監測歷程
云岡石窟開鑿于公元5世紀中葉,是我國南北朝時期北魏拓跋氏政權定都平城(大同)后,傾力開鑿的具有皇家性質的佛教圣地。石窟規模恢弘,藝術精湛,是多元文化交流融合的見證,具有重要的歷史、藝術和科學價值。1961年被國務院公布為全國第一批重點文物保護單位,2001年12月聯合國教科文組織將云岡石窟列入《世界文化遺產名錄》。
2019年
2019年5月,第14窟進行了搶險加固及防排水工程,配套實施了第14窟窟頂防排水工程土壤含水率監測、窟內的滲漏水監測、以及洞窟內微環境監測等項目,通過對監測的數據分析,評估危巖體加固及防排水工程的保護效果。
另外,通過當年監測數據,進行了“云岡石窟頂部第四紀土壤覆蓋層含水率動態變化特征研究”,摸清了不同地形條件下,云岡石窟頂部第四紀土壤覆蓋層含水率動態變化特征,評估了云岡石窟第14窟窟頂防排水工程良好效果。
同年8月,第3窟、第21至第30窟開展的搶險加固工程中,配套實施了錨桿應力、危巖體傾斜、危巖體位移、洞窟外立面及頂板的裂隙監測,以及洞窟內微環境監測等二期項目,通過對監測的數據分析,可以評估危巖體加固工程的保護效果。
凝結水的監測也是我們一項重要工作,由于夏季窟內外的溫差較大,空氣濕度大,當熱濕空氣進入石窟遇到溫度較低的巖石時,便在巖石表面形成凝結水。凝結水極易被風化疏松的巖石表面吸收,產生水合作用,引起巖石礦物體積的膨脹和收縮,加速巖石礦物成分的改變。吸水后的巖石,一方面強度大幅度降低,同時也為鹽類的聚集創造了條件,加速巖石風化。由于各洞窟的開放程度不同,空氣流動環境不同,各窟內的相對濕度和形成的凝結水數量也有較大差別。2020年春夏之交,我們選擇在云岡中部有木構窟檐的洞窟安裝了除濕機設備,待到夏季雨季前,窟內凝結水形成的初期,啟動除濕機,來減輕窟內濕度及凝結水的形成。2020年夏秋季,我們將進行窟區震動研究和監測設備安裝工作。
現場無損檢測技術不僅是預防性保護的重要內容,也是實時在線監測的必要補充,近年來我們利用便攜式無損監測儀器做了大量的工作,利用超聲波技術對云岡第9窟東列柱內部的風化情況進行了探測,選取10處崖壁裂隙進行了裂隙深度及裂隙灌漿效果探測。
還利用環境磁學無損探測儀器對云岡石窟的風化砂巖進行定量分級,確定了云岡砂巖風化程度的劃分標準,并選取云岡第9、10窟東列柱、龍王廟溝西崖壁和第2窟北壁進行風化程度評價實踐,這些研究成果支撐了云岡石窟的保護修復和日常保養工作。
2018年
隨著魯班窯石窟搶險加固工程的實施,配套進行了危巖體的傾斜監測、錨桿加固應力監測、洞窟頂部及危巖的裂縫監測、以及洞窟內的微環境監測等項目,用于評估魯班窯石窟搶險加固工程的實施效果,通過對監測的數據分析,工程達到了搶險加固方案設計的預期。
同年,云岡石窟進行了遺產監測中心用房建設項目。遺產監測中心建成后,又實施了數據中心配套建設工程,在中心環境監測軟件系統平臺上,可以實時在線采集、傳輸、存儲、結果呈現等工作,監測工作進入現代化模式。監測中心的建成將保障云岡石窟的整體監測工作正常運行,以及實現監測數據的分析、研究、預警和展示等功能。通過監測數據的積累、大數據分析、保護狀況指標的測定,確定云岡石窟完整性和真實性的保持狀況及其變化趨勢,以便于文保部門及時、準確、有效的防范風險,為云岡石窟文物保護及管理提供決策及依據。監測預警系統建設是文物保護從搶救性向預防性轉變的必要措施之一。
2016年
2016年7月,根據國家文物局對第3窟及第21窟至第30窟危巖體搶險加固工程的批復指示要求:“應對相關石窟文物本體及其內部環境進行跟蹤監測,定期開展工程效果評估”,我們完成了第3窟及第21至第30窟危巖體搶險加固工程一期配套監測,該監測項目主要是為第3窟及第21窟至第30窟巖體加固和第3窟窟檐建設保護工程服務,為保護工程開展前積累相關的基礎數據,為有效實施保護工程提供依據。
2015年
云岡石窟研究院根據國家文物局《關于云岡石窟五華洞文物本體及微環境監測工作方案的批復》(文物保函【2014】2893)意見,開始實施五華洞(第9窟至第13窟)的監測項目,此監測項目的特點是利用現代技術和高科技手段進行實時在線監測。其中文物本體監測類型包含:石窟本體及建筑窟檐的穩定性、室內微環境、凝結水、除濕控制、風化監測;文物環境監測類型包含:氣象環境、大氣質量、土壤環境監測等。目的是通過對五華洞巖體搶救性加固保護工程和五華洞保護性窟檐修建工程的監測,為評估保護性工程效果提供科學依據。
2014年
我們對云岡石窟五華洞(第9至第13窟)內溫度、濕度、氣壓、風速、風向等微環境指標進行監測實驗,找出洞窟內變化明顯的區域。結合分析五華洞外大環境氣象數據,以及窟內巖石表面溫度變化情況等,為五華洞長期監測確定監測對象及手段提供依據。上述一系列工作主要是為了準確客觀地評價五華洞微環境的變化規律及其對石質文物保存的影響,以及五華洞窟檐建設前后微環境的變化規律的探尋。
2013年
我們根據監測數據進行了“云岡石窟大氣中二氧化硫變化特征研究”,結果表明,1991年以來云岡石窟大氣中二氧化硫濃度逐年減輕,2001年比1991年下降17%,2011年比2001年下降57%。由此分析認為,云岡石窟大氣中二氧化硫污染狀況的改善,主要是景區多年來周邊環境整治的結果,特別是云岡石窟申報世界遺產前環境治理(1998~2001年)和云岡石窟周邊環境治理(2008~2010年)兩次大的環境整治工程。表明云岡石窟從單方面保護文物演進到保護文物及其周邊環境綜合治理的大理念,這種做法已成為文化遺產地保護措施的一個范例。
2009~2012年
在國家“十一五”科技支持計劃資助下,云岡石窟我們進行了石窟山體水汽循環監測、石窟巖體溫度場監測和石窟巖體穩定性監測,建立了石窟巖體穩定實時監測系統。
2005年
2005年7月起,采用全自動環境監測設備對第5窟和第9窟的溫度、相對濕度、地溫和風速進行了全面監測,并用自行研發的凝結水測量設備,進行了洞窟凝結水量的監測,取得了大量的有效數據,為凝結水的治理提供了依據。
九十年代
以防風化為主的“八五工程”(1991~1995年)中,在美國蓋蒂保護研究所協助下,云岡石窟在第20窟頂部建立了第一個自動化氣象站。
1996年,我們進行了“粉塵對云岡石窟石雕影響”的研究,為“109國道”的改線及周邊環境治理提供決策依據。
八十年代
云岡石窟建立起半自動化的氣象站,同時配合大同市環境保護局對石窟空氣質量進行了監測,為云岡石窟“八五工程”期間環境綜合治理提供了決策依據。