——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
進(jìn)入西藏八宿地區(qū),秀美的冰山成為過往游客觀光的重要景點(diǎn)。然而,中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所副研究員柳金峰卻告訴記者:“從八宿開始,冰川泥石流也開始了。”
在中科院“科技支撐川藏交通廊道建設(shè)”記者行活動(dòng)中,記者隨山地所科研人員探訪了米堆冰川及冰湖潰決泥石流、古鄉(xiāng)溝及天魔溝冰水混合型泥石流等多處因冰川、冰雪而對(duì)川藏交通廊道產(chǎn)生威脅的災(zāi)害點(diǎn)。
美麗的“危險(xiǎn)”
位于西藏林芝地區(qū)的米堆冰川吸引了眾多游客前來觀光,但對(duì)于山地所副所長陳曉清而言,時(shí)刻關(guān)心的卻是這座冰川在全球氣候變暖情況下產(chǎn)生的消融,以及可能帶來的下游山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
“1988年7月15日,米堆溝發(fā)生冰湖潰決,產(chǎn)生洪水和泥石流,把40多公里川藏公路全部沖毀,318國道斷路達(dá)一年之久。”站在米堆冰川腳下,陳曉清向《中國科學(xué)報(bào)》記者介紹道。
而全球變暖的趨勢(shì)使冰川融化不斷加劇,這令陳曉清對(duì)米堆冰川再度發(fā)生泥石流災(zāi)害十分擔(dān)憂。
“2010年我來考察時(shí),我們現(xiàn)在腳下的位置還是冰川,現(xiàn)在已經(jīng)退縮了1公里多。”陳曉清對(duì)記者說。
如今,在米堆冰川,上述風(fēng)險(xiǎn)仍然存在,因而在川藏鐵路的選線中,冰湖潰決產(chǎn)生洪水泥石流的風(fēng)險(xiǎn),將成為決定鐵路安全的重要因素。
同樣對(duì)川藏交通廊道具有潛在威脅的還有古鄉(xiāng)溝冰川泥石流。
1950年,察隅8.6級(jí)特大地震導(dǎo)致古鄉(xiāng)溝上游流域產(chǎn)生大規(guī)模的冰崩、雪崩,形成的堵塞堆積石壩高達(dá)幾十米。而3年后發(fā)生的大暴雨進(jìn)一步引發(fā)了有文獻(xiàn)記載以來最大的一次泥石流災(zāi)害。
“當(dāng)時(shí)的泥石流把溝口峽口位置150米范圍內(nèi)一掃而光,泥石流最大流量達(dá)到2.86萬個(gè)流量,相當(dāng)于長江洪水流量的1/3,并一次沖出了8000萬堆積方量。”陳曉清說。
難解的災(zāi)害
冰川消融型泥石流、冰水融合型泥石流、冰湖潰決型泥石流,這類與冰川相關(guān)的山地災(zāi)害是川藏交通廊道中最為棘手的問題,也是全球山地災(zāi)害研究的難點(diǎn)。
以米堆溝冰川融水和冰湖潰決型泥石流為例,山地所對(duì)于這類災(zāi)害的研究始于上世紀(jì)60年代,老一輩山地所人定期對(duì)冰川進(jìn)行綜合考察,為如今的科學(xué)研究積累了豐富的資料。
“通過觀測(cè)冰川融水和降雨降雪量,可以建立兩個(gè)數(shù)據(jù)的相關(guān)性,預(yù)測(cè)相關(guān)流域的洪峰流量?!标悤郧逭f,“觀測(cè)站的長序列觀測(cè)數(shù)據(jù)可以為冰雪性泥石流流量計(jì)算提供依據(jù),而流量計(jì)算是監(jiān)測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵數(shù)據(jù)?!?/p>
不過陳曉清坦言,目前對(duì)于上述大規(guī)模的冰川泥石流,仍有許多待研究的盲點(diǎn),而“躲”是目前主要的辦法。
因而,科學(xué)家建議,如果未來川藏鐵路確定從米堆冰川、古鄉(xiāng)冰川附近走線,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇以隧洞形式通過,確保繞避開冰川泥石流的危害范圍。
“重現(xiàn)”泥石流
對(duì)于類似泥石流的研究,山地所一直在攻關(guān)。
在記者團(tuán)一行沿318國道向西藏進(jìn)發(fā)前,在山地所的山地災(zāi)害動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi),科研人員劉定竺利用山地所自主研發(fā)的泥石流動(dòng)力學(xué)裝置,向記者展示了模擬唐家山堰塞壩潰決的過程。而這也是在充分進(jìn)行山地災(zāi)害調(diào)查、取樣后,科研人員為川藏線提供科技支撐的重要環(huán)節(jié)——利用實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。
在野外調(diào)查中,科研人員會(huì)對(duì)滑坡、泥石流等山地災(zāi)害堆積體進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)量和取樣,并將其帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析研究。
通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析,使黏體含量等數(shù)據(jù)浮出水面,成為判別泥石流性質(zhì)的重要依據(jù)?!八酿ざ雀哌€是低,影響其運(yùn)動(dòng)速度,沖出流量的方法和公式也會(huì)有很大的差別?!鄙降厮偣こ處熡斡抡f。
物理模型試驗(yàn)配合不同工況的數(shù)字模擬,將為科研人員判斷災(zāi)害點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)提供重要依據(jù)。
“利用山地所自主研發(fā)的數(shù)字模型,結(jié)合災(zāi)害動(dòng)力工程計(jì)算方法,計(jì)算在不同降雨條件、地震條件下,泥石流從起動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、破壞到堆積的全過程,并計(jì)算出沖擊力多少、堆積范圍多少,通過科學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)重大線型工程選線提出科學(xué)的技術(shù)支撐?!鄙降厮毖芯繂T楊宗佶說。
不過,當(dāng)下的實(shí)驗(yàn)只能實(shí)現(xiàn)降雨和地震工況對(duì)泥石流的影響。而未來,山地所將通過構(gòu)建新一代室內(nèi)模擬裝置——“大型山地災(zāi)害鏈模擬系統(tǒng)”,更加系統(tǒng)地模擬地震、降雨、氣溫變化3個(gè)因素對(duì)巖體強(qiáng)度變化的影響,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)冰川泥石流、冰磧體形成災(zāi)害鏈的解析。
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