研究 | 钟妍刘巧等：一文搞清我国西藏至尼泊尔沿线冰川冰湖分布及相关灾害风险（高清多图）|冰川冰湖|刘巧|喜马拉雅山|尼泊尔|灾害风险|钟妍

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作者|钟妍刘巧廖海军刘时银

整理 | 佳仁·云丹吉张兴媚

编辑| 宋可馨

审核|单敏敏陈珏可

内容提要

开展中—尼通道沿线冰川/冰湖变化及其相关灾害调查，对减少此类灾害发生、保障该地区安全、维护其在两国之间的经济、文化交流地位具有重要意义。中—尼通道地形陡峭复杂，现代冰川发育，在全球变暖的背景下冰川物质亏损显著，冰湖扩张明显，冰川相关灾害风险突出，已经引起国内外众多学者的广泛关注。本文主要运用遥感手段结合野外考察对中—尼通道沿线冰川及其相关灾害进行了初步调查，对直接影响干线通道的典型支沟流域上游冰川分布及其变化进行了统计，并初步分析了与冰川冰湖变化相关的灾害危险性。结论如下：中尼通道沿线13个子流域共发育冰川568条，总面积804.71km2，平均冰川覆盖率为12.89%，主要集中在海拔5000~6000m，27年间(1991—2018年)三通道内的冰川平均退缩率达9.93%。共有冰湖74个，呈逐年扩张态势，20年间(1990—2010年)冰湖平均扩张率达86.5%，其中危险冰湖共计2个。三通道内近半个世纪以来共计发生冰川/冰湖相关灾害共计9起，未来有出现(次生)泥石流/滑坡、洪水、冰湖溃决等形式灾害的可能。发生于柯西河、吉隆藏布和甘达基河一些河段的各类灾害会对山区水库和相关水电设施造成重大影响。本研究发表于2020年，但如今仍可为探讨中—尼喜马拉雅山地区冰川/冰湖变化的时空特征、冰川相关灾害的引发机制，以及可能的灾害预估等提供有价值的资料参考。本文所有地图和图表都可点击放大查看。

关键词：尼泊尔冰川变化冰川灾害冰湖灾害喜马拉雅山

图源：网络

山地冰川作为河川径流的重要补给源，是重要的淡水资源。冰川融水在山区尤其是干旱区农业灌溉和水力发电等方面发挥了重要作用。然而，在全球变暖的影响下，冰川发生了明显的变化，其动态变化的内在特性及其对下垫面的强烈侵蚀和改造作用导致冰川作用区和冰川区下游时常会伴发与之相关的各类山地灾害。冰川相关灾害主要包括冰川融水型洪水/泥石流，冰湖溃决洪水/泥石流、冰/雪崩以及冰川跃动等引发的灾害，其中冰/雪崩可能诱发一连串的次生灾害，从而延长和放大了灾害后果。气候变暖背景下，各类冰川相关灾害呈现增加趋势，在高亚洲的喜马拉雅山地区、南美的安第斯山区以及欧洲阿尔卑斯山等地区均受到广泛关注。

位于中尼边境的中喜马拉雅山地区，地质地理环境和地形条件复杂，山地冰冻圈发育，现代冰川分布广泛。近年来，该区冰川物质亏损显著，冰缘地貌改造加剧，冰湖扩张明显，一方面影响到跨境河流的水资源利用，另一方面各类冰川相关灾害风险也显著增加。上述问题已受到国内外学者的广泛关注和研究，1982年“中日尼喜马拉雅山冰川考察队”曾对尼泊尔兰坦喜马尔地区冰川(包括冰川种类与、分布与古冰川遗迹等)与泥石流做过科学考察。后续对1980年来近30年来冰川/冰湖的分布及其变化特征表明，整个尼泊尔地区冰川近30年内出现了冰川数量增多、面积/储量减少；而冰湖数量减少、面积增大趋势。近年来学者们陆续总结了20世纪以来喜马拉雅山地区的冰湖溃决灾害，划定了冰湖溃决高发地带的地理分布位置，分析出冰湖灾害的几种诱发原因与冰湖变化、溃决特征并对其危险性评估，估算出危险性冰湖溃决概率等级。认为冰湖面积变化主要原因是冰川融化或者冰舌崩塌造成的，并预计未来该流域冰湖溃决时间将更加频繁。上述研究成果已成为认识整个中—尼喜马拉雅山地区冰川/冰湖变化的时空特征及探讨冰川相关灾害的引发机制与可能灾害预估等的重要依据。然而，目前国内外仍缺乏对中—尼通道地区冰川/冰湖及其相关灾害开展的综合性调查研究，随着未来中尼两国交流的日益广泛，以及中尼通道沿线基础设施的不断建设，对该地区进行冰川、冰湖变化及其引发的相关灾害开展调查具有重要意义。由于尼泊尔地区冰川观测历史和观测人员的不连续性，以及尼泊尔几次冰川编目数据采用方法不同、数据源混杂等原因，导致相关数据的直接使用分析误差较大，该地区冰川变化分析只能通过对存档卫星遥感影像进行解译来实现。因此，本文选取中—尼三个通道作为中尼地区冰川/冰湖变化及其相关灾害研究的代表区域，运用遥感手段结合野外考察对中—尼通道沿线冰川/冰湖近30年来变化情况及其相关灾害进行统计与危险性分析，旨在通过评/预估灾害类型与规模来减少当地由冰川/冰湖引发的灾害而造成的人员伤亡与经济损失，促进中尼通道地区在“一带一路”的合作框架下快速发展。

一、研究区概况

中尼通道连接中国西藏自治区和尼泊尔加德满都，主要由樟木—加德满都、吉隆—加德满都和仲巴—木斯塘—博卡拉三个通道走廊组成(图1)，是中国西藏和尼泊尔的经济、文化交流的重要纽带，将来有望延伸到印度，形成中尼印经济走廊。在中国“一带一路”的合作框架下，建设中尼通道并向印度延伸，对中国拓展与南亚的广泛合作、进一步经营印度洋海上通道，具有重大战略谋远意义。然而中国—尼泊尔中喜马拉雅山地区极易受到季节性冰川洪水、冰湖溃决灾害；随着全球气候变暖的加剧，该地区山地冰川普遍退缩，伴随通道区域人类活动强度增强、土地利用与土地覆被变化大，土壤侵蚀水土流失加剧，生态环境问题突出，相关环境与灾害问题日益制约区域可持续发展。

图源：原论文

樟木通道与吉隆通道位于中尼边境喜马拉雅山中段，两通道隔山(希夏邦马峰，8027m)相邻，分别沿柯西河和吉隆藏布河南下进入尼泊尔。通道内风景优美、上游冰川资源丰富。2015年尼泊尔“4·25”特大8.1级地震对樟木口岸、道路、桥梁等设施造成了巨大破坏，口岸一度关闭，对双边旅客、物流产生严重影响。在此期间吉隆通道取代樟木通道，成为当地居民和游客陆路出入尼泊尔的重要通道。目前樟木通道内地质灾害防治、道路恢复重建、水利防护、电力保障及跨境设施重建等保障工作已经完工，基本上科学恢复了樟木通道的货运功能，于2019年5月29日试运行，不过为了确保人员安全，其很长一段时间内不会开通普通人员往来和边民互市贸易。

木斯塘通道(又称里孜通道)从中国西藏的仲巴县进入尼泊尔的上木斯塘(Lo Mantang)，沿甘达基河南下到博卡拉。其北段实际上已经处于青藏高原面，平均海拔在4000m以上，在经过道拉吉里峰(海拔8167m)和安娜普尔纳峰(8091m)后才进入喜马拉雅的南坡。由于其独特的地形地貌以及引人注目的文化使得木斯塘(Mustang)旅游业迅速发展，已成为当地支柱产业。随着公路的完善和新口岸的开放，未来木斯塘通道将成为中尼重要的文化交流走廊。

二、数据和方法

考虑到各个通道所在流域之外的冰川和冰湖不会对通道产生直接影响，本研究仅以中尼通道的上游流域和子流域为单元，分析通道沿线的主要冰川子流域内现代冰川和冰湖的分布及其变化情况。研究使用的主要数据包括日本名古屋大学高亚洲的冰川调查数据(Glacier Area Mapping for Discharge from the Asian Mountains，GAMDAM2018)、冰川编目数据(中国冰川编目、全球冰川编目RGI6.0、基于RGI6.0的冰川表碛分布)、1990—2010年中尼通道地区多期冰湖数据、数字高程模型(SRTM30m)、空间分辨率为30m的Landsat TM/ETM+影像以及相关文献资料。其中，数字高程模型数据用于子流域边界提取和冰川、冰湖地形参数如坡度、坡向和海拔等提取。研究区域内RGI6.0还出现部分冰川数据缺失的情况，故在研究冰川面积变化时参考GAMDAM2018数据并结合1990年左右的LandsatTM影像对冰川边界进行人工修订。考虑到积雪与云的影响，选取了该地区10—11月左右质量较好的影像，以获得较为精确的冰川边界。运用ArcGIS的水文分析模块，沿通道沿线提取支沟上游包含现代冰川或冰湖分布的子流域，共提取出的14个冰川子流域(图1)。使用GIS统计方法获取各子流域的冰川、冰湖分布及其变化信息，并对冰川冰湖的属性进行统计。选取子流域上游均分布有一定数量的现代冰川，2019年4月通道沿线野外考察期间对部分子流域的沟口地形地貌等情况开展了初步现场勘查。

三、分析与讨论

（一）

冰川、冰湖分布现状与变化概况

调查结果显示，三个通道沿线的13个子流域内冰川总数量共568条(表1)，总面积804.71km2，平均冰川覆盖率为12.89%(图2a)。木斯塘通道内冰川数量众多，共计281条，冰川总面积419.54km 2 ，主要分布于尼泊尔境内鱼尾峰(海拔6993m)和道拉吉里峰等附近，冰川面积覆盖率达10.39%。区内最大冰川位于子流域5内，长度12.21km，面积为25.2km 2 。通道内冰湖数量较少，仅13个，冰湖面积不大，且只分布在2、7、8子流域内。吉隆通道三个子流域内发育有234条冰川，总面积 295.7km 2 ，主要分布于我国西藏吉隆镇境内、尼泊尔朗塘里壤峰(海拔7227m)附近，冰川覆盖率为三通道之最，达17.88%。通道内最大冰川面积为 35.03km 2 ，长度10.05km，也是研究区内最大冰川。通道内冰湖数量达34个，其中子流域11内零星分布着32个大小不一的冰湖，数量为整个研究区之最。樟木通道内发育冰川53条，总面积89 .74km 2 ，冰川覆盖率为16.36%，主要分布于我国西藏聂拉木县希夏邦马峰附近。通道内存在27个冰湖，其中有 26个发育于子流域12内，是位于我国聂拉木上游的一个典型冰湖流域。该通道内冰湖总面积9.57km 2 ，是研究区内冰湖面积最大的通道。

研究区内流域海拔高差悬殊(669～8138m)。高差最大的流域为木斯塘通道子流域5，海拔为 829～8129m，高差达7300m。研究区冰川分布的海拔为3500～8000m(图3a)，主要集中分布在5000～6000m。图3b显示了根据RGI6.0数据统计的单条冰川最低与最高海拔与冰川规模的关系，发现小冰川(＜1 km 2) 的数量多但分布海拔范围集中在4500～6500m，较大冰川(＞1km 2 ) 数量相对少但海拔变化范围更广(3500～8000m)。各流域平均坡度30.02°,冰川表面平均坡度27.7°,吉隆通道子流域14内冰川表面平均坡度最大(37.9°)，超过该子流域平均坡度(34.43°)。

由27年(1991(S1)～2018(S2))间的冰川面积变化情况(图2b)可以看出，各流域冰川均出现不同程度的消融，平均退缩率(Δ/S1)达9.93%(图2a)。其中子流域13冰川退缩最为严重，退缩率为22%，子流域4、6、9冰川面积变化率(图2b)也在20%左右。冰湖空间分布及动态变化研究对评估冰湖溃决危险性具有重要意义。1990—2010年间冰湖面积扩张率(图4)结果显示，冰湖呈逐年扩张态势。其中子流域12内冰湖面积扩展最为显著，20年间面积增加了近3km 2 ，扩张率为 48.02%。最大冰湖为嘎龙错，之前的研究评价为危险冰湖。该流域子流域13的一个较大冰湖次仁玛错，过去20年间面积从0.074km 2 变化为 0.33km 2 ，扩张近3.5倍，历史上在1981年发生溃决造成重大损失。从图4 看，子流域11冰湖扩张也明显，20年间扩张了 0.82km 2 ，扩张率为 50.07%。

图源：原论文

图源：原论文

图源：原论文

图源：原论文

（二）

各通道冰川动态及其相关灾害评估

2.1樟木通道

樟木通道尼泊尔境内路段基本无直接冰川灾害，下游沿线仅在巴莱菲科拉(BalephiKohla) 镇上游的柯西河一支流(波特柯西河)源头有较大范围现代冰川分布，流域上冰川总面积89.74km 2 。其中，位于我国西藏境内的子流域12有较多冰川分布(图5)，冰川覆盖率为17.19%，流域内发育有26个冰湖。最大的两条冰川面积分别为18.6 km 2 和 14.7km 2 ，平均坡度均为20 °左右。两条冰川均有表碛覆盖，具有相对广阔的冰川积累区，部分区域有雪崩活动痕迹。因此，该地区主要应关注来自上游我国西藏境内的冰川洪水、冰湖泥石流的跨境影响。如历史上，聂拉木县的冲堆普沟于2002年 5月23 日和6月29日曾先后发生冰湖溃决，造成聂拉木县电站部分受损、桥梁冲毁、381国道部分路段塌方; 次仁玛错(章藏布冰湖)1964年和198 1年发生过两次溃决，其中1981年溃决形成总流量为160m 3 的泥石流，不仅冲毁中尼友谊桥及两岸建筑，而且影响到下游尼泊尔境内的水电站，造成约200人死亡。考察发现，靠近樟木口岸的部分路段两侧有近期泥石流/滑坡活动破坏的痕迹，部分区域第四纪古冰川或泥石流堆积产生的大量松散物质(图6)，可能对毗邻路段构成威胁。另柯西河友谊桥以下已开始修建梯级水电站，除应关注未来泥石流、滑坡等灾害对其影响，还需关注未来气候变化影响下上游冰雪融水资源的改变。流域旱季主要依赖上游冰雪融水补给，冰川变化后可能引起径流的季节分配和径流总量的改变。下游水电站管理与调度需考虑未来河川径流的改变，尤其是雨热同季导致的冰川强消融与降雨叠加的洪峰流量和过境时间的变化。

图源：原论文

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2.2吉隆—加德满都通道

德满都通道尼泊尔境内的冰川主要分布在流域东侧的朗塘(Langtang)流域和西侧的其利米—贡冈(Chillime－Gongang)流域，两个流域的出口均在赛布鲁贝西(Syabru Besi)附近汇入吉隆藏布。两个流域上游的冰川距离通道均接近甚至超过20km，因此对主要通道的直接影响有限。朗塘流域上游冰川发育，但距离沟口的赛弗鲁(Syafru)较远，并无较大直接影响，但不排除冰川融水性洪水到达沟口位置引发灾害的可能;而且上游有几个较大的冰湖易发生溃决灾害。2015年地震期间，上游一条冰川发生冰/雪崩，并沿途刮铲块石和冰碛物引起山体滑坡，彻底掩埋了朗塘村，致几十人死亡。目前进入朗塘的徒步道路从滑坡堆积体表面经过，2018年11月现场考察仍可见大量尚未完全消融的埋藏冰。朗塘流域对岸存在另一个较大冰川流域(其利米—贡冈)，也需关注其上游冰川的动态变化对流域的影响。

吉隆通道上游需关注我国西藏境内两个冰川流域，分别位于中尼边境处的特亚拉纳河子流域11与吉隆热玛村上游子流域14(图7)(冰川覆盖率达16.42%)。尤其需关注子流域11，上游冰川众多，共计182条，总面积约234.17km 2 ;冰湖共计32个，且有多处呈扩张状态，冰湖面积共计2.47km 2 ，最大0.46km 2 。历史上，吉隆地区在1964年8月25 日发生过冰湖溃决灾害事件，位于吉隆县吉隆沟支沟隆达沟源头的隆达错溃决，引发泥石流堵塞隆河，冲毁吉隆县(宗嘎)至吉隆区长约5～7k m的沿河公路。

图源：原论文

2.3木斯塘—仲巴通道

木斯塘—仲巴通道沿线两侧冰川冰湖规模总体不大，但数量较多，多处路段可能受到上游冰川(湖)洪水/泥石流的影响(图8)。子流域1上游是尼泊尔著名的安纳普尔纳(Annapurana)徒步线路的核心区域，冰川主要发源于安娜普尔纳主峰(8091m)、安娜普尔纳三号峰(7555m和鱼尾峰(6993m)环绕的南坡。最大冰川即南安纳普尔纳冰川(South Annapurana Glacier)(18.8km2)是一条雪崩补给型的复式山谷冰川，拥有宽阔的积累区，由多分支汇合形成的冰舌完全被表碛覆盖，有零星的冰面湖发育，但规模均不大。冰川平均坡度22.7°,末端海拔3871m，距离流域出口约43.7km，但沿途由于途径徒步线路，居民点和基础设施一直延伸到冰川的南侧碛垄之上(安纳普尔纳大本营)。子流域2(图9)位于安纳普尔纳峰西北坡，流域面积394.2km2，由两个主要支流穆拉蒂霍拉河(Murati Khola River)与加勒姆奇河(Ghalemch River)汇合而成，流域出口位于塔多巴尼乡米格迪区(Tatopani Myagdi)。穆拉蒂霍拉河谷在汇入主河道的附近，西坡可见成片的滑坡痕迹。流域源头共发育43条冰川，总面积66.7km2，占流域面积的16.92%。流域冰平均坡度32°,平均中值海拔5608m，末端海拔4067～5936m。最大冰川为北安纳普尔纳冰川(North Annapurana Glacier)(15.758km2)，末端海拔4067m，平均坡度27.8°。其末端于近期形成一个冰湖，呈扩张态势，目前冰湖面积约0.15km2，与冰舌相连接，上游附近有零星小的冰面湖发育，部分可能与末端冰湖存在水力联系。冰川积累区雪崩分布较多，与消融区冰舌间通过一个冰瀑布连接。

图源：原论文

子流域3为一冰川小流域(26.6km2)，出口处位于楚尚附近，在汇入甘达基河处有明显的季节性洪水冲积痕迹。流域上游有7条小冰川，总面积5.17km2。冰川区周边重力侵蚀较严重，存在多处滑坡痕迹。最大的冰川为雪崩补给型槽谷冰川，面积1.055km2，冰碛物丰富。子流域4(光旺附近)面积也不大(61.7km2)，但上游8条冰川总面积13.16km2，冰川覆盖率达21.32%，且冰川末端距离下游公路桥仅3.42km。冰川坡度较大，平均接近30度。该处可能会受到雪崩/冰崩型冰川洪水/泥石流灾害的威胁。子流域5为下游支流米格迪霍拉河(Myagdi Khola River)的一个较大冰川流域，出口位于班加芬/贝尼(Bagarphant/Beni)附近，流域总面积1421.8km2，冰川总面积143.7km2，冰川覆盖率为10.11%。上游有两条较大复式山谷冰川，发源于道拉吉里峰(8167m)，面积分别为25.2km2和24.2km2。夏季流域的冰雪强消融期如遇强降雨可能在米格迪霍拉河形成洪水，对沿途村镇甚至下游构成威胁。子流域6是位于流域5东侧的一个较小流域，流域总面积为453.2km2，共计发育13条冰川，上游有两条主要冰川也发育于道拉吉里峰，面积分别为5.52km2和2.36km2。流域海拔范围为879～8138m，流域高差较大。子流域7、8、9位于流域上游木斯塘附近，靠近中尼边境。流域海拔为3000～6000m，流域平均坡度均20～23°,子流域7、8内发育零星数量冰湖。子流域7(图9)上游共发育冰川50条，覆盖率达13.22%，出口处有明显的冰碛物堆积，推测近期可能发生过小规模的泥石流，野外考察期间可见工程挖掘机仍在清理河道。子流域9虽然无现代冰湖分布，但历史上(1980年后期)曾发生过一次规模较大的冰湖溃决事件，摧毁了许多房屋和田野，造成少量人畜死伤，并毁坏了高山牧场草地。洪水沿着卡利甘达基河谷(Kali Gandakivalley)传播到了乔姆索姆城(Jomosom)。由于无人目睹该事件在上游的发生过程，这场灾难的原因尚不明确。

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2.4冰川变化对仲巴通道内水电设施的影响

注意到柯西河、吉隆藏布和木斯塘下游一些河段已经开始修建梯级水电站(图10)，因此未来除应关注泥石流、滑坡等灾害外，还需考虑气候变化影响下上游冰雪融水改变对下游水电开发和水资源利用的影响。已有研究表明，大柯西河流域上游1 975— 2010 年间冰川总面积减少 10.4% 。流域旱季主要依赖上游冰雪融水补给，冰川变化后可能引起径流的季节分配和径流总量的改变。下游水电站管理与调度需考虑未来河川径流的变化，尤其是雨热同季导致的冰川强消融与降雨叠加的洪峰流量和过境时间的改变。另外，滑坡和冰川退缩大大增加流域地表潜在侵蚀面积，沉积物输送增加可能引起上述各河流河道和水库淤积，对水电站产生重要影响。

图源：原论文

（三）

冰川/冰湖灾害统计与预估

综上所述，本节归纳整理了中喜马拉雅山中—尼通道沿线冰川/冰湖近半个世纪以来的全部灾害事件(表2)共计8起，为相关研究提供了基础调查成果信息。由于中—尼三个通道地区冰湖灾害主要以冰碛湖溃决为主，面积及变化是评估该类冰湖危险性的重要指标之一。本文按照面积 >0.2km 2 、扩张率＞20% 的标准，将历史溃决情况做为参考对中—尼三个通道内冰湖进行危险性评估，按照姚晓军等人6大类、8亚类的分类方式将冰湖分类(表3)，结果显示中—尼三通道存在 2个危险性冰湖；嘎隆错与次仁玛错。对可能出现的灾害模式、大小，影响范围等做出预估(表4)，预估结果显示三个通道内未来都有出现不同形式灾害的可能，这一结果可以为后续研究和指导当地城镇经济发展、居民生活提供科学参考。

图源：原论文

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四、结论

由于气候变暖冰川退缩，位于中尼边境的中喜马拉雅山区冰湖溃决、冰川泥石流等自然灾害日益突出。本研究开展的典型跨境流域的冰川冰湖变化调查，可为未来中尼通道基础设施建设过程中涉及的相关灾害评估提供科学参考。运用遥感手段结合野外考察，对中尼主要通道“吉隆—加德满都、樟木—加德满都、仲巴—木斯塘”干线与延伸区域近30年来冰川、冰湖灾害时空变化特征、趋势进行了初步调查，初步探讨了与冰川冰湖变化相关的灾害危险性与风险，并得出以下结论。

(1)中尼通道干线的部分路段易受上游冰川(湖)洪水/泥石流以及冰崩引发的次生灾害影响，未来冰川退缩引发的水资源变化对主要河流下游水电开发和水资源利用产生制约。

(2)聂拉木和吉隆通道中下游部分地段面临发源于中国境内的冰川洪水/泥石流、冰湖溃决洪水/泥石流等跨境灾害风险较大；三个主要通道沿线均发育有一些表碛覆盖或坡度较大的冰川，冰川区日益频繁的冰/雪/岩崩也可能诱发下游的次生泥石流或山洪。

(3)通道内柯西河、吉隆藏布和甘达基河近期的梯级水电开发，应关注上游未来冰雪变化引起的径流变化、河流泥沙沉积和各类灾害(滑坡、洪水、冰川泥石流等)对山区水库和相关水电设施影响。

作者简介：

钟妍，中科院、水利部成都山地灾害与环境研究所硕士；

刘巧，中科院、水利部成都山地灾害与环境研究所研究员，博士生导师；

廖海军，单位为中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所；中国科学院大学

刘时银，单位为云南大学国际河流与生态安全研究院。

本文转载自《山地学报》2020年第38卷第2期文章，原标题为《中喜马拉雅山中—尼通道沿线冰川/冰湖变化及其相关灾害初步调查》。

本期编辑：宋可馨

本期审核：单敏敏陈珏可

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