冰川湖泊威脅喜馬拉雅山脈的水壩

隨著新的水電專案向上遊遷移以滿足不斷增長的需求,洪水風險上升

根據對該地區當前和計劃中的水電專案的首次系統分析,喜馬拉雅山脈五分之一以上的水壩可能面臨由冰川融水湖泊的岩石堤壩潰決造成的巨大洪水。

由於下游地點所剩無幾,水電大壩正在喜馬拉雅山谷迅速向上遊擴充套件,越來越靠近河流的源頭,以滿足不斷增長的電力需求。交通和通訊在原本偏遠和難以進入的地區的改善促進了擴張,這使得更多專案容易受到所謂的冰川湖泊潰決洪水(GLOFs)的影響。“大壩越來越靠近冰川湖泊,使它們更容易受到GLOFs的影響,”德國波茨坦大學的地質學家沃爾夫岡·施萬哈特說,他是7月8日發表在《環境研究快報》上的分析的主要作者。

GLOFs在過去造成了嚴重破壞。1981年,西藏南部冰川融水湖泊章藏布的冰磧壟崩塌,釋放了近2000萬立方米的洪水。洪流越過邊境流入尼泊爾,摧毀了桑科西水電站,並影響了連線尼泊爾加德滿都和西藏的公路三年,總損失接近400萬美元。


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早期的研究僅關注個別水壩的案例研究,這無法提供對喜馬拉雅山脈整體風險形勢的宏觀評估。為了進行分析,施萬哈特和他的同事挖掘了已出版的論文、報告和喜馬拉雅山脈執行、在建或計劃中的水壩的官方檔案。他們獲得了足夠的資訊來評估257座水壩——佔該地區水壩總數的四分之一以上。

然後,他們將這些專案與來自2300多個冰川湖泊的洪水風險進行了對映,揭示一旦潰堤,許多水壩可能會遭受超過其設計承受能力的洪流。然而,該分析無法提供特定地點的機率,但隨著水電專案在上游強勁需求的推動下向上游推進,風險和不確定性也在增加。“這項研究為科學和社會需求之間架起了一座重要的橋樑,”日本名古屋大學冰川學家藤田浩司說,他已經在尼泊爾和不丹工作了幾十年。“[它]對於所有利益相關者,特別是必須與風險共處的社群至關重要。”

施萬哈特的團隊對水壩的高度密集感到驚訝,尤其是在印度北阿坎德邦和錫金邦。“在某些地方,河流沿岸每30公里左右就有一座水壩,”他說。在極端情況下,計劃中的專案將其放置在距離冰川湖泊僅幾公里的地方,這些湖泊的水由岩石堤壩擋住。

該團隊使用計算機模擬評估瞭如果堤壩失效,多少洪水可能會從這些湖泊中湧出,以及水流可能傳播多遠。估計的洪水體積變化了100倍,這主要是由於湖泊深度、潰決深度和潰決速率等因素的不確定性。對於56座水壩,洪水體積可能超過其設計承受的極限——並且一些洪水可能會影響到下游100公里遠的地方。

分析發現,大多數水電專案在其災害評估中很少關注GLOF風險,而主要關注所謂的由強降雨引起的氣象洪水。“這是令人擔憂的,因為在源頭,GLOFs比氣象洪水更具威脅,”施萬哈特說。

位於加德滿都的國際綜合山地發展中心的地理學家和遙感專家普拉迪普·穆爾表示,這項研究是解決區域範圍內問題的一個良好初步嘗試,但強調確定個別湖泊造成破壞性洪水的可能性極具挑戰性。相比之下,評估氣象洪水風險的方法已經非常成熟。“這主要是由於缺乏實地測量,而實地測量對於計算機模擬至關重要,”穆爾說,他一直參與評估水電專案的GLOF風險。例如,只有少數研究包含湖泊深度的資料。“這導致了巨大的不確定性,”因此大多數公司都採用基於先前GLOF事件的統計方法,這種方法相當簡單,他說。“迫切需要一種更嚴謹的方法。”

施萬哈特的研究沒有考慮氣候變化,藤田說,這將使情況變得更糟。隨著全球變暖的加劇,由於冰川融化的增加,冰川湖泊將變得更大、更多。去年發表在《水文過程》雜誌上的一項研究發現,1976年至2010年間,喜馬拉雅山脈中部冰川融水湖泊的面積擴大了122%。由於水電專案通常設計執行幾十年,“在變暖的世界中,冰川湖泊將對[源頭]水壩構成越來越大的危險,”藤田說。

此外,喜馬拉雅山脈日益頻繁的極端降雨事件也可能引發GLOFs。2013年6月,異常強烈和持續的暴雨衝破了印度北阿坎德邦喬拉巴里湖的堤壩,造成了毀滅性的洪水,造成該鎮凱達納特6000多人死亡,凱達納特是印度教朝聖者的重要目的地。

“開發商必須密切監測水壩上游的冰川湖泊,”穆爾指出。“並且必須為那些正在迅速擴張的冰川湖泊制定緩解策略,例如嘗試降低水位和建立預警系統。”

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