摘要
青藏高原强烈隆升与外动力耦合下形成了雅鲁藏布江中游地区独特的地质环境:地形反差大,地表岩体破碎程度高,大温差冻融及冰川活动强烈等,决定了这一区域是自然灾害的易发区,同时也是水能及旅游资源极其丰富的区域,战略地位十分显著,防灾减灾成为当务之急。本文以雅鲁藏布江中游贡嘎-加查河段为研究区,在详细参考前人研究资料的基础上,根据现场地质环境和崩塌、滑坡、泥石流及沙暴等主要自然灾害的调查,结合遥感解译,运用Arc GIS空间分析方法、非连续变形分析方法(Discontinuous Deformation Analysis,DDA)和合成孔径雷达影像差分干涉测量方法(D-In SAR),分析了研究区内崩塌、滑坡、泥石流及沙暴灾害的发育规律和形成机制,得出了以下主要认识和进展:(1)揭示了内外动力耦合作用下形成的独特地质环境特征。发生于白垩纪晚期的印度板块与欧亚板块碰撞以及碰撞后的继承性陆内汇聚作用,是青藏高原地质环境形成的主要内动力。在其作用下,青藏高原快速隆升,阻挡西风急流和来至印度洋的暖湿水汽,改变大气环流,使青藏高原形成冬季干旱寒冷,降雨主要集中于夏季的现代东亚季风气候,造成研究区内冻融与冰川活动强烈。构造隆升强度存在空间上的差异,桑珠岭至藏木间的加查断块构造隆升作用最为强烈,河流侵蚀下切程度高,形成峡谷区,其上、下游区域构造隆升作用较弱,河流侧蚀作用强,形成宽谷区。(2)揭示了崩塌灾害的发育规律及孕灾过程,并总结了主要失稳模式。区内崩塌灾害共发育有139处,形成机制为:临空地形-高地应力卸荷、构造松弛破碎、冻融风化-地震、降雨触发;主要变形失稳模式为滑移式,多集中于下切-卸荷作用强烈的桑珠岭-藏木峡谷河段内。在断裂和水系共同作用下,崩塌发育数量随崩塌规模的增加,呈递减趋势。随离断裂带距离(x)的增加,崩塌发育数量(y)呈y=-23.3049+61.8062·e~(-0.1031x)的指数递减趋势。距离坡脚100-600m相对高程范围,为崩塌灾害的易发区。(3)查明了滑坡灾害的发育规律及其主要变形破坏模式。滑坡灾害共发育有94处,形成机制为:临空地形-构造松弛破碎、冻融风化-地震、降雨触发;主要变形破坏模式为滑移-拉裂式,在构造与冻融作用强烈的贡嘎-桑珠岭宽谷区内最为发育,占滑坡总量的64.89%。随滑坡规模(x)的增加,滑坡发育数量(y)呈=1.83+52.56·0)~(-0.54)的指数递减特征。随滑坡后缘离河床距离(x)的增加,滑坡发育数量(y)呈=0.2350+9.8689·0)~(-0.0011)(x>300)的指数递减特征。在距离坡脚小于200m的高程范围,为滑坡灾害易发区。(4)揭示了泥石流灾害的发育规律和成生环境。泥石流灾害共发育有335条,形成机制为:三面环山地形-构造松弛破碎、冻融风化-降雨、冰雪融水诱发,在贡嘎-桑珠岭宽谷内发育数量最多,占泥石流总量的79.4%。受地壳抬升和河流下切影响,随流域面积(x)的增加,泥石流发育数量(y)呈=1.2352+32.4582·0)~(-0.1021)(>2)的指数递减特征。泥石流相对高差主要集中于700-1600m范围内,主沟纵比降主要集中于110‰-270‰之间,主沟长度主要集中在1800-6300m之间。(5)基于石冰川运动演化趋势分析,提出了诱发因素作用下的孕灾过程。区内共发育石冰川256条,分布总面积达113.49km~2,主要发育于桑珠岭-藏木峡谷两岸高海拔区域的西坡和北西坡,发育类型主要为冰碛型石冰川。石冰川泥石流的形成机制可概括为侵蚀补给-搬运停积-径流冲刷-失稳流动四个过程。石冰川滑坡主要有两种类型,一类为气温升高作用下,前缘碎屑物质的自然休止角降低导致的失稳溜滑退缩,其形成机制可概括为:气温升高-冰核融化-自然休止角降低-失稳溜滑四个过程;另一类为由地震作用诱发的拉裂-溃滑式滑坡。(6)研究了局地沙暴灾害的致灾机制及形成过程。局地沙暴灾害主要是在强劲的河谷风动力作用下,江心洲、河漫滩表层的干燥松散砂物质扬起后形成,在受河谷岸坡阻挡和地面摩擦减弱后,扬起的砂物质沉积于谷底和岸坡形成风积沙。其形成过程可概括为:河流输砂-砂物质出露水面-大风扬沙-砂物质沉积四个过程。在河谷内山-谷风、冰川风与西风急流共同作用下,风积沙主要沉积于贡嘎-桑珠岭宽谷左岸谷底和岸坡之上,其形成时间主要集中于冬春季的午后至夜间,共发育风积沙单体有113处,发育总面积为117.89km~2(2019年)。随单体平面面积(x)的增加,风积沙单体数量(y)呈y=2.7249·x~(-1.9248)的幂函数递减特征。受风沙颗粒本身自然休止角与河谷常年小气候的影响,风积沙发育坡度主要集中于64°-84°之间,坡向主要集中于90°-225°之间的偏南向坡上。