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文章编号：1000-0550（2015）02-0275-10 doi：10．14027 / j． cnki．cjxb． 2015．02．007
①国家自然科学基金重点项目（批准号：41230743）与国家自然科学基金青年科学基金项目（批准号：40901005）联合资助
收稿日期：2014-03-04；收修改稿日期：2014-06-16
金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现
及其环境与灾害意义①
陈 剑1崔之久2
（1．中国地质大学（北京）工程技术学院 北京 100083；2．北京大学城市与环境学院 北京 100871）
摘要西藏芒康县金沙江上游雪隆囊河谷史前时期（全新世晚期）发生了一次明显的堰塞事件，
形成了一个湖水体
积约 3．1×108m3的大型堰塞湖。该堰塞湖形成后期发生溃决并引发异常大洪水，
这一溃决事件发生在大约 1 117
A．D．。
地震诱发山体滑坡可能是金沙江发生堰塞的直接原因。在雪隆囊古堰塞坝体的下游一侧到其下游 3．5 km 的范
围内，
发现大量由砾石、
砂和少量黏土组成的混杂堆积体，
判定其为滑坡堰塞湖的溃坝堆积，
是滑坡坝体及上游河床
物质在坝体溃决后快速堆积形成。整套溃坝堆积体具有支撑—叠置构造、
叠瓦构造和杂基构造等沉积特征，
还具有
一种特殊的沉积构造：即在垂向剖面上发育粗砾石层与细砂砾层的韵律互层，
但剖面中缺少砾或砂的透镜体。这种
沉积构造
（“
互层构造”）是溃坝堆积相区别于冲—洪积相、
泥石流相等的一种重要判别标志。采用水力学模型反演确
定雪隆囊古滑坡堰塞湖溃决洪水的平均流速为 7．48 m / s，
最大洪峰流量为 10 786 m3/ s。雪隆囊溃坝堆积体沉积特征
及其环境的研究，
不但有助于揭示古洪水事件发生的过程和机制，
同时对于认识金沙江上游地区的环境演变也具有
重要意义。
关键词 滑坡堰塞湖 溃坝堆积 沉积特征 古洪水 金沙江上游
第一作者简介 陈剑男1975 年出生 副教授 工程地质与地质灾害 E-mail：jianchen@ cugb．edu．cn
中图分类号 P642 文献标识码 A
0引言
自然过程中可以形成不同种类的天然堰塞湖，
包
括滑坡堰塞湖（通常由崩塌、
滑坡或泥石流共同堰塞
河道形成） ，
此外也有冰川堰塞湖、
冰碛堰塞湖及火
山堰塞湖等类型，
其中以滑坡堰塞湖最为常见。在青
藏高原东缘高山峡谷区，
受活动断裂及强烈地震的影
响，
大型滑坡、
崩塌、
泥石流等广泛发育，
且易堵塞河
流形成堰塞湖。滑坡坝由于是快速堆积形成，
其坝体
结构一般较为松散，
因此往往容易产生溃决。滑坡堰
塞湖的溃坝堆积作为一种物质记录，
蕴含了丰富的地
质地貌信息，
成为认识滑坡堰塞湖溃坝过程与山地环
境演变规律的重要途径，
对于有效防治地质灾害具有
重要的指导作用［1］。根据混杂堆积的沉积学定
义［2］：粒径范围从黏土到漂砾、
无分选或弱分选、
细
粒物质填充在粗粒间隙或粗粒物质悬浮在细粒基质
中的陆缘碎屑沉积物，
按照上述定义，
滑坡堰塞湖的
溃坝堆积物应属于混杂堆积。近年来我国在混杂堆
积方面的研究已经取得了一些重要成果［1-7］，
研究对
象则主要以泥石流堆积物和冰碛物等为主。然而，
目
前关于滑坡堰塞湖溃坝堆积方面的研究基本缺乏。
从发表的论文成果看，
国内外均侧重于对冰川坝溃决
和冰碛坝溃决水文和灾害方面的报导［8-18］。但这些
报导中基本未涉及或很少涉及滑坡坝溃坝的沉积特
征及其环境的研究。据崔之久等（2013）［1］的初步研
究，
滑坡坝的溃决堆积不同于山区洪流或河流堆积，
也不同于冲积扇的各亚相特征，
更不同于作为两相流
的泥石流堆积，
这是一种全新的沉积类型，
很值得关
注。本文作者在金沙江上游进行野外考察时，
在西藏
芒康县雪隆囊河谷一带发现了约 3．5 km 长的天然溃
坝堆积体，
其发育规模实属罕见。本文将对该天然溃
坝堆积体的发现及其存在证据进行详细报导，
并对雪
隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的沉积特征及其古洪
水事件进行分析和讨论。
1区域地质地貌特征
晚新生代以来青藏高原东南缘阶段性隆升，
河流
下切作用剧烈，
金沙江上游形成了以峡谷为主要特征
第33 卷 第 2期
2015 年4月沉积学报
ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICA
Vol．33 No. 2
Apr．2015
的河谷地貌。在金沙江上游雪隆囊至王大龙河段，
河
床平均海拔高度在 2 300 m 以上，
雪隆囊一带峡谷宽
100 ～ 200 m，
沿江谷坡较陡，
坡度约为 40°。雪隆囊至
王大龙河谷地带属亚热带气候，
为干热型河谷，
年降
水量仅 300 mm 左右，
且降雨量主要集中在 6 ～ 10 月。
雪隆囊峡谷所在地区新构造运动活跃，
金沙江断裂带
的主断裂雄松—苏哇龙活动断裂在其东部附近穿过
（图1）。沿江河谷裸露岩石的岩性主要为二叠纪的
片岩、
火山岩及大理岩等。该区岩层节理较发育，
物
理风化作用强烈，
加之受金沙江活动断裂带的影响，
河谷沿岸滑坡、
崩塌现象十分发育［19］。
图1研究区示意图
a．研究区位置；b．金沙江上游雪隆囊—王大龙河段地质图
Fig．1 Schematic diagram of the study area
a．Geographic location of the study area；b．Geological map of the
Xuelongnang-Wangdalong reach of the upper Jinsha Ｒiver
2雪隆囊古滑坡堰塞湖及溃坝堆积体
的证据
堰塞坝与上游堰塞湖沉积及下游溃坝堆积构成
三位一体。如果能找到这种沉积组合，
则为溃坝堆积
体的存在提供了最直接的证据。
2．1古滑坡堰塞湖的沉积证据
野外调查发现，
在西藏芒康县境内的金沙江上游
西岸雪隆囊河谷附近，
存在一大型滑坡体。西岸残留
滑坡坝体长约 700 m，
宽约 600 m，
坝体前缘相对高差
约84 m（图2a，b）。滑坡坝体的物质由砾石、
砂和少
量黏土组成的混杂堆积物组成，
砾石碎屑为单一的灰
褐色片岩，
其中直径最大者可达 3 ～ 4 m。东岸（对
岸）基岩斜坡上发现一处松散砾石堆积体（图2c） ，
堆
积体顶部高出现今金沙江水面约 100 m，
其体积约为
1．5×104m3。该堆积体物质为灰褐色片岩组成的砾
石碎屑，
与西岸的滑坡体物质相一致，
表明其为过江
滑坡体的残留堆积。整个古滑坡体的原始体积估计
约为 4．1×107m3。滑坡体出露位置的河段十分狭窄，
易形成急流叠水，
有多个巨砾（片岩）堆积于河床砾
滩之上或形成心滩，
最大直径可达 5 ～ 6 m ，
且砾石分
选差，
显然为滑坡坝溃决后的坝体残留堆积。
层理十分发育的粉砂黏土湖相沉积直接覆盖在
西岸滑坡坝体的上游坡面上（图2b、
图3a） ，
厚度 1 ～
2 m，
海拔高程约2 425 m，
其底部层理呈倾斜状，
与滑
坡坝体的坡面基本平行，
湖相沉积层中常见夹含有掉
入的崩塌块石。滑坡坝靠上游一侧的大拐弯处，
湖相
沉积厚度最大，
湖相层呈台阶状出露，
最大厚度约 30
m。距东岸残留滑坡堆积体的上游约 150 m 的谷坡
上，
亦发现有水平层理发育的粉砂黏土层（湖相沉
积） ，
出露厚度 3 ～ 5 m，
海拔高程约 2 427 m。从滑坡
坝至距其约16 km 的上游河段范围看来，
湖相沉积呈
平台状几乎连续分布于金沙江两岸的谷坡或者Ⅰ级
侵蚀阶地上（图3b） ，
从湖相沉积物的空间分布上可
以看出古湖的湖形狭窄。位于滑坡坝体上游 9．5 km
处的湖相沉积物厚度约 20 m，
海拔高程约 2 426 m，
湖相层中夹含有数层泥石流透镜体，
反映了古湖易受
两侧山坡的泥石流堆积影响。在距滑坡坝体上游 16
km 处的回水尾端，
湖相沉积厚度仅为3 ～ 5 m，
顶部海
拔高程约2 425 m。整套湖相沉积向上游延伸其厚度
逐渐变小，
其顶部海拔高程相近，
与堰塞湖沉积特征
一致。综合湖相沉积物与滑坡坝体的接触关系、
沉积
物的空间分布及其厚度的变化等特征，
可以确认该套
湖相沉积为一套滑坡堰塞湖沉积，
表明雪隆囊滑坡曾
经形成滑坡坝并堰塞金沙江。
2．2古溃坝堆积体的沉积证据
从金沙江雪隆囊古滑坡坝下游一侧至其下游
672 沉 积 学 报 第 33 卷
图2雪隆囊滑坡坝的地貌形态及堆积特征
a．雪隆囊滑坡坝体的纵剖面图；b． 西岸雪隆囊残留滑坡坝体及上游侧湖相沉积；c．东岸（对岸）残留的滑坡堆积体
Fig．2 Landform and sedimentary features of the Xuelongnang landslide dam
a．longitudinal section of the Xuerongnang landslide dam；b． relict landslide dam deposits at the west bank and
lacustrine deposits at the upstream side；c． relict landslide debris at the eastern bank
图3雪隆囊滑坡堰塞湖沉积特征
a．西岸覆盖在雪隆囊滑坡坝体上的堰塞湖沉积；b．西岸上游侧厚层湖相沉积剖面
Fig．3 Sedimentary features of the Xuelongnang landslide-dammed lake
a． dammed-lake deposits overlying the landslide dam body at the west bank；b． sedimentary section at the upstream of west bank
3．5 km 的河段，
在河流两侧均发现有成因不明的混
杂堆积体，
有的出露于谷坡基岩之上貌似“
河流阶
地”，
有的出露于河床的两侧貌似高
“
河漫滩”，
在垂
向上堆积体的分布则可分为 3个不同的高度。为了
便于描述，
我们对 6处混杂堆积体进行编号（Ⅰ—Ⅵ
号） （ 图4）。其中Ⅰ号堆积体位于西岸滑坡坝的下游
一侧，
海拔高程约为 2 394 m，
最大厚度约 15 m（图
5） ； Ⅳ和Ⅴ号堆积体出露于东岸谷坡基岩之上，
海拔
高程约2 420 m；Ⅱ、
Ⅲ和Ⅵ号堆积体位于现代河床的
两侧，
海拔高程为2 373 ～ 2 363 m，
堆积体顶部仅高出
772
第2期 陈 剑等：金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现及其环境与灾害意义
现今河水位约 2 ～ 5 m。从几处堆积体的发育位置来
看，
堆积体的周围无大的支沟出现，
表明堆积体的物
源与支沟并无太大的关系。从砾石碎屑的岩性上看，
混杂堆积体上游段部分为单一的灰褐色片岩，
与滑坡
坝体的砾石碎屑岩性基本一致，
反映滑坡坝体的堆积
物可能是其下游混杂堆积体的重要物质来源母体。
混杂堆积体靠近滑坡坝体的位置大小砾石混杂，
分选
很差，
多为棱角状，
可见最大长轴约5 m 的巨砾，
砾石
形成支撑—叠置构造或杂基构造（图6a，b） ，
反映一
种砾石快速堆积的运动过程。砾石堆积层之上可见
覆盖约 30～ 50 cm 厚的灰色细砂层，
推测为回水堆积
物，
标志着早期的水位落差（图6c）。中游段和下游段
岩性相对复杂，
主要有片岩、
花岗岩、
大理岩、
砂岩等，
砾石有一定磨圆，
呈次棱角—次磨圆状。中游的砾石
最大长轴约为 0．7 m，
下游砾石最大长轴约为 0．3 m，
其
沉积构造表现为叠瓦构造，
砾石长轴与扁平面倾向基
本垂直，
砾石扁平面倾向上游，
倾角为 30°～45°。
Ⅰ号混杂堆积体紧邻滑坡坝的下游一侧，
其规模
最大，
沉积特征亦最为典型：该堆积体长约1．7 km，
平
面形态上呈一长条
“
吊坠状”（图4、
图6d） ，
即堆积体
上游段较宽（最宽处约 250 m） ，
下游段较窄（宽度约
80 m）。从Ⅰ号混杂堆积体的厚度变化看，
靠近滑坡
坝体的上段厚度约13 ～ 15 m，
堆积剖面中夹含一层约
5米厚的粉质黏土层（图6c） ，
其层理倾斜，
与下伏的
混杂砾石层顶部倾斜面平行。该套粉质黏土层可能
来自上游一侧的原湖相沉积层，
这是溃坝堆积最直接
的证据。Ⅰ号混杂堆积层往河流下游方向逐渐变薄，
下游段厚度约 4 ～ 5 m。该堆积体的运动方向与金沙
江干流流向基本一致，
整套堆积体的砾石碎屑粒径自
上游至下游呈逐渐变小趋势。
在这些堆积体的上游段见有发育一种特殊的沉
积构造：堆积体剖面发育粗粒层（砾石层）与细粒层
图4雪隆囊滑坡堰塞湖溃坝堆积体的分布范围
Fig．4 Distribution of the outburst deposits induced by the Xuelongnang landslide-dammed lake
图5雪隆囊滑坡坝、
上游侧湖相沉积及下游侧溃坝堆积的横剖面图
Fig．5 Transverse section showing the association of the Xuelongnang landslide-dam deposits，
lacustrine deposits and dam break-outburst deposits
872 沉 积 学 报 第 33 卷
图6溃坝堆积体的沉积特征
a．Ⅰ号堆积体（上游段）的砾石支撑—叠置构造；b． Ⅰ号堆积体（上游段）的砾石杂基构造；c．Ⅰ号堆积体混杂砾石层中夹含粉质黏土层和上覆砂
层；d．向下游看Ⅰ号堆积体平面呈
“吊坠状”；e． Ⅰ号堆积体上段的粗粒层与细粒层形成韵律互层。
Fig．6 Sedimetary features of the outburst deposits
a． gravel support-stacked structure of Accumulation Ⅰat the upstream section；b． matrix structure of Accumulation Ⅰat the upstream section；c． intercala-
ted silty clay layer in the diamicton of Accumulation Ⅰand its overlying sand layer；d． pendant shape of outbust deposits （Accumulation Ⅰ）in plan view；
e． rhythmites interbedded structure composed of coarser gravel layer and finer sand and gravel layer （Accumulation Ⅰat the upstream section）．
（砂砾层）的韵律互层（图6e） ，
一粗一细，
剖面中缺
少砾或砂的透镜体，
互层层理面微倾向下游。粗粒层
呈现类似稀性泥石流堆积特征，
如具有支撑—叠置构
造、
叠瓦构造和杂基构造；细粒层具块体构造，
基本没
有分选。从全剖面的宏观特征看整套堆积体表现为
流水堆积，
有大规模粗糙的分选机制；从细观特征看，
其又具有泥石流堆积特征，
大小混杂，
反映堆积过程
快速杂乱。这种特殊的沉积构造唯有“
溃坝堆积”
解
释最为合理，
即多层次砾石层互层产生的原因是由于
溃坝时的洪峰所致，
一次洪峰代表一个旋回，
据砾石
层与砂砾层的旋回次数可以判断溃坝造成的洪峰次
数。由此推断雪隆囊滑坡堰塞湖的溃坝洪峰至少达
10 次。综合上述研究，
可以判定该套混杂堆积体是
一套古滑坡堰塞湖溃坝堆积。
在Ⅰ号混杂堆积体的上游段，
共采集粗粒层和细
粒层的 8个粒度样品，
以了解溃坝堆积的粒度特征。
8个样品的粒度频率曲线和概率曲线分别如图 7a 和
7b 所示。从粒度频率曲线来看，
粗粒层和细粒层单
元均表现为多峰型，
由一个主峰和两个低矮的次峰组
成，
主峰粒径分布于－6 ～ －4，
次峰粒径的分别分布
于－2 ～ 0 和3 ～ 4 。概率累积曲线表现为上凸型，
也反映了源区以砾石为主要成分的碎屑特征。
972
第2期 陈 剑等：金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现及其环境与灾害意义
图7溃坝堆积的粒度频率曲线（a）和概率累积曲线（b）
Fig．7 Frequency （a）and accumulated probability （b）curves of the grain size samples from the outburst deposits
表1光释光样品年龄测定及其参数值
Table 1 OSL dating results of lake deposit samples
样品编号 采样地点 U / ppm Th / ppm K / % 含水量/% 剂量率/ Gy / ka 等效剂量/Gy 年龄/ ka
WDL8-1 上游湖相层下部 2．09 9．75 2．01 2．0 7．01±0．34 3．93±0．16 1．8± 0．1
WDL8-2 上游湖相层底部 1．97 8．79 1．55 2．0 7．43±0．41 3．33．3± 0．13 2．2±0．1
3雪隆囊古滑坡堰塞湖溃决事件的发
生年代
从坝体上游的湖相沉积覆盖在Ⅰ级侵蚀阶地之
上以及下游溃坝堆积体仅高出现今河水位约 2 ～ 5 m
看来，
可以推断雪隆囊滑坡堰塞湖及溃决洪水的发生
时间应在全新世晚期。
在滑坡坝上游侧堰塞湖粉质黏土湖相地层中，
共
获得两个光释光年代样，
经中国地质科学院水文地质
环境地质研究所释光实验室测定结果分别为 1．8±0．1
ka 和2．2±0．1 ka （表1）。另外，
在滑坡坝下游侧溃
坝堆积体顶部上覆砂层中获得一个古木（已炭化）年
代样 WDL6-1，
古木样品经北京大学考古文博学院碳
十四实验室测试和树木年轮校正后，
结果为 1 044 ～
1 190 A．D．（P=0．93） ，
中间值为 1 117 A．D．。
样品 WDL8-1 和WDL8-2 采自堰塞湖沉积的下
部位置，
代表了堰塞湖开始淤积的年龄。WDL6-1 代
表了堰塞湖的溃坝堆积年龄，
即雪隆囊古滑坡堰塞湖
溃决事件发生的上限时间约为 1 117 A．D．。
4讨论
4．1 雪隆囊古堰塞事件的原因分析
雪隆囊古堰塞湖是由山体滑坡堵塞金沙江而形
成，
那么是什么原因引发了山体滑坡呢？通过调查研
究，
我们推断地震应该是雪隆囊堰塞事件发生的触发
原因。
（1）雪隆囊西岸斜坡为斜交坡，
自然情况下比较
稳定。出露岩性主要为二叠系片岩，
胶结良好，
坚硬
致密；发育两组节理，
一组节理的产状为 120° /
∠60°，
与坡面倾向斜交；另一组节理的产状为 215° /
∠42°，
与坡面倾向相反。因此，
从节理的力学性质及
产状特征看，
斜坡稳定性好，
节理对西岸大型滑坡的
影响很小。
（2）雪隆囊所在地区属温带半干旱气候，
降雨量
稀少，
年平均降水量小于 400 mm。大量的古气候记
录表明，
青藏高原及其邻区的水汽主要来源于印度
洋，
西南季风对青藏高原及其邻区的气候和环境有着
重要的影响［20-30］。金沙江上游地区处于西南季风的
覆盖区，
由孟加拉湾带来的暖湿水汽沿东喜马拉雅、
横断山脉侵入青藏高原东南部后首先达到该区。金
沙江上游地区在 11 ～ 5 kyr B． P． 期间气候相对暖湿，
大约 3．8 kyr B． P ． 以后气温、
降水量明显下降［30-31］。
全新世晚期以来雪隆囊地区属于西南季风明显减弱
时期，
降水量很小，
气候干旱。因此，
该区由于降水诱
发大型岩质滑坡形成堰塞湖的可能性小。
（3）雪隆囊所在地区具备发生强烈地震的地质
条件。雪隆囊位于青藏高原东南缘，
该区发育有金沙
江活动断裂带，
地震活动频繁。根据现有的地震历史
资料记录［32］，
雪隆囊及邻近地区自 1722 年以来震级
大于 6级的地震活动就有 7次，
最大震级为 7．5 级，
该地震曾诱发滑坡堰塞河道。金沙江活动断裂带的
主断裂（雄松—苏哇龙断裂）从金沙江东侧穿过该
区。雪隆囊古滑坡处在雄松—苏哇龙断裂的西侧附
近，
表明雪隆囊大型古滑坡的发生很可能与该断裂的
082 沉 积 学 报 第 33 卷
活动有着密切关系。据Chen 等［19］的研究，
雪隆囊至
王大龙一带的河谷两岸大型古滑坡、
古崩塌十分发
育，
这些古滑坡和古崩塌沿着雄松—苏哇龙活动断裂
走向呈线状密集分布；并且已有的沉积学及年代学证
据表明，
全新世晚期以来金沙江上游雪隆囊至王大龙
河段曾经有过多次古地震发生［19，33］。结合该区的区
域活动构造、
古气候及滑坡年代学等进行综合分析，
我们认为雪隆囊大型古滑坡应该是由地震诱发形成。
4．2溃坝洪峰流量的估算
河流堰塞湖一般在湖水上涨漫过坝顶外溢后发
生溃决消亡，
但有些堰塞湖在形成后可以长期地稳定
存在。河流天然过程形成的堰塞湖的溃决通常都是
渐溃，
而不是瞬时全溃，
其消亡既可以通过一次溃决
过程完成［34］，
也可以通过多次部分溃决完成［35］；有
些堰塞湖则不发生溃决而长期存在［36］，
如四川叠溪
堰塞湖自 1933 年形成以来一直保存至今已历时
80 年。
从雪隆囊残留的堰塞坝体（图2a）看来，
其顶部
边缘较为平缓，
海拔高程约为2 460 m，
坝体中间部分
的鞍部高程约为 2 458 m，
两种基本一致。因此该残
余坝体边缘的高程可以近似代表坝体的鞍部高程，
即
堰塞湖的最高水位高程（拔河 84 m）。从坝体上游东
岸堰塞湖沉积顶部（海拔 2 427 m）高于现今金沙江
水面 51 m 看来，
可以确定雪隆囊堰塞古湖在形成后
期发生了部分溃坝，
且溃决口门深度约为 33 m。部
分溃决之后形成了水位高程约为 2 427 m 的残余堰
塞湖，
然后残余堰塞湖继续接受湖相沉积直至最后完
全溃决后消亡。从坝体下游的溃坝堆积（Ⅰ号堆积
体）出露剖面（图5）可以看出，
溃坝堆积体中夹含了
一套约 5 m 后的粉质黏土湖相沉积，
上、
下两套溃坝
堆积体的层理面倾角亦有明显的变化（图5、
图6c） ，
表明从形成时间上溃坝堆积体可以分为两期。以上
分析可以确定雪隆囊堰塞古湖在形成后至少发生了
两次溃坝或两次洪峰，
从溃坝堆积体砾石的粒径大小
及搬运距离看来，
初次溃坝堆积的规模最大，
其溃坝
的洪峰流量也最大。因此，
本文重点对初次溃坝的洪
峰流量进行估算。假设现今雪隆囊上游的地形与堰
塞湖形成之前很接近，
利用数字高程模型（DEM）和
ArcGIS 软件可计算出堰塞湖形成后的最大水体为3．1
×108m3（水位高程 2 460 m） ，
残余堰塞湖水体为1．1×
108m3（水位高程 2 427 m） ，
则初次部分溃坝时的泄
洪总量约为 2．0×108m3。
目前关于天然古滑坡堰塞湖的溃坝洪峰流量的
计算方法通常有两种：一种是通过分析溃坝洪峰流量
与溃决形成的口门深度、
排泄水量等之间的关系进行
拟合，
得出经验回归方程进行计算［37-42］，
该方法的计
算结果误差往往较大；另一种方法则是通过建立水力
学参数与水流能搬运的颗粒大小之间的关系式，
对溃
坝洪峰流量进行反演计算［10-12］。在获得准确水力学
参数的条件下，
采用水力学模型反演计算溃坝的洪峰
流量其计算结果相对精确可靠。本文采用水力学模
型对雪隆囊滑坡堰塞湖的初次溃坝洪峰流量进行计
算。
采用 FD+FL=FＲ法［10］计算出雪隆囊滑坡堰塞湖
溃坝洪水的平均流速 V
－：
河床流速：Vb=2（γs－γf）d1gμ
γf（CL+CD＇）
[ ]
0．5（1）
洪水平均流速：V
－
=1．2Vb（2）
式中 γs是砾石的密度实测取平均值2． 85 g /cm3，
γf是水的密度取值 1 g / cm3，d1是砾石中间轴的长度
（m） ； g是重力加速度取值 9 ．8 m / s2，μ是砾石与河
床的静摩擦系数取值 0．7，CL是洪水的升力系数取值
0．178，CD＇是砾石与河床的修正平均阻力系数实测取
值为 1．2（砾石粒径从距溃口距离 8 ～ 120 m 处分段测
最大粒径求平均值）。按公式（1）计算出洪水的河床
流速为 6．22 m / s；按公式（2）计算出洪水的平均流速
为7．48 m / s。
采用曼宁公式［10］求出洪水的平均深度 D
－：
D
－
=V
－
n
槡
S
[ ]
1．5（3）
式中 V
－为洪水的平均流速，n是河床的粗糙系数
取值为 0．04，S是河床的坡率实测值为 0．005，
可以计
算出洪水的平均深度为 8．68 m。
采用公式（4）计算溃坝的最大洪峰流量：
Qp=V
－
A（4）
式中 V
－为洪水的平均流速，A为溃口洪水形成的
断面面积。以现今残留溃口的几何形状作为参考，
西
岸坡度取 40°，
东岸坡度取 70°。野外测量确定溃口
底宽 159．4 m，
顶宽 172．9 m，
求得溃口的过水断面面
积A为1 442 m2。按公式（4）计算出溃坝洪水最大流
量为 10 786 m3/ s。据长江流域规划办公室竹巴龙水
文站的实测资料统计［43］，
该河段常年平均流量约为
943 m3/ s。由此说明，
堰塞湖溃决形成的最大洪峰流
182
第2期 陈 剑等：金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现及其环境与灾害意义
量约是常年流量的 10 倍，
当时可能发生的是万年一
遇的异常大洪水。
5结论
我们在雪隆囊滑坡坝的下游发现的 6处混杂堆
积体，
综合混杂堆积体中的物质组成、
地貌结构和沉
积特征来看，
可以判定这些混杂堆积是滑坡堰塞湖的
溃坝堆积物。雪隆囊滑坡坝、
坝体上游湖相沉积和坝
体下游溃坝堆积的这套完整沉积组合则为研究大型
滑坡堰塞湖溃坝洪水灾害的形成过程以及山地环境
演变提供了丰富的原型。主要结论如下：
（1）在全新世晚期金沙江上游雪隆囊河段发生
过一次明显的堰塞事件，
形成了一个大型堰塞湖（湖
水体积约 3．1×108m3）。结合该区的区域活动构造、
古气候及滑坡年代学等综合分析，
我们认为地震诱发
大型滑坡是导致这一堰塞事件发生的主要原因。堰
塞湖形成后大约在 1 117 A．D．发生了一次大溃坝，
并
形成了十分罕见的异常大洪水。
（2）在雪隆囊滑坡坝体下游发育的几处混杂堆
积体为溃坝堆积，
是由坝体及上游河床物质在坝体溃
决后快速堆积而成。溃坝堆积体除了具有支撑—叠
置构造、
叠瓦构造和杂基构造等沉积特征外，
还具有
一种特殊的沉积构造———“
互层构造”：即在垂向剖
面发育粗粒层（砾石层）与细粒层（砂砾层）的韵律互
层，
而中间缺少砾或砂的透镜体。这种沉积构造可以
作为溃坝堆积相区别于冲—洪积相、
泥石流相等的一
种重要判别标志。
（3）采用水力学模型反演确定雪隆囊古滑坡堰
塞湖部分溃坝的洪水平均流速为 7．48 m / s，
最大洪峰
流量为 10 786 m3/s。开展堰塞湖溃坝堆积体的研究
可以获得有关溃坝洪水的沉积学信息和水力学参数，
加强堰塞湖溃坝堆积体的沉积学及水动力学机制方
面的研究，
其对于认识滑坡堰塞湖溃坝洪水的演进过
程以及山地环境演变规律无疑具有重要意义，
同时也
为现代重大地质灾害的预测预报和风险决策提供科
学依据。
致谢 中 国 地 质大学 (北 京)刘 宏、
陈松、
刘统
族、
黎艳和刘丽娜等同学参加了野外工作，
在此表示
感谢。
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Discovery of Outburst Deposits Induced by the Xuelongnang
Paleolandslide-Dammed Lake in the Upper Jinsha Ｒiver，
China and Its Environmental and Hazard Significance
CHEN Jian1CUI ZhiJiu2
（1． School of Engineering and Technology，China University of Geosciences（Beijing） ，Beijing 100083；
2． College of Urban and Environmental Sciences，Beijing University，Beijing 100871）
Abstract：A distinct damming incident occurred at the prehistoric period（Late Holocene）in the upper Jinsha Ｒiver
in the Mangkang County，Xizang province，China． The volume of the dammed lake is about 3．1×108m3． The dammed
lake breached and caused a big outburst flood at about 1 117 A．D． We can infer that the paleoseismics induced major
landslide may be the direct cause triggering the river damming． In the range between the downstream side of the
ancient dam body to its downstream 3．5 km，abundance of diamicton consisting of gravels，sands and minor silts and
clays was discovered． The sedimental structure of the dam break-outburst sediments includes gravel support-stacked
structure，gravel imbricate structure and matrix structure，and so on． Besides，it has a special sedimental structure：
rhythmites interbedded structure composed of coarser gravel layer and finer sand and gravel layer，no sand lens are
formed in the layers． This special structure can be an important origin criteria of the dam break-outburst sediments．
Based on back analysis using the hydraulic model，the average flow rate velocity of the outburst flood is 7．48 m / s and
the maximum peak discharge is 10 786 m3/s． The research on the sedimentary features and its environment of the dam
break-outburst sediments can not only be served to help revealing the process and mechanism of ancient flood inci-
dents，but also be significant of knowing the environmetal evolution in the upper Jinsha Ｒiver area．
Key words：landslide-dammed lake；dam break-outburst sediments；sedimentary features；ancient flood；the upper
Jinsha Ｒiver
482 沉 积 学 报 第 33 卷
