广西宁明花山岩画水害分析及保护对策

　　1．概况

　　广西左江流域的岩画是我国南方岩画的杰出代表，现已发现80余处岩画点，其中位于左江支流明江右岸陡崖上的宁明花山岩画，长约172m，高约50m，最高处距江面约80m，底部高出江面30m，面积约8000m2，现存人物、动物、器具等各种图像1900多个，是左江流域及至全国岩画最集中、内容最丰富、规模最大的岩画群。岩画涂抹在自然崖壁岩体上，现存图像1900多个。根据考古断代和对覆盖画面的石钟乳进行放射性碳素断代分析，岩画的年代上限为战国，下限为东汉，距今约2000年，为战国至汉代时期壮族先民骆越人涂绘。宁明花山岩画在世界岩画中占有重要地位，具有重大的历史文化、美学艺术、民族史研究、鉴赏教育等价值。

　　上千年的自然营力和地质营力的作用，花山岩画存在崖壁岩体开裂变形、岩画岩体开裂、片状剥落、岩画色彩脱落减褪、水的侵蚀溶蚀破坏、钟乳石沉积覆盖壁画等病害，严重威胁岩画的安全存在和环境安全。花山岩画的保护工作刻不容缓，迫在眉睫。

　　本文在吸取已有调查研究工作及成果的基础上，通过勘察、研究、分析，主要针对花山岩画的渗水病害做出分析、评估，并提出相应的保护对策。

　　2. 花山岩画的自然环境条件

　　2.1 地形地貌

　　花山地貌上属峰丛洼地地貌区。花山岩画位于花山陡崖峭壁岩体上，俯临左江支流明江，崖

　　壁高差100m～250m，宽约200m，岩画崖壁下部呈负坡，对岩画有一定的遮护作用。

　　2.2 地质构造

　　花山断层是本区的控制性断层，花山岩画就涂绘在花山岩画断层崖壁岩体上。

　　花山岩画整个立壁岩体内无断层发育，区内未见褶皱。层理裂隙面是花山岩画岩体的主要构造，为花山岩画水的渗流提供了条件。除此组层面裂隙外，花山岩画区主要发育有三组构造节理和各种形态的风化裂隙。

　　2.3 地层岩性

　　花山岩画崖壁岩体的岩性为中石炭系黄龙组（C2h）浅灰色～灰色厚层～巨厚层状生物碎屑微～泥晶灰岩夹中薄层生物碎屑灰岩，化学成分以CaO为主，对水的作用反应敏感，在水的作用下易产生溶蚀、钟乳石沉积等岩溶破坏。

　　花山岩画区南侧侵入的岩浆岩脉，岩性为强蚀变的黑云母花岗斑岩。

　　2.4 水文条件

　　本区地下水主要有岩溶裂隙水和第四系松散堆积物孔隙水2类。

　　2.5 气候条件

花山地区地处北回归线以南，属温暖亚热带季风型气候，高温多雨，多年平均降雨量1242.2mm；多年平均气温19℃～22℃，历年极端最高气温达40.8℃（1958年5月）；空气相对湿度较大，年平均值为79%；全年以东风频率最大，东北风、西南风次之。风对岩画的影响有2个方面：（1）风夹杂泥沙的磨蚀作用；（2）将雨水吹落到岩画崖壁上，产生水的侵蚀破坏。

　　3. 水害的特点及类型

　　3.1 水害特点花山岩画存在的水害有以下特点：（1）对岩画有侵蚀破坏水害主要有2种：裂隙渗水——生成钟乳石（包括黑色水挂痕迹）对岩画的覆盖、掩埋；面流水——形成覆盖岩画的膜状钙质沉积（包括白色水挂痕迹）；（2）渗水量很小：裂隙渗水和面流水水量较小，几乎很难见到流动的水流；（3）水害受地貌特征和构造控制，崖壁不同区域遭受水侵蚀破坏形式不同：岩画北侧区域以面流水的侵蚀为主，崖壁中部以裂隙渗水为主；（4）裂隙渗水受沉积层理裂隙控制；（5）花山岩画崖壁受水面积较大，水源途径较多。

　　3.2 水害的类型

　　花山岩画存在的水害主要有2种类型：（1）沿裂隙渗流的点滴状或线状渗水（2）沿崖壁漫流的面状渗水

　　裂隙渗水：花山立壁中裂隙纵横交错，构成了立壁岩体的渗流网络通道。崖壁中主要发育1组缓倾角的层面裂隙和3组陡倾角的构造裂隙。层面裂隙产状为165º～190º∠16º～20º。层面裂隙延伸长度大，张开性好，表面张开度一般为0.5～2cm，最大可达6cm。层面裂隙是花山岩画崖壁中的主要结构面，也是岩体内部渗水的控制性渗流通道，岩画区的裂隙渗水以层面裂隙渗水为主。

　　岩画崖壁发育有17条层面裂隙，每条层面裂隙均有出现不同程度的渗水。其中渗水严重的区域主要集中在崖壁中部的6#、7#、8#层面裂隙区域，高程180～220m，这几条层面裂隙的张开性好；上部的1#～5#裂隙和其下部的9#～12#裂隙渗水很小，位于岩画区北段下部的13#、14#、15#、16#四条裂隙渗水也相对较弱。现岩画崖壁上有50多处渗水点，大部分沿层面裂隙出露渗流，少部分沿层面裂隙和构造裂隙的交汇处出露。

　崖壁面流水：花山岩画崖壁上存在3个受面流作用的区域。

　　面流区域1——位于崖壁北段的中下部，受崖壁形态和山体地形控制。影响面积上小下大，呈直角L状。下宽50m，上宽25m，高130m，影响面积约5047m2。该区域的面状渗水主要是雨水沿坡体表面和崖壁漫流造成的，水流量主要受气候和降雨量控制。

　　面流区域2——位于崖壁中段下部，呈长方形，宽20m，高65m，影响面积约1346m2。该区域的面状渗水量相对较小，肉眼很难观测到水流，水的主要表现形式为附着在崖壁面上的水膜，使崖壁处于潮湿状态。

　　面流区域3——位于崖壁中段的南侧，占据了上下整个崖壁，呈长条带状，宽约12m，高约150m，面积约1864m2。该区域的主要特征是崖壁表面布满大小不一的石钟乳，下部发育有岩画区最大的石钟乳，由上至下的石钟乳成串悬挂。该区域出露1条近直立的构造裂隙，从上至下切穿10余条层面裂隙，上端形成溶蚀凹槽。

　　崖壁漫流直接受大气降水的影响。其特点是影响区域大，呈面状分布。

　　4. 水对岩画造成的危害

　　4.1 裂隙渗水的危害：

　　裂隙渗水溶蚀作用，形成溶孔和溶蚀沟槽，破坏了岩画的整体美观，同时水对灰岩岩石的溶蚀、运移程中产生的CaCO3沉淀，形成各种规模、形态的石钟乳，这些石钟乳沉积在岩画上，就产生岩画的覆盖掩埋危害。裂隙渗水的部位都对应发育有规模不等、形态各异的石钟乳，其规模与裂隙渗水的水量大小和持续时间有关。石钟乳发育生长受水流方向的控制。

　　4.2 漫流渗水的危害：

　　面流的直接危害是沿着面流的区域沉积留下钙质沉积物的痕迹，或在影响区域形成膜状钙质沉积。面流形成的钙质沉积，在岩画壁面上表现为条带状、现状、面状等形态白色、灰色、黑色的水痕，对岩画产生覆盖破坏。在面流区域1，大气降水形成钙质沉积破坏最严重。整个崖面分布了很多自上而下呈流动状的白色、灰色、黑色钙质沉积，覆盖了北端区域的岩画，对岩画造成严重损害。面流区域2的膜状钙质沉积中，含有一定量的泥质成分和砂粒。除膜状钙质沉积对岩画的覆盖破坏作用外，钙质膜在阳光的曝晒下开裂、起翘，诱发其下粘附的岩画发生破坏。在面流区域3，面状渗水与裂隙渗水共同作用，形成大规模的石钟乳。后期形成的钟乳石对岩画有覆盖破坏作用。

　　5.渗水机理分析

　　花山岩画的水害与地貌、构造迹线（沉积层理裂隙、断裂构造）和大气降水密切相关。

　　5.1  裂隙渗水机理分析

　　补给源：花山岩画崖壁岩体裂隙渗水的补给源有3个区域：后坡汇水区域；崖顶岩洞发育区域；北侧坡体平缓地貌区域。

　　裂隙渗水机理：花山岩画区域汇水面积较大，但在花山岩画崖壁及其周边区域未发现泉水或地下水出露，花山岩画南侧与岩层交切的裸露的崖壁也未发现较大的渗水点，只存在较弱的裂隙渗水，说明花山岩画岩体的水大部分通过溶洞、裂隙、地下暗河排泄到明江。

　　花山岩画崖壁岩体的裂隙渗水以层理裂隙渗水为主，水的运移、渗流受层理裂隙控制。

　　① 山体顶部的入渗区：花山立壁顶部的地貌为2个驼峰状的平台，总面积约4800m2。基岩裸露，由于水的溶蚀作用，花山顶部区域溶蚀裂隙、溶沟和落水洞等岩溶现象十分发育，为大气降水的入渗提供了条件。但花山岩壁上部区域及1-5#裂隙几乎没有裂隙水渗流，说明入渗的水流大部分沿层面裂隙往南流出区外，加上山顶大气降水的入渗面积有限，花山崖壁山顶的渗水对花山岩画崖壁裂隙渗水影响较小。

　　② 来自花山后部山体的渗水：花山岩画立壁山顶以东山坡入渗的雨水，位于地下分水岭的东侧，主要流向位于岩画崖壁南侧后部的洼地。洼地区域落水洞的排泄通道十分畅通，通过落水洞顺利将汇水区域的降水排泄掉，未形成长时间积水。山体后部区域及洼地的渗水对岩画崖壁没有影响。

　　③ 立壁北侧山坡入渗区：在立壁岩体中发育1组缓倾角的层面裂隙、3组近直立的构造裂隙以及风化裂隙。其中层面裂隙贯通性好，延伸长，贯穿整个立壁，是区内裂隙渗流的主要控制性通道，花山岩画立壁岩体渗水受面裂层面裂隙控制。岩画崖壁中发育的17条层隙均在北侧山坡表面露头。大气降水沿北侧山坡产生的地表面流，顺层面裂隙入渗进入岩体渗流网络。北侧山坡地形相对平缓，并覆盖有堆积物，也为大气降水的赋存和下渗提供了条件。北侧山坡的渗水是花山岩画崖壁裂隙渗水的主要水源。

　　6. 水害治理对策

　　治理工程的设计思想：花山岩画的水害治理工程设计思路和原则应抓住重点，分期实施，首先解决主要的病害及主要病害的主要渗水源、主要渗水途径。本次水害治理工程设计为第一期工程，根据第一期治水工程的效果，再行决策是否实施第二期治水及如何治水。

　　水害治理工程的目的是通过采取有效的工程措施，解决由于崖壁岩体地貌产生的面流水害和6#层理裂隙以上（岩画以上）的裂隙渗水、面流；封堵主要的渗水补给源区域的水流补给，截断渗流途经。

　　主要工程措施是修建2条截水、排水功能的排水沟截断流向岩画崖壁的面流水和裂隙水；对主要渗流区域——北侧坡体的各类裂隙进行灌浆、封堵工程。