2008年发生的汶川地震及滑坡堰塞湖等自然灾变让人触目惊心。汶川及其周边地区作为地形陡峻的地震多发区，在史前时期也常发生大地震和相应的次生灾害（Lin and Wang, 2017）。岷江上游是流经该地区的最大河流，许多研究表明，不论是在现代还是地质历史时期，都有堰塞湖发育，其中叠溪堰塞湖和汶川堰塞湖的规模最大。
堰塞湖是指崩塌滑坡体等阻塞河道，迫使堰塞体上游河道水位抬升，形成的相对静水的区域。在地形起伏较大的深切峡谷地区，如岷江上游常常发生。我们针对汶川古堰塞湖开展了系统的研究，重建其年代和规模，对溃决洪水及向下游的传播过程进行模拟，并探讨了该堰塞湖对周边古文化的影响。
岷江上游示意图（修改自 Fan et al., 2024）
1. 汶川滑坡古堰塞湖的识别
在汶川县城东北约5km处的岷江干流，残存有200余米高的滑坡体，滑坡平面形态呈长舌状，后缘圈椅状地貌明显。滑坡体从岷江左岸滑来，冲向右岸。滑坡体松散沉积物的岩性以灰岩为主，夹有少量千枚岩，与岷江左岸山体岩性一致，而右岸山体岩性为花岗岩，因此滑坡体容易被识别和确定范围。
图1 汶川古堰塞湖示意图
A 古堰塞湖分布范围及相应沉积物采样点；B 古滑坡体卫星图；C 残留的古滑坡堰塞坝（修改自 Fan et al., 2024）。
在滑坡体的上游，存在湖相和三角洲相沉积物（Liu et al., 2018），由于该堰塞湖较狭长，来水量较大（年径流量约为库容的五倍），因此水动力较强，该堰塞湖库尾的沉积物与典型三角洲沉积物的特征有一定的差异，如虽然总体由下而上粒径逐步变细，但中间也有粒径变化。而堰塞坝的下游存在典型的溃坝特大洪水沉积物（Carling, 2013），暴露的沉积物剖面在水平方向上整体呈灰色，沉积物整体有层理或斜层理发育，细部表现为粒度相似的混合层。该剖面碎屑以灰岩为主，兼具千枚岩碎屑，与古堰塞坝坝体岩性一致。碎屑形态主要为棱角状，局部夹杂有磨圆度较好的卵石，砾石碎屑均呈水平排列，分选性相对较好，由大量均一单元组成，而且在砾石孔隙中几乎无粉砂或粘土填充，也未出现风化特征沉积物，为快速搬运沉积。
图2 古堰塞湖对应的沉积物
A和 B 为湖相沉积物， C和D 为溃决洪水沉积物（修改自 Fan et al., 2024）。
通过对沉积物光释光和14C测年结果的分析，确定了该堰塞湖形成于1.3万年前，坝高200余米，回水长度50余公里，形成初期坝体小，部分漫顶溃决，但大部分坝体保留，并持续到距今4.7千年时溃决消失。形成和最终溃决的原因，极有可能均由地震触发（Lin and Wang 2013）。
通过堰塞坝下游的溃坝特大洪水沉积物的分布高程确定洪水位，重建得到堰塞湖溃决洪峰流量每秒达2.2万立方米，为该河段实测最大暴雨洪水的七倍。根据洪峰流量和总水量，模拟了溃决洪水向下游传播的过程，结果表明，溃决洪水洪峰流量在下游90公里峡谷河段几乎不衰减，但流过都江堰范围进入成都平原后，呈现快速衰减趋势。在充分考虑洪水重建的不确定性的情况下，可以确认洪水进入成都平原时能够从河槽漫出。此外，成都平原江安河边红桥村的洪水剖面记录了多次古洪水沉积，其中4.7千年前的洪水沉积厚度明显比其他洪水厚，颗粒粒径也明显比其它期次的洪水沉积粗（Huang et al., 2020），该洪水沉积极有可能对应了汶川古堰塞湖的溃决洪水。
图3 古堰塞湖溃决洪水沉积物及模拟
A古堰塞湖及下游河道，B溃决洪水及调查最大暴雨洪水比较，C玉堂剖面显示的溃决洪水沉积物，D 溃决洪水在坝下游和都江堰的流量过程线，E红桥村洪水沉积剖面（修改自 Fan et al., 2024）。
2. 汶川古堰塞湖与营盘山遗址
研究区域地处藏彝走廊的核心地带，自古以来便是人群迁徙、文化交流的重要孔道。岷江上游的营盘山遗址是五千年来长江上游重要的新石器时代文化遗址。营盘山文化继承了黄河上游马家窑文化的传统，对成都平原的宝墩文化产生了重要影响。营盘山遗址位于岷江左岸高出河面约100余米的台地上，营盘山及周边遗址曾出土渔猎遗存，似与今日河水湍急且较少鱼类繁殖的岷江相差较大。本文古堰塞湖的研究可以很好的解释这一问题。我们推测，汶川古堰塞湖的形成及人类在湖岸的活动，形成了营盘山等十多个文化遗址。古堰塞湖消失的年代（4.7千年）与营盘山遗存衰落的年代大致相同，据此我们推断，古堰塞湖的消失在一定程度上影响了营盘山文化及其人群的生活方式，并推动了部分营盘山先民次第向成都平原的人口迁移，继而促进了成都平原宝墩文化的后续形成。
图4 古堰塞湖及周围新石器时代文化
A古堰塞湖周边的新石器时代遗址（五角星为规模最大的营盘山遗址，其他遗址如红点所示）；B古堰塞湖相关剖面及营盘山相对位置关系； C营盘山遗址附近湍急的岷江（拍摄于2019年7月9日，流量313m³/s，接近常年平均流量）；D 波西遗址出土的约五千年前的石网坠；E营盘山遗址出土的约五千年前的蚌刀；F营盘山遗址航拍图（修改自 Fan et al., 2024）。
虽然堰塞湖的灾害效应已引起学者的广泛关注，然而堰塞湖也有有利的一面。如本研究中的堰塞湖，为周边提供较为稳定的生存环境，成为先民生存繁衍的重要地点。另外，与岷江上游地区类似的地质灾害多发区，地质灾害等因素对地貌发育及人类文明演进更替的影响也应被重新审视。
本研究得到第二次青藏高原科考项目（2019QZKK0204）和四川大学考古科学中心开放课题（23SASA04）等资助。第一作者为四川大学水利水电学院副研究员范念念，相关问题可通过邮箱[email protected]与作者交流。更多详情，请进一步阅读原文和下列参考文献。
主要参考文献
[1] Carling, P. A., 2013. Freshwater megaflood sedimentation: What can we learn about generic processes? Earth-Sci. Rev. 125, 87-113.
[2] Fan, N., Yang, X., Storozum, M. J., Cheng, X., Li, L., Liu, W., Lin, Z., Liu, X., 2024. Geoarchaeological evidence of an ancient landslide dam (13–4.7 ka) and consequent outburst flood on the Minjiang River near Wenchuan, China, Catena, 242, 108137.
[3] Fan, X., Scaringi, G., Korup, O., West, A J., van Westen, C. J, Tanyas, H., Hovius, N., Hales, T. C, Jibson, R. W, Allstadt, K. E, Zhang, L., Evans, S. G, Xu, C., Li, G., Pei, X., Xu, Q., Huang, R., 2019. Earthquake-induced chains of geologic hazards: patterns, mechanisms, and impacts. Rev. Geophys. 57 (2), 421-503.
[4] Huang, M., Zhu, C., Ma, C., Yang, Z., Liu, Y., 2020. The Hongqiaocun Site: The earliest evidence of ancient flood sedimentation of the water conservancy facilities in the Chengdu Plain, China. Catena 185 (104296) (2020).
[5] Lin, A., Wang, M., 2017. Great earthquakes and the fall of the Sanxingdui and Jinsha civilizations in central China. Geoarchaeology 32 (4), 479-93.
[6] Liu, W., Cui, P., Ge, Y., Yi, Z., 2018. Paleosols identified by rock magnetic properties indicate dam-outburst events of the Min River, eastern Tibetan Plateau. Palaeogeogr. Palaeocl. 508, 139-147.
