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王维洛:黄河上游地区面临着综合性生态环境大灾难

—从2023年积石山县地震谈起

兰恒星等撰写的题为《黄河流域地质地表过程与重大灾害效应研究与展望》的科学论文指出了黄河流域正面临的三大重大灾害[10]:

——黄河上游地区的巨型滑坡灾害;

——黄河中游地区的水土灾害;

——黄河下游地区的巨型洪灾。

《黄河流域地质地表过程与重大灾害效应研究与展望》是国家自然科学基金项目和中国科学院战略性先导科技专项项目,是中国国家资助的级别最高的科研课题,应该不是受境外敌对势力影响,也不是有意唱衰中国的未来。

图8:国家自然科学基金项目和中国科学院战略性先导科技专项项目:黄河流域地质地表过程与重大灾害效应研究与展望,指出了黄河上游地区的巨型滑坡灾害、黄河中游地区的水土灾害与黄河下游地区的巨型洪灾的巨大风险,图片来源:如图所示

图9:流域生态环境问题已经成为社会经济高质量发展、生态文明建设的最大制约瓶颈,亟待从根本上解决重大灾害与生态环境退化问题,图片来源:如上图所示

并不是如习近平所说:新中国成立后,党和国家对治理开发黄河极为重视,把它作为国家的一件大事列入重要议事日程。在党中央坚强领导下,沿黄军民和黄河建设者开展了大规模的黄河治理保护工作,取得了举世瞩目的成就。也不是如一些学者所说:自中华人民共和国成立以来,黄河岁岁安澜,为复兴路上的中华民族奉献了一份珍贵礼物。而是黄河流域在累积重大风险,等待爆发。

这里引用兰恒星等撰写的《黄河流域地质地表过程与重大灾害效应研究与展望》一文中的一些描述与结论。

兰恒星等一针见血地指出:黄河流域横跨了世界上最年轻的青藏高原、正在堆积的黄土高原和人口密集的华北平原,流域内地质构造活跃、内外地质动力作用强烈、地貌演化过程特殊,灾害发育规律复杂,是我国地质环境最复杂、生态环境最脆弱的地区之一。黄河流域重大灾害分布广、类型多、突发性强,且灾害往往链生成链、致灾后果严重。这些重大灾害直接破坏黄河流域生态环境,影响黄河流域安全,挑战黄河流域的长久宜居性,制约着黄河流域生态保护和高质量发展。

请读者注意作者这样的描述,这些重大灾害直接挑战黄河流域的长久宜居性,就是要考虑黄河流域是否适合人类居住。如果黄河流域不再适合人类居住,中国该怎么办?

本文集中关注上游的巨型滑坡灾害,特别是和积石山县地震影响地区有关的内容:

第一,巨型滑坡时空分布特征:

黄河上游长期的构造活动是引起黄河上游巨型滑坡空间集中分布的内因。研究表明,超过90%的大型滑坡发生于断裂带两侧5公里范围内,尤其是断裂带交汇巨型滑坡处分布密集。巨型滑坡具有空间上沿河道分布的特点,以龙羊峡至刘家峡河段巨型滑坡最为典型。(笔者注:积石山水库大坝工程是龙羊峡至刘家峡梯级开发的一级,详细内容参见王维洛:2023年甘肃积石山县地震与积石峡大坝工程、黄河梯级开发、水库诱发地震,议报)

第二,巨型滑坡形成机理:

随着青藏高原隆升和黄河的下切,在强弱交替中滑坡活动呈不断加重趋势。青藏高原隆升控制着黄河的形成演化和岸坡的形成演化,也控制着区内巨型滑坡的形成。同时,强震与极端气候事件是诱发巨型滑坡发生的重要因素,如黄河上游早中更新世以来的古滑坡和现代滑坡大多数发生在暖湿期,河流侵蚀是巨型滑坡发生的另一个必要条件。研究表明,全新世暖湿气候黄河侵蚀切割作用加强是研究区晚期滑坡发生的主要原因,且未来全球变暖导致冰川融水在冰川消退期可能诱发巨型滑坡。地质结构对巨型滑坡变形破坏过程具有非常明显的控制作用,如黄河上游积石峡地区巨型岩质滑坡模式与规模明显受控于软弱夹层作用。(笔者注:积石峡地区巨型岩质滑坡模式与规模明显受控于软弱夹层作用。就是说,由于软弱夹层的存在,积石峡地区极易发生滑坡)。

第三,巨型滑坡复活的动力机制:

巨型滑坡动力学形成演化过程与强震过程滑带动力扩容和水击效应、滑体抛掷分离与铲刮或饱和液化等效应关系密切。这些效应导致摩擦系数降低并加剧高速远程效应,产生能量交换、气垫层、超孔隙水压力及滚动摩擦减阻等。黄河上游巨型滑坡的形成演化具有其独特性,黄河侧蚀下切作用与软弱夹层强度劣化减弱了巨型滑坡的抗滑力,地震作用提高了巨型滑坡下滑力并减弱了抗滑力。另外,不良地质构造条件和破碎滑坡体是巨型滑坡形成与复活的主要内因,库水位变化、降水和人类工程活动是巨型滑坡活动的主要外因。(笔者注:库水位变化是指水库水位的变化,特别是梯级开发中的诸多水库联合调度的水位变化;这里的降水不是指自然条件下的降水变化,而是指人工降雨、人工引水工程的影响)。

第四,巨型滑坡灾害链生效应:

在构造运动、地震、极端气候等作用下,黄河上游发育了大量巨型滑坡与堰塞湖,堰塞湖溃决引起次生灾害甚至摧毁人类文明。同时,巨型滑坡堵河-堰塞湖-溃坝-再堵河演化过程受气候影响具有周期性。目前,关于此方面研究以单一的数值方法为主,这不能反映黄河上游巨型滑坡沉积物运动的速度变化、制动与分布规律、灾害链致灾放大效应,缺乏巨型滑坡灾害链生与河流变迁的互馈机制研究,堰塞湖-洪水灾害链生过程难以模拟再现。同时,研究表明,巨型滑坡灾害链造成生态安全风险。虽然国内外学者开展了生态工程护坡方面研究,但极少考虑滑坡对生态扰动的影响,巨型滑坡灾害链生效应导致的生态地质安全问题研究仍极其缺乏。目前,仍缺乏黄河流域上游巨型滑坡灾害链生与生态互馈机制研究,缺乏流域巨型滑坡-堰塞湖-溃坝洪水灾害链生过程模拟再现。

黄河上游地区分布着大量的巨型滑坡,其形成机理复杂,危害巨大,成因至今未解,且部分仍在复活。部分滑坡历史上曾堵塞黄河,并溃决形成过超大洪水,影响中华民族的文明演化和社会经济发展。

四、结束语

对于现代的中国人来说,甘肃积石县是一个偏远落后的地方。但是中国最早的地理书《尚书·禹贡》有:“导河积石,至龙门,入于沧海”的记载,《史记·夏本纪》《水经注》《山海经》等史籍都有积石山或大禹导河积石的记载。如果把积石理解成地名,导河理解成疏导河流,那么积石山或积石峡可能就是传说中大禹治水的地方,也可能是中华文明的发源地。

2016年《科学》杂志刊登了南京师范大学地理系吴庆龙博士的一篇文章,介绍一次考古发现的成功,证实约4000年前在积石峡这个地方确实发生过一场历史大洪水。这就是兰恒星等文章中所指出的,部分滑坡历史上曾堵塞黄河,并溃决形成过超大洪水,影响中华民族的文明演化和社会经济发展。

4000年前的文明就是被地震、滑坡、堰塞湖、溃坝洪水等生态环境综合灾害所摧毁。今天,中国又面临这样的选择。

注释

[1]高清扬、温璐:中国地震局:甘肃临夏州积石山县6.2级地震为逆冲型破裂,来源:人民网,2023年12月19日09:02,http://society.people.com.cn/n1/2023/1219/c1008-40142178.html

[2]M5.9–37 km WNW of LinxiaChengguanzhen, China,https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000ljvg/executive

[3]中国地震死亡人数增至148人,TRT,22.12.2023,https://www.trt.net.tr/chinese/hua-ren-shi-jie/2023/12/22/zhong-guo-di-zhen-si-wang-ren-shu-zeng-zhi-148ren-2079819

[4]邹家华:关于提请审议兴建长江三峡工程的议案的说明,1992年3月21日,刊登在中国改革信息库网,http://www.reformdata.org/1992/0321/4211.shtml

[5]深切哀悼积石山6.2级地震遇难同胞默哀仪式举行,来源新华网,2023年12月26日,刊登在中国网,http://news.china.com.cn/2023-12/26/content_116902779.shtml

[6]甘肃省临夏州积石山6.2级地震新闻发布会(第二场)实录,来源:每日甘肃网,2023年12月20日,刊登在甘肃省人民政府网,https://www.gansu.gov.cn/gsszf/c114890/202312/173819147.shtml

[7]百度百科:积石山保安族东乡族撒拉族自治县,https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%AF%E7%9F%B3%E5%B1%B1%E4%BF%9D%E5%AE%89%E6%97%8F%E4%B8%9C%E4%B9%A1%E6%97%8F%E6%92%92%E6%8B%89%E6%97%8F%E8%87%AA%E6%B2%BB%E5%8E%BF/8746425

[8]百度百科:积石山保安族东乡族撒拉族自治县,https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%AF%E7%9F%B3%E5%B1%B1%E4%BF%9D%E5%AE%89%E6%97%8F%E4%B8%9C%E4%B9%A1%E6%97%8F%E6%92%92%E6%8B%89%E6%97%8F%E8%87%AA%E6%B2%BB%E5%8E%BF/8746425

[9]三峡工程引起的生态环境破坏贻害无穷/侯学煜答朱剑虹问,收录在李南央主编《三峡啊》一书,溪流出版社,2020年,美国

[10]兰恒星、彭建兵、祝艳波、李郎平、潘保田、黄强兵、李军华、张强:黄河流域地质地表过程与重大灾害效应研究与展望,中国科学:地球科学52卷,2期:199–221(2022),https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2021-0115

责任编辑: 李广松  来源:议报 转载请注明作者、出处並保持完整。

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