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王維洛:黃河上游地區面臨着綜合性生態環境大災難

—從2023年積石山縣地震談起

蘭恆星等撰寫的題為《黃河流域地質地表過程與重大災害效應研究與展望》的科學論文指出了黃河流域正面臨的三大重大災害[10]:

——黃河上游地區的巨型滑坡災害;

——黃河中游地區的水土災害;

——黃河下游地區的巨型洪災。

《黃河流域地質地表過程與重大災害效應研究與展望》是國家自然科學基金項目和中國科學院戰略性先導科技專項項目,是中國國家資助的級別最高的科研課題,應該不是受境外敵對勢力影響,也不是有意唱衰中國的未來。

圖8:國家自然科學基金項目和中國科學院戰略性先導科技專項項目:黃河流域地質地表過程與重大災害效應研究與展望,指出了黃河上游地區的巨型滑坡災害、黃河中游地區的水土災害與黃河下游地區的巨型洪災的巨大風險,圖片來源:如圖所示

圖9:流域生態環境問題已經成為社會經濟高質量發展、生態文明建設的最大制約瓶頸,亟待從根本上解決重大災害與生態環境退化問題,圖片來源:如上圖所示

並不是如習近平所說:新中國成立後,黨和國家對治理開發黃河極為重視,把它作為國家的一件大事列入重要議事日程。在黨中央堅強領導下,沿黃軍民和黃河建設者開展了大規模的黃河治理保護工作,取得了舉世矚目的成就。也不是如一些學者所說:自中華人民共和國成立以來,黃河歲歲安瀾,為復興路上的中華民族奉獻了一份珍貴禮物。而是黃河流域在累積重大風險,等待爆發。

這裏引用蘭恆星等撰寫的《黃河流域地質地表過程與重大災害效應研究與展望》一文中的一些描述與結論。

蘭恆星等一針見血地指出:黃河流域橫跨了世界上最年輕的青藏高原、正在堆積的黃土高原和人口密集的華北平原,流域內地質構造活躍、內外地質動力作用強烈、地貌演化過程特殊,災害發育規律複雜,是我國地質環境最複雜、生態環境最脆弱的地區之一。黃河流域重大災害分佈廣、類型多、突發性強,且災害往往鏈生成鏈、致災後果嚴重。這些重大災害直接破壞黃河流域生態環境,影響黃河流域安全,挑戰黃河流域的長久宜居性,制約着黃河流域生態保護和高質量發展。

請讀者注意作者這樣的描述,這些重大災害直接挑戰黃河流域的長久宜居性,就是要考慮黃河流域是否適合人類居住。如果黃河流域不再適合人類居住,中國該怎麼辦?

本文集中關註上游的巨型滑坡災害,特別是和積石山縣地震影響地區有關的內容:

第一,巨型滑坡時空分佈特徵:

黃河上游長期的構造活動是引起黃河上游巨型滑坡空間集中分佈的內因。研究表明,超過90%的大型滑坡發生於斷裂帶兩側5公里範圍內,尤其是斷裂帶交匯巨型滑坡處分佈密集。巨型滑坡具有空間上沿河道分佈的特點,以龍羊峽至劉家峽河段巨型滑坡最為典型。(筆者註:積石山水庫大壩工程是龍羊峽至劉家峽梯級開發的一級,詳細內容參見王維洛:2023年甘肅積石山縣地震與積石峽大壩工程、黃河梯級開發、水庫誘發地震,議報)

第二,巨型滑坡形成機理:

隨着青藏高原隆升和黃河的下切,在強弱交替中滑坡活動呈不斷加重趨勢。青藏高原隆升控制着黃河的形成演化和岸坡的形成演化,也控制着區內巨型滑坡的形成。同時,強震與極端氣候事件是誘發巨型滑坡發生的重要因素,如黃河上游早中更新世以來的古滑坡和現代滑坡大多數發生在暖濕期,河流侵蝕是巨型滑坡發生的另一個必要條件。研究表明,全新世暖濕氣候黃河侵蝕切割作用加強是研究區晚期滑坡發生的主要原因,且未來全球變暖導致冰川融水在冰川消退期可能誘發巨型滑坡。地質結構對巨型滑坡變形破壞過程具有非常明顯的控制作用,如黃河上游積石峽地區巨型岩質滑坡模式與規模明顯受控於軟弱夾層作用。(筆者註:積石峽地區巨型岩質滑坡模式與規模明顯受控於軟弱夾層作用。就是說,由於軟弱夾層的存在,積石峽地區極易發生滑坡)。

第三,巨型滑坡復活的動力機制:

巨型滑坡動力學形成演化過程與強震過程滑帶動力擴容和水擊效應、滑體拋擲分離與鏟刮或飽和液化等效應關係密切。這些效應導致摩擦係數降低並加劇高速遠程效應,產生能量交換、氣墊層、超孔隙水壓力及滾動摩擦減阻等。黃河上游巨型滑坡的形成演化具有其獨特性,黃河側蝕下切作用與軟弱夾層強度劣化減弱了巨型滑坡的抗滑力,地震作用提高了巨型滑坡下滑力並減弱了抗滑力。另外,不良地質構造條件和破碎滑坡體是巨型滑坡形成與復活的主要內因,庫水位變化、降水和人類工程活動是巨型滑坡活動的主要外因。(筆者註:庫水位變化是指水庫水位的變化,特別是梯級開發中的諸多水庫聯合調度的水位變化;這裏的降水不是指自然條件下的降水變化,而是指人工降雨、人工引水工程的影響)。

第四,巨型滑坡災害鏈生效應:

在構造運動、地震、極端氣候等作用下,黃河上游發育了大量巨型滑坡與堰塞湖,堰塞湖潰決引起次生災害甚至摧毀人類文明。同時,巨型滑坡堵河-堰塞湖-潰壩-再堵河演化過程受氣候影響具有周期性。目前,關於此方面研究以單一的數值方法為主,這不能反映黃河上游巨型滑坡沉積物運動的速度變化、制動與分佈規律、災害鏈致災放大效應,缺乏巨型滑坡災害鏈生與河流變遷的互饋機制研究,堰塞湖-洪水災害鏈生過程難以模擬再現。同時,研究表明,巨型滑坡災害鏈造成生態安全風險。雖然國內外學者開展了生態工程護坡方面研究,但極少考慮滑坡對生態擾動的影響,巨型滑坡災害鏈生效應導致的生態地質安全問題研究仍極其缺乏。目前,仍缺乏黃河流域上游巨型滑坡災害鏈生與生態互饋機制研究,缺乏流域巨型滑坡-堰塞湖-潰壩洪水災害鏈生過程模擬再現。

黃河上游地區分佈着大量的巨型滑坡,其形成機理複雜,危害巨大,成因至今未解,且部分仍在復活。部分滑坡歷史上曾堵塞黃河,並潰決形成過超大洪水,影響中華民族的文明演化和社會經濟發展。

四、結束語

對於現代的中國人來說,甘肅積石縣是一個偏遠落後的地方。但是中國最早的地理書《尚書·禹貢》有:「導河積石,至龍門,入於滄海」的記載,《史記·夏本紀》《水經注》《山海經》等史籍都有積石山或大禹導河積石的記載。如果把積石理解成地名,導河理解成疏導河流,那麼積石山或積石峽可能就是傳說中大禹治水的地方,也可能是中華文明的發源地。

2016年《科學》雜誌刊登了南京師範大學地理系吳慶龍博士的一篇文章,介紹一次考古發現的成功,證實約4000年前在積石峽這個地方確實發生過一場歷史大洪水。這就是蘭恆星等文章中所指出的,部分滑坡歷史上曾堵塞黃河,並潰決形成過超大洪水,影響中華民族的文明演化和社會經濟發展。

4000年前的文明就是被地震、滑坡、堰塞湖、潰壩洪水等生態環境綜合災害所摧毀。今天,中國又面臨這樣的選擇。

注釋

[1]高清揚、溫璐:中國地震局:甘肅臨夏州積石山縣6.2級地震為逆沖型破裂,來源:人民網,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]中國地震死亡人數增至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]鄒家華:關於提請審議興建長江三峽工程的議案的說明,1992年3月21日,刊登在中國改革信息庫網,http://www.reformdata.org/1992/0321/4211.shtml

[5]深切哀悼積石山6.2級地震遇難同胞默哀儀式舉行,來源新華網,2023年12月26日,刊登在中國網,http://news.china.com.cn/2023-12/26/content_116902779.shtml

[6]甘肅省臨夏州積石山6.2級地震新聞發佈會(第二場)實錄,來源:每日甘肅網,2023年12月20日,刊登在甘肅省人民政府網,https://www.gansu.gov.cn/gsszf/c114890/202312/173819147.shtml

[7]百度百科:積石山保安族東鄉族撒拉族自治縣,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:積石山保安族東鄉族撒拉族自治縣,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]三峽工程引起的生態環境破壞貽害無窮/侯學煜答朱劍虹問,收錄在李南央主編《三峽啊》一書,溪流出版社,2020年,美國

[10]蘭恆星、彭建兵、祝艷波、李郎平、潘保田、黃強兵、李軍華、張強:黃河流域地質地表過程與重大災害效應研究與展望,中國科學:地球科學52卷,2期:199–221(2022),https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2021-0115

責任編輯: 李廣松  來源:議報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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