那曲地区西部湖泊水位上涨的初步调查

那曲地区西部湖泊水位上涨的初步调查

1湖泊水位攀升及其所造成的灾害的成因2005年1月下旬，成立了研究小组，并对那曲地区西部湖泊水位的上涨进行了调查。研究结束后，写下初步报告，并提交主管部门。在证实了湖泊水位上涨及其淹没所造成的较大灾害之外,仅对其湖泊水位上涨的成因作了简要的陈述。在那曲地区西部湖泊水位上涨所造成的灾害,固然值得关注,但笔者认为其中存在较多的科学不确定性。从国际、国内近年来就全球气候变暖、冰川萎缩、冻土地区变“软”等诸多论述而言,该地域湖泊水位上涨的现象是对上述诸多的论述又提供了一个新的例证。有鉴于此,有必要对那曲地区西部湖泊水位上涨的情况、成因做较为详细的陈述和初步的探讨。2湖泊水位攀升原因此次调查,起因是近几年来,当地干部、群众对湖泊水位上涨淹没了湖泊岸边接羔育羔及防、抗灾草场基地、被迫搬迁等所造成的损失,反映强烈。2.1研究时间和范围2005年1月28日～2月3日,范围是安多、那曲、班戈三县四个湖泊:即乃日平错、东错、蓬错、夯错。2.2资料收集和应对2.2.1湖泊水位上涨的高度及淹没的面积;2.2.2因为湖泊水位上涨被迫搬迁牧民户数及其受灾情况;2.2.3收集当地气象、水文、冰川、冻土等资料;2.2.4向当地干部、群众了解与湖泊水位上涨有关的其它情况。2.3湖泊类型调查方法因为反映湖泊水位上涨所造成的灾害涉及到较多的湖泊,限于技术水平、设备和时值寒冬的实际,所以采取重点抽样调查的方法,将该地域内的湖泊分为两大类型、三种情况,即内陆湖和非内陆湖;内陆湖中又分为有、无冰川融化水源两种。2.4现场测量数据的处理2.4.1条件一:常在点上测量这次实地测量采用手持GPS定位仪,在每个湖泊水边线上(湖岸边均结厚冰,可在其上行车,在沼泽中也可随意穿行)选取4个以上的点位,多次记录下GPS定位仪上x、y和h的数值(x、y为该点位横、纵坐标值,h为该点位高程),测量作业十分简便。2.4.2前、后的状态对x、y和h的观测值均采用平均值的方法,并依据x、y值,将其展绘于1∶10万地形图上;基本覆盖全区的1∶10万地形图,由于当年是采用航空摄影的方法成图,给后代留下了十分珍贵的30多年前地面上所有地物的瞬间影象。据此,就可以根据现在的观测数据,绘制出现在湖泊的形状,从而测算出前、后变化的数值。这次实测的27个点位中,只有在蓬错的测量中出现了3号点位与实地不符的情况(见附图三),最大可能是其x、y值在大数位上读错或记错;其他所有点位基本上都和其相应的位置一致,从而增强了观测值的可信度。2.4.2.误差大时,gps定位仪测试的数值在110万分手持式GPS定位仪在观测记录x、y和h数值时,个位上的数值是不断闪现且变化的;屏幕上方也不断闪现变化的误差值,但其变化范围较大,如出现误差6～8m,突然又升到误差30m的情况;由此可见GPS定位仪测出的数值,其精度是不高的。但就确定平面位置的x、y值来说,因在1∶10万地形图上,1mm代表实地100m,当测量误差为20～30m时,在1∶10万地形图上也很少可能会出现最大直径为1mm大的圆。据此,可以认为应用手持式GPS定位仪,所测出的x、y值在这次湖泊水边线的测量中是可以满足其精度要求的。2.4.2.用较大误差来小湖泊水位高程h值的精度是调查结论准确性的关键,因为它与湖泊水位上涨的高度直接相关。前已述及手持式GPS定位仪,因测出的数据存在较大误差,满足不了湖泊水位高程所需的精度要求,所以只是将其作为参考。如乃日平错,湖面高程测定9个点位,h平均值为4529.1m,但是在最后确定湖泊水位高程时,却以4530m为准,这是因为由x、y值所确定的9个点位基本都在4530m这条半曲线上,据此而确定的湖泊水位高程,高程的最大误差小于10m/3(10m为半距等高距值)。2.4.2.原水位高的确定湖泊原有水位高程,如在1∶10万地形图水边线上有高程注记,就可直接使用;如果没有高程注记,现时只能在1∶10万地形图上采用量测,判读的方法来确定,如乃日平错,在其西南角上有一个距离湖泊原水边线只有0.2mm的高程点的高程为4521m,所以该湖泊原水位高程小于4521m是肯定的,因为距原水边线还有0.2mm,经判读,应该减少0.3～0.6m高度为宜,最后确定该湖泊原来水位高度为4520.5m。另外,该湖泊北部原水边线上有一高程点的高程为4524m,是小河入口处,高于前面高程点3m,如采用后者则与实际相矛盾,故疑此点高程为小河岸上的高程,未予采用。2.4.3测量结果2.4.3.水面高度84mm,采用压力大的加压药,在水面高度生长,这也是一个最大的加加量。请看内陆湖(无冰川融水流入)位于那曲县西南约60km处;原有湖面高度4520.5m,现在湖面高度4530m,所以湖面增高9.5m;原有湖水面积69.0km2,现有湖水面积98.5km2,所以因湖水上涨淹没面积29.5km2(其中:淹没接羔育幼、防抗灾草场基地4处约7.19km2,其余为一般草场)。2.4.3.水面高度生长情况内陆湖(只有少量冰川溶化水)位于安多县西南约65km处,原有湖面高度4544米,现在湖面高度4556.7m,所以湖面增高12.7m;原有湖水面积122.3km2,现有湖水面积168.6km2,所以因湖水上涨淹没面积46.3km2(其中:淹没接羔育幼、防抗灾草场基地4处约20km2,其余为一般草场)。2.4.3.水面高度5.6内陆湖(有冰川融化水)位于班戈县和安多县交界处;原有湖面高度4522m,现在湖面高度4537.6m,所以湖面增高15.6m;原来湖水面积135.2km2,现有湖水面积181.8km2,所以因湖水上涨淹没面积46.6km2(其中:淹没接羔育幼、防抗灾草场基地4处约5.33km2,其余为一般草场)。2.4.3.那曲县某市非内陆湖(湖泊北面有出口,流入母各曲)位于那曲县西南约30km处,原有湖面高度4507.5m,原有湖水面积3.6km2,夏天雨季时会出现临时性淹没。3湖泊水位走势3.1实地调查情况调查组实地走访了湖泊周边乡(镇)和村(委),对因湖水上涨所淹没草场的面积及被迫搬迁的户数等受灾情况(详见表一)进行了统计。3.2收集气象资料情况(见附表二)3.3冰川萎缩情况这次走访调查中,因冰川地处约6000m高海拔处,当地群众说不出准确的数据;而我们调查时,正值严冬,又下了雪,无法进行测量。3.4其它情况从当地干部、群众中还了解到一些其它情况:①湖水上涨是从2002年才明显表现出来,而且上涨很快;②一些地方,过去没有泉水出现过,现在冒出了泉水;③原来可以捞出碱来的碱湖,现在也捞不出碱了;④夏天雨季和冬天枯水季节湖泊水位变化不大;⑤湖水上涨淹没了靠近湖泊的公路,现在的水边线超过原来的水边线1～2公里;⑥色林错那里的湖面水位也在上涨。从以上四个湖泊的测量和调查研究成果,可以得出如下结论:①内陆湖湖泊水位上涨很大,乃日平错、东错、蓬错三个内陆湖平均上涨12.6m,平均淹没面积为40.8km2,冬季枯水季节,湖泊水位与夏天雨季相比,略低0.2～0.5m;非内陆湖湖泊水位上涨只是在夏天雨季时才会出现,其淹没为临时现象,而冬季枯水季节,湖面水位又基本上回复到原来的形态。②内陆湖中,有冰川融化水源的湖泊,其湖面水位上涨的高度比无冰川溶化水源的湖泊要大,如蓬错在那曲县古露镇西部约8km处,有一个东西宽约14km,南北长约32km三台岗沙—穷莫—三台岗桑大雪山,10余个冰舌为其主要的源头之一,树枝状支流汇入崩错后,又经罗可曲注入蓬错,两个湖泊的高差达142m。当然,蓬错湖泊水位上涨达15.6m之高,其成因中,还有其汇水面积远大于其它二个内陆湖泊之故。③由上述两个结论,可以引申出如下推论,即那曲地区西部湖泊水位上涨不是偶然的个别现象,而是一种有着共同成因的整体现象。④那曲地区西部湖泊水位上涨,由于在较短时间内涨势较猛,淹没面积较大,给当地牧民的生产、生活带来较为严重的影响,是关系民生的大事;从现时或相当一个时期来说,湖泊水位上涨所造成的后果是灾害,但从更为长远的历史年代来权衡其利弊,这也需要由多学科的科学实验和研究才能作出评估;⑤由于全球气候变暖的趋势是呈渐变的态势,所以那曲地区西部湖泊水位上涨还会有个持续期,其上涨速度总体上会呈现渐减态势,只是其持续期时间段的确定上和上涨速度的变化需要在做出大量的科学实验与研究之后才能得出。4分析和思考了那曲地区西部湖泊水位上升的原因4.1气候条件4.1.1那曲地区位于藏北高原,该区域的宏观地貌格局是北有唐古拉山脉,南有念青唐古拉山脉,其西南部是冈底斯山脉,山脊高度一般都在5000m以上,有一些高达5600～6300m以上的山峰,终年冰雪覆盖,有现代冰川发育,是众多湖泊的重要水源之一。在该区域西部分布着属于西藏高原湖盆区最为密集的内陆湖,海拔4500m以上;河系发育,河谷宽浅,地形开阔坦荡,山体宽厚,起伏平缓,以低山宽谷和湖盆地貌为其特点。4.1.2气候属于西藏高原亚高寒带季风半干旱气候区,年平均气温0～3℃,最热月均温8～10℃,最冷月均温-10～-16℃,极端最低气温-31～-43℃;无霜期少于50天,年平均相对湿度45%以上,属半湿润区;降雨—径流分带为半湿润—平水。4.1.3在《中国自然保护区图集》中查得:年总幅射量为1900～2000千瓦小时/m2;地下水类型为孔隙裂隙水;平均积雪天数50～60天;该区域广泛发育有冻层和季节性冻层,属岛状多年冻土,在错那湖南端有一个多年冻土钻孔点,冻土厚度为4.4～5.6m。4.1.4该区域土壤发育具有原始性,土壤发生层浅,除沼泽草甸外,一般仅有10～15cm;土壤主要由高山草原土、高山草甸土、高山寒冻土和高山沼泽草甸土四种类型构成。高山草原土为该地域地带性土壤类型,主要分布于排水良好的广阔湖滨阶地上,分布高度在4700～5000m之间,高山草甸土则分布在山坡5000～5300m之间;高山寒冻土属垂直地带性土壤,分布于5300～5700m的雪线附近;高山沼泽草甸土作为隐域性土壤类型主要分布于湖滨及河流两侧湿地;高山草甸土广泛发育在平缓的山地、山麓、山阶地等显域地境,成为最有代表意义的土类。4.2湖泊水位变动相关要素4.2.1湖泊水位上涨高度要素直接相关的主要有降雨量(Q)、冰雪融化水(G)、冻土融化水(N)三种,可用F(H)=f(Q,G,N)表达。4.2.2湖泊水位上涨高度,间接相关要素有温度(t)、湿度(h)、湖泊面积(s1)、汇水面积(s2)、湖滨地区地形(i)、土壤类型(w)及厚度(u)等七种。可用f(H)=f(t、h、s1、s2、i、ω、u)表示。4.3关于科学研究成果的范围从以上二点综述,可见湖泊水位上涨高度是与众多的要素相关,它涉及到气象、水文、地质、土壤、冰川、冻土等领域长期的科学实验及其科学研究的成果;就其范围的广度而言,如气温的变化已经超越局部区域和国界,成为全球人类和自然的共同作用的结果。这次调查,定位于初步的抽样调查,不仅符合我们自身学术水平低、专业知识浅、设备条件差和时令的实际,而且非常符合这项具有重大科学内涵课题研究的实际,所以要论及湖泊水位上涨的成因,就笔者而言,只能是非常粗浅的泛泛之言。4.3.1降水量阵风比例这一区域从上世纪六十年代至今,年均降水量总体上是呈现上升趋势。近年那曲地区降水量明显增加,从1998年到2004年间,年均降水量达到503.31mm,比1960年到1968年年均增加75.95mm;比1968年到1998年增加79.74mm;比过去38年间年均增加78.87mm;尤其是2000年达到560.9mm,是该地区有记录以来45年间第三个高降水年(第一高降水年是1980年,降水量为583.9mm)。降水量急骤增长速率达到15%,无疑会给湖泊水位上涨带来最直接的影响,是湖泊水位上涨的主要成因之一。4.3.2藏族地区也有减水产业发展在国际国内相关的科研成果中,对全球气候变暖的结论已成共识。由于全球气候变暖,雪线上升,冰川面积也在相应的缩小,这一结论,对那曲地区来说也是适用的;据西藏最新研究成果指出:青藏高原冰川面积平均每平减少147.36km2,所以冰(川)雪融水量的增加,是该地域内以此为其水源之一的湖泊水位上涨的又一重要成因之一。只是冰(川)雪融水量的增加,是气候变暖的直接结果。在这里因为缺少融水量的数据,所以不能对湖泊水位上涨作用程度做出评估。4.3.3冻土国气候因子与湖泊水位那曲地区位于藏北高原,广泛发育有冻层和季节性冻层,属岛状分布多年冻土,冻土厚度为4.4～5.6m。从以上资料只能说明属季节性冻土有融化水淅出,说明它对湖泊水位上涨会有一定作用。在我国对于冻土的研究已有三十年以上的历史了,青藏铁路的修建,在其前期的基础研究中,就有这项课题;有理由相信,就是铁路建成通车了,这项研究工作也会继续下去,因为冻土研究成果能在铁路安全运营中发挥重要作用;青海省冻土研究的学者,通过长期研究表明,由于受全球气候变暖的影响,青海高原冻土几十年来持续退化,而且正在持续变“软”;多年冻土的下界普遍上升;青海湖水位下降;在影响冻土的社会、自然因素中,气候因子起着至关重要的作用,另一方面冻土对气温变化的响应也最为敏感。另据《西藏科技报》载,澳大利亚科学家亨里克·华伦指出,在北半球,实验已取得了初步成果,尤其是发现永久冻土地带每季都在融化,正变得越来越薄,这符合对全球变暖的广泛观测结论。那曲地区西部湖泊水位上涨与该地域内冻土融化水的增加的关系,还缺少观测和实验的数据,所以不能作出相互关系的科学表述。但是,在我们实地测量和访问调查中,夏天雨季与冬天枯水季节相比湖泊水位变化不大,相差约0.2～0.5m,这种现象说明,在夏天雨季过后到冬季长达约4个月的时间里,湖泊还可以得到一种水源的补充,而且这种水源的补充量达到能维系湖泊水位夏冬“变化不大”的程度,这种水源唯一的可能就是冻土融化淅出的水。理由是,夏天雨季过后,在藏北高原地区气温下降较快,从全国月平均气温图中查得:7月份为8℃,10月份为-4℃。由于气温随海拔高度的升高而递减的情况,可以粗略一点认为从9月份开始,处于高海拔5000m以上的冰(川)雪融化水和冻土融化水就停止了;而这时降雨量从全国月平均降水量图中查得:10月份为10～50mm之间,这期间能够源源不断补充湖泊的水源,就只能是冻土融化水,而且达到了相当的量级。关于这一推论,不妨存疑于此,留给将来的科学实验和研究,再下定论。4.3.4在用期上,平均气温发展不平衡,只是年际上升1.19注这一区域从上世纪六十年代至今,年均气温总体上呈现上升趋势,与全球气候变暖的科学论述一致,尤其是最近7年(1998～2004)年均气温升至-0.3℃,而1999年竟创下当地有气象记录以来45年间的最高记录(+0.3℃);最近7年年平均气温比上世纪六十年代(1960～1968年)年均气温上升达1.84℃,与过去(1960～1998年)38年年平均气温上升1.19℃(注:因比较时段不同,结果与前上报数值有差异)。据湖泊周边牧民反映,湖水上涨只是最近3年间的事,这一情况与上述近几年温度较大增高不是巧合,而是存在着间接相关一致性。由于气温增高幅度较大,导致了冰(川)雪融化水和冻土融化水的增加,是情理中的事,与当今科技界的结论一致。另外,在此顺便指出,该区域最近7年年均气温升高和平均降水量的增加,出现了正相关的情况,这一现象有悖于将“变干”与“变暖”并提的报导;虽然这种现象,因为在时间段上太短,不足为证,但笔者认为,这种情况值得关注,或者可以说是大环境情况下的局部现象。在陈述以上4点成因之后,笔者认为那曲地区西部湖泊是内流水系范围内的内陆湖,这一特点在一般情况下,具有决定性的作用;夯错是外流水系中的湖泊,其水位上涨只是夏天雨季时的临时现象,就是一个佐证。另外,该地域的气候虽然属于西藏高原亚高寒带半干旱气候区,但它的年平均相对湿度却达到45%以上的水平,属半湿润区,这种小气候区的形成是降水量、冰雪、冻土、植被、地形的综合结果;如果没有这一独特条件,而是处在半干旱区甚至是干旱区,湖泊水位上涨的现象也不会出现,如青海湖水位下降的现象,可为佐证。5西藏那曲地区西部湖泊水位变动的意义全球气候变暖牵动着科技界的学者做出许多研究,成果丰硕。无庸置疑这是一项综合性极广、时空跨度极大的系统工程。在西藏那曲地区西部湖泊水位上涨的现象,从宏观上,它是该地域气候变暖的直接响应,是由该地域所具有的独特的地理、气候、冰川、冻土等综合作用的结果。继续深入做好该地域湖水上涨情况调查和研究,意义重大。为此,不揣冒昧,愿将思之所及,捧献给关心此项事业的人们。5.1思考内容5.1.1拯救了收集已确认的数据5.1.1.1、复制该地区的冰川、雪线和湖泊水线边缘的边缘线，方法如下航空摄影