基于电阻率成像法的莫高108窟墙体内水盐运移过程分析

非均质的砂砾石层是莫高窟壁画的主要墙体,但砂砾石层的非均质性如何在水盐运移过程中发挥作用却还不清楚。为此,通过在108窟西壁面上1 m×1 m和2 m×2 m范围的三维高密度电阻率成像监测,发现在这些区域上,墙体电阻率的空间分布都是非均匀的,低阻值区域在空间位置、大小和形状上都会随时间而变化。这明确说明在构成墙体的非均质砂砾石层内存在着重要的水分饱和与非饱和过程(再分配过程),正是这一不断重复的饱和与非饱和过程促进了墙体内水分的运移和盐分在一些特定区域的聚集。研究成果对全面认识莫高窟墙体内的水盐运移机理,减轻和防治壁画盐害都具有重要意义。     

莫高窟108窟内空气温湿度的变化过程及其对窟内水汽和热量来源的启示

为了对108窟内不同位置的温度、湿度和空气压力进行监测,设置了12个点的传感器。监测结果表明,窟内温度存在着显著的昼夜和长期的变化,其中上层空气的温度变化尤其明显,而下层空气的温度变化则相对较小。在夏天,窟内的上层空气温度高于下层空气的温度。窟内空气的绝对湿度受外部环境严重影响,存在近似昼夜的变化。在分布上,窟内空气湿度在上层和前部高,而在下层和后部则较小。窟内存在着净的水汽输入过程,但水汽不是从洞窟的入口进入的。同样,窟内的空气压力也存在着明显的昼夜变化过程,并受外部环境的影响而升高或下降,窟内东侧的空气压力大于西侧的空气压力。这些结果一致说明,在108窟的东侧上层存在着水汽和热量的来源。研究结果为下一步的盐害防治工作提供了思路,具有重要的科学意义和应用价值。