店頭古村落地質環境分析

李 佼，王崇恩

（太原理工大學 建筑與土木工程學院，太原030024）

1 保護與開發工作中的必要性

1.1 考古價值

店頭古村落是我國第五批歷史文化名村之一，也是太原市唯一的一個歷史文化名村，其行政區劃現屬太原市晉源區晉源街辦所轄。它座落于呂梁山支脈太原西山“九峪之首”的風峪溝中，四周群山環繞，北依蒙山，南面龍山，西望妙前山，東鄰太山；季節性河流的風峪河自西向東從村南流過，最后匯入汾河；村前有太古公路穿過，交通十分便利。

店頭古村落是一座以石碹窯洞為主體的古堡，東西綿延1km；其依山就勢，據有關專家考證，是始建于古代先秦的軍事戰略要沖［1］。雖歷經千年的風雨滄桑、歷史的血火考驗，依然保持了其軍事特色的建筑原貌。它憑借其獨特的建筑風格、深厚的歷史文化內涵，在全省乃至全國實屬罕見；其險要的軍事戰略要沖，也成為山西甚至全國古堡群中的不可多得的瑰寶。店頭古村落東距晉陽古城5km，近年出土金棺槨的太山龍泉寺，距古村落東也僅有1km，周邊還有聞名于世的蒙山大佛、天龍山石窟、晉祠等名勝古跡。周邊這些古跡的存在，更彰顯出保護與開發店頭古村價值的獨特魅力。現僅保存有主體基本完好的古窯就有460余間，總體分前后三排、上下四層，錯落有致，窯與窯之間互通暗道，可從村東至村西，縱伸的串通暗道可以引領人們從地下一層到達半山腰的最高一層［2］。在每一個古窯中，分別辟有窗戶、瞭望口。在一些窯洞中有石碾、儲水石槽、儲糧之室。有一些窯洞的通風、采光、排水等系統設施齊備、科學合理。古窯機關重重、縱橫貫通，既可隱蔽，又可出擊，體現了古堡的詭秘與神奇。一些專家從古堡的古窯間數測算，原規模的古窯群落在古戰爭時期可屯兵上萬。古堡的古窯群建筑無論是整體布局還是實用價值，都體現了當時在建筑設計方面的別具匠心，反映和凝聚了古代人民的智慧與晉陽文化的底蘊，因此極具有保護與開發及科學研究價值意義。

1.2 地質環境分析的必要性

如何保護、開發與整治好店頭古村落，可以肯定地說不單單是建筑學科領域的任務，它應是一項涉及多學科領域的系統工程。特別是在景觀整治方面，首當其沖亟待解決的就是所處的地質環境基礎研究問題。地質環境作為店頭村的宏觀背景，在保護與開發整治中自然應把其放在首位考慮，一旦忽視或脫離了當地的基礎地質環境的實際情況而去主觀地進行景觀設計，不分析其是否有可行性，就可能會對保護與開發工作造成不可挽回的損失與嚴重的后果。目前國內對古村落的保護與開發在其基礎地質環境方面的研究并沒有引起重視。對店頭古村落的基礎地質環境研究盡管是科學保護與開發中需解決的首要問題，但直到目前還未見到有關的研究成果。

2 地質特征

2.1 地貌

在太原西山地區的東南端，有著名風景區為蒙山與龍山。在兩景區間的低山地帶有一長溝，歷史悠久的風峪溝。風峪溝主溝長約10.5km，走向東偏南，溝中發育有一條季節性河流－風峪河，店頭村就處于距風峪溝口約3km處風峪河的北側。

風峪河發源于廟前山東南側，從風峪河溝口以上算起，流域面積約39.45km2，河床縱坡降52.0‰。從店頭水文站以上算起流域面積約33.9km2。

從店頭古村落周邊地貌分區圖（見圖1）可以得知，該村落一帶的地貌屬構造剝蝕侵蝕溶蝕的低中山區，溝底為碳酸鹽巖，出露地層為奧陶系峰峰組石灰巖，南北兩側的中低山為碎屑巖區，出露為石炭系太原組等地層。溝底以侵蝕溶蝕作用為主，山峰以物理風化為主。

圖1 店頭村一帶地貌分區簡圖

2.2 地層

在店頭古村落一帶的基巖地層主要有奧陶紀、石炭紀與二疊紀出露。其地層賦存分布見圖2。

其村南側的溝底出露地層為奧陶系中統峰峰組（O2f）地層：下部巖性以淺灰、灰色角礫狀泥灰巖、白云巖質灰巖為主，夾脈狀纖維石膏層；上部巖性為灰色厚層狀石灰巖夾白云質灰巖，地層厚約120m。

圖2 店頭村一帶地形地質圖

從溝底向兩側山坡向上依次為石炭系中統本溪組（C2b）地層：下部為鐵質黏土（局部可賦存窩子狀的山西式鐵礦）、鋁土巖、黏土巖、上部為煤線、石灰巖、砂質泥巖能成。該組地層厚約25m左右。

再沿山拾階而上，出露有石炭系中統太原組（C3t）地層：從底部的晉祠砂巖開始，至頂界的北岔溝砂巖底結束，中含巖性為深灰砂質泥巖、頁巖、石灰巖（4層）。煤層7層，分別為5，6，7，8，9，10，11號（從上到下排列），其中可采煤層為6、8、9號煤3層（屬全區穩定的中厚煤層）。該組地層厚約85m。

在太原組地層上出露有石炭系上統山西組（C3s）地層（另一種地層劃分是將山西組歸入二疊系下統，本文采用山西省區域地質志［3］中山西組歸入石炭系上統的地層劃分）：以底界的北岔溝砂巖（灰白色含礫中砂巖）開始，灰色泥巖、炭質泥巖、煤層組成。含煤5層，其中1，2，3號煤為全區可采煤層。該組厚約60m。太原西山煤電集團官地煤礦的官地礦區東邊界距店頭村西約1km。

在山西組的上部賦存有非煤系地層的二疊系下石盒子組（P1x）及其山峰地段上覆的上石盒子組（P2s）地層：巖性主要以陸相的砂、頁巖為主。

松散沉積物為第四系全新統。

2.3 構造

店頭古村落周邊的地層產狀平緩，地層傾向280°，傾角約2°—5°。因地質調查工作程度低，其周邊尚未發現大的斷層，但有資料表明該區已有滑坡構造的存在。

3 礦產與采礦活動

3.1 礦產

店頭古村落地處山西省重要的賦煤與產煤區的太原西山煤田中。因此，在其景觀區內賦存有煤系地層（太原組、山西組）的周邊山梁地帶，同樣賦存有豐富的煤炭資源。

在太原組地層內，有全區可采煤層3層：賦存于太原組上部的6號煤層，厚1.5～2.0m，平均厚約1.7m；賦存于太原組中下部的8號煤層，厚4.0～4.5m，平均厚約4.2m；賦存于太原組中下部的9號煤層，厚2.4～2.8m，平均厚約2.6m。

在山西組地層內，有可采煤層2層：有賦存于山西組的中下部2號煤層，一般厚1.8～2.4m，平均厚約2.1m；在其煤層下的3號煤層，一般厚3.2～3.8m，平均厚約3.4m。另在風峪溝的上游地段有局部可采的1號煤層。

上述可采煤層的煤類均為PM，均是優質的動力用煤。

在奧陶系中統峰峰組（O2f）地層中，局部賦存有透鏡狀的石膏礦體。在石炭系中統本溪組（C2b）地層與奧陶系中統峰峰組（O2f）地層不整合接觸面上，局部可賦存窩子狀的山西式鐵礦、透鏡體的鋁土礦、耐火黏土等礦產。但不構成工業開采礦體。

3.2 礦業活動

在店頭村的南、北兩側景區的山谷中，常見一些以往的小型采礦活動的痕跡。在古代就開始開采的礦產有煤、燒白灰用的石灰石礦，建國后至前些年還開采過石膏、鋁土礦、建筑石料等。具有一定規模的開采煤礦是在1958－2005年間，在距店頭村西北側500m的后面山區的就有2005年才關閉的年生產能力達3萬t的原秋花壩煤礦。在距店頭村西約1 km以上地帶在區內的也曾存多個小煤礦與民采小窯（近年來均已關閉）。風峪溝內采石膏的礦山曾達15個（2006年均已關閉）之多。盡管這些以往的礦業活動現已禁止，但均不同程度遺棄有大量的廢渣、矸石等物，如遇洪水將會對下游的店頭村造成一定安全隱患。

4 地質災害

4.1 洪水與泥石流危害

據太原西山地區地質災害危險性分區圖資料（見圖3），店頭古村落及周邊屬風峪溝泥石流地質災害危險性中等亞區（Ⅱ2）。

主要地質災害表現為洪水與泥石流。其中晉（源）古（交）公路的店頭～廟前山段的修路切坡和采空引起的滑坡、崩塌、路面塌陷和地裂縫等災害就十分發育，現大多數仍處于不穩定狀態，危害隱患較為嚴重。

風峪河在歷史上曾多次發生過洪水（或泥石流），如1668年、1775年風峪溝山洪均有沖毀過古晉源城南部數個村莊的記載。1929年8月10日風峪溝王家莊洪水流量經推算可達448m3／s［4］。在最近發生的一次大的洪水災害是1996年8月3～4日，太原西山地區以廟前山、石千峰為中心降了特大暴雨，梅洞溝雨量站實測40h降雨314mm。其虎峪溝、風峪溝、九院沙河均暴發了山洪和泥石流，以風峪溝北側相鄰的虎峪溝泥石流最大，形成多處漫堤決口，給沿河的太原市居民及廠礦造成了重大損失。其時店頭水文站記錄流量達92.7m3／s。風峪溝洪流期間實測洪流最大含沙量為324kg／m3。平均149kg／m3，約占容積的5.6%，輸沙量49.3萬t，平均每平方公里產沙1.45萬t。山西季風氣候暴雨的集中發生季節和暴雨呈現的年際周期，從水源條件上限定了泥石流形成的季節性和周期性。風峪溝泥石流區特征見表1。

表1 風峪溝泥石流區特征表

本區降雨及洪水流主要發生在6—9月份，發生在7—8月份的機率可達80%以上。太原市1996年8月4日特大泥石流地質災害調查報告初步認為本區暴發泥石流的雨強條件為：10min，1h，24h，72h降雨量限界值分別為15，40，120，250mm。也就是說，離店頭村不遠的西山一帶的降雨量在10 min內不得超過15mm，1h內不得超過40mm，24 h內不得超過120mm，72h內不得超過250mm，否則此地區就極可能暴發泥石流。店頭村位于風峪溝下游一帶，泥石流來臨必然會給店頭古堡帶來巨大的破壞與損失。因此，從古到今風峪溝會發生洪水與泥石流是不以人的意志為轉移的。

4.2 滑坡與采礦棄渣隱患

圖3 店頭村一帶地質災害危險性分區圖

風峪溝中的太古公路，在店頭村西至廟前山段的公路切坡、礦業活動的采空區引起的滑坡、崩塌、路面塌陷和地裂縫等災害十分發育，大多數處于不穩定狀態。特別是在店頭村西、風峪河南部溝口，地質調查已存在中小型土體滑坡，包括前些年采礦活動的棄渣廢物均是該區不容怱視的安全隱患。

5 對景觀環境的開發整治建議

1）風峪河溝不宜搞造河工程。凡旅游之地，只要有河、有水，其景色就自然有了生機，店頭村風峪溝中風峪河如能都象雨季時節充滿了潺潺流水肯定是大家所企盼的，因此不可避免地在開發整治中會出現主觀規劃設計造河工程的構想。但不要忘記：風峪河道系間歇性的山洪溝，排洪防洪是其主要功能。雨季一遇暴雨，山洪即至，洪峰高而延續時間較短，倘若設計營造人工河工程必然會影響排洪防洪功能，排泄不暢就極易造成決堤毀壩隱患。因此，建議在開發整治中，一定要將防洪排洪功能放在第一位考慮。根據風峪溝防洪排洪中現存問題，必須要考慮該全山洪溝道疏通整治，保證有足夠的行洪斷面。強化河道管理，堅持河道清障，也是店頭村防洪的一項費微而效宏的有力措施。對于處于店頭古村落一帶的排洪溝，其河道在清理整治后需結合其環境的美化，堤防的形式應采用高標準、質量較高的砌石護岸為佳。除此之外，還應加強非工程防洪措施如采用自動測報系統進行雨水情檢測和洪水預報，也是做好店頭村防洪非常重要的一項措施。

2）整治前要進行地質災害隱患調查。在店頭古村沿途需開發的古景點甚多。由于本區從歷史上一直在進行著礦產采掘活動，采礦形成的隱患如地裂縫、塌陷、人工棄渣都應是整治前需查清的對象。只有查清這些，才能做到在根本上的治理與整治。單純考慮古建文物的修復保護與開發整治是不妥當的，在景區古建筑、連接道路下及周邊，是否有采空區，是否存在滑坡、崩塌隱患危害，有無斷層存在都非常重要。調查清楚才能做到整治后的長治久安。如店頭村西南側的山神廟西側溝口邊坡就存在滑坡需要進行治理。

3）多搞生態開發。本區景觀要盡量多搞生態開發。在山谷中等不影響村落整體環境景觀的部位，多搞經濟林，如結合山中景觀及本土樹種有意開發核桃園、棗園、果園等生態采摘園區。這樣不但可以增加村民的收入和村落保護經費，同時也改善了山體植被現狀，美化了村落周邊環境。

4）注意采礦遺址的開發。對于露天采礦點挖礦遺留下的陡面，采用固化修復技術較好，因為陡面上的礦層松動、地裂及大量土層傾瀉，容易導致滑坡、坍塌等地質災害。具體修復措施：首先傾瀉土層及松動破碎礦石要做清理，其次上層地裂可用水泥、鋼釘加固，再貼上專門的植草磚，表面覆土，種植豆科或是藤蔓植物［5］。

針對由開挖煤田導致的地形凹陷現象，首先要進行地形修復。修復措施為：將當地尾礦粉碎后，再與開挖泥土混合，進行回填修復工作。地形關系理順后，在其表面覆土，土壤厚度不低于10cm，其上移植店頭本土樹種，最好是抗旱植物，如刺槐等。針對部分景觀需求或水土流失區域，適宜在覆土層上種草。還可適當人工引進一些有利于生態功能恢復的媒介，如蚯蚓等，并適量添加有機添加劑。

對一些有意義的地質采礦遺址，亦可考慮坑口整修，供游人了解此地質礦產。

6 結束語

地質環境問題是保護與開發文物古跡需研究的首要問題，但至少在目前并未引起大家的重視。筆者通過對店頭古村落的基礎地質環境問題的分析研究，對其提出保護與開發整治的新見解。

文中多處引用了山西省第三地質工程勘察院的內部資料（插圖也系依據該資料改繪），在此表示衷心致謝。

［1］ 王崇恩，朱向東.特定歷史環境下的居住建筑空間形態分析——以山西店頭古村為例［J］.太原理工大學學報，2010，42（4）：376-380.

［2］ 王崇恩，朱向東.山西店頭村古代石窯洞群營造技術探析［J］.古建園林技術，2010（2）：43-45.

［3］ 山西省地質礦產局編.山西省區域地質志［M］.北京：地質出版社，1989.

［4］ 山西省水利廳水旱災害編委會.山西水旱災害［M］.鄭州：黃河水利出版社.1986.

［5］ 秦魏.礦山公園規劃中生態修復及環境治理措施初探［C］∥第四屆“U＋L新思維”全國學術研討會，武漢，2010.