浙江省兰溪市地下长河河水泥沙来源与治理对策

桑广书，袁　扬，黄秋亚

(浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江　金华　321004)



浙江省兰溪市地下长河河水泥沙来源与治理对策

桑广书，袁扬，黄秋亚

(浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江金华321004)

摘要：2013年秋季以来，每逢连续性降雨，浙江兰溪市六洞山省级风景名胜区地下长河的泥沙剧增，河水呈褐黄色，给景区旅游业经营造成了严重威胁。地下长河是石灰岩溶洞地下暗河，河水补给源地复杂。对地下长河景区的地形地貌、地层与地质构造、地表水与地下水运动进行分析。在实地考察的基础上，确定地下长河的河水泥沙来自其以东1 650 m的白坑村采石场区域。采石场的扩张不仅危及地下长河生存，而且使地下长河景区周边环境恶劣。依法协调景区发展与采石场之间的关系，采取工程措施与生态措施修复景区范围内的采石场环境，是地下长河泥沙治理的基本对策。

关键词：地下暗河；岩溶地貌；泥沙；地下长河景区

1问题的提出

地下长河位于浙江省兰溪市洞源村六洞山省级风景名胜区的核心景区，属石灰岩溶洞景观。涌雪洞有长度达1 000 m以上的地下河，河水水量稳定，常年不断，清澈见底，游客可乘船游览，是兰溪市乃至浙江省著名风景区。但是，2013年秋季以来，每逢连续性降雨，河水就会含有大量红色黏土、泥沙，甚至夹杂枯枝落叶，泥沙俱下，河水浑浊呈褐黄色，水质严重恶化。这不仅影响了正常的游览活动，也使景区内地下暗河、河道等泥沙淤积，地下长河有变成“地下黄河”的危险(见图1)，对地下长河景区旅游业造成严重威胁。

地下长河处在石灰岩区，地表水与地下水联系紧密，受岩石裂隙、断层等地质条件影响，地下长河补给源地复杂，弄清地下长河的泥沙来源是制定针对性治理措施的基础。本文对兰溪地下长河河水泥沙来源进行研究，在探明泥沙来源的基础上提出治理河水泥沙的对策。

2地貌特点

兰溪地下长河景区位于金华山南坡西南端，向西距离兰溪市6 km，六洞山景区的区域地质状况见图2。金华山属于千里岗山的余脉，是中生代燕山运动形成的断块山地，呈北东—南西走向，最高峰为金华市正北18 km的大盘天(海拔1 312 m)，地势自东北斜向西南。中生代以来金华山以间歇式抬升运动为主，形成有4个台阶的层状地貌：第一级海拔200～300 m，第二级海拔400～600 m，第三级海拔700～900 m，第四级海拔1 000～1 200 m。各级台阶面地形比较平坦，形成积水盆地，一、二级台阶是山地村落、耕地的主要分布区，并建有水库，是地下水的主要下渗补给区。台阶之间地形陡峭，形成深切峡谷。

构成金华山的岩层自下而上包括古生代石英砂岩、石灰岩，中生代石灰岩、砂岩、页岩，新近纪火山凝灰岩，火山角砾岩等[1]。在金华山南坡的山腰分布着一条石灰岩带，该石灰岩带东起金华市金东区源东乡洞井村，西至兰溪市洞源村，东西长25 km，宽约1 km，发育了形态多样的岩溶地貌。地表有岩溶沟谷、溶蚀岩丘、半裸露状的石芽等；地下岩溶地貌有竖井、落水洞、溶洞、地下河、地下瀑布等，尤以溶洞著名。据初步调查，溶洞有50多个[2]，兰溪六洞山风景名胜区，及其以东的金华双龙洞风景名胜区都是著名的风景名胜区。

3地层与地质构造

地下长河是发育在石灰岩地层的岩溶地貌，本文主要分析本区的石灰岩地层与地质构造。

3.1石灰岩地层

3.1.1石炭系石灰岩

(1)黄龙组(C2h)

本区石炭统黄龙组灰岩下段由浅灰色及灰色粉晶灰岩、泥晶—粉晶灰岩等组成，厚度2.00～12.00 m。上段由浅灰色块状粉晶质灰岩夹灰绿色、紫红色泥岩等组成，厚度101.40 m。

(2)船山组(C3c)

本区上石碳统船山组灰岩下段由灰色与浅灰色相间的厚层至块状粉晶质灰岩组成，偶含燧石透镜体，厚度74.12 m。上段由灰色厚层至块状粉晶质灰岩组成，偶含燧石透镜体。

地下长河景区石碳系石灰岩岩层比较稳定，以质地纯正的粉晶质石灰岩为主，岩层厚度大，最大可达190.00 m，是本区溶洞发育的主要地层，也是水泥厂石灰岩开采的重点。

3.1.2二叠系石灰岩

栖霞组(P1q)：本区下二叠统栖霞组为灰黑色含燧石结核灰岩。栖霞组底部与船山组呈整合接触，下部为泥岩段，该段硅质岩和碳酸盐岩夹层较多，以黑色薄至中层硅质岩为主。中部为含燧石结核灰岩段，由灰黑色厚层至块状含燧石结核泥晶生物屑灰岩为主。上部由含燧石结核灰岩与硅质灰岩组成。

由上述本区石灰岩地层可知，中石炭统黄龙组、上石炭统船山组地层由于石灰岩质地纯、厚度大，成为六洞山风景名胜区溶洞发育的主要地层，也因为该组地层的这一特点，成为兰溪各水泥厂原料开采的重点。而下二叠统栖霞组灰岩是六洞山风景名胜区石灰岩溶洞发育的最高岩层，但是由于栖霞组灰岩含有大量燧石等杂质，以及黑色钙质泥岩等，一般溶洞规模较小。另一方面，由于含大量杂质的原因，水泥厂原料开采时尽量避免开采下二叠统栖霞组石灰岩。

3.2地质构造

3.2.1岩层产状与破碎程度

岩层产状控制着岩溶作用的方向和发育程度。本区石灰岩倾向SW，岩层倾角较小，形成缓倾斜岩层，地下水沿岩层层面流动，易于形成近于水平的水平溶洞。

石灰岩的特点是节理、裂隙异常发育。本区石灰岩形成于古生代，石灰岩形成以后经过了长达2亿多年的地质时期，期间有多次构造运动，如印支运动、燕山运动、喜山运动等，使岩石进一步破碎。故本区石灰岩破碎程度较高是地下岩溶地貌发育的重要原因。

3.2.2断裂构造

在区域构造上，江绍深断裂(江山—绍兴深断裂，下同)为华夏构造单元和扬子构造单元的分界线，该断裂倾向SE(见图2)，倾角45～88°，断裂行迹明显，受断裂挤压牵引，断裂带岩石破碎。江绍深断裂经过六洞山风景名胜区南缘，使得六洞山风景名胜区处在浙江省境内2大构造单元的结合部，断裂构造作用强烈，岩石断裂破碎严重。本区次一级有2组断裂[1](见图2)：

(1)东西向断裂。东西向断裂为高角度压性断裂，是本区石灰岩的主要断裂，形成断裂破碎带，控制着本区地下水流向、溶洞发育和伸展的方向。

(2)北东向和北北东向(北偏东22.5°)断裂。断裂规模不及东西向断裂，但该断裂的存在，将本区的石灰岩进一步切割破碎，断层面和断裂破碎带成为地下水流动的主要部位，不仅有助于地下水的流动，而且是溶洞等地下岩溶地貌形成和发育的主要部位。

4地表水与地下水运动

4.1石灰岩区地表水与地下水的关系

石灰岩地区雨水降落到地表以后，汇集的地表水可以通过落水洞、地下漏斗、竖井等直接流入地下转换成地下水，地表水缺乏，但地下水极为丰富，地下河特别发育。石灰岩的细小裂隙中水量少、水流缓慢，但断层等形成的宽大裂隙中水量大、水流快，水的溶蚀作用强，经过长期溶蚀，裂隙会形成地下暗河系统。

石灰岩中的地下水互相连通，形成集水区、汇流区、通过区、排泄区。而地下水的流动往往受岩层、隔水层、裂隙、断裂等控制，与地表地形的状态不一致，甚至形成穿山式地下河[3]。因此，石灰岩地区地下水极为复杂，弄清楚石灰岩区地下水网系统比较困难。

石灰岩区地下水的运动速度和形态多变。由于石灰岩中形成了各种规模的通道、洞穴和裂隙，这些大小不等的“水道”使地下水的运动变化多端。一般来说大洞穴中地下水呈无压水流，而规模较小的通道和裂隙中则可形成有压水流，同一含水岩体中，无压水流和有压水流同时存在，判断地下水的水头非常困难。

4.2地表河流分布

流经六洞山景区的河流有洞源溪和沙溪，其流向主要为南西向。河流流向除决定于东北高西南低的地势外，还与本区东西向、北东向、北北东向断裂有密切关系。河流的集水区主要在东北部和北部的扁担岗、马鞍山、白露尖、大坞坤等山地，海拔500～800 m。这些山地主要由上侏罗统凝灰岩、流纹岩等火山岩构成，岩石相对致密。西山寺西北的莲花洞、栖真寺西北的白云洞是本区海拔最高的溶洞，也是本区石灰岩分布的最高层位(属栖霞组灰岩)。此海拔以下是地表水与地下水交换活跃的石灰岩区域。

4.3地下水分析

确定地下长河的补给来源是确定其泥沙来源的关键。如上分析，石灰岩区地下水网异常复杂，地下水补给区的确定非常困难。对地下长河的地下水补给作如下分析。

4.3.1地形

六洞山风景名胜区位于金华山西南端，此区域地形总的走势为东北高西南低。地下长河洞口海拔99 m，在本区域地势较低处，故地下长河的补给区应在其东北方向。

4.3.2岩石产状和断层走向

六洞山风景名胜区石灰岩倾向西南，岩层内的层间裂隙、层内裂隙也多倾向西南，使地下水更易于自东北向西南流动。从断层走向看，东西向断层为本区主要断层，沿断层易于地下水汇集,形成溶洞等大型地下空腔体。而北东向、北北东向断层也使石灰岩形成断裂破碎带，破碎带丰富的裂隙使地下水易于流动。故本区广泛发育的断层使地下长河的补给区与地表汇水区不一致，可能有穿山式地下河的存在。

4.3.3民间说法

地下长河所在的洞源村(海拔100 m左右)与其东部的白坑村(海拔190 m左右)相距1 500 m左右，分属洞源溪和沙溪2个地表水系，中间山脊形成分水岭。据洞源村民介绍，历来洞源村地下水丰富，地下长河常年不绝，而白坑村地下水匮乏，难觅泉眼或地下水出露。据此推测，白坑村东北地表水汇集后转为地下水，形成穿山式地下暗河，流向西南的洞源村，补给地下长河。

5泥沙来源与景区面临的威胁

5.1泥沙来源

对地下长河景区及其周围进行实地踏勘，以确定地下长河的补给来源(见图3)。

(1)据白坑村村民介绍，每逢较强的降雨，四周雨水汇集于白坑村采石场形成的矿坑，水位最高至265.00 m高程即不再上升，可以推测此高程可能有落水洞存在。查看白坑村采石场，采矿已经彻底改变了该区域的原始地貌，采石场形成2个大型矿坑，降雨时地表水汇聚于这些矿坑，但汇聚于矿坑中的水从未漫出矿坑从沟道下泄，汇集的水亦不知去向，所以汇聚的地表水可从地下暗河排出。

(2)采矿以前，此区域多有不同规模的溶洞洞口，但溶洞通往何处，无人知晓。

(3)地下长河中流出的泥沙多含红色黏土，考察地下长河景区周围环境，除了采石使地表植被剥除，风化壳红色黏土和碎石裸露外，其余区域植被覆盖良好(见图3)。另外，地下长河能够漂出枯枝落叶，是地表枯枝落叶由地下暗河流出，而非石灰岩裂隙水。

可见地下长河现已打通与白坑村采石场的水力联系，原来深埋地下的溶洞现在出露地表，原来降水需经过枯枝落叶层、风化壳、岩层，层层过滤才能进入地下水，现在地表水可直接进入地下水，使矿坑以及被开挖而裸露的山坡上的黏土、泥沙、枯枝落叶，由地下水系统进入地下长河排出，地下长河泥沙来源于白坑村采石场所在区域。

5.2景区面临的威胁

根据上文对地下长河景区地形地貌、地层与构造、地表水与地下水的分析可知，地下长河景区正受到白坑村以东石灰岩开采的严重危害，地下长河泥沙剧增只是危害的直观表现。地下长河景区正面临着严重的威胁。

5.2.1采石场扩张危及地下长河生存

六洞山风景名胜区的涌雪洞、玉露洞、朝天洞、哗哗洞、白云洞、莲花洞皆为石灰岩溶洞景观。地下长河是溶洞内地下暗河，“涌雪洞”是大自然留给兰溪的天赋杰作。地下长河的水文特点取决于其汇水区、补给区、通过区、溢出区的环境。从上文分析可知，地下长河的汇水区与补给区在其东北西山寺、莲花洞、沙帽山，甚至更远的扁担岗、马鞍山一带。2013年本区经历长达2个多月的伏夏而地下长河水流不绝，可见其地表汇水区域、地下储水区域较大。目前，地下长河距离白坑村采石场最西侧仅1 650 m。为了在白坑村采石场采到更为优质的石灰岩，采石场往往向下挖掘，力图采到黄龙组和船山组石灰岩，矿坑往往挖掘得很深。目前采石场使地下长河泥沙大增，带来一系列问题，若任其发展，一旦破坏了地下长河的地下水通道，改变了地下水网，有可能使地下长河彻底断流，“涌雪洞”景观将永远消失，可见采石场的扩张已经危及到地下长河景区的生存。

5.2.2石灰岩开采使地下长河景区周边环境恶化

地下长河景区以西分布着绵延4 500 m左右的采矿区，其对周边环境的影响表现为：

(1)石灰岩本身裂隙发育、岩石破碎，采石场每天的爆破作业会严重破坏岩石自身结构，改变地下水的运动路径和方式，使地下水网发生改变。同时，爆破震动会松动岩体，使岩石的稳定性发生改变，造成溶洞及地表发生塌方、落石等地质灾害隐患。

(2)采石场采石作业一方面造成地下长河景区尘土飞扬，周边树木、房屋上落着厚厚的粉尘；另一方面，隆隆的炮声和持续不断的运石车辆，使地下长河景区非常嘈杂。使之与风景名胜区的环境要求相去甚远。

(3)浙江省道金兰公路是连接金华双龙洞国家风景名胜区与兰溪六洞山省级风景名胜区的主干公路，但该公路也是沿线采石场的运输公路，路面破损、抛石、翻浆几乎是常态，此种环境状况不仅对地下长河景区也对周边景区的旅游业发展造成了威胁。

6治理对策

6.1依法协调景区与采石场之间的关系

本区的石灰岩既是地下长河景区赖以存在的基础，也是兰溪市主导产业水泥生产的原料，地下长河景区要实现可持续发展必须依法协调景区与采石场的关系。

六洞山风景名胜区为省级风景名胜区，依照2006年9月6日国务院颁布的《风景名胜区条例》第九条，风景名胜区有其明确的“范围以及核心景区范围”；第十三条，风景名胜区总体规划中有明确的“禁止开发和限制开发的范围”；第二十六，风景名胜区内禁止进行下列活动：开山、采石、开矿、开荒等破坏景观、植被和地形地貌的活动。对违反条例的活动有明确的法律责任。同时，1999年颁布的GB 50298—1999《风景名胜区规划规范》也对风景名胜区范围、禁止开展的活动、环境保护等有明确规定。

查阅地下长河景区管委会景区总体规划可知，白坑村采石场不仅大大跨越了地下长河景区划定的外围保护地带，而且采矿区域已经进入景区范围甚至核心景区范围。对此，当务之急是依据地下长河景区划定的范围，按照国家法规严格执法，坚决制止风景名胜区外围保护地带以内的采石业。同时，治理六洞山风景名胜区周边粉尘污染、噪声污染、爆破、植被破坏、水土流失、道路交通等环境问题，遏止六洞山风景名胜区环境的进一步恶化。

6.2地下长河泥沙治理

对于地下长河的泥沙治理，在确定泥沙来源区域后，可用测量、岩石构造分析、示踪等方法，确定白坑村采石场内连通地下长河的落水洞、竖井、溶洞、地下暗河等，可采取封闭等工程措施阻断泥沙通道。对于景区内已经形成的采石场，在坚决制止采石业的同时，按照谁破坏谁治理的原则进行生态环境修复，包括采石场矿坑修复和采石区边坡修复。采石场矿坑修复可采取回填、地表覆土复绿等工程措施和生态措施；采石区边坡修复可借鉴高速公路边坡修复的工程措施，采用锚杆挂网喷混植生技术、液压喷播植草技术等成熟技术[4]，快速修复采矿形成的高陡边坡，消除地质灾害隐患，遏止水土流失。保护地下长河赖以存在的资源环境基础，使地下长河自然奇观不致于因以资源环境为代价的矿产开采而破坏。

参考文献：

[1]浙江省地质矿产局.浙江省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989.

[2]徐秀登.金华北山溶洞的分布规律与开发远景刍议[J].中国岩溶,1999,9(3):265-276.

[3]杨景春,李有利.地貌学原理[M].北京:北京大学出版社,2005.

[4]卓慕宁,李定强,郑煜基.高速公路生态护坡技术的水土保持效应研究[J].水土保持学报,2006,20(1):164-167.

(责任编辑张书花)

River Sediment Sources and Countermeasures of Lanxi Underground River in Zhejiang Province

SANG Guang-shu,YUAN Yang,HUANG Qiu-ya

(Geography and Environmental Sciences College,Zhejiang Normal University,Jinhua 321004,Zhejiang，China)

Key words:underground river; karst landform; silt; underground river scenic area

Abstract:From the fall of 2013,whenever there is continuous rainfall, Lanxi Liudongshan provincial-level scenic spot in Zhejiang would experience tremendous increase of silt in underground river, when its river water became brownish yellow, causing serious threat to tourism management. The underground river is a limestone cave underground river with complex water supply sources. By analyzing the landform, stratum and geological structure, surface water and groundwater movement of underground river scenic area and on the basis of site visits, it was confirmed that the underground river sediment comes from Baikeng village quarry area, which is 1 650 meters to the east of the scenic area. The quarry expansion not only endangers the survival of underground river, but also worsens the surrounding environment. The basic countermeasure for underground river sediment governance is to coordinate the relationship between scenic spot development and the quarry, and to restore the quarry environment in scenic region by adopting engineering and ecological measures.

收稿日期：2015-09-06

基金项目：国家自然科学基金项目(41171430)。

作者简介：桑广书(1963-)，男，教授，博士，主要研究方向为地貌学、旅游地理学。E-mail:sgs63@163.com

中图分类号：S157.1

文献标识码：A

文章编号：1008-701X(2016)02-0058-04

DOI：10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.02.016