的岸坡失稳，堆积于河道中，增大了冰湖成灾的物质来源。

5 结论

定结县独特的冰川地理条件，决定了该县的冰湖现状分布及其发育特点，通过遥感解译、资料收集分析及现场调查，在总结了该区域冰湖分布规律的基础上，对其成灾影响因素进行分析，为后续的区域冰湖成灾机制分析、冰湖危险分区及并区域防范提供基础数据支撑，结论如下：①喜马拉雅山北麓湖盆区定结县有大小冰湖18个，其中面积小于50 000 m2的有4 个，面积在50 000～500 000 m2的冰湖3 个，面积在500 000 m2以上的冰湖11 个。面积最大的冰湖为强宗克错冰湖，面积为1.61 km2。②研究区的18 个冰湖中，冰碛湖数量最多，有17 个，占比94.4%；冰斗湖仅1 个，占比5.6%。③喜马拉雅山北麓湖盆区定结县属大陆型冰川，18 个冰湖中，有13 个冰湖分布于海拔5 000～5 500 m，与雪线高程基本一致。这个位置冰川的积累和消融都比较强烈，冰川运动速度快，有利于冰湖的形成。④冰湖成灾受控因素多、成灾机制复杂，因此还需要加强对其成灾机理与预测方面的研究。