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夯土长城病害调查和监测方法探讨 　　[摘要]通过对嘉峪关境内夯土长城现存状况进行调查，发现长城及独立墩台存在基础掏蚀、风化酥碱、局部坍塌、雨水冲蚀、冻融循环等病害，其本身的构筑方式加上降雨等的共同作用是引发病害的主要原因。针对目前存在的病害，结合日常监测情况，探讨切实可行的夯土长城监测方式方法。 　　[关键词]病害调查；夯土长城；监测方法 　　[中图分类号]G264 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115（2016）8-0072-02 　　根据长城工作者多年的实地调查和查阅历史文献，新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、河南、山东、湖北、湖南16个省、市、自治区都有长城遗迹。各省、自治区保存长城的时代、多少、完整程度不同。其中以内蒙古自治区境内的长城长度最长，据初步调奄约有15000公里。由于北方特殊的环境使秦长城、汉长城和明长城保存遗迹最多。秦长城西起甘肃临洮，经内蒙古狼山县、阴山山脉、山西大同和内蒙古赤峰，直到吉林省一线，遗迹断续可见；西汉长城的城障、列城、烽燧，西起新疆维吾尔自治区，沿燕山山脉，越内蒙古自治区迤逦而东，直达黑龙江的西面，全长近10000公里，是我国古代所修筑的最长的长城，其遗址在今天我国的新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地可见；明长城西起嘉峪关，东至山海关，至今大部分保存完好。甘肃是全国保存不同历史时期长城遗迹最多的省份之一，拥有战国秦、汉、明等各时期的长城遗址，索有“长城天然博物馆”之称。 　　无论是保存现状还是建造规模，嘉峪关明长城都居于甘肃首位。宋元以前有关无城。明初，宋国公冯胜略定河西，截敦煌以西悉弃之，以此关为限，遂为西北极边，筑以土城，周围二百二十丈，高二丈余，阔厚丈余。址倚冈坡，不能凿池。嘉峪关塬南有祁连，北有黑山，南北相距仅30余里，为河西走廊狭窄之处，自汉以来据西域前沿，扼丝路咽喉，为兵家必争之地，塬下九眼泉，泉水终年不竭，人马可饮，遂于其上建造关隘，名曰“嘉峪关”。嘉峪关地处中国西北内陆，属于温带大陆性荒漠气候，春冬季寒冷且多风沙，夏秋季干旱少雨且日照强烈，这在某种程度上有利于土遗址的保存。随着时光流逝，嘉峪关境内明长城出现了相应的病害，如基础掏蚀、风化酥碱、局部坍塌、雨水冲蚀、冻融循环等。 　　一、长城构造特点及使用材料 　　嘉峪关境内明长城基本由夯土版筑而成，以黄土为主，部分遗址土中夹杂有沙土、漂石、芨芨草、红柳、圆木等，夯层厚度10-26厘米，以15-20厘米为主，均呈下宽上窄构造，刨面成梯形。部分墩台采用长35-39厘米、宽20-27厘米、厚7厘米的土坯砌筑，土坯表面采用草泥抹面加以保护。 　　二、夯土长城及独立墩台现存状况 　　嘉峪关境内长城主要为黄土夹沙夯筑，分为西长城和东北长城。西长城明墙段地处讨赖河峡谷至关城南段，四周开阔，处于强风沙环境中，目前比较严重的病害现象主要为：基础掏蚀、风化剥落等病害。西长城暗壁段由于受黑山的屏护，风沙蚀程度较轻，保存相对较好。东北长城由悬壁长城至野麻湾，长城四周环有农田，当地农民在20世纪六七十年代兴修水利时有所破坏，形成缺口，保存情况相对较差，农田附近部分长城已基本消失。境内和境外墩台、敌台同样也出现了很多病害，如局部坍塌、雨水冲刷、风化酥碱等病害。 　　三、夯土长城监测方法初步探讨 　　（一）水分盐分监测 　　嘉峪关常年干旱少雨，城墙在夯筑过程中未充分考虑防渗排水功能的设置，近年来嘉峪关降雨逐渐增多，突发性降雨频率和强度不断增大，致使城墙内部含水量不断增大，加之嘉峪关强烈的蒸发作用，致使土壤的毛吸作用增强。盐分运移和水分运移是密切相关的，水分运移是盐分运移的载体，在土壤水的运动过程中，盐分随水发生运移，其中土壤自由水的对流运动在盐分运移中起主要作用。在水分运移过程中带动可溶盐的运移，使可溶盐在城墙表面不断富集，破坏了土壤结构，加速了遗址破坏进程。为了准确研究水分运移同可溶盐运移的关系及其对城墙的破坏机理，采用墙面水分仪和土壤盐分计对城墙进行水分和盐分监测，在监测过程中根据实际病害发育状况确定监测点位及分布，在每次进行水分监测时同时进行盐分采样实验分析，将监测数据上传监测预警管理平台，通过关联分析功能子系统分析，找出水分同盐分运移之间的线性关系，基于监测数据研究分析其对城墙风化酥碱的影响及破坏机理。 　　（二）环境监测 　　嘉峪关地处中国西北内陆，属于温带大陆性荒漠气候，独特复杂的气候环境加之近年的环境污染，在某种程度上加快了土遗址的破坏速度。为了精确掌握遗址所处的真实环境，理清环境和遗址破坏之间的关系，有必要开展遗址地空气温湿度、气压、全辐射、降雨量、蒸发量、噪音、风速风向、大气污染等的监测。将监测数据汇总分析各要素的变化规律，通过SSA等深度大数据处理手段探讨遗址