佛像因水侵蚀而面目全非

治理石窟渗水是一个国际难题

三大石窟遭遇最强敌人专家聚首商议退敌妙计———

2006年冬天，参观世界文化遗产———山西云冈石窟的游客惊奇地发现，每当一下雪，就会有一些人站在石窟里，仰着头，聚精会神于石窟的顶部，好像寻找什么宝藏。有时候，他们还会在一个地方蹲上几个小时，手里拿着纸和笔，好像在记录着什么东西。

“这是我们的工作人员在观察和记录石窟的渗水情况。”云冈石窟研究院保护中心副主任苑静虎笑着说，“去年冬天，我们最盼望的事情就是下雪了，因为，只要下雪，我们就能观测到石窟的渗水情况了。”

在这个冬天里，只要一下雪，云冈石窟保护中心的所有工作人员都全体出动，分别蹲守在21个有渗水记录的石窟里面，仔细记录每个石窟的渗水情况。“我们的记录详细到有几秒钟滴一滴水。”苑静虎介绍说。

“包括山西云冈石窟、甘肃敦煌莫高窟、河南洛阳龙门石窟和重庆大足石刻在内的中国岩石雕像都在不同程度地受到风化和渗水作用的严重困扰。”中国岩土文物领域权威专家、中国文物研究所黄克忠高级工程师在接受记者专访时不无忧虑地说，“水与岩石长期而缓慢地相互作用是中国石窟艺术遭受破坏的主要原因。”

■ 云冈石窟已经被风化，如同一张酥饼

“云冈石窟，这位‘千岁老人’面临的最大敌人是来自自然界各种形式的水。”云冈石窟研究院保护中心副主任苑静虎对记者说。

云冈石窟开凿于1500年以前，与敦煌莫高窟、洛阳龙门石窟并称为中国三大石刻艺术宝库。它依山开凿，东西绵延1公里左右，洞窟内塑有佛像5.1万余尊，最高的17米，最小的仅有几厘米，各类造像形象生动活泼，姿态飘逸俊秀。2001年12月，云冈石窟被联合国教科文组织列入《世界文化遗产名录》。

“在人为破坏和煤尘威胁后，风化成为目前困扰云冈石窟的主要病害。”苑静虎介绍，“通常洞窟北壁风化较重，其次是顶部。风化程度也各不相同，深度从2毫米到2厘米不等。”

谈到云冈石窟的现状，苑静虎说，由于长期风化，许多雕像已经“面目全非”，有的石像脸部五官残缺，有的四肢脱落，上面留下被水侵蚀的印痕。而洞窟顶部的裂缝处也明显有渗水的痕迹。专家指出，五华洞洞窟之外的几根支撑石柱已经被风化得不一般齐整，有的柱顶已经和窟顶相互分离。此外，第9、10窟和第12窟前列柱正越来越细，外壁雕刻已荡然无存。据有关部门统计，云冈石窟现有的45个主要洞窟中，有渗水记录的就有21个，其中尤其以五华洞被侵蚀得最为严重。

“风化损坏最严重的东部、西部洞窟，石窟外壁的雕像与题记几乎风化殆尽，其中16窟至19窟外壁上原来密布千佛造像，现已无从辨认。石窟内各壁面近窟底2米的雕刻几乎全部风化损坏。许多石窟内的窟顶雕刻已呈板状剥落，局部窟顶岩石还有崩塌掉块的危险。”苑静虎介绍说。

“用手指触摸雕刻着石像的砂岩。砂岩已经被风化，如同一张酥饼，手指轻轻一触，岩石的表面就像酥饼皮一样脱落。”苑静虎介绍说。

 ■ 渗水是造成石窟风化严重的主要原因

“渗水是造成石窟风化严重的主要原因。由于水与岩石长期而缓慢地相互作用，造成云冈石窟逐步被自然风化。”苑静虎在谈到云冈石窟风化的原因时对记者说。

由于云冈石窟的石雕大部分雕凿在长石石英砂岩上，岩石中的长石与水可发生下列化学反应：长石水解后,破坏了岩石结构,致使岩石的物理力学性质改变。岩石风化后残留一种白色絮状粉末物。

“当水与岩石作用时，水中的离子便形成盐类结晶，从而造成岩石风化。”苑静虎介绍说。

“由于种种原因，近10多年来洞窟顶部渗水加剧，许多石窟内的雕刻受到侵蚀，风化、剥落严重。”苑静虎介绍说，“根据我们观察，西部洞窟受到的渗水威胁最大，共有13个渗水（包括各洞窟副窟），渗漏情况以33窟最为严重。该窟北壁龛内两尊佛像由于顶部渗水而全部浸湿，在雨季表现为龛顶部连续滴水，窟顶部东北角大面积潮湿；而在冬季，表现为沿窟及龛顶部裂隙悬挂冰柱，整体上渗水非常严重。其他洞窟渗漏情况较为轻微。”

■ 大气降水是石窟地区渗水根源

找到渗水的源头成为治理石窟渗水问题首先需要做的工作，就像医生给病人治病一样，必须找到病根。从2006年冬天开始，苑静虎就带领保护中心的全体工作人员开始寻找渗水的根源。“光记录渗水就足足有一大厚本子。”苑静虎说，“有时候为了确定局部渗水，工作人员必须在有些地方浇水。”

通过几个月的观察，苑静虎发现威胁石窟安全的水主要有四个途径：窟顶渗水、空气凝结水、冲刷窟前的雨水和地下上升的毛细水。云冈周围存在大量煤矿，煤矿开采使地下水持续降低，目前地下水水位已经低于石窟地面10米左右，因而地下毛细水上升的威胁可暂不考虑。最后，工作人员认定大气降水是石窟地区的主要水源。

找到了威胁石窟的渗水根源，工作人员制定了“堵与排相结合”的防水工程的基本思路，以排水为主要治水手段，进行彻底的治水。

今年4月起，工作人员选择了33、34两座石窟进行试点，采用了顶部护坡防渗处理、前立壁的加固封护等治理工程。

“到目前为止，我们成功地阻挡了90%以上的渗水。据工程后的观察，原来渗水的13个洞窟，现在只有33窟和34窟的北壁泥岩层仍有渗水，其顶部裂隙和龛内裂隙已经没有滴水及渗水现象，壁面上渗水痕迹自完全干燥后不再受到降雨的影响。这表明石窟顶部和前立壁不再有新的水源补给，证明本次工作的两项内容均成功完成。”苑静虎高兴地说。“这项实验的成功，为今后的防水工作积累了宝贵的经验。这使多年停滞不前的防水保护工作取得了突破性进展，为云冈石窟今后的保护工作闯出了一条新路。”

■ 空气凝结水的勘测实验已经展开

记者了解到，除了治理大气降水外，空气凝结水的勘测实验和窟檐的勘察设计也相继展开。其中凝结水研究目前由中国地质大学进行，窟檐设计方案由建设综合勘察研究设计院等多家单位共同进行。

“这样大规模的石质文物勘测、保护工程，在国内尚属首次，很多实验设备都是自主研发的。”苑静虎介绍。

众多物理、化学、地质学科专家参与其中，多学科、量化研究的特点越来越明显。为了完善设计方案，设计方对石窟地区进行了系统的水文勘测，搜集了历年的气象资料。

据了解，通过专家评审的窟顶防渗设计方案共分窟顶排水、窟顶防渗、水土保持和绿化、防水效果监测系统、防水治理施工设计五部分。

“其实这和我们普通建筑做防水是一样的道理。‘排与堵相结合’是我们的主要思路。”苑静虎说，“首先，我们要让雨水能够快速地排出，不让雨水渗入石窟。”工作人员将通过建立窟顶排水系统，使大气降水及下渗的水分尽可能迅速排出窟顶汇水区，减少大气降水在窟顶的停留时间。

“另外，做好窟顶的防水也是非常重要的。这就是对雨水进行有效的堵截。”苑静虎说。窟顶防渗部分将采用设置防水层的方式，对下渗水实施有效拦截，切断石窟渗水的补给途径。“也就是切断了石窟渗水的源头。”苑静虎介绍说。

另外，在材料的使用上，这次在大部分地区将采用膨润土做防水毯，“因为膨润土有良好的透气性和柔性，非常有利于窟内的空气循环以及适应窟顶地面的不同坡度。”苑静虎介绍说。

“最后，对进行防水处理的窟顶区域，还要进行水土保持和绿化。这样，窟顶的土壤可以吸收大部分的大气降水，防止雨水直接渗入洞窟里。”苑静虎解释说。