■洪俊
(杭州市園林文物局鳳凰山管理處浙江杭州310002)
杭州天龍寺造像水文地質勘查及治理對策分析
■洪俊
(杭州市園林文物局鳳凰山管理處浙江杭州310002)
杭州天龍寺造像為全國重點文物保護單位,多年來受地下水的侵蝕,出現了局部滲水、鈣化等現象,對文物風貌造成一定影響。本文旨在通過水文、地質調查,摸清主要導水構造,查明構造性質、發育規律等,進而評價溶蝕情況,判斷地表巖溶發育規律,提出有效的治理對策。
天龍寺造像水文地質勘查治理對策
全國重點文物保護單位天龍寺造像位于浙江省杭州市上城區玉皇山南坡,由五代吳越國王錢弘 俶建天龍寺的同時,于北宋乾德三年(965)雕鑿。現存造像共三龕,主龕一鋪七尊,中為彌勒佛,兩側有無著和世親,再兩側是法花林菩薩和大妙相菩薩,再兩側是力士像。西龕為無量佛(即阿彌陀佛),作全跏趺坐式,閉目禪定,背后亦有火焰紋頭光和身光。東龕為水月觀音(觀自在菩薩),臉形豐潤,文靜多姿。天龍寺造像造型生動、雕刻精美,為五代吳越造像藝術的代表之一,2006年5月25日經國務院核定公布為第六批全國重點文物保護單位。
天龍寺造像所在的玉皇山,為西湖南側主要山體,整體走向NE向,山脊海拔高程分別為239~203米之間,屬巖溶低丘地形。造像前地面海拔高程為25.94~30.79米,造像主龕中心經緯度為東經120°08′34.21824″,北緯30°13′53.78075″。山體主要由碳酸鹽巖構成,地表形成相對發育的巖溶微地貌,主要發育有溶溝、小型溶洞,個別地方還有溶蝕漏斗、石芽、溶蝕裂隙及溶孔等巖溶地貌發育。
根據杭州市氣象局資料,杭州地處亞熱帶季風區,氣候溫和,雨量充沛,四季分明。冬夏季風交替顯著,氣溫適中,日照較多,空氣濕潤。多年日平均氣溫為16.4℃,多年平均降水量900~1600毫米。多年平均降雨天數為130~170天,區內降水日趨酸化,根據1981~2000年降雨監測結果表明(表2.1-1),杭州市降雨年日平均pH值已從原5.33下降至4.27,7年間降雨酸度提高了近10倍。
由于杭州降水漸趨酸性,對以碳酸鹽巖為主要成分的造像構成較大影響。在長期的酸性降水作用下,會加速佛像表面產生溶蝕破壞,進而出現文物表面腐蝕、剝落,以致殘缺,造像表面的文化特征,如雕刻紋飾或文字等逐漸消失。地下水則會進一步沖刷造像表面或內部巖層,造成溶蝕、孔隙,加劇原有裂隙發育。
天龍寺造像在這些自然因素作用下,主要出現了如下幾個病害變化:首先是表面風化明顯,如佛像雕刻、衣飾及淺浮雕的背景火焰裝飾、須彌座蓮瓣紋等,線條已經減弱淡化。其次是裂隙加劇,如主龕原有一條斜向長裂隙,幾乎貫穿整組造像,經常年地下水滲出影響,裂隙有溶蝕擴張的趨勢,給造像帶來潛在威脅。第三是裂隙中滲出的地下水,因含有碳酸鈣,常年沉淀并形成明顯的鈣化、結殼,造成佛像風貌的破壞。
為進一步摸清天龍寺造像地下水情況,我們對造像區塊進行了仔細的水文地質勘查,目的在于探明地下水分布情況、滲漏點關系及構造,為下一步的保護提供詳實依據。
3.1 水文地質初探概況
天龍寺造像所在崖壁高2~3米,崖體近直立,龕頂處略倒坡,佛龕區兩側及后緣山體自然整體坡度15~30o,樹木、灌木茂盛,基巖多裸露,陡坎較多;地表巖溶發育,其中山體邊坡溶蝕裂隙進一步發展形成溶溝、溶槽等地貌,寬0.2~2米。玉皇山山體總集雨面積0.93平方公里,造像區集雨面積0.16平方公里。主要以大氣降水形式補給,降水多沿地表溶洞、溶槽向八卦田排泄,部分大氣降水經覆蓋層垂直入滲和溶蝕裂隙滲入。
天龍寺主龕地表節理裂隙及巖溶發育段強透水性,地下下水滲透方向以沿NE向裂隙和垂直下滲為主,部分地段沿層面滲透。佛龕龕面裂隙滲水主要由降雨入滲后沿NE向中緩傾角溶蝕裂隙下滲,此組裂隙連通性好,滲透性強。由于地表巖溶發育,其補給范圍較大。西龕四周滲水補給源主要來自降雨及主龕保護亭右側側導水溝排水。東龕地下下水滲透方向以沿NE向為主,充填物保水性較好,滯水時間長,滲水緩慢,其補給范圍較大,但滲透性較弱。
3.2 降水與滲水關系
主龕裂隙位于佛龕右下,雨天均有滲水,滲水量大,滲水基本在一個晴云天后消逝;主龕與西龕裂隙延伸至龕頂中部,雨天滲水直接,幾乎整條裂隙均有滲水,同時在持續降雨或暴雨后,龕頂崖坡與圍墻內均有漏水至佛龕內,使得佛龕整體較濕,其他晴云天氣干燥或基本干燥。同時根據觀測,此兩條裂隙均有水泥砂漿填補,但雨天砂漿與原巖結合處均有滲水。
3.3 地下水與滲水關系
天龍寺區域內溶蝕裂隙主要為地表巖溶裂隙發育,根據鉆孔注水試驗及壓水實驗,龍天龍寺區巖體透水性以弱透水為主,而地表3米內巖溶發育段,鉆進時無 廻水,巖體強透水。具體來看,主龕地表節理裂隙及巖溶發育段強透水性,地下下水滲透方向以沿NE向裂隙和垂直下滲為主,部分地段沿層面滲透。由于地表巖溶發育,其補給范圍較大。主龕地下水位高程32.7~33.5米,根據觀測,晴天時平均每天下降0.1~0.3米,高于該區佛龕龕底高程。從鉆孔及探注水試驗、連通試驗可知,主龕裂隙直接與地下水貫通。佛龕后緣山體覆蓋層或裸露巖體直接接受降雨垂直入滲,沿下伏巖體通過層面及裂隙進入地下水滲水網絡,最終在佛龕龕面上地下水排泄,并經過長期地下水水蝕,裂隙進一步溶蝕,對佛像本體的損害較大。從佛龕龕面滲水監測特征可知,佛像雨天出水量大,出水點干、濕交替相對較快,雨天過后1~3天內,滲水點均有出水或潮濕,滲水明顯,說明其補給較遠,補給范圍主要集中于龕后山體。
西龕水文單元相對獨立,其補給源主要來自降雨及主龕保護亭右側導水溝排水。東龕探坑注水時龕面均未見滲水現象,在強降雨或連續雨天的工況下,滲水裂隙內潮濕,說明其溶蝕裂隙內泥質充填物較密實,但滲透性較弱,佛龕滲漏通道補給源主要集中于保護亭龕后山坡。
(1)自然降水應對措施。為減緩自然降水對造像的直接影響,現已建造保護亭,阻隔酸性雨水的直接沖刷、作用。其次是在造像背后及兩側設置排水明渠、后檐柱采用檐溝排水等排水措施,加快地表水的疏導,減少滲漏,從而減輕造像本體表面日曬雨淋的風化腐蝕,
(2)滲漏水處理措施。根據水文地質勘查結果,結合造像實際環境情況,可采用如下措施應對滲漏水現象:在主龕后圍墻外側進行帷幕灌漿工程措施,基本阻隔地下水通道,有效改善滲漏情況,同時在龕頂至龕后緣地表進行封堵措施,防止地表水進入龕后裂隙。其次做好龕后截排水措施,對保護亭屋檐滴水引流至佛龕外側,并對佛龕龕面出水點進行封閉。
P2[文獻碼]B
1000-405X(2016)-6-296-1