云冈石窟顶部第四纪土壤覆盖层含水率变化特征及洞窟渗漏水问题探讨

为研究云冈石窟顶部土壤覆盖层的含水率变化情况,建设了土壤环境监测网收集云冈石窟土壤含水率实时监测数据,并分析其时空变化特征及影响因素。结果表明,平坦地形条件下云冈石窟顶部第四纪土壤覆盖层含水率时空变化特征明显:年变化具有周期性,垂向上随深度逐层降低(冬季除外)。春、夏季土壤含水率抬升、储水,秋、冬季下降、失水;在春、夏日土壤含水率呈白天上升、夜晚下降趋势,秋、冬日则呈白天下降、夜晚也下降趋势。土壤含水率时刻处于不停的运动变化之中,受温度、大气降水、微地形等众多因素影响,山体边坡浅层土壤可能为侧向饱和流的入渗通道。降雨对土壤含水率的影响深度与实际入渗深度不一致。云冈窟内顶板及岩壁上部、中部含水率主要受降雨渗透窟顶土壤层、沿岩体裂隙通道进入洞窟的渗漏水控制,而岩壁底部含水率更多受窟前不饱带和与地下毛细水的影响。多年的防水实践也证明云冈洞窟渗漏水主要来自于石窟顶部及附近区域。防渗排水始终是云冈洞窟渗漏水治理的主导思路,建议应根据窟顶土壤厚度、地形地貌和遗址分布等分区治理,充分发挥土壤的防渗作用,减少对土壤覆盖层的过度干预。防渗层材料在具有防渗作用的前提下,应具备一定的透气性,满足“洞窟—覆盖层—大气环境”之间的水汽循环。