炳靈寺石窟淤積泥沙狀況\\成因分析及治理措施

［摘要］1967年劉家峽水庫蓄水后，炳靈寺附近黃河河床迅速抬升，形成了黃河泥沙倒灌；夏、秋季節，山洪所攜帶的泥沙在炳靈寺石窟前的大寺溝內大量淤積。據初步測算，目前所淤積的泥沙高程超過警戒線的16米，約有70萬立方米，極大地威脅著炳靈寺石窟的安全。本文試圖通過對近幾年來觀測的數據和炳靈寺石窟周邊環境現狀和水文資料的研究，提出對炳靈寺石窟泥沙淤積的治理方案，以供將來清淤排沙時參考。

［關鍵詞］炳靈寺石窟；文物安全；文物保護

［中圖分類號］G264 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-3115（2011）020-0105-03

一、石窟概況

炳靈寺石窟位于甘肅省永靖縣境內的劉家峽水庫西端，距蘭州約145公里，距臨夏市70公里，距劉家峽大壩54公里。窟群由上寺、下寺和洞溝三部分組成， 始創于十六國西秦時期，距今有1600多年的歷史，是我國最早的石窟寺之一，后又歷經北魏、西魏、北周、隋、唐、宋、元、明、清諸歷史朝代的開鑿修繕。現存窟龕計216個，石刻造像680尊，泥塑造像108尊，石胎泥塑造像27尊，壁畫約1000平方米，各類佛塔56座。這些優秀的文化遺存，具有極高的考古、藝術價值。特別是第169窟的西秦建弘元年（420）題記，是國內石窟中發現的最早的紀年題記。另外，炳靈寺石窟在美術雕塑和佛教藝術史上也占有重要地位。1955年成立了專門的保護機構——永靖炳靈寺文物保管所，1961年3月4日被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位，2000年，永靖炳靈寺文物保管所升格為甘肅炳靈寺文物保護研究所。

二、泥沙淤積的原由與狀況

炳靈寺石窟所在的大寺溝，原是一個長約1000米、寬約90米、深約20米（石窟群以下）的峽谷，石窟位于峽谷西邊的懸崖峭壁上。谷底與最低處的洞窟相距約12米。這種地勢地形數千年來未發生大的變化，炳靈寺石窟也就在這山溝里“安全”地度過了1600多年。20世紀60年代，國家決定在黃河上修建劉家峽水庫，這一決策給炳靈寺石窟的文物保護工作帶來了難題。

1967年，劉家峽水庫修成后，黃河河床迅速抬升，黃河攜帶的大量泥沙倒灌進大寺溝，與山上流淌下來的泥沙在這里匯集，深邃幽靜的大寺溝難以承受兩股泥沙的侵襲，由深溝變成了平地。據測量，溝底高程由1968年的1720米升至2003年的1735.8米，35年中淤積了15.8米，窟前淤積的泥沙平均每年以45公分的速度抬升，高達16米的石窟防護堤壩近剩0.2米，許多洞窟變成了地下窟。2003年5月4日，下暴雨時山洪暴發，當日在石窟前淤積的泥沙就達80公分之多。2005 年10月，在景區基礎設施建設工程中，工作人員利用廣場回填土方的機會從窟前清理出淤積泥沙2.5萬余方，開挖出了一條寬3米、深1.5米、長500余米的排沙溝。可是在2006年7月30日， 一場暴雨使山洪暴發，開挖出的溝槽又恢復原狀。

泥沙的大量淤積，無形中形成了一座隱性“水庫”，泥沙高程超過了洞窟高程，窟內長期滲水。根據2003年8月的記錄，在第144、第145、第146窟前每小時滲漏的水多達144公斤。根據2005年9月5日至10月5日一個月的統計，第144、第145、第146窟前平均每天的滲水達1500斤。泥沙的淤積已經嚴重威脅到石窟的安全，而且這種威脅越來越嚴重，治理和清理窟前的淤泥已經到了刻不容緩的地步。另外，138、144、145、146、191等洞窟圍巖潮濕，壁畫酥堿，石雕造像、佛塔粉化斑落現象非常嚴重，一直也得不到有效根治。若不組織人員對滲水點滲出的水及時處理，后果將不堪設想。目前，淤積泥沙高度僅底于第138、144、145、146、191等洞窟0.4～0.8米，防護堤壩有效高度已不足3米。

炳靈寺石窟前淤積的泥沙，一部為劉家峽水庫蓄水期倒灌入大寺溝內的黃河水挾帶的泥沙，一部分為山洪暴發挾帶的大量沙石。就沉積量而言，前者少于后者。

劉家峽水庫修成后，炳靈寺石窟周圍的小氣候受到影響，窟區周圍雨水普遍增多、集中，濕度增大。根據2006年的測量，窟內平均濕度在60%以上。濕度的增大促使巖體物理風化，化學容蝕加劇，巖體崩裂坍塌，巖面酥松易碎現象日益明顯，逢暴雨時山洪被挾帶泥沙涌入大寺溝中，溝底堆積沙石量明顯增多。根據永靖縣水文站的紀錄，1952～1968年年均降雨量為295毫米。劉家峽水庫建成后，1970～1987年年平均降雨量為357毫米比建庫前增加了21%，近年來還有繼續增加的趨勢，降雨多集中在8、9月。

大寺溝上游溝谷狹窄，成英文中的“V”字形泥石流溝，寬度一般為4～7米，但是，水滴嶺下游石窟前的大寺溝段寬度猛增至90多米，溝底平緩，無固定泄洪溝槽。洪水一出水滴嶺便到處散流，流速減緩，搬運泥沙能力減弱，大量泥砂被沉積。

黃河水位抬升對洪水的頂托作用，使洪水排泄受阻，造成泥沙大量沉積。未建劉家峽水庫前，來自大寺溝洪水以較大坡降和流速攜帶泥沙注入黃河干流，在炳靈寺窟前大寺溝中難以形成淤積或淤積甚微；劉家峽水庫蓄水后，條件發生了很大變化。在高水位期，黃河水已從黃河主干流溢出，倒灌進大寺溝約700米，而這時也正是大寺溝洪水期，這就是說大寺溝洪水的入河口后退了700米長，正好位于炳靈寺第171龕唐代大佛前面，大寺溝洪水至此受到阻力，速度突然降低，從上游攜帶的部分泥沙便沉積下來 。1994年炳靈寺第171號龕前淤積高程為1733﹒7米，2005年清淤后的高程為1736.7米。2006年7月30日山洪后又有所增加，但這還不是最終淤積高程，隨著大寺溝內淤積泥沙高程的不斷抬高，汛期大寺溝洪水入河口還會繼續向南推進。

炳靈寺石窟窟龕最集中的下寺區南北長200米，從石窟最南端至溝口（黃河岸邊）距離為1000多米，這些區域前的大寺溝段是水庫每年60天蓄水期的淹沒區。大寺溝口黃河對面是積石山縣所轄魯坪村的魯班灘，魯班灘處于黃河在石林“萬笏朝天”急劇改變黃河流向的彎道內側，大寺溝處于外側。水庫未蓄水前，魯班灘于大寺溝口的地勢較低，但是，在水庫蓄水后，魯班灘與大寺溝口均為沙質沉積物所抬高，高程幾乎相平。二者均為水庫蓄水期的淹沒區。通過實地調查不難發現，這些區域處于劉家峽庫尾，在水庫蓄水期黃河流速由急變緩，河床迅速加寬，是河水挾帶泥質的有利沉積地帶。

黃河挾帶的泥質在大寺溝口沉積，使石窟前大寺溝段地形急劇變緩，為山洪挾帶泥質在窟前創造了條件。

大寺溝植被不發育，溝壑很多，為其提供了豐富的泥石流物質來源，汛期上游洪水以較大的流速和流量攜帶著大量的泥砂及少量的礫石順流而下，大量沉積在石窟前。

過度放牧，植被遭到破壞，使雨水對巖面的洗刷作用增強。炳靈寺石窟周邊的村民常年將大量牛羊趕進石窟重點保護范圍內進行放牧，不僅破壞了植被，而且在石窟區頂部經常有羊只踩落危石，威脅到游客安全。

三、窟前淤積泥沙直接危及到石窟安全

炳靈寺石窟所在周圍地理環境為典型的峰林型丹霞地貌、石窟多集中于西面山崖上。石窟依附地質體及出露的地層為白堊系砂巖、礫巖互層。巖體結構層理復雜，裂隙發育，砂粒多且大小不均，碎屑粒直徑以0.08～0.12毫米占多數，其次為0.12～0.15毫米，碎屑分選性好，磨圓度以次棱角狀居多，少數次圓狀，碎屑含量約占巖石總量的85%。泥質膠結物含有少量方解石，鱗片狀黑云母及綠泥石，泥質大多數圍繞碎屑顆粒呈薄膜狀分布，少部分填充在碎屑顆粒空隙間；以泥質膠結物為主，膠結程度差。整個礦物成分含量為：石英45%、長石25%、碎屑15%、泥質15%。巖體抗壓強度小，空隙度大，抗風化能力弱。泥質膠結物中蒙石礦物含量相對較多，蒙脫石吸水易膨脹崩解，使得砂礫巖的泥質膠結物受到破壞，導致巖體風化。山體底部部分文物常年處于潮濕狀態（見表1）。

由表1、表2可以看出，潮濕區文物保存狀況差于相鄰干燥區。另外，距壩底57厘米以下巖面粉狀、層狀、塊狀脫落現象嚴重，自北向南脫落現象明顯加劇。

下寺區石窟群頂部有一自然前伸巖體遮檐，雨水不能直接淋濕石窟。上層崖壁洞窟粉化脫落現象不及下層，說明崖壁滲水不會滲至窟底，由此可以得出滲水來自窟前的大寺溝。

四、泥沙治理措施

炳靈寺石窟窟前淤積泥沙日漸抬高，使洞窟病害日益嚴重，對其進行治理已到了刻不容緩的地步。根據與有關專家的討論，并結合炳靈寺實際情況，現提出以下治理措施：

（一）開溝泄水

從水滴嶺處流淌出的洪水在石窟前沒有固定的溝槽，洪流滿溝散流，泥沙不能有效地搬運出去，在窟前大量沉積。若從水滴嶺至黃河邊掘一條深2～4米、寬3米左右、有一定坡度的溝槽，將洪流集中排泄，這不僅增強洪水對泥沙的搬運能力，而且對已沉積的泥沙沖擊和搬運作用，同時也能有效避免河水到出運送泥沙。這種臨時性的搶救石窟排泄泥沙也較為經濟，這是一個臨時性救急式的措施，也是一個較為經濟的方案。

（二）清理窟前泥沙

據初步估計，窟前淤積的泥沙約70萬立方米，洪流最高水位超過低層洞窟，距防護堤壩頂不足1米。只有將窟前淤積的泥沙清理，才能有效緩解石窟面臨的危機。這也是保護石窟的一種臨時性措施，并不能從根本上解決問題，且需要經常性清理，費時、費資、費力。

（三）筑壩治沙

在大寺溝內泥沙來源最多的直溝內修建多個攔砂提壩，將泥沙攔截在直溝內，降低洪水攜帶的泥沙量，減少大寺溝內疏松泥沙的沉積。這樣做也未嘗不是一種可行的辦法，但有可能對將來的治理工作帶來更大的麻煩。

（四）綠化治沙

綠化治沙是一條比較有效而長遠的辦法。也是從源頭上解決泥沙病害的合理途徑。根據記載，20世紀50年代以前，炳靈寺周圍山上有大片森林覆蓋，山上的植被非常好。1958年大煉鋼鐵時，發動群眾到這里砍樹，森林幾乎砍伐殆盡。再后來，附近幾縣的農民大量到這里砍燒柴，植被遭到更大的破壞。這種過度砍伐是造成炳靈寺石窟前淤積泥沙的因素之一。目前需要做的是：繼續禁止砍伐樹木，保護已有的原始植被；禁止過度放牧，牛羊過多對植被的破壞也極為嚴重。適當地在周圍山上種植抗旱能力強，成活率高的植物，以求有效得保護植被。

［參考文獻］

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