溯源白洋淀
作者单位/中国地质科学院地球物理地球化学勘查所
Online: 2021-01-20
作者简介 About authors
郭友钊,正高级工程师,从事地质-应用地球物理勘查方法技术研究工作,业余从事科普创作。
本文引用格式
文/郭友钊.
2017年4月1日,“千年大计,国家大事”的雄安新区成立,以“构建蓝绿交织、清新明亮、水城一体的生态城市”为新区新貌。区内的白洋淀也被赋予了新的使命:“古代以水护邦,现代以水兴城,未来水城共融。”当地人称白洋淀为“荷花淀”“芦花淀”等;冀教版语文课本上称它为“一个美丽的地方”,是“华北明珠”。
这些对白洋淀“是什么”的部分认识,无疑是正确的开始。一些学者还进一步叩问“为什么”,即白洋淀的成因,以期了解白洋淀形成与演化的规律,旨在为雄安新区建设针对白洋淀“做什么”的规划提供科学的建议。
不同角度话成因
白洋淀成因的假说至少有6种,从天文角度提出的“陨击说”及“气候说”,从地文提出的“潟湖说”“河道说”和“构造说”,从人文提出的“防线说”等。这些假说都有一定道理,又不尽准确。
“陨击说”的核心证据一是“碟形洼地”。白洋淀及其周边地区发育了约300个洼地,单个直径约1~2千米,接近圆形,外缘发育高为数米的隆起脊,中心低洼,从外缘到中心,构成放射状小水系,所有洼地分布于一个长轴约150千米、短轴约80千米的长椭圆区域内。二是“女娲补天”的神话传说。《淮南子》这样记载:“女祸炼五色石以补苍天,断鳌足以立四极,杀黑龙以济冀州,积芦灰以止霪水。”白洋淀属冀州,此地因天漏了,发了洪水。于是,“陨击说”有了构想:5 000年前至4 000年前之间的某一时刻,一次主体由冰构成的彗星掠过白洋淀的上空,并发生了爆炸,大量的冰碎块形成了流星雨,分散着撞击了白洋淀流域的大地,形成了密密麻麻的撞击坑群。然而,“陨击说”没能说明为何碟形洼地都对应古老的村庄(抽取地下水而地面沉降,日积月累可形成洼地),也没能论述300个碟形洼地与143个淀区别的原因(洼地浅,面积小,分布分散;淀也浅,但面积大,分布集中。高速度的陨石撞击松散土层,不应只撞出仅数米深的坑等)。


“气候说”仅说明白洋淀水的多少。丰水期白洋淀才存在,为水淀,而枯水期白洋淀只是一个洼地,为干淀。当地在1919年开始的水文站观测资料,有个示例能说明“气候说”的正确:1988年秋天,大清河水系普降暴雨,就把1983年至1988年长达5年的干淀变成了水淀;也有个事实指出“气候说”的不足——1926年至1947年间,多年平均降水量仅为447.6毫米,处于枯水期,可白洋淀没有发生过一次干淀事件。
“潟湖说”是从地文出发的一个假说。潟湖者,在海湾处海水沿岸流动,流沙沉积形成了一道沙坝,沙坝靠陆地一侧形成了水域便是。潟湖接纳河水,淡化了涌入的海水,为半咸水。北戴河的七里海,面积仅几平方千米,是我国沿海仅存的一个现代潟湖。白洋淀现在离海边最近的距离为130千米,但在殷商时期(约前1600年至前1046年)发生了最大海侵,贝壳堤发育在海拔6米左右,海水进入了白洋淀相邻的沧州地区。此际,白洋淀为海拔高程8米圈起的洼地,其内部低点海拔仅为5米左右,海水,特别是风暴潮时的海水是有可能通过河道涌入白洋淀了。但在白洋淀全新世地层中尚未见到咸水、半咸水的生物化石。
白洋淀为“构造湖”。构造湖形成于断裂的下降盘,局部形成洼地或者盆地,积水便成。构造湖一般不呈圆形或者近圆形,而是呈长条形,长轴方向与断裂方向基本一致。白洋淀所在的冀中平原,自古近纪始即为太行山脚下形成煤、石油、盐的构造盆地,长轴方向与太行山走向相近,为北东方向。但白洋淀(西淀)与文安洼(东淀)及团泊洼组成的串珠状湖泊的总体走向为近东西方向,与区域构造走向不一致,有人据此不认为白洋淀属于构造湖。
“河道说”基于白洋淀处在“九河之下稍”而提出,认为众多河流在此泛滥,泥沙又在此堆积,形成此起彼伏高高低低的复杂微地貌;河流还有裁弯取直之趋势,遗下弯曲河段形成牛轭湖;大河还可能欺凌小河,在小河口沉积泥沙阻塞小河口而让小河成为小湖。林林总总的河流作用,导致纵横交错的河道及河岸的变化,形成一块块大大小小的天然洼地,从而雍水形成众多的淀泊。“河道说”能说明众多淀泊的形成,但前提是先有一个让九河汇聚的湖盆存在。
白洋淀的“防线说”具有显著的人文功利色彩。它先定义了白洋淀为“四周以堤为界”而“有统一水面具有特定形态的”水域,而不是任何一个独立的小淀;随后主张“白洋淀的形成源于人类生产和社会活动,即修渠筑堤,引水蓄塘的结果”;主张白洋淀的形成始于北宋时期修筑的“塘泺防线”,完善于现代的埝堤系统。现代即便有最为完备的埝堤系统,自1983年至今至少发生了6次干淀事件,即使不断进行引黄补水、引上游水库补水,但都没有形成统一的水面,即“防线说”定义下的白洋淀不曾出现过。
分歧之中有共性
对白洋淀成因的争论中,随着地质调查工作的展开,“构造说”为地质界所接受,有其三方面的原因。
其一,从湖泊的定义而言,大部分假说被边缘化。湖泊由湖盆盛水而成。“潟湖说”和“气候说”的研究对象为盆中的水;其他假说说的则是盛水的盆,但所说盆的部位也不同——“防线说”说的仅是大淀的盆缘(堤),且为人工的盆缘;“河道说”对象仅为一个淀的盆缘;“陨击说”指的是盆中的一个个微小的碟形地貌,“构造说”则研究的主要对象为大湖盆。显然,“构造说”说明了白洋淀整体为盆地,只要聚水即成湖。
其二,以往否定“构造说”的证据被发现的事实所否定。曾认为白洋淀—东淀—团泊洼组成的串珠状湖泊的总体走向为近东西方向,与区域构造走向之北东方向不一致。现基本查明,区域构造上的北东方向为一级构造单元的总体走向,其二级构造单元则出现近东西走向,其中白洋淀地区潜伏的徐水断裂即为近东西方向,与白洋淀的洼淀走向一致。因而,白洋淀是二级断裂构造所控制的构造湖。
其三,白洋淀周围其他湖泊成因,也支持白洋淀的构造成因。从白洋淀观白洋淀,如在庐山看庐山,难识真面目。从具有相同地质演化史的整个冀中平原观察,除白洋淀—文安洼—团泊洼这一洼淀带外,还发育两条洼淀带,一是南部的衡水洼淀带,另一是北部的潮白河洼淀带,这三者当有相似的成因。
衡水洼淀带民间称该区域为“千顷洼”,地方志上称“冀衡大洼”,史书《清史稿》称之“大陆泽”——“有大陆泽,纳九河八水,东溢为鸡爪河来会。泽旧亘钜鹿、隆平、宁晋境,滹、漳、滏凑焉”,如九河之稍的白洋淀一样;《北史》称之为“广阿泽”——“广阿泽在定、冀、相三州界,地广人稀,多有冠盗,乃置镇以静之”;《吕氏春秋•有始篇》称它为“泽有九薮”中的钜鹿薮,在全国列于九大泽中。可见,在称为钜鹿薮之前的洪荒时代,衡水洼淀带就存在了。衡水洼淀带的水,有时出现干淀而为咸水。淡咸互易、旱涝交替的原因是,洼淀太低洼,积水浅、面积大,因而不稳定。衡水洼淀带也反复出现干淀与水淀的转化。
潮白河洼淀带位于北京市之通州区、河北省之香河县、天津市之宝坻区,北西—南东走向,长约80千米,潮白河纵穿而过,大运河也由此洼淀带经通州而进京。在此洼淀带筑有天津之王尔庄水库,建有河北香河之潮白河大运河国家湿地公园、天津宝坻之潮白河国家湿地公园等。

地理上冀中平原的三个洼淀带与地质上冀中坳陷的三个构造变换带在空间上具有严格的对应:洼淀带位于变换带的正上方。主体呈北东方向延伸的冀中坳陷,其构造犹如一根修长的竹子,内部有多个竹节,即垂直于延伸方向展布的变换带。竹节在竹杆的外表突出,还长出竹枝;同样的,变换带在地表呈洼陷带,还积水成湖泊——宝坻—桐柏镇变换带上方发育潮白河洼淀带、徐水—文安变换带上方形成白洋淀洼淀带、衡水—无极变换带匡定衡水洼淀带。
深部构造变换带控制了浅部洼淀带的发育,或者说洼淀带是深部构造变换带的地表反映。这推论还得到邻区的验证:从冀中坳陷跨过沧县隆起进入黄骅坳陷,其位于黄骅市北的中区也存在构造变换带,且上方为南大港水库区、北大港水库区,自然地貌也为洼淀带。
纵向上,北与潮白河洼淀、南与衡水湖洼淀作比较;垂向上,又把地面的洼淀带与地下的构造变换带作比较,从整体上解释了白洋淀的成因:是自然形成的,而不是人工修筑的,把“防线说”排除了;是地下构造控制的,把“气候说”和“陨击说”又排除了;同时,以湖说湖,以现象解释现象,“潟湖说”并不代表成因,这样就剩下了“构造说”与“河道说”这两种——前者说明由所有洼淀集中组成的整个湖盆,后者说明一个个洼淀。
整个白洋淀地区是个构造变换带控制的构造湖盆。
由湖盆积水形成白洋淀的时间,最近在安新县三台、同口、尹庄、老河头等地的科学钻探提供了资料:10 700年前白洋淀存在湖泊相沉积,即史前白洋淀即以自然湖泊的形式存在。
建设“绿色宜居生态之城”是雄安新区的目标。新区拥有白洋淀独特的资源禀赋条件,以水兴城,并将建成与白洋淀共融的水城。基于白洋淀为构造变换带控制的自然湖泊,并受到集结而来的众多天然河流的影响,其沉积的地基土有其复杂性,其地下地质构造具有潜在的活动性,其接纳的水之量、水之质也有易变性,都是水城建设要针对白洋淀“做什么”之过程中不可回避的、并亟待研究的科学问题。
(本文编辑:张佳楠)