漫谈古今中外堰塞湖

1、漫谈古今中外堰塞湖（河北省水利水电勘测设计研究院 天津 300250）孙景亮 内容摘要：世界上许多国家都有堰塞湖，按照其成因，堰塞湖大体上分为熔岩堰塞湖、冰碛堰塞湖和地震堰塞湖三种类型。 它们或因为风景优美著称于世；或因为存在风险而被世界所关注。解决堰塞湖的危害是一个系统工程，它需要一个国家的经济实力、科技水平和应急能力。在国内外都有对堰塞湖进行人工干预成功的范例。汶川大地震后我国对唐家山堰塞湖险情的处理创造了世界上人工干预大型堰塞湖的奇迹。 关键词：漫谈 古今中外 堰塞湖 人工干预Abstract: There are dammed lakes in many countries of th

2、e world. Due to the causes dammed lakes are divided into there types: lava dammed lake, ice dammed lake and earthquake-induced dammed lake. They are famous for beautiful sceneries or are paid attention to for existing risks. It is a system engineering to solve the problem of dammed lake. And it depe

3、nds on the economics strength, science technology and emergency response capacity of a country. There are many successful examples of manual intervention for dammed lakes at home and abroad. China has created a miracle of manual intervention for dammed lakes during dealing with Tang Jia Shan dammed

4、lake after Wenchuan Earthquake.Keywords: talking about, at all times and in all over the world, dammed lake, manual intervention. 世界上许多国家都有堰塞湖，不过堰塞湖成因各有不同，有的是由于地震活动引起的，有的是源于冰川运动，还有些则是火山爆发的产物。它们或因为风景优美著称于世；或因为存在风险而被世界所关注(1)。被人们笑称为：“堰塞湖是水鸟和狐狸出没，美丽与危险并存”。 景色秀丽远不是堰塞湖全部的特性，它们还存在有潜在的危险。解决堰塞湖的危害是一个系统工程，它需要

5、一个国家的经济实力、科技水平和应急能力三个先决条件。在古今中外都有对堰塞湖进行人工干预成功的范例。 1 堰塞湖及其形成 堰塞湖的定义：一种比较简单的说法，是由火山熔岩流、冰碛物或由地震活动等原因引起山崩滑坡体等堵截山谷，河谷或河床贮水后而形成的湖泊。 堰塞湖的形成过程：则是在原有的水系河流被堵塞物堵住，堵塞物可能是火山爆发形成的熔岩流，又可能是冰川运动冰碛物，也可能是地震活动等原因引起的山崩滑坡体、泥石流，亦可能是其他的物质。原有的水系河谷、河床被堵塞后，流水聚集并且向四周漫溢，储水到一定程度便形成了堰塞湖。 堰塞湖的分类：按照其成因说，堰塞湖大体上分为熔岩堰塞湖、冰碛堰塞湖和地震堰塞湖三种类

6、型。 2 古今中外经典堰塞湖 2.1熔岩堰塞湖 美国太平洋时间1980年5月18日上午8点32分，一场里氏5.1级的地震导致了华盛顿州的斯卡梅尼县一座著名的圣海伦火山爆发。据科学家估计， 圣海伦火山爆发的总能量大约相当于27000枚投扔到广岛的原子弹（2）。 它喷出了2.8km3物质， 就连远在大西洋彼岸的英国伦敦也积累了厚达三英尺的火山灰。这也是美国历史上死伤人数最多和经济破坏最大的一次火山爆发。据说当时的美国总统吉米?卡特在视察火山造成的破坏后说：“ 有人说这里看起来像月球表面，其实跟这里比起来，月球表面只不过是高尔夫球场” (2)。圣海伦火山爆发形成了众多的堰塞湖，如何防止它们溃决，一度

7、成为美国政府最头疼的难题。火山爆发除大量的岩浆和火山灰倾泻而下以外，还引发了一系列的泥石流，仅在图尔特河谷就覆盖了62km2，并且堵塞了河流的支流， 仅仅圣海伦山地区就形成了3个堰塞湖。而原先仅有5m水深的灵湖被迅速抬高到69m，成为蓄水量达6.18亿m3的超大型堰塞湖。由于这些堰塞湖随时都有溃决的危险，圣海伦山下的居民被迫开始逃离。灾害发生后，美国地质调查局立即对堰塞湖水位、上游入流量及地下水位进行监测；同时，联邦紧急管理暑也着手进行溃坝及可能的淹没分析。经过多方面研究，美国政府派出了一支工兵团，在灵湖堰塞湖的坝顶下30m处修建一个直径3.4m的排水涵洞， 以便将水位控制在安全范围以内。而在

8、施工期间临时安置了一个大型泵站专门抽取湖水。 到目前还对这些堰塞湖进行严密的观测， 以便在危险来临之前提供预警预报。值得一提的是，圣海伦山的三座堰塞湖经过人为处理后，还逐渐变成了人们的观光休闲之地。至于那些被火山灰和泥石流堆积的河道，美国也派出了工兵团，实施了清挖，一直到1987年才将1.1亿m3的堆积物挖出来，原先的水道再次畅通。 据说这些被挖出来的堆积物足足可以修建12条从纽约到旧金山的高速公路(2)。 镜泊湖，是我国最大的典型熔岩堰塞湖，位于黑龙江省东南部张广才岭与老爷岭之间，即宁安市西南50公里处，距牡丹江市区110公里。 宛如一颗璀璨夺目的明珠镶嵌在祖国北疆上，以天然无饰的独特风姿和

9、峻奇神秘的景观而闻名于世，吸引越来越多的国内外游人。镜泊湖为新生代第三纪中期时所形成的断陷谷地。第四纪晚期（大约一万年前），湖盆北部发生断裂，断块陷落部分奠定了今日湖盆基础。同时在现镜泊湖电站大坝附近和沿石头甸子河断裂谷，约在第四纪的中晚期火山爆发，玄武岩浆堵塞牡丹江而形成了火山熔岩堰塞湖泊，熔岩流与来自西北部火山群喷发物和熔岩汇集，在“吊水楼”附近形成一道玄武岩堤坝，堵塞了牡丹江及其支流，形成镜泊湖。镜泊湖在历史上称阿卜湖，又称阿卜隆湖， 后改称为呼尔金海， 唐玄宗开元元年（公元713年）称忽汗海，明志始称镜泊湖，清朝称为毕尔腾湖。今仍通称镜泊湖，意为清平如镜。镜泊湖是历经五次火山爆发， 由

10、熔岩阻塞河流形成的高山堰塞湖，是世界上少有的高山湖泊。湖水平均深40m，由南向北逐渐加深，最深处达62m，湖长50km，最宽处9km，最窄处枯水期也有300m，全湖分为北湖、中湖、南湖、和上湖四个湖区。湖区水产丰富，盛产鲫鱼，称“湖鲫”，体大肥胖，一条可达两三斤，肉质细嫩味鲜，用以烹制鱼汤或红烧，味道很是鲜美，据说过去曾被作为皇室的贡品。此外，湖区还盛产鳌花鱼、湖鲤、白鲢、红尾等40多种鱼，是中外旅客游争相品尝的美味佳肴。 2.2冰碛堰塞湖 在哈萨克斯坦境内有处世界知名的冰碛堰塞湖巴尔喀什湖。它的神奇之处在于是东半部的湖水是咸的，而西半部的湖水是淡的（1）。 据说巴尔喀什湖的形成在千年之前，帕

11、米尔高原冰川退缩后，沉积了很多的巨石，这些石块阻塞住古代的河道，就造成了今天这个巨大的内陆冰碛堰塞湖。目前已经是一个相对稳定的湖泊。据说巴尔喀什湖是世界上第四长湖，东西长约605km，最深处达26m。湖中有一个半岛，将湖面分割成东西两部分，中间只有一个狭窄的水道相连。按照常理，巴尔喀什湖地处中亚腹地，气候干燥，蒸发量大，应该是一个完全的咸水湖。不过，由于发源之天山山脉的伊犁河注入到湖的西半部，结果将湖水里的盐分冲淡了许多，湖水的含盐量仅为1.48。另外，湖的东半部正好相反，没有大河注入，几条小河的携水量远不及伊犁河的50%。因此，湖水的含盐量高达10.4。另外， 巴尔喀什湖东西两部分中间只有一

12、条狭窄的水道相连，阻碍了两部分湖水的流动，使湖水的含盐量不能均匀。巴尔喀什湖因此上就成为了世界上极其少有的咸淡湖水分明的神奇之湖。目前，巴尔喀什湖这个冰碛堰塞湖不但风景秀美，而且还是哈萨克撕的一个“聚宝盆”，不仅湖里的鱼多达20余种，湖周围的芦苇丛中也庇护了不少的动物，比如鸥、野鸭、鹧鸪等等，还时不时的有野猪、狼和狐狸出没，吸引了幕名而来的人带上猎鹰到湖边守猎。更使人为之振奋的是在湖畔发现了丰富的金属矿，使一度默默无闻的巴尔喀什市一跃成为了哈萨克斯坦国的有色金属生产中心。 世界上另一处冰碛堰塞湖，是位于新西兰南岛的普卡基湖，俗称“蓝色牛奶湖”，初次见到普卡基湖的人们都为他的色彩所着迷。只见在崇

13、山峻岭之中，湖水像天蓝色的海水中倒进了香浓的牛奶，在太阳光的照射下散发出奶蓝色的光芒。地址学家解释说，这是因为湖中存在大量的岩石微粒和矿物质，它们悬浮在湖水中，反射出奶蓝色的光芒（1）。普卡基湖面积有169 km2，它的成因是与冰川运动有关，据说当年库克山冰河消退之后，阿尔卑斯山区冰河的侵蚀以及冰碛堆石的作用下产生了一个盆地，使大量的冰雪融化后的水聚集其中而形成了这个冰碛堰塞湖。新西兰人为了更好地利用堰塞湖，在其砾石和砂层上建造了一座高61m、长823m的大坝，由水闸控制水位，总库容足有63亿m3，是一个大型的水利发电站，是新西兰能源储备的主要基地。 由于普卡基湖的湖水来之冰河的融水，水质特别

14、纯净，没有任何的污染。鱼儿在湍急的水里靠不停游动以保持平衡，所以，这里的鱼儿肉质紧密，口感特别好。还有人说新西兰的土族人至今把这里的湖水当作圣水，并在一些祭祀活动中使用。另外，普卡基湖畔是眺望阿尔卑斯山的最佳地点。库克山的前面有一小片平原，原来是普卡基湖的一部分，如今已成为一块纯净而富有野性的湿地。 2.3地震堰塞湖 地震堰塞湖的形成具有一定的危害性，伴随次生灾害的不断,堰塞湖的水位可能会迅速上升,随时可发生重大洪灾。地震初期形成的堰塞湖，一旦决口会对下游形成洪峰，破坏性不亚于地震灾害的破坏力。另外。堰塞湖的堵塞物不是稳定不变的，当受到自然的冲刷、侵蚀、溶解、崩塌等破坏后，一旦堵塞物被破坏，湖

15、水便漫溢而出，倾泻而下，形成洪灾，极其危险。 对于地震多发国的美国，早在19世纪初的大地震中就曾经受到过堰塞湖的困扰（2）。1811年12月16日，密苏里的当地时间凌晨2时左右，一场可怕的大地震爆发了。幸运的是，当时密西西比河流域中部地区人烟还非常稀少，而震中的新马德里则只是一个仅有800人的小镇， 因而地震没有造成巨大的人员伤亡，但是地震造成的地质异常现象却引起了美国人的关注。当时人们对于地震还不是很了解，面对眼前的一切，新马德里居民在描述震后的情景时直接借用了一段1663年加拿大魁北克大地震的记载道：“在没有湖的地方，出现了新的湖；山峦沉下去； 瀑布和河流消失的无影无踪。 很多地方发生了地

16、裂，裂隙深不可测。倒伏的树木凌乱成一堆堆，看上去就一片森林像刚被犁过一样”(2)。正如新马德里居民所描述的那样， 这次大地震严重地改变了当地的地貌。后来的研究表明，大地震形成了众多的堰塞湖。比如在阿肯色州境内就有圣佛朗西斯湖，长64km、宽1km；里佛湖，长32km、宽11km；其中，圣佛朗西斯湖就是因为山体滑坡而使圣佛朗西斯河水位上升了9m而形成的。值得庆幸的是，由于这些堰塞湖的坝体渗透性和稳定性都比较好，因此多年来并没有出现险情，反倒成了当地独特的地理资源。尽管新马德里地震后形成的堰塞湖并没有带来更大的危害，但鉴于密西西比河在美国的特殊地位，美国政府开始密切关注该地区的地质活动。1812年

17、以来，密西西比河流域的地震时有发生，使美国政府和研究人员恐慌不安。据估计，如今在该地区只要发生7.5级左右的破坏性地震，即可影响美国7个州200多km2范围内的1250万人口，经济损失可达250亿美元。从1974年开始， 研究人员在新马德里地区进行大量的地震、重力、磁力、地震折射和反射等地球物理测量，同时进行地貌、构造等地质调查研究；在加强地震预测预防研究工作的同时，还向广大公众宣传地震和防震抗震知识(2)。 我国由地震造成山崩滑坡所形成的堰塞湖多见于藏东南峡谷地区，且年代都很新近，如1819年在西姆拉西北，因山崩形成了长24-80km，深122米的湖泊。藏东南波蜜县的易贡错是在1990年由于

18、地震影响暴发了特大泥石流堵截了乍龙湫河道而形成的，波密县的古乡错是1953年由冰川泥石流堵塞而成。八宿县的然乌错是1959年暴雨引起山崩堵塞河谷形成的。 台湾地区的地震活动频繁，1941年12月，嘉义东北发生一次强烈地震，引起山崩，浊水溪东流被堵，在海拔高度580m处溪流中，形成一道高100m的堤坝，河流中断，10个月后，上游的溪水滞积起来，在天然堤坝以上形成一个面积达6.6km2，深160.0m的堰塞湖。 四川多山，又是地震多发地区。历史上，在四川境内曾发生了两次因地震堰塞湖溃坝而导致大洪水，而这两次由地震引发的堰塞湖溃堤造成的损失，都远远超过了由地震造成的直接损失。 1786年6月1日，四

19、川康定地区发生7.5级地震。大渡河沿岸泸定、汉源等地发生巨大山崩，壅塞大渡河10天， 堰塞湖水位急剧上涨。 6月11日发生溃决，高数十丈的水汹涌而下，水头一天一夜到达嘉定府（即现在的乐山市），河沟回水数十里，沿江两岸村镇无一幸免，卷走民众无数。据事后统计，由于震中地区当时人烟稀少，因为地震死亡的人数只有430人，可是，由于堰塞湖溃决产生的水害造成 10万之众死伤。使得大渡河堰塞湖溃决的下游，近一个世纪都人烟稀少，荒凉萧瑟。 1933年8月25日，四川北部岷江上游茂县叠溪城发生7.5级大地震，死亡6800余人，地震后45天，江水骤涨，叠溪堰塞湖溃决，洪水在大定以上高达70米，将沿岸茂县、汶川、灌

20、县(现在的都江堰市)大部分村镇席卷而去，夺去了2万余人的生命。 最新的堰塞湖是2008年5月12日汶川8.0级大地震导致的堰塞湖。地震形成了34处堰塞湖危险地带，其中唐家山堰塞湖，是震后山体滑坡，阻塞河道后形成的一个致灾区面积最大、危险性最大、雍堵水量最大的堰塞湖(3)。唐家山堰塞湖位于涧河上游距北川县城约6公里处，堰体顺河长约803m，横河最大宽约611m，顶部面积约30万m2，由石头和山坡风化土组成。在5月27日8时，湖内水位为727.02m，比26日上涨了1.82m，水面距堰塞湖顶垭口23.18m，坝前水深60.37m,蓄水量已猛增达1.449亿m3。在唐家山指挥堰体应急除险工作的水利部

21、部长陈雷说：“对灾区所有堰塞湖已经做好雨水情的监测，并做好了应急除险的部署”。下游绵阳市已按照溃坝1/3的预案，设置了274个安置点， 安排了紧急撤离20多万群众（4）。 到6月5日， 唐家山堰塞湖坝前水位达到738.7m，通过武警水电部队紧急抢险清除了近10万m3碎石后，人工干预的泄流槽底部高程降为740m，湖内水位距泄洪高程还相差1.3m。到6月6日8时， 唐家山堰塞湖湖区治城水位站水位739.75m，相应蓄水量已达2.222亿m3。到6月7日20时， 唐家山堰塞湖湖区治城水文站水位涨至741.55米， 相应蓄水量为2.351亿立方米（6），唐家山堰塞湖坝前水位741.12米，泄流槽水流速度加快，流量进一