长白山天池火山溃湖洪水最大流量的初步估算及影响分析-地震地质.pdf

第 ３５卷　第 １期 地　震　地　质 Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１ ２０１３年３月 ＳＥＩＳＭＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＬＯＧＹ Ｍａｒ．，２０１３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４９６７．２０１３．０１．００７ 长白山天池火山溃湖洪水最大流量的 初步估算及影响分析 １，２） ３） ３） ２） 刘俊清 　孙继财 　武成智 　李　克 １）吉林大学地球探测科学与技术学院，长春　１３００２６ ２）吉林省地震局，长春　１３０１１７ ３）长白山火山观测站，安图县　１３３６１３ 摘　要　　 长白山天池火山是目前最具潜在喷发危险的活火山。依据长白山天池火山的必威体育精装版监测 研究成果，结合地形地貌、水文流域特点及天池火山历史喷发类型，重点分析了长白山天池火山未来 喷发时发生溃湖洪水的危险性。利用相关的水动力学公式，建立了溃口规模和洪水湿周、流量和流速 的内在关系。详细分析溃湖洪峰在下游二道白河镇、白山水电站、红石水电站等关键位置的最大流量 ３ 及流速。结果表明，若天池火山湖水溃泄一半即１０亿 ｍ 时，距火山口５０ｋｍ处的二道白河镇瞬时洪 ３ ３ 水流速达８４９０４ｍ／ｓ，该镇将全部被淹没。下游的白山水库、丰满水库将分别受到流量２３５６０ｍ／ｓ和 ３ １５０５ｍ／ｓ洪水的冲击，水库安全受到严重威胁。 关键词　　长白山天池火山　溃湖洪水　灾害　预测 中图分类号：Ｐ３１７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３－４９６７（２０１３）０１－００８５－０７ ０　引言 长白山天池火山是目前中国最具潜在喷发危险的活动火山，历史上曾经有过多次喷发（刘 若新等，１９９８）。近十几年来监测资料证实，长白山天池火山存在岩浆扰动活动，并引发了震群 活动和明显的地面变形（李克等，２００９）。有关的研究表明，目前长白山天池火山正处于由扰动 趋于活动的阶段，未来喷发危险性正在增强（吴建平等，２００３；胡亚轩等，２００４；李克等，２００９）。 长白山天池火山海拔２７５０ｍ，为东北地区最高峰。天池火口湖是图们江、鸭绿江和松花江 三江之源。天池火口湖堪称世界上最高的火山湖。一旦火山爆发，湖底上拱，围岩断层开裂或 巨大滑坡体倾入，都会使湖水溃溢外泄，导致溃湖洪水灾害。天池周边人口众多，距其最近的二 道白河镇就有５万以上的人口，沿着河谷两岸也有成千上万的居民，随时都受到天池湖水迅速 释放所产生灾害的威胁。长白山天池至丰满段为松花江上游流域区，这一地区水域平均坡降为 ５％～１０％，水流流速快，河床槽蓄能力低，极易造成洪水泛滥；该流域分布了红石、白山、丰满等 大型梯级水电站，还有众多的中小型水电站，下泄的洪水将会对这些水利设施造成严重威胁，甚 至危及松花江下游吉林、哈尔滨等大城市的安全。 〔收稿日期〕　２０１２－０６－２５收稿，２０１２－１２－１３改回。 〔基金项目〕　中国地震局２０１２年度青年震情跟踪课题（２０１２０２０２０８）资助。 ８６ 地　震　地　质 ３５卷 １　第二松花江上游流域水文概况 第二松花江上游流域包括二道白河、头道江、二道江等支流（图１）。其中二道白河为南源 松花江正源，起于天池瀑布，于两江 口汇入二道松花江。其流域长度 ７０ｋｍ，流域面积约 ２ ３１５ｋｍ，从河源到河口落差约 １６６７ｍ。这一河段水流湍急，河道受水流强烈冲击，除局部河谷 稍见宽阔外，多为幽深狭窄的 “Ｖ”型峡谷，河流比降为５％～１０％，个别地段可达４０％。天池集 水区和二道白河流域均为非闭合流域，补给水量丰富，年径流系数＞１，若遇洪