DOI ：10.16031/jki.issn.1003-8035.2021.03-01
印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究 殷跃平1，李 滨2，张田田2，王 猛3，万佳威2，刘晓杰4，高 杨2，朱赛楠1
（1. 中国地质环境监测院（自然资源部地质灾害防治技术指导中心），北京 100081；2. 中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081；3. 四川省地质调查院，四川 成都 610081；
4. 长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054）
摘要：2021年2月7日，印度查莫利北部里希恒河发生高位冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链，造成下游20 km 外的水电站和桥梁设施破坏，死亡、失踪人口近200人。文章运用多期高分辨率遥感影像，对比分析了印度查莫利里希恒河流域高位冰岩山崩灾害发生前后滑源区、堆积区变化特征，初步探讨了山崩的运动过程。结果显示：2013年以前，崩滑体蠕滑位移量较小，其表面冰雪覆盖层裂缝发育不明显；2013—2017年，崩滑体蠕滑位移量显著增加，冰雪覆盖层可见多达62处大小不一的冰裂缝，最长513 m ；2021年2月5日卫星影像显示这些冰裂缝已发生连接、贯通，最大宽度为15 m ，并于2月7日发生失稳、破坏。据滑后遥感影像，该崩滑体由4组不同方向的大型结构面切割而成，面积约0.32 km 2，平均厚度约为70 m ，体积约23×106 m 3。崩滑体失稳、解体后以碎屑流沿沟谷向下高速运动，受地形拦挡，部 led防水模组
分碎屑颗粒在地形急变带堆积且形成堰塞坝。堰塞坝体溃决后，形成山洪灾害。关键词：查莫利山崩；高位远程地质灾害；洪水灾害中图分类号： P642.2 文献标志码： A 文章编号： 1003-8035（2021）03-0001-08
The February 7 of 2021 glacier-rock avalanche and the outburst
flooding disaster chain in Chamoli, India
YIN Yueping 1，LI Bin 2，ZHANG Tiantian 2，WANG Meng 3，WAN Jiawei 2，
LIU Xiaojie 4，GAO Yang 2，ZHU Sainan 1
（1. China Institute of Geo-Environment Monitoring （Guide Center of Prevention Technology for Geo-hazards ，MNR ）,Beijing 100081, China ；2. Institute of Geomechanics , Chinese Academy of Geological Sciences , Beijing 100081, China ；
3. Sichuan Geological Surey , Chengdu , Sichuan 610081, China ；
4. Department of Geological Engineering ,
Chang’an University , Xi’an , Shaanxi 710054, China ）
Abstract ：On 7 Feb 2021, a high-location glacier-rock avalanche and dammed the river, and late caused outburst flooding disaster on the Rich Ganges River in northern Chamoli, India, that destroyed hydropower stations and bridge facilities more than 20 kilometers downstream, and claimed nearly 200 deaths. This paper uses multi-period high-resolution remote sensing images to compare and analyze the characteristics of the landslide source area and accumulation area before and after the high-location ice rock landslide disaster in the Ganges River Basin of Chamoli, India, and preliminarily discuss the movement process of the landslide. The results show that before 2013, the creep displacement of the avalanche landslide was small, and the cracks in the ice and snow cover on the surface were not obvious. From 2013 to 2017, the creep displacement of avalanche landslides increased significantly, and as many as 62 ice cracks of various sizes were visible in the ice and snow cover, with the longest being 513 m. Satellite images on February 5, 2021 showed that these ice cracks had been connected and penetrated, with a maximum width of 15 m, and they were unstable and damaged on February 7. According to the post-sliding remote sensing
收稿日期：2021-05-14； 修订日期：2021-05-28
基金项目：中国地质调查局地质调查项目（DD20211540）
第一作者：殷跃平（1960-），男，研究员，博士生导师，主要从事地质灾害防治技术研究工作。E-mail ：*****************.gov
第 32 卷 第 3 期中国地质灾害与防治学报
Vol. 32 No. 32021 年 6 月
The Chinese Journal of Geological Hazard and Control
Jun., 2021
image, the collapsed landslide was cut from 4 sets of large structural surfaces in different directions, with an area of about 0.32 km2, an average thickness of about 70 m, and a volume of about 23×106 m3. The collapsed landslide body loses stability and disintegrates and moves down the valley with a debris flow at high speed. Due to terrain blocking, some debris particles accumulate in the rapid terrain change zone and form a barrier dam. After the barrier dam body breaks, a mountain torrent disaster is formed.
Keywords：Chamoli avalanche；high-location & long run-out geological disaster chain；outburst flood disaster
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0 引言
据2021年2月9日环球时报报道，印度北阿坎德邦查莫利(Chamoli)地区发生冰川断裂，断裂的冰川坠入阿勒格嫩达河后导致河流决堤并引发巨大洪水，造成至少20人死亡，177人失踪，下游二座在建的水电站被毁（www.chinanews/gj/2021/02-09/ 9408307.shtml）。作者迅即利用遥感影像进行初步分析，认为该灾害的形成不仅与冰川断裂有关，而且主要受控于喜马拉雅主中央断裂带和藏南拆离系之间的聂拉木片麻岩体。该区位于青藏高原周缘，地理位置为79.732°E，30.375°N，分析探究其形成背景和致灾原因，对于指导我国西藏地区类似灾害的防范，具有重要意义。
强烈的板块运动和地震活动，以及气温升高导致大面积冰雪体、冻土发生融化，使得该地区冰崩、雪崩、泥石流、冰湖溃决、岩崩等地质灾害频发[1 − 2]。近十年来，印度在查莫利地区实施了多个重大水电和道路工程，加之季节性极端降雨作用，崩滑流地质灾害十分严重[3]。查莫利地区曾于1999年发生过6.6级地震，地震诱发多处大型山体滑坡，如Gangangaon滑坡和Gppeshwar滑坡[4]。SANGEETA等[5 − 6]采用相对频率法（RFR）对Chamoli地区地震滑坡进行危险性区划，结果显示超过30%地区为地震滑坡高发地区，并建立了地震诱发滑坡的空间预测模型。我国西藏地区，也发生多起类似灾害，例如2000年西藏易贡扎木弄沟发生大规模山体滑坡，滑体体积2.8×108～3.0×108 m3，滑程约10 km，形成巨型堰塞湖[7]；2014年以来，东普流域内发生多达8次高位碎屑流堵江事件[8]。
一般而言，这种高位远程复合型地质灾害的滑源区位于高山、极高山地区，具有撞击粉碎和动力侵蚀效应，进一步转换为高速远程滑动的碎屑流或泥石流[9]。其形成的灾害链具有分布广、破坏性强、高速远程等特点。同时，滑源区早期识别难度大、隐蔽性强，难以对其危险性进行合理评估。此次查莫利高位山崩灾害链事件引起了国内外学者的广泛关注，本文将通过对比分析灾害发生前后多期次遥感影像，对其滑源区、堆积区进行对比分析，并探讨失稳后的链动成灾过程。
1 灾害基本特征
2021年2月7日，里希恒河（Rishi Ganga）支沟雷尼河（Rontigad）左岸斜坡冰岩体从海拔约5 600 m高程处失稳，并与海拔为3 800 m处谷底发生相撞。滑体在运动过程中不断撞击、铲刮并发生解体，产生大量岩崩和冰雪崩，激起大量灰尘，平铺于西侧的山谷，并形成堵沟。山崩诱发的洪水灾害造成下游雷尼（Raini）水电站、塔波万（Tapovan）水电站，以及一座桥梁被洪水冲毁。从区域构造及地层上来看（图1），查莫利高位山崩位于喜马拉雅造山带次级构造单元高喜马拉雅（GHM）地体内，地质构造复杂，区内山体走向基本与岩层走向一致，以NW—SE和NE—SW两组方向为主。河谷以“U”型和“V”型为主，大面积出露前寒武系结晶花岗岩、寒武-奥陶系花岗岩及片麻岩等地层。高喜马拉雅（GHM）地体北侧为特提斯-喜马拉雅（THM）地体，南侧依次为低喜马拉雅（LHM）地体、次喜马拉雅（SHM）地体。这些地体之间的边界自北向南依次为藏南拆离断裂（STD）、主中央冲断裂（MCT）、主边冲断裂（MBT）[10 − 11]。受板块活动影响，区域地震活动频繁，高原快速隆升，河
流迅速下切，风化、卸荷作用强，近区域性深大断裂附近斜坡岩体内大型结构面十分发育，这些大型结构面往往将岩体切割形成大小不一的危岩块体，在降雨、重力、地震等因素驱动下，极易形成崩滑流灾害。从地形上看（图2），该地区地形崎岖、斜坡陡峭，属高山峡谷地貌，流域内最高点为楠达德维山（Nanda Ghunti）主峰7 816 m，最低点为沟口2 373 m，高差3 936 m，平均坡度33°。流域中上游沟谷坡度整体小于25°，在冰川侵蚀和山体岩崩作用下，该区域覆盖大量冰碛物等碎屑物质，为该流域发生泥石流等灾害提供了丰富的物源[12 − 15]。
2 灾害源区特征
查莫利山崩滑源区位于南达昆提峰西侧近北西走向海拔5 600 m的陡倾坡体之上，岩体表面常年冰雪覆
· 2 · 中国地质灾害与防治学报第 3 期
盖，坡度为35°～45°。从2013年和2015年遥感影像上（图3），滑源区表面无明显变化，冰雪覆盖层裂缝发育
不明显。但据图3（c ），2017年10月7日滑源区卫星影像，滑体表面冰雪覆盖表面可清晰识别出62条拉裂缝，最长513 m ，最短15 m ，平均长度73 m ，呈弧形或直线型展布，但冰裂缝之间尚未发生连接、贯通。在2021年2月5日卫星影像图4（a ）上，滑体后缘拉裂缝逐步连
接、贯通，形成一条长约630 m 、宽约10 m 裂缝。同时，滑体东、西两侧边界裂缝也开始发生连接、贯通，长度分别约为750 m 、950 m ，裂缝宽度10～15 m 。从拉裂缝
形态、规模上来看，贯通后的后缘及侧边界裂缝较为平直、延伸远（>500 m ），推测这些裂缝可能受岩体内部大型结构面控制。
据图4（b ），在2021年2月9日高分一号卫星影像上，山崩发生以后，滑源区平面呈不规则四边形，面积约0.32 km 2。滑体后缘深度约150 m ，前缘深度约为
79.732°E ，30.375°N
ηγN 1中新统花岗岩
Pz 古生界地层J 2n
侏罗系中统地层
O 2-3x 奥陶系中、上统地层拉昂错
湖泊
T 1-2q 三叠系中、下统地层γPt
元古界花岗岩STDS 藏南拆离系
Pt 2-3中、新元古界地层Mz 中生界地层山崩地点
D
泥盆系地层
D 2-3q 泥盆系中、上统地层Qp 3Qh 第四系上更新统地层M C T
主中央构造及代号Pt 3Є新元古界寒武系地层N 2wo 上新统地层
ΣJ 侏罗系地层
雪山
P 2-3qg 二叠系中、上统地层Qp 3al 第四系上更新统冲积地层
02244 km
N
O 2-3x
J 2n
J 2n
Qp 3al
Qp 3al Qp 3Qh
Qp 3Qh
P 2-3qg
D 2
-3
q
P 2-3q g
T 1-2q C
D
D
图 1 查莫利山崩灾害位置地质构造及图
Fig. 1 Location and geological structure map of the Chamoli avalanche disaster
滑源区
雷尼 (Raini ) 水电站
塔波万 (Tapovan) 水电站
洪水区海拔高度/m
电站流域范围村
7 043
N
1 176
图 2 查莫利山崩及周边地区地形图Fig. 2 Topographical map of Chamoli avalanche
and surrounding area
2021年
殷跃平 ，等： 印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究
· 3 ·
50 m ，平均厚度约为70 m ，构成了南厚北东薄的不规则楔形体结构，体积约23×106 m 3。图4（b ）滑源区发育4组方向基岩结构面。其中J 1为后缘结构面，沿山体走向展布，与坡面近于垂直，长度约为630 m 。J 2、J 3结构面分别为侧边界结构面，顺坡延伸，长度分别为750 m 和950 m ，相距300～1 200 m 。J 4为顺坡向结构面，南侧宽约300 m ，北侧宽约85 m ，东侧长约600 m ，西侧长约800
m 。以上4组结构面控制了滑体的形态、规模，分析认为这种大型结构面的形成与高喜马拉雅地区板块强烈的快速隆升挤压活动有关。此外，早期结构面张开度小，冰雪覆盖条件下难以识别。后期在重力卸荷、冰劈、冻融等作用下，这些结构面开始扩展，以致上覆冰
雪覆盖层拉裂，裂缝逐渐发育、凸显。
小蒸箱2016年崩滑区西侧斜坡曾发生一起冰崩事件，滑源区面积约0.18 km 2（图5）。冰川裹挟大量岩体碎屑下滑，沿沟谷运动、堆积，堆积区位于坠落点下方宽缓地带，坡度小于20°，长度约为2.3 km ，为2017年2月大规模山崩灾害提供了大量物质基础。综上所述，2015年以前，崩滑体蠕滑速率较慢、位移量较小，加之常年冰雪覆盖，冰裂缝发育不明显。2015—2017年，由于崩滑体下滑位移量大，结构面拉裂至一定宽度，冰雪覆盖层表面可见多条裂缝，但裂缝长度不一、宽度较小，相互之间未发生连接。2017年至2021年2月5日，崩滑体蠕滑位移量进一步加大，不连续的裂缝相互连接、贯
N N
N
(a) 2013-01-16
(b) 2015-05-07
(c) 2017-10-07
0110220 m
0110220 m 0110220 m
拉裂缝基岩
图 3 查莫利山崩灾害前滑源区多期遥感影像图
Fig. 3 Multi-phase RS images of the Chamoli avalanche potential before disaster
110220 m特种设备检验检测人员管理系统
110220 m
N
N
630 m
750 m
图 4 查莫利山崩灾害滑源区2月5日及2月9日影像对比
Fig. 4 Image comparison of the Chamoli avalanche two days before and after disaster
· 4 ·
中国地质灾害与防治学报第 3 期
通，裂缝宽度达到10 m以上。最终，崩滑体在2021年2月7日发生下滑，沿沟谷铲刮老崩坡积物，形成堵溃。
3 堰塞和洪水区特征
崩滑体流通区位于海拔2 400～3 600 m沟谷内，高差约1 200 m，长约14 km，呈管道状，上宽下窄，平均坡度约为20°。据2021年2月5日高分遥感影像，流通区内冰雪覆盖，无碎屑流运动痕迹（图6）。2021年2月7日，崩滑自高位失稳崩滑后，以高速坠落至沟谷内，并与沟谷地面发生碰撞、解体，形成碎屑流。从滑后遥感影像可知（图7），碎屑颗粒沿沟谷呈管道流运动，且运动过程中不断对老崩坡积体、谷底冰川及两侧松散堆积物进行铲刮、裹挟，导致滑体体积进一步增大，且混合了大量赋存在
沟谷中的地表水，形成泥石流。在与里希恒河（Rishi Ganga）交汇处，雷尼河（Rontigad）沟谷发生近90°急变拐弯，高速运动的碎屑流在拐弯处与对面山体发生碰撞，导致运动速度骤降而发生堆积，形成面积约0.6 km2的堰塞坝，堵塞了沟谷。近坝体处洪水痕迹海拔约为2 440 m，与谷底高差约为90 m，河面宽度变化110～400 m。从2月8日遥感影像来看，坝体已发生溃决，近沟谷左岸形成一条长约800 m、宽30～60 m 的溢洪道（图7）。据当地水文站监测资料，洪水到达焦希默特村（Joshimath）时，道里根加河（Dhauliganga）水位抬升约16 m，7 h后水位开始下降，并逐渐趋于平稳。4 讨论
查莫利崩滑体从海拔约5 600 m坠落，以管道碎屑流沿沟谷快速运动，运动距离长达11 km，并在与里希恒河（Rishi Ganga）交汇处发生堆积，形成堰塞坝，进一步诱发洪水灾害，其链动模式可概化为高位远程山崩-堵江-洪水灾害链。根据剖面图（图8），可将查莫利高位
usb转音频0400800 m
0400800 m
0 (a) 2017-11-07
(b) 2015-05-07 5001 000 m
N悬冰川
(c) 2017-10-07
2
.
3
k
m
图 5 2016年冰崩前后遥感影像图
Fig. 5 Comparison of RS images before and after the glacier avalanche in 2016
03 6 km N
滑源区
悬臂支架冰雪覆盖
图 6 山崩前堰塞区和洪水区遥感影像（2021年2月5日）
Fig. 6 RS image of damming site and flooding way two days before
avalanche on 5 Feb 2021
2021年殷跃平 ，等： 印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究 · 5 ·
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