喜马拉雅南坡的水力发电与山体滑坡多大关系?

2014-10-09 15:59 · 尔湾

喜马拉雅山脉南坡陡峻,雨量充沛,因此植被茂盛。印度、不丹、尼泊尔等国位于其南面,便充分利用其水力资源,修建水坝。你知道吗?巴基斯坦、印度、尼泊尔和不丹已修建了数百个水坝,在未来20年,该地区有可能成为世界上水坝密度最大的地区。

喜马拉雅山脉是国际公认的景观,但也面临着越来越多的发展风险。在喜马拉雅山脉较低的地区,蕴藏着巨大的水力发电潜力,但是也很脆弱,是地质活动活跃的地带,容易发生构造变动,产生崩坏作用 (mass wasting),尤其是山体滑坡,有其自然原因,包括大的地形起伏、陡坡、构造运动活跃、高纬度的冻融过程和加速的土壤饱和,高强度季风降水引起的土壤侵蚀。随着人类活动的日益频繁,特别是大型的发展项目越来越多,越发容易发生山体滑坡。

印度G. B. Pant喜马拉雅环境与发展研究所、南非夸祖-鲁纳塔尔大学的Hari Ballabh等学者,研究了印度北安恰尔邦的大型水电站建设对发生山体滑坡的影响,具体的地质、气候特征请查看原文。科研出版社英文期刊《International Journal of Geosciences》(地球科学国际期刊)2014年9月刊上发表了本研究论文。学者谈到,近年来喜马拉雅山脉的水坝众多,巴基斯坦、印度、尼泊尔和不丹在该地区建立了数百个水坝,在未来20年,如果四国的所有计划都实现,该地区将成为世界上水坝密度最大的地区。

本文的研究区域巴吉拉蒂河流域位于北印度北安恰尔邦的乌德尔格希地区(30˚36'N, 78˚11'E~31˚00'N, 78˚54'E),如图一所示。这个流域的地形起伏范围为830米至3010m,属山地地形。气候变化从下游的亚热带季风气候,到上游的热带季风气候,再到山谷最顶端的亚寒带常年积雪的气候。四季的气候特征分明,分为寒冷的冬季(12月~2月)、炎热的夏季(3月~5月)、西南季风时期(6月~9月)和季风过后时期(10月~11月)。

研究人员对巴吉拉蒂水力发电工程(HEP)的不同阶段进行研究,实地调查与滑坡的关联性。学者认为这个工程已造成了多次山体滑坡,严重影响了环境。表2中列出了每次的进展信息,发生崩坏作用的次数和程度,道路施工的特征和产生的碎片情况,在开发前的地貌特征和主要的土地利用方式。

图4(a)-(e)中显示了与地质、排水、斜坡,以及水电工程类型与土地利用的位置相关的山体滑坡频率;(f)中为滑坡的频率和倾斜角。如图4(a)所示,HEP的大部分地质成分是片麻岩,而且土地的滑动概率最高。考虑到山体滑坡与HEP之前的土地利用有关(图4(b)),农用土地和天然森林最容易发生崩坏作用,其次是天然的草地。天然植被为地面提供了保护,突然去掉这层覆盖物,崩坏作用的敏感性会急剧增加。HEP的排水密度对山体滑坡的频率影响最小(图4(c)),但斜坡角度与山体滑坡显著相关,非常陡峭(>30˚)的山坡发生山体滑坡的概率最高。图4(d)中显示山体滑坡发生最多的地方在HEP的平硐处(见下图)和发电站、调压井等地。

注:G. B. Pant喜马拉雅环境与发展研究所以Govind Ballabh Pant这位领袖命名。

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