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高昌故城西南大佛寺遗址发育主要病害

2018-04-25陆继财赵海英

吐鲁番学研究 2018年2期
关键词:大佛寺风蚀裂隙

陆继财 赵海英

1 引 言

高昌故城座落于新疆自治区吐鲁番市东约50 余公里的阿斯塔那村东、哈拉和卓村南,行政区划属吐鲁番市三堡乡哈拉和卓村,地理坐标为北纬42°51′,东经89°32′。占地面积约200 万平方米。

高昌城始建于公元前1世纪,初称“高昌壁”,为丝路重镇。后历经高昌郡、高昌国、唐西州、回鹘高昌等长达1400余年之变迁,于公元14世纪毁弃于战火。汉唐以来,高昌是连接中原、中亚、欧洲的枢纽。经贸活动十分活跃,世界各地的宗教先后经由高昌传入内地,毫不夸张地说,它是世界古代宗教最活跃最发达的地方,也是世界宗教文化荟萃的宝地之一。

19世纪末和20世纪初,俄、德、英、日等国,一批一批探险家和考察家来到这里,搜集资料、挖掘文物。如德国人A.von勒库克于公元1902年至公元1907年从这里盗走的文物达四百多箱,其中有很多是极有价值的;如北凉沮渠安周造寺功德碑,摩尼教壁画和回鹘时代的文字纪录等。1928年和1960年中国考古学家黄文弼和阎文儒等先后对城址进行了调查,新疆考古工作者也对古城进行了测量。1961年,这里被列为全国重点文物保护单位。

2 西南大佛寺保存现状

西南大佛寺,为高昌故城重要建筑群遗址,成矩形平面(图1),东西130m、南北80m,占地面积10400m2。寺院门向朝东,门道长12m,两侧有高大的建筑遗址。入内为方形庭院,正对中心塔殿遗址(Ⅰ)。右侧为方形穹顶建筑残址(Ⅱ),北、西、南三面为排房遗址。图1为西南大佛寺遗址俯瞰图。建筑遗址群周围圈环以高墙,建筑遗址大多为土坯垒砌,部分外墙残存夯筑遗迹。

佛塔殿墙残高在10m左右,下部有高大的基座轮廓,墙身外侧留有大型木构件的卯孔痕迹;塔身南面尚存佛龛(下部一排3座大佛龛,上部三层,每层7座小龛),上部小龛中有的还留有抹灰和绘制背光的遗迹。在塔柱西部对面墙壁的右下部分,还残留着隐约可见的壁画痕迹,从画风观察应属比较晚期的遗存。

方形穹顶建筑残址残留下部墙体及西北隅墙体交角上部的帆拱。

排房遗址的部分墙体残高大约4~5m,上部可见门窗洞口,以及与中心塔殿外墙相对的卯孔痕迹,房内留存隔墙痕迹。

近年来曾对这组建筑遗址进行维修,用土坯补砌了佛塔身的北、东、西三面的墙体,在南殿墙的内侧加筑了扶壁垛;方形穹顶建筑残址的墙体和四角帆拱也用土坯进行了补砌。

3 主要病害类型及成因

由于自然损坏、人为破坏和管理不善三个方面的原因,造成了遗址的风化破坏,根据不同病害产生的原因、病害的发展特征以及对土(建筑)遗址稳定性的影响差异,在调查中将病害分为了以下九个类别:

3.1 主要病害类型

3.1.1 坍塌

由于地震、裂隙发育造成的遗址倒塌、垮塌、墙体残断等(图2、3)。残留的完整度、残留的高度等均可以反映坍塌破坏的程度。

图1 西南大佛寺航空摄影图

图2 夯土墙坍塌

图3 土坯墙坍塌

3.1.2 墙基残蚀

墙基因被风吹蚀形成凹槽,使墙体上大下小或上宽下窄呈“棒锤山”形状(图4),容易引起坍塌。

3.1.3裂缝

温差交替、地震、冻融和卸荷等自然营力的影响,使遗址产生许多纵横交错的裂隙(图5)

3.1.4 泥坯破碎

由于温差、开裂变形等造成泥坯的破裂、破碎,致使墙体不稳定(图6)

3.1.5 侵蚀槽

由于水的毛细作用,使可溶盐在墙体一定高度析出,在盐分的作用下遗址土疏松、散落,在风的吹蚀破坏作用下,形成墙体一定高度夯土凹损的病害类型(图7)。对遗址稳定性有一定影响。

3.1.6 孔洞残损

原木构件遗失、人为破坏等造成的空洞、缺损破坏;土蜂巢、鸟窝、鼠洞等,在土体形成孔洞(图8),对遗址稳定性有影响。

图4 墙基残蚀

图5 裂缝

图6 泥坯破碎

图7 侵蚀槽

图8 孔洞

3.1.7 泥皮剥落

由雨、风、温差变化等外营力作用下,遗址表面的草泥层剥落的现象(图9)。对遗址稳定性影响不大,但影响文物的完整性。

图9 泥皮剥落

图10 夯土墙风蚀

图11 泥皮表面雨蚀痕迹

3.1.8 表面风化

风蚀,墙面疙疙瘩瘩满是凸起的钙结核颗粒,或呈层片状风蚀外貌;雨蚀,降水形成的径流在墙面的痕迹,厚层泥裂等;或者在外营力作用下遗址表面形成新的结皮而后剥落的现象(图10、11)。

3.1.9 人为破坏

盗挖、取土、踩踏、刻画等对遗址造成的破坏(图12)。

3.2 病害成因分析

图12 掏挖与刻画

通过对西南大佛寺遗址发育主要病害分类和病害特征分析,可以看出,危及遗址稳定的主要病害为坍塌、裂隙、墙基残蚀和侵蚀槽,其他病害是影响稳定性病害发育的前提和基础。造成这些病害发育的主要原因为易溶盐侵蚀作用、雨水的冲蚀作用和风的侵蚀作用。

3.2.1风蚀作用

风蚀可分为迎面吹蚀、底面潜蚀和反向掏蚀三种。遗址所在地大风和沙暴发生频繁,大风瞬间风速不小于17m/s,8级以上大风时有发生。同时,遗址位于戈壁滩上,砾石表面弹力十分惊人,加上颗粒也较粗,在大风时,风沙流打磨高度可达4m 的高程。迎风吹蚀主要是由粗颗粒的正面打磨造成,另外,风沙流携带的含沙量随高度呈指数下降,贴地层的含沙量可达70%以上,再加上易溶盐在此处的富集,因此对墙基处的吹蚀作用更强。如图13所示。

3.2.2 雨蚀

由降雨资料分析,吐鲁番地区的降雨形式主要是集中式强降雨,降雨历时短,降雨强度大。在这种历时短、强度大的降雨作用下,墙体表层遭受溅蚀作用,随着降雨的持续,打散的土颗粒细粒进入土体,堵塞孔隙,造成雨水入渗浅。致使土体表层饱和,表层土体变成流动土体沿优势面在重力作用下剥落,破坏墙体表面。

在易形成冲沟的墙基处,流水冲刷坡脚,增大烽燧临空面,形成拉裂隙;遗址墙体中存在有一定的裂隙,在降雨时大气降水沿裂隙入渗,充满了活性介质水,造成裂纹在尖端处扩展,引起墙体裂隙的贯通,软化墙体下部土体,C值随时间下降,力学强度明显降低,土体强度下降,最终导致墙体失稳。同时水分在土体中的运动产生的动水压力对崩塌的形成和发展有促进作用。

3.2.3 易溶盐破坏

集中式降雨、强烈的蒸发作用和显著的毛细作用使墙体易溶盐迅速向遗址距地面一定高度表面富集,富集的盐分则在昼夜温差和少量降雨→高速蒸发的气候特征影响下发生结晶吸水膨胀—失水收缩的反复过程,含有盐分土的骨架结构经历往复的扩展和缩紧过程,结构迅速破坏,土粒之间连接逐渐变得微弱,致使夯土强度极剧降低。

由于盐分主要在墙体底部聚集,其失水-吸水过程迅速导致遗址底部土体疏松无黏接,形成与上部土体抗风蚀能力的差异,在相同地区的风场条件下产生显著的差异风蚀损耗效应,在墙体迎风面底部形成向墙体内凹的空腔,最终成侵蚀槽破坏。

3.2.4 其他因素

温度的急剧变化、强烈的蒸发作用,使在暴雨过后软化的墙体表面迅速变干、升温,形成硬壳、龟裂。为下次的风蚀、雨蚀创造有利的条件,加速了墙体的风化。

人为破坏对遗址的保存也是极大的威胁。

4 结论及建议

西南大佛寺遗址发育主要病害为坍塌、裂隙、墙基残蚀和侵蚀槽、表面风化及人为破坏等,遗址的破坏是在各种病害综合作用下,相互促进共同影响的结果。其中坍塌破坏是对遗址最具威胁的病害,一旦发生,将产生不可挽回的损失,所以应当首先进行加固保护;其次裂隙的发育、墙基的残蚀和侵蚀槽病害的进一步发展,将形成新的坍塌破坏,应对其进行加固;加强管理减少不必要的人为活动对遗址的破坏。

图13

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