吐峪沟拦砂坝影响与石窟保护对应措施探析.docVIP

吐峪沟拦砂坝的影响及石窟保护对应措施分析 　　[摘要]通过对吐峪沟拦砂坝周围和石窟寺内外的温湿度、土体含水率等的监测和评估，发现吐峪沟拦砂坝的修建导致石窟崖体不稳，发生整体坍塌，石窟内湿度加大，壁画破损加速。本文针对目前存在的问题，结合监测结果，对吐峪沟拦砂坝的改建工作提出了切实可行的建议 [关键词]吐峪沟石窟；环境监测；文物保护 [中图分类号]G127 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115（2016）20-0078-03 吐峪沟石窟位于新疆维吾尔自治区吐鲁番地区鄯善县吐峪沟乡，东经89°33，北纬42°51。吐峪沟石窟始凿于公元4～5世纪，分布在沟内东西两侧断崖上，约有洞窟近百座，为新疆东部开凿年代最早、规模最大的佛教石窟遗址群，是研究佛教石窟寺艺术由西域向内地传播的关键节点。①吐峪沟为全国重点文物保护单位，及时对其文物进行保护尤为重要 一、吐峪沟拦砂坝的施工及影响 吐峪沟石窟位于吐峪沟中，沟内峡谷较深，内部有水流。沟南早期在石窟区下部修建水坝，坝体为普通沙石坝。吐峪沟石窟自向游客开放以来，多次发生山体滑坡、坍塌等安全问题。2007年夏季，吐峪沟峡谷中防洪坝被洪水冲毁，经文物部门排查，发现石窟存在落石、山体滑坡、洞窟坍塌等安全隐患20余处，且危险程度逐步加大（图1） 2009年9月，鄯善县水利局对二塘沟流域开展水土保持综合治理工程，在吐峪沟内修建拦沙坝。该水坝于2011年完工，目前已形成水深约15～20米、水面宽约60米的蓄水拦砂坝（图2） 自2011年大坝蓄水至今，吐峪沟石窟寺文物保护区内部分崖体发生坍塌，对石窟寺崖体造成了严重破坏。据对拦沙坝建成两年来的观察和监测，工程区内右岸（西崖）较左岸发生塌方次数多，受工程区内河流水位大幅上升影响较大 崖体塌方的主要原因是两岸崖体内毛细水位上升较大，岸坡处泥岩在河水长期浸泡下软化膨胀，逐渐失去承载力。②而上部岩体毛细水位上升后自重增加，岩体内局部潜在的滑动面在水润滑作用下抗剪强度降低，导致岩体发生倾倒崩塌和滑塌。同时崖体形成新临空面，整体不稳定性加大。除此之外，河坝水位随季节变化涨落造成岸坡岩体含水率快速变化，岩石膨胀收缩较大，加速了岩体的风化 吐峪沟石窟寺是全国重点文物保护单位，保护范围内的建设工程须以文物保护为主。因此，根据吐鲁番地委、文物局对文物保护的要求，需使拦水坝水位逐步下降以减小对崖体文物本体的破坏，同时束窄水坝上游河道水面，降低蒸发量以减少水蒸气对石窟内文物的侵蚀。为了解水坝对石窟的影响，吐鲁番文物局委托北京大学考古文博学院进行拦砂坝对石窟影响的评估，以确定待改造拦砂坝的合理高程及石窟保护相关问题 二、拦砂坝对石窟影响的监测与评估 （一） 监测措施和方法 为了解拦砂坝对石窟的影响，采用技术手段进行监测。包括温湿度监测、含水率监测和含盐量分析等 1. 环境湿度监测内容和方法 各选取东、西部较高位置的几个石窟，西部拦砂坝下游2号洞窟，以及拦砂坝附近和石窟上部不同位置，对空气湿度进行监测，测量时湿度仪器放置于洞窟高度1.5米位置，待数据稳定后读取数值。空气湿度使用小型气象站测试，型号为LM-8000 2. 土体含水率监测内容和方法 包括东区石窟外部、西区石窟、西区底部2号窟，以及拦砂坝水面附近等几处的土体含水率。土体含水率采用现场监测的方法，使用的仪器为MPH-160B型土壤含水率测定仪 （二）监测结果 1. 沟东第27窟、30窟和32窟监测结果 （1）环境湿度监测 2014年4月24、25日，分别对27窟、30窟和32窟进行了测量。结果显示，洞窟湿度高于外部环境湿度5%左右，无明显提高。洞窟内湿度高于外部，可能是内部土体存在水分挥发，且洞窟外部容易和大气沟通 （2）土体含水率监测 27窟和30窟、32窟门口土体含水率一致，湿度约3%，土体非常干燥（图3） 2. 沟西新发现几窟监测结果 （1）环境湿度监测 沟西新发现的几窟包括12窟和8窟，两窟均破损，基本与大气连通，故湿度与外部大气接近，唯后回廊完整的洞窟后壁处湿度略高（图4加粗数字） （2）土体含水率监测 12窟和8窟的土体含水率在2%～6%之间，也属非常干燥（图5未加粗数字） 3. 沟西第2窟监测结果 （1）环境湿度监测 第2窟位于拦砂坝下游，预计洞窟内湿度较大。测试结果显示，洞窟外部湿度大于内部，洞窟下部湿度大于上部。这种情况与上述洞窟不同，测试发现洞窟外部大气湿度较高，水渠上部可达35%以上，应是外部湿度传导进入洞窟，导致洞窟内外相接处湿度较高。其地面湿度较高，应与地面水分挥发有关，见土体含水监测。水渠上部湿度较高应是上部树木遮挡，空气不易流通所致，湿度