议题二:“石窟寺预防性保护理念与技术”
上海大学教授刘廷章:最小干预检测技术——理念、挑战与实现路径
以“最少监测点、最优化布局” 为核心,旨在通过传感器布局优化与空间场预测技术,实现文物赋存环境的全域感知与病害预警。其技术体系融合了人工智能、虚拟现实、无线通信等前沿技术,构建了 “实测 - 仿真 - 建模 - 优化” 的完整路径。在云冈石窟 9 窟诵经道的应用案例中,团队通过深度嵌入聚类、灰色关联度分析等方法,将温湿度传感器数量从 18 个分别精简至 3 个和 2 个,并借助 RBF-KAN 算法实现了全域温湿度场的高精度预测。这一成果不仅大幅降低监测成本,更以 “最小干预” 原则守护了文物原真性。未来,团队将聚焦大型空间物理场的时空关联特性,持续优化监测技术,为石窟寺等不可移动文物的科学保护提供更智能、更精准的解决方案。
云冈研究院文化遗产保护与监测中心遗产监测室科员申杲:云冈石窟世界遗产监测预警体系实践成果与思考
云冈石窟世界文化遗产监测体系涉及13 大类、66 项指标,构建了 “天空 - 地表 - 地下” 立体监测网络,累计数据近 2.8 亿条,覆盖文物本体、环境、游客等多维度。云冈石窟通过推进保护工程配套监测、科研课题等方式开展了保护效果评估、病害形成机理、水盐运移规律等研究。建立了 1960 年以来的气象数据数字化档案。形成 “人工 + 设备” 双线巡查模式,利用便携式监测设备提升病害评估精度。通过检 - 文协作机制,解决了光伏污染、煤尘污染等问题,主要空气指标达国家一级标准。查明周边多处疑似采空区,新划定 1.8 平方公里禁采区,地表沉降、振动监测能力显著增强。未来,云冈石窟监测中心将持续优化动态监测预警系统,探索数字孪生与智能预警算法,加强数据应用与跨单位共享,进一步提升遗产保护的科学化、智能化水平。
云冈研究院文化遗产保护与监测中心科员孙波:云冈石窟预防性保养修缮技术的创新与实践
云冈石窟通过系统性预防性保养,近10年完成19个洞窟、5067.9平方米的修缮,修复病害5044处。面对空鼓、风化等典型病害,云冈研究院构建了“巡查-评估-干预”的保养体系,制定6个月定期巡查与应急专项巡查机制,并运用灌浆、脱盐等10余种技术,最小化干预文物本体。此外,团队编制2部地方标准,试用20余种新材料,培养40余名专业人才,发现2处隐藏造像。通过环境整治(如109国道改线、窟檐修建)和数字化监测,云冈石窟落石风险大幅降低,成为预防性保护的典范。
云冈研究院文化遗产保护与监测中心副主任、研究馆员闫宏彬:云冈石窟第4窟病害分布规律与形成机理研究
云冈石窟第4窟的主要病害为表层风化(占比53%)和盐害(29%),二者呈现强相关性。风化机制以胶结物(白云石、方解石等)水解的化学过程为主,而盐害则源于可溶盐(如硫酸钠、硫酸镁)的结晶压破坏,尤其在湿度波动下,盐分迁移与相变加剧了岩体崩解。实验模拟表明,湿度(如RH=75%)对盐风化破坏具有显著控制作用,表层含水率频繁变化进一步加速病害发展。此外,研究构建了“文物本体-环境-病害”多因素关联模型,定量分析了湿度、盐循环与岩石强度的关系,并提出针对性治理框架,包括稳定性加固、渗水控制及盐害抑制措施。其成果不仅为云冈石窟的精准修复提供理论支撑,更为同类石质遗产的病害防治树立范式。通过揭示微观风化机理与宏观环境因子的耦合作用,推动了多学科交叉在遗产保护中的应用,凸显了科技创新对文明传承的深远意义。未来深化基础研究、开发新型防护材料及智能监测技术,将助力实现文化遗产的可持续保护,为人类共同遗产的存续贡献科学智慧。


