山西“花式”给文物做抗震保护“CT”-新华网
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2024 11/18 12:34:40
来源:山西晚报

山西“花式”给文物做抗震保护“CT”

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  原标题:无损探测、个性化“体检”、一处一“药方”

  山西“花式”给文物做抗震保护“CT”

 省地震局工作人员介绍山西博物院布设的地震预警服务与科普终端。

  大同云冈石窟地震监测点。

  省地震局工作人员在太原崇善寺内使用地质雷达探明地层结构差异。记者 寇宁 摄

  有的发生了不均匀沉降,需要用地质雷达、高密度电法探测、密集台阵等观测手段,来探明地下结构和沉降影响因素;

  有的布设了宽频带地震仪,实时监测记录文物周边振动情况,以精准识别风险隐患,进行安全预警;

  有的布设地震预警服务与科普终端,在地震来临前发出紧急警报,以便震后紧急避险疏散、减轻地震灾害损失;

  ……

  针对文物古建各自不同情况和特点,进行无损探测,开展个性化“体检”,并开出VIP“药方”,防震减灾与文物保护“手拉手”,“花式”给文物古建做抗震保护“CT”,为那些矗立三晋大地数千年的珍贵历史遗迹保驾护航。11月13日至15日,中国地震局和山西地震局联合开展了“防震减灾高质量发展进行时”主题采访。山西晚报记者赴太原、大同两地文物抗震保护示范点,探访太原崇善寺地下结构探测、云冈石窟震动环境监测、山西博物院地震预警信息服务,了解山西文物抗震保护工作开展情况。

  太原崇善寺:地质雷达、地震仪等齐上阵,探查大悲殿东北角不均匀沉降是何故

  “这是地质雷达,可以探查到地下浅部的地层结构差异。”在太原崇善寺,山西省地震局震灾风险防治中心工作人员正在使用地质雷达进行探测,该中心正高级工程师曾金艳说,大悲殿东北角出现了不均匀沉降,为此,在大悲殿及周边现场分别布设了短周期密集地震台阵、地质雷达、高密度电法测线,通过这三种方法开展地下浅部三维结构探测,综合分析地下地层结构特征,识别可能影响大悲殿结构不均匀沉降的不均匀地质体,为崇善寺预防性保护提供支撑。

  太原崇善寺位于太原市迎泽区狄梁公街,占地面积约12000平方米,始建于隋唐,重建于明朝洪武十六年(1383年),至洪武二十四年(1391年)竣工。崇善寺内现存大悲殿是我国保存最完整的明代早期建筑之一,还藏有三尊明代贴金菩萨塑像、三万余卷佛教经典藏经、两套明代壁画临摹本等珍贵文物,是研究中国古代文化、艺术、技术的资料宝库。

  为推动重点文物抗震保护工作落地落实,山西省震灾风险防治中心、山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院共同制定《太原崇善寺抗震保护工作方案》。

  曾金艳介绍,目前,在崇善寺共布设52台三分量节点地震仪组成的密集台阵,监测地下噪声,来反演地下结构;采用地质雷达勘探,共布设了5条测线,采用3种天线,35赫兹、100赫兹、400赫兹,围绕大悲殿周围开展,探明地下浅部的地层结构的差异;布设高密度电法测线,对崇善寺地下结构进行补充勘查。

  这项探测工作已经开展了一段时间,相关数据正在采集中。后续将根据完整探测数据进行分析,来探明大悲殿东北角发生不均匀沉降的原因。

  “我们文物保护部门对文物本体开展了监测、分析,采取了保护性措施,但对地下结构变化给文物造成影响的认识还有待提高。有了这些地震监测设备的无损探测,仿佛在给古建的地基、基础做‘CT’,为我们开展预防性保护提供了重要依据。”目前,崇善寺大悲殿正在修缮,山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院副院长王小龙说,崇善寺距离上一次大修已经过去了200年,存在屋顶漏雨、梁架变形、地基不均匀沉降等问题。除修缮之外,也开展了地下水位监测、土体含水率监测等保护措施,但对地下结构的认知还不够精准。防震减灾部门布设这些地震监测设施设备,可以清楚地探明地质结构存在的问题,发现问题,才好解决问题,这很重要。

  曾金艳说,下一步,地震部门将根据本次探测的结果,分析造成大悲殿东北角不均匀沉降的地质因素,结合现有资料和成果,综合分析大悲殿及周边所在场地的地震动分布特征,研究大悲殿在地震作用下的结构响应和损伤机制。同时,在太原地铁1号线运行后,增加环境振动监测设施,监测分析地铁运行造成的长期振动对大悲殿结构可能产生的影响,为文物部门开展预防性保护提供依据。

  大同云冈石窟:布设5个监测点,实时监测周边振动

  11月15日,大同的气温降到了0℃以下,寒意深重。

  殷伟伟,山西矿山地震监测研究中心高级工程师,正和同事在云冈石窟安全保护区内其中一个监测点观测振动情况。

  山西晚报记者看到,这是一个下挖式的监测点,监测设备短周期地震计被安装在一个深坑里,防风保温,以减小外界环境影响,从而提高监测精度。

  “目前,我们监测到的云冈石窟保护区范围内最大振动速度没有超标,在正常范围。一旦超标,我们就会发出预警。”殷伟伟说,云冈石窟是砂岩体,易风化,振动环境会对它造成一定的疲劳损伤。也就是说,石窟长期在振动环境中,就会造成损伤。再有一些更强的振动,它可能就会发生风化层脱落等破坏。云冈石窟就面临这样的情况。

  针对云冈石窟附近仍有少部分煤矿开采区,且最近开采矿边界与石窟保护安全线重叠的实际情况,今年5月,省地震局组织开展云冈石窟地下安全线附近振动实时监测,防范越界开采问题。

  殷伟伟介绍,他们在云冈石窟周边布设了5套短周期地震计,结合山西数字测震台网,实时记录石窟周边振动情况,获取强干扰源,如施工、爆破和超标振动等事件的时空分布特征,从而精准识别风险隐患,提升云冈石窟振动监测预警能力。

  下一步,省地震局将进一步增加台站布设数量,开展无损探测云冈石窟下方三维速度结构等研究,采用噪声谱比法获取文物保护区场地效应和沉积层厚度等参数,科学圈定文物区的易损范围,为文物地震安全保护工作科学化、规范化提供新思路。

  山西博物院:布设地震预警服务与科普终端,可发地震紧急警报,可科普

  日常显示天气情况、科普视频,地震预警时,会显示倒计时、地震预警烈度、本次地震相关信息(震级、震中、发震时刻、离震中距离)等。针对山西博物院观展人员相对密集的特征,省地震局在山西博物院布设了地震预警服务与科普终端,既可以在日常开展科普宣传,也可以在地震发生后、破坏性地震波到达前发出紧急警报,为震后紧急避险疏散、减轻地震灾害损失提供有力保障。

  山西博物院是首批国家一级博物馆、中央地方共建国家级博物馆培育对象。展览面积1.3万平方米,共有藏品50余万件,青铜、瓷器、石刻、佛教造像、壁画、书画等颇具特色,曾先后获得鲁班奖、全国博物馆十大陈列展览精品、全国文化遗产保护先进单位、第一批全国古籍重点保护单位、全国最具创新力博物馆、国家级青年文明号等荣誉。因其深厚的文化底蕴和独特的影响力,吸引了来自全国各地的游客参观展览,年接待量达236万人次。

  下一步,省地震局将以山西博物院为试点,协助制定具有针对性的重点文博场馆地震应急预案,加强避险疏散演练指导,探索性开展在展文物抗震保护措施和基座减隔震技术改造。

  防震减灾+文物保护山西做了啥?

  山西现有不可移动文物53875处,现存古建筑28027处,约占全国十分之一,其中元代及以前木构古建筑509处,占全国的80%,全国仅存的3座唐代木构古建筑全在山西;现存唐代以来彩塑12000余尊和壁画50000余平方米,数量居全国第一;现存古戏台2800余座,数量居全国第一。这些文物古迹,印证着山西五千年乃至更长时间的沧桑变化。

  “地震安全是山西文物保护不可回避的课题。”山西省地震局党组副书记、副局长(主持工作)欧阳承新说,山西是震灾重省,有史料记载以来,山西境内共发生6级以上破坏性地震21次、7级以上地震6次。曲沃感应寺、广胜寺飞虹塔、永济普救寺塔、安邑兴国寺塔都因地震损坏或损毁,还有很多无法统计的珍贵文物因地震而消失,对山西文物开展抗震预防性保护十分重要。

  2023年7月,省地震局与省文物局签署战略合作协议,聚焦文物与古建筑结构振动监测、陈列与馆藏文物地震安全、地震预警信息服务、博物馆等重要文博设施选址和相关交叉领域科学研究等事项,加强双方在文物保护领域的合作,着力提升地震科技对文物保护的支撑与服务能力;

  2023年11月,山西省地震局调整和组建科技创新力量,依托山西省震灾风险防治中心成立“山西省文物古建筑的地震灾害风险防御技术研究”科技创新团队,有省古建筑研究院3名专业人员参加;

  2024年5月,省地震局赴省文物局开展深度调研座谈,协商制定关于文物抗震保护三年行动方案,明确“8+1”工作措施,为构建文物抗震保护运行机制奠定基础;

  2024年10月,省文物局将省地震局震灾风险防治中心列入文物抗震保护科研基地,建立健全文物预防性保护工作机制;

  ……

  从政策出台、构建合作机制到组建专门队伍、开展实践……省地震局立足山西文物大省、震灾重省的省情,以加强文物古建筑抗震保护为重点,大力推进“防震减灾+文物保护”工作。

  健全地震预警信息共享机制、开展古建筑地震灾害风险评估、建立地震灾害应急服务机制、开展文物地震灾害风险防御研究、开展采空区文物保护技术研究……未来,我省将着眼地震科技成果在文物保护中的应用,聚焦不可移动文物与古建筑结构振动监测、在展与馆藏文物地震安全、地震预警信息服务、地震应急预案编制、博物馆等重要文博设施选址、数据信息共享、防震减灾科普宣传等领域,建立健全合作机制,持续推进全省文物抗震保护工作转型发展。(记者 李莉)

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