山西“花式”給文物做抗震保護“CT”

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評論

省地震局工作人員介紹山西博物院布設的地震預警服務與科普終端。

大同雲岡石窟地震監測點。

省地震局工作人員在太原崇善寺內使用地質雷達探明地層結構差異。山西晚報記者寇寧攝

　　有的發生了不均勻沉降，需要用地質雷達、高密度電法探測、密集台陣等觀測手段，來探明地下結構和沉降影響因素﹔
　　有的布設了寬頻帶地震儀，實時監測記錄文物周邊振動情況，以精准識別風險隱患，進行安全預警﹔
　　有的布設地震預警服務與科普終端，在地震來臨前發出緊急警報，以便震后緊急避險疏散、減輕地震災害損失﹔
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　　針對文物古建各自不同情況和特點，進行無損探測，開展個性化“體檢”，並開出VIP“藥方”，防震減災與文物保護“手拉手”，“花式”給文物古建做抗震保護“CT”，為那些矗立三晉大地數千年的珍貴歷史遺跡保駕護航。11月13日至15日，中國地震局和山西地震局聯合開展了“防震減災高質量發展進行時”主題採訪。山西晚報記者赴太原、大同兩地文物抗震保護示范點，探訪太原崇善寺地下結構探測、雲岡石窟震動環境監測、山西博物院地震預警信息服務，了解山西文物抗震保護工作開展情況。
　　太原崇善寺：地質雷達、地震儀等齊上陣，探查大悲殿東北角不均勻沉降是何故
　　“這是地質雷達，可以探查到地下淺部的地層結構差異。”在太原崇善寺，山西省地震局震災風險防治中心工作人員正在使用地質雷達進行探測，該中心正高級工程師曾金艷說，大悲殿東北角出現了不均勻沉降，為此，在大悲殿及周邊現場分別布設了短周期密集地震台陣、地質雷達、高密度電法測線，通過這三種方法開展地下淺部三維結構探測，綜合分析地下地層結構特征，識別可能影響大悲殿結構不均勻沉降的不均勻地質體，為崇善寺預防性保護提供支撐。
　　太原崇善寺位於太原市迎澤區狄梁公街，佔地面積約12000平方米，始建於隋唐，重建於明朝洪武十六年（1383年），至洪武二十四年（1391年）竣工。崇善寺內現存大悲殿是我國保存最完整的明代早期建筑之一，還藏有三尊明代貼金菩薩塑像、三萬余卷佛教經典藏經、兩套明代壁畫臨摹本等珍貴文物，是研究中國古代文化、藝術、技術的資料寶庫。
　　為推動重點文物抗震保護工作落地落實，山西省震災風險防治中心、山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院共同制定《太原崇善寺抗震保護工作方案》。
　　曾金艷介紹，目前，在崇善寺共布設52台三分量節點地震儀組成的密集台陣，監測地下噪聲，來反演地下結構﹔採用地質雷達勘探，共布設了5條測線，採用3種天線，35赫茲、100赫茲、400赫茲，圍繞大悲殿周圍開展，探明地下淺部的地層結構的差異﹔布設高密度電法測線，對崇善寺地下結構進行補充勘查。
　　這項探測工作已經開展了一段時間，相關數據正在採集中。后續將根據完整探測數據進行分析，來探明大悲殿東北角發生不均勻沉降的原因。
　　“我們文物保護部門對文物本體開展了監測、分析，採取了保護性措施，但對地下結構變化給文物造成影響的認識還有待提高。有了這些地震監測設備的無損探測，仿佛在給古建的地基、基礎做‘CT’，為我們開展預防性保護提供了重要依據。”目前，崇善寺大悲殿正在修繕，山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院副院長王小龍說，崇善寺距離上一次大修已經過去了200年，存在屋頂漏雨、梁架變形、地基不均勻沉降等問題。除修繕之外，也開展了地下水位監測、土體含水率監測等保護措施，但對地下結構的認知還不夠精准。防震減災部門布設這些地震監測設施設備，可以清楚地探明地質結構存在的問題，發現問題，才好解決問題，這很重要。
　　曾金艷說，下一步，地震部門將根據本次探測的結果，分析造成大悲殿東北角不均勻沉降的地質因素，結合現有資料和成果，綜合分析大悲殿及周邊所在場地的地震動分布特征，研究大悲殿在地震作用下的結構響應和損傷機制。同時，在太原地鐵1號線運行后，增加環境振動監測設施，監測分析地鐵運行造成的長期振動對大悲殿結構可能產生的影響，為文物部門開展預防性保護提供依據。
　　大同雲岡石窟：布設5個監測點，實時監測周邊振動
　　11月15日，大同的氣溫降到了0℃以下，寒意深重。
　　殷偉偉，山西礦山地震監測研究中心高級工程師，正和同事在雲岡石窟安全保護區內其中一個監測點觀測振動情況。
　　山西晚報記者看到，這是一個下挖式的監測點，監測設備短周期地震計被安裝在一個深坑裡，防風保溫，以減小外界環境影響，從而提高監測精度。
　　“目前，我們監測到的雲岡石窟保護區范圍內最大振動速度沒有超標，在正常范圍。一旦超標，我們就會發出預警。”殷偉偉說，雲岡石窟是砂岩體，易風化，振動環境會對它造成一定的疲勞損傷。也就是說，石窟長期在振動環境中，就會造成損傷。再有一些更強的振動，它可能就會發生風化層脫落等破壞。雲岡石窟就面臨這樣的情況。
　　針對雲岡石窟附近仍有少部分煤礦開採區，且最近開採礦邊界與石窟保護安全線重疊的實際情況，今年5月，省地震局組織開展雲岡石窟地下安全線附近振動實時監測，防范越界開採問題。
　　殷偉偉介紹，他們在雲岡石窟周邊布設了5套短周期地震計，結合山西數字測震台網，實時記錄石窟周邊振動情況，獲取強干擾源，如施工、爆破和超標振動等事件的時空分布特征，從而精准識別風險隱患，提升雲岡石窟振動監測預警能力。
　　下一步，省地震局將進一步增加台站布設數量，開展無損探測雲岡石窟下方三維速度結構等研究，採用噪聲譜比法獲取文物保護區場地效應和沉積層厚度等參數，科學圈定文物區的易損范圍，為文物地震安全保護工作科學化、規范化提供新思路。
　　山西博物院：布設地震預警服務與科普終端，可發地震緊急警報，可科普
　　日常顯示天氣情況、科普視頻，地震預警時，會顯示倒計時、地震預警烈度、本次地震相關信息（震級、震中、發震時刻、離震中距離）等。針對山西博物院觀展人員相對密集的特征，省地震局在山西博物院布設了地震預警服務與科普終端，既可以在日常開展科普宣傳，也可以在地震發生后、破壞性地震波到達前發出緊急警報，為震后緊急避險疏散、減輕地震災害損失提供有力保障。
　　山西博物院是首批國家一級博物館、中央地方共建國家級博物館培育對象。展覽面積1.3萬平方米，共有藏品50余萬件，青銅、瓷器、石刻、佛教造像、壁畫、書畫等頗具特色，曾先后獲得魯班獎、全國博物館十大陳列展覽精品、全國文化遺產保護先進單位、第一批全國古籍重點保護單位、全國最具創新力博物館、國家級青年文明號等榮譽。因其深厚的文化底蘊和獨特的影響力，吸引了來自全國各地的游客參觀展覽，年接待量達236萬人次。
　　下一步，省地震局將以山西博物院為試點，協助制定具有針對性的重點文博場館地震應急預案，加強避險疏散演練指導，探索性開展在展文物抗震保護措施和基座減隔震技術改造。
　　防震減災+文物保護山西做了啥？
　　山西現有不可移動文物53875處，現存古建筑28027處，約佔全國十分之一，其中元代及以前木構古建筑509處，佔全國的80%，全國僅存的3座唐代木構古建筑全在山西﹔現存唐代以來彩塑12000余尊和壁畫50000余平方米，數量居全國第一﹔現存古戲台2800余座，數量居全國第一。這些文物古跡，印証著山西五千年乃至更長時間的滄桑變化。
　　“地震安全是山西文物保護不可回避的課題。”山西省地震局黨組副書記、副局長（主持工作）歐陽承新說，山西是震災重省，有史料記載以來，山西境內共發生6級以上破壞性地震21次、7級以上地震6次。曲沃感應寺、廣勝寺飛虹塔、永濟普救寺塔、安邑興國寺塔都因地震損壞或損毀，還有很多無法統計的珍貴文物因地震而消失，對山西文物開展抗震預防性保護十分重要。
　　2023年7月，省地震局與省文物局簽署戰略合作協議，聚焦文物與古建筑結構振動監測、陳列與館藏文物地震安全、地震預警信息服務、博物館等重要文博設施選址和相關交叉領域科學研究等事項，加強雙方在文物保護領域的合作，著力提升地震科技對文物保護的支撐與服務能力﹔
　　2023年11月，山西省地震局調整和組建科技創新力量，依托山西省震災風險防治中心成立“山西省文物古建筑的地震災害風險防御技術研究”科技創新團隊，有省古建筑研究院3名專業人員參加﹔
　　2024年5月，省地震局赴省文物局開展深度調研座談，協商制定關於文物抗震保護三年行動方案，明確“8+1”工作措施，為構建文物抗震保護運行機制奠定基礎﹔
　　2024年10月，省文物局將省地震局震災風險防治中心列入文物抗震保護科研基地，建立健全文物預防性保護工作機制﹔
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　　從政策出台、構建合作機制到組建專門隊伍、開展實踐……省地震局立足山西文物大省、震災重省的省情，以加強文物古建筑抗震保護為重點，大力推進“防震減災+文物保護”工作。
　　健全地震預警信息共享機制、開展古建筑地震災害風險評估、建立地震災害應急服務機制、開展文物地震災害風險防御研究、開展採空區文物保護技術研究……未來，我省將著眼地震科技成果在文物保護中的應用，聚焦不可移動文物與古建筑結構振動監測、在展與館藏文物地震安全、地震預警信息服務、地震應急預案編制、博物館等重要文博設施選址、數據信息共享、防震減災科普宣傳等領域，建立健全合作機制，持續推進全省文物抗震保護工作轉型發展。