水下文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系設(shè)計(jì)初探
——以白鶴梁題刻為例

蔣 銳，鄧 佳，楊 娟

（重慶中國(guó)三峽博物館，重慶 400015）

水下文化遺產(chǎn)是文化遺產(chǎn)的組成部分，不同的是環(huán)境上的特殊性。早期因?yàn)樗驴脊偶夹g(shù)上的限制，水下文化遺產(chǎn)的保護(hù)和利用十分有限，早期的法律體系并沒有根據(jù)環(huán)境進(jìn)行明確區(qū)分，只是籠統(tǒng)歸于文化財(cái)產(chǎn)（遺產(chǎn)）之內(nèi)。1978年歐洲理事會(huì)通過了《水下文化遺產(chǎn)報(bào)告》（Underwater Cultural Heritage），這也是首次明確提出“水下文化遺產(chǎn)”的國(guó)際文件。

2001年聯(lián)合國(guó)教科文組織頒布了《保護(hù)水下文化遺產(chǎn)公約》。其中提出了在進(jìn)行水下文化遺產(chǎn)保護(hù)時(shí)，第一選擇是原址保護(hù)，其根本原因是基于對(duì)水下遺址原始真實(shí)性的渴望和欣賞。根據(jù)航?？脊艑W(xué)會(huì)（NAS）所提供的數(shù)據(jù)資料顯示，相比于陸地埋藏環(huán)境，文物在水下埋藏環(huán)境當(dāng)中更容易得到保存，所以，出于保護(hù)技術(shù)、經(jīng)費(fèi)等多方因素考慮，現(xiàn)今國(guó)外水下文物保護(hù)工作者更傾向于采取將文物于水下原址埋藏作為保護(hù)方案[1]。

隨著中國(guó)科學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展，水下原址展示的方式使公眾能夠近距離的觀賞這些遺跡，重慶白鶴梁水下博物館采用的就是這種方式。原址建設(shè)、原環(huán)境保護(hù)、原狀態(tài)展示是白鶴梁水下博物館的建館理念。正是在全面保護(hù)的理念下，中國(guó)水下文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者與工程技術(shù)人員，為了保護(hù)這一珍貴的文化遺產(chǎn)攻克了大量的難關(guān)，先后論證了10年，提出了7個(gè)保護(hù)方案，最終采用了“無壓容器”原理方案，以修建水下博物館的形式對(duì)題刻進(jìn)行原址水下保護(hù)[2]。

通過探索和實(shí)踐，白鶴梁題刻作為世界上第一個(gè)水下文化遺產(chǎn)原址保護(hù)與展示的項(xiàng)目，得到了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，其真實(shí)性和完整性保存較好（圖1）。為有效監(jiān)測(cè)白鶴梁題刻的安全運(yùn)行狀況，確保水下保護(hù)體游覽和結(jié)構(gòu)安全，在水下博物館設(shè)計(jì)、建造期間，在其長(zhǎng)軸上下游、短軸上下游、穹頂、交通廊道、觀光廊道等典型關(guān)鍵部位，設(shè)計(jì)安裝了基巖變位計(jì)、鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器，數(shù)據(jù)采集后通過專業(yè)機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)分析水下文化遺產(chǎn)穩(wěn)定性運(yùn)行。缺點(diǎn)是現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方式非常被動(dòng)、監(jiān)測(cè)手段無法滿足文物保護(hù)要求，有部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失，無法進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，監(jiān)測(cè)設(shè)備零散，缺乏完整性、系統(tǒng)性和科學(xué)性，缺乏對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)文物本體的有效監(jiān)測(cè)。

圖1 白鶴梁題刻原貌圖（來源：重慶白鶴梁水下博物館提供）

鑒于水下文化遺產(chǎn)保護(hù)的特殊性，為使白鶴梁題刻的保護(hù)更加科學(xué)，筆者團(tuán)隊(duì)與相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，探索水下文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)保護(hù)的內(nèi)容和方法，規(guī)劃建立白鶴梁題刻本體及保存環(huán)境可預(yù)防性監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。

1 國(guó)內(nèi)外遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

當(dāng)今世界不少國(guó)家都在執(zhí)行和探索保護(hù)文化遺產(chǎn)的方式和方法，比如法國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)、意大利等國(guó)都是在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面比較成功的國(guó)家[3]。世界遺產(chǎn)保護(hù)協(xié)會(huì)對(duì)列入《世界遺產(chǎn)名錄》的文物提出相關(guān)的保護(hù)要求，當(dāng)前的系統(tǒng)建設(shè)更多的是為了保護(hù)物質(zhì)遺產(chǎn)，對(duì)于各種建筑物、構(gòu)筑物、山水等依據(jù)世界各地不同的氣候、不同的文化做出自身的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

中國(guó)世界遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)起步較晚，最初國(guó)內(nèi)的第一家按照相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的是蘇州園林的世界遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，形成了國(guó)內(nèi)比較有代表性的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)預(yù)警方面主要對(duì)文物本體、大氣質(zhì)量、安全環(huán)境和自然災(zāi)害等進(jìn)行監(jiān)測(cè)[5]，近幾年來，通過對(duì)敦煌莫高窟、大足石刻、龍門石窟等文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)的探索，形成了中國(guó)特有的文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)體系。

水下文物的監(jiān)測(cè)保護(hù)與陸地相比有較大的不同。水下文物常年淹沒于水下，且通常情況下，不管是內(nèi)水還是海域，水下環(huán)境狀況不明，受理化環(huán)境、水動(dòng)力環(huán)境、水生物生態(tài)系統(tǒng)等影響較大，這些因素決定了保護(hù)水下文物非常需要科學(xué)技術(shù)的支持，從而建立水下文物安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前我國(guó)對(duì)水下文物的監(jiān)控保護(hù)主要是通過執(zhí)法部門定期或者不定期巡邏，或者通過岸基、船載雷達(dá)來監(jiān)測(cè)水面船只，對(duì)水下文物本體預(yù)警監(jiān)測(cè)較少。

20世紀(jì)40年代“水肺”被發(fā)現(xiàn)后，法國(guó)就開展了水下考古；韓國(guó)也在20世紀(jì)70年代開展了相關(guān)的水下文物保護(hù)工作；意大利是水下文物保護(hù)技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家，其相關(guān)法律和慣例體系非常健全，發(fā)現(xiàn)水下文物點(diǎn)，立即將位置信息錄入地理信息系統(tǒng)，并采用水上、水下的監(jiān)測(cè)技術(shù)，進(jìn)行立體監(jiān)控，一旦有船只接近相關(guān)海域，馬上報(bào)警，由相關(guān)部門進(jìn)行查處[5]。這些監(jiān)控手段和方式主要在于防止水下文物盜撈，而對(duì)水下文物本體的保護(hù)、病害、自然環(huán)境影響因素等考慮不足。

2 白鶴梁題刻文物本體和保存環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析

白鶴梁監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)初步規(guī)劃設(shè)計(jì)包含21類、84項(xiàng)，涵蓋了國(guó)家17類、59項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并依據(jù)中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院制定的規(guī)范性要求，實(shí)現(xiàn)與省市、國(guó)家監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)的共享。一期項(xiàng)目涉及系統(tǒng)平臺(tái)搭建、部分監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備安裝等，整個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目預(yù)期投入1 197萬元。

白鶴梁監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)由基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)、遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、預(yù)警信息管理系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)5部分組成（圖2）。

圖2 水下40 m白鶴梁題刻文物本體的保護(hù)現(xiàn)狀（來源：重慶白鶴梁水下博物館提供）

2.1 基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)

基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)由申遺承諾、遺產(chǎn)地申報(bào)資料、遺產(chǎn)地基礎(chǔ)信息、文物保護(hù)單位檔案4部分組成。包含了白鶴梁題刻申遺文本、OUV聲明材料、定期報(bào)告、承諾事項(xiàng)內(nèi)容、完成時(shí)間、目前進(jìn)展、基礎(chǔ)信息、遺產(chǎn)總圖、遺產(chǎn)要素分布圖、四有檔案、保護(hù)監(jiān)測(cè)方案等國(guó)家文物局要求監(jiān)測(cè)的4個(gè)方面、22項(xiàng)內(nèi)容。

2.2 動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)從白鶴梁題刻保護(hù)項(xiàng)目管理、展示利用、管理活動(dòng)現(xiàn)狀、保護(hù)管理規(guī)劃、保護(hù)研究、宣傳教育、水下文化遺產(chǎn)保護(hù)、機(jī)構(gòu)與能力建設(shè)8個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)與能力建設(shè)、信息歸檔匯總管理、管理活動(dòng)現(xiàn)狀跟蹤管理、展示利用狀況的建檔管理、宣傳教育情況的跟蹤管理、白鶴梁題刻本體及環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀管理、保護(hù)項(xiàng)目管理跟蹤管理、保護(hù)管理規(guī)劃狀況的跟蹤管理、保護(hù)研究等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)接、信息共享等27項(xiàng)管理功能。

2.3 遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)以國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)為參照，可將白鶴梁題刻監(jiān)測(cè)指標(biāo)分為日常管理、建設(shè)控制、社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境、本體與載體病害、旅游與游客管理、安全防范監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)7大類、28項(xiàng)指標(biāo)。構(gòu)建監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系，對(duì)題刻本體、水下保護(hù)環(huán)境、外部環(huán)境、具體監(jiān)測(cè)部位等進(jìn)行查詢、新增和修改等功能設(shè)置，通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)維護(hù)。

2.4 預(yù)警信息管理系統(tǒng)

預(yù)警流程信息管理子系統(tǒng)由預(yù)警指標(biāo)研究與制定、數(shù)據(jù)評(píng)估、信息發(fā)布3大類組成。確定威脅白鶴梁題刻的破壞因素，制定預(yù)警指標(biāo)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布預(yù)警信息和專業(yè)評(píng)估報(bào)告。目前，根據(jù)前期預(yù)埋的監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可基本實(shí)現(xiàn)對(duì)水下建筑物等監(jiān)測(cè)。但由于水下文物本體和保存環(huán)境的監(jiān)測(cè)處于起步階段，預(yù)警值尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要通過長(zhǎng)期的摸索實(shí)踐，對(duì)大量的基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)研究分析后才能逐步實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能。

2.5 信息服務(wù)系統(tǒng)

信息服務(wù)系統(tǒng)包含輔助決策分析、科研信息服務(wù)、公眾參與監(jiān)督、輿情信息4大類的信息數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能夠?yàn)榘Q梁題刻保護(hù)管理處的管理提供決策信息和分析數(shù)據(jù)；通過大數(shù)據(jù)分析為白鶴梁題刻研究管理提供相關(guān)準(zhǔn)確的科研信息服務(wù)；提供水下文化遺產(chǎn)保護(hù)公眾參與和監(jiān)督平臺(tái)等功能。

3 白鶴梁題刻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)搭建

白鶴梁題刻已通過“無壓容器”原理在水下進(jìn)行了原址保護(hù)，是水下文化遺產(chǎn)原址保護(hù)和展示利用的典型案列，在全世界尚屬首例。對(duì)白鶴梁題刻的監(jiān)測(cè)應(yīng)重點(diǎn)考慮對(duì)題刻表面微生物及石質(zhì)弱化監(jiān)測(cè)和巖石裂隙監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)文物本體所處保護(hù)體內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，研究水質(zhì)的變化與石質(zhì)文物本體保存的關(guān)系，指導(dǎo)循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)在保護(hù)體內(nèi)的有效運(yùn)行。將前期與重慶大學(xué)取樣及檢測(cè)分析的結(jié)果錄入到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。針對(duì)水下保護(hù)體的安全監(jiān)測(cè)主要從保護(hù)體等壓監(jiān)測(cè)及閉環(huán)管理、水下保護(hù)建筑體安全性、文物本體病害、文物保存環(huán)境等多方面考慮?！暗葔骸笔钦麄€(gè)保護(hù)建筑體的核心，保護(hù)體內(nèi)外水壓力的不均衡，會(huì)對(duì)保護(hù)體的安全造成一定隱患，不利于文物本體的保護(hù)。本文擬根據(jù)以上因素搭建白鶴梁題刻遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警管理系統(tǒng)平臺(tái)，從保護(hù)體等壓監(jiān)測(cè)及閉環(huán)管理、保護(hù)體內(nèi)保存環(huán)境、水下建筑體安全性、文物本體及病害、水下博物館環(huán)境、游客監(jiān)測(cè)與管控6個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)白鶴梁題刻的預(yù)防性保護(hù)。

白鶴梁題刻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)從保護(hù)體等壓、文物本體及病害等6個(gè)方面、15個(gè)子項(xiàng)進(jìn)行構(gòu)建，構(gòu)架圖如圖3所示。

圖3 白鶴梁題刻遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)架圖（來源：作者自繪）

3.1 保護(hù)體等壓監(jiān)測(cè)及閉環(huán)管理

白鶴梁通過每天給水下保護(hù)體內(nèi)人工控制閥門進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性補(bǔ)水，以實(shí)際達(dá)到保護(hù)體與外江水的壓力基本平衡，其補(bǔ)水量依靠當(dāng)天外江水位、流速等因素確定。一旦出現(xiàn)保護(hù)體內(nèi)水壓力低于或高于長(zhǎng)江水壓力，則不易保持相對(duì)比較穩(wěn)定的等壓關(guān)系。

保護(hù)體等壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)保護(hù)體內(nèi)水壓、保護(hù)體外長(zhǎng)江的水壓、保護(hù)體外長(zhǎng)江的水位以及保護(hù)體外長(zhǎng)江的流速等指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集、保存、實(shí)時(shí)記錄。即在保護(hù)體內(nèi)和保護(hù)體外等高的位置安裝水壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)獲得保護(hù)體內(nèi)外壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)兩段壓力差，結(jié)合外江水位及流速參數(shù)，適時(shí)補(bǔ)充水量以達(dá)到兩端等壓的目的。保護(hù)體循環(huán)水補(bǔ)水量

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)自來水入口瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、豎式沉淀池入水口瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、末端水箱出水口瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、中間及末端水箱水位等指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集、保存、實(shí)時(shí)記錄，通過監(jiān)測(cè)得到實(shí)時(shí)補(bǔ)水量，為保護(hù)體等壓運(yùn)行和滲水量研究提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2 保護(hù)體內(nèi)保存環(huán)境監(jiān)測(cè)

目前白鶴梁保護(hù)體內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測(cè)是通過潛水員每季度進(jìn)入保護(hù)體，在上、中、下3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位取水樣及生物膜，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行濁度、溶解氧、Ph值、溫度、電導(dǎo)率及微生物等監(jiān)測(cè)分析。保護(hù)體內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)保護(hù)體內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集、保存、實(shí)時(shí)記錄，以指導(dǎo)白鶴梁循環(huán)水系統(tǒng)的有效運(yùn)行以及水質(zhì)與題刻本體保存的關(guān)系。同時(shí)，水下燈光照明所產(chǎn)生的溫度、光照等方面容易滋生保護(hù)體內(nèi)微生物的生長(zhǎng)，對(duì)水下照明系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度及色溫，既可有效抑制保護(hù)體內(nèi)生物膜增長(zhǎng)，為今后協(xié)同評(píng)估文物本體病害、水環(huán)境變化預(yù)警值等主要影響數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備，也可為游客參觀題刻提升觀賞效果。

3.3 水下建筑體安全性監(jiān)測(cè)

水下建筑體安全性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括水下建筑體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、長(zhǎng)江航運(yùn)對(duì)保護(hù)體安全影響、水下建筑體振動(dòng)監(jiān)測(cè)、交通廊道滲漏水監(jiān)測(cè)4個(gè)監(jiān)測(cè)子項(xiàng)。

一是水下保護(hù)建筑體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。其設(shè)計(jì)主要針對(duì)水下交通廊道和鋼筋混凝土拱水下保護(hù)體及鋼結(jié)構(gòu)參觀廊道，因長(zhǎng)期受水壓力及泥沙壓力作用，對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)位移、變形等影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為有效監(jiān)測(cè)白鶴梁水下建筑體的安全運(yùn)行情況，在最初建立水下博物館時(shí)已在建筑體關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)安裝了鋼筋計(jì)、土壓力計(jì)、基巖變位計(jì)、應(yīng)變計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器。按照傳感器傳輸方式，現(xiàn)有的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中穩(wěn)定性傳感器分為電測(cè)傳感器和光纖傳感器2大類。2類傳感器分別將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到各自的上位機(jī)；定期由數(shù)據(jù)分析相關(guān)委托單位指派的專人提取后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，并且出具相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。目前穩(wěn)定性電測(cè)傳感器共安裝60個(gè)，其中23個(gè)出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)丟失，安裝光纖式傳感器176個(gè)，其中18個(gè)出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)丟失。此次設(shè)計(jì)首先是對(duì)現(xiàn)有傳感器進(jìn)行故障排查，更換部分?jǐn)?shù)據(jù)采集器；其次是把數(shù)據(jù)接入到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，通過獲取各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，分析其變化趨勢(shì)對(duì)建筑體所造成的影響，為采取相應(yīng)的保護(hù)措施提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

二是長(zhǎng)江航運(yùn)對(duì)保護(hù)體安全影響。其設(shè)計(jì)是為了能監(jiān)測(cè)水下保護(hù)建筑體附近江面的航運(yùn)區(qū)域，對(duì)過往船只的通過進(jìn)行無盲區(qū)的全過程監(jiān)測(cè)。考慮在長(zhǎng)江大堤上安裝2臺(tái)高清智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，分別對(duì)水下保護(hù)建筑體附近江面的航運(yùn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)區(qū)域完全覆蓋整個(gè)江面，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過往的船只。

三是水下建筑體振動(dòng)監(jiān)測(cè)。通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)希望能夠?qū)崿F(xiàn)2個(gè)目的：①能夠通過采集到的船只通航時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，為長(zhǎng)江航運(yùn)對(duì)建筑體影響的研究提供振動(dòng)方面的數(shù)據(jù)支撐；②通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)與建筑體主體材料自振數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，并結(jié)合保護(hù)建筑體穩(wěn)定性傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，為水下保護(hù)建筑體自身健康狀況及發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。

四是交通廊道滲漏水監(jiān)測(cè)。下游交通廊道變形縫、下游交通廊道內(nèi)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)傳感器線纜匯集處和上游交通廊道內(nèi)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)傳感器線纜匯集處有滲水點(diǎn)，需要人工排水，滲水的多少、滲水的變化量、滲水的周期變化直接影響到水下保護(hù)建筑體的健康狀況。通過監(jiān)測(cè)滲漏水量，得出滲水累積量，分析一定周期內(nèi)滲水量變化和不同周期內(nèi)滲水變化，評(píng)估水下保護(hù)建筑體的健康狀況，以提供科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)。

3.4 文物本體及病害監(jiān)測(cè)

一是題刻表面微生物及石質(zhì)弱化程度監(jiān)測(cè)。由于題刻長(zhǎng)期處于保護(hù)體內(nèi)靜水的保存環(huán)境下，因此會(huì)導(dǎo)致微生物滋生現(xiàn)象，一些滋生的微生物會(huì)附著在題刻表面。為此白鶴梁保護(hù)管理處委托重慶大學(xué)定期對(duì)保護(hù)體內(nèi)題刻表面生物膜取樣檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)生物附著在題刻表面會(huì)分泌少量有機(jī)酸，長(zhǎng)時(shí)間堆積在題刻，可能會(huì)對(duì)題刻巖石的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致題刻表面石質(zhì)弱化。通過實(shí)施題刻表面微生物及石質(zhì)弱化監(jiān)測(cè)，了解微生物繁衍的規(guī)律及觀察題刻表層在一定周期內(nèi)題刻表面結(jié)構(gòu)的變化、風(fēng)化的剝落速度。同時(shí)將所采集的題刻表面微生物數(shù)據(jù)、石質(zhì)弱化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與題刻基礎(chǔ)資料搜集獲取的標(biāo)準(zhǔn)圖片形成技術(shù)性比對(duì)，以分析其變化對(duì)白鶴梁題刻本體所造成的影響，為科學(xué)合理地采取保護(hù)措施提供數(shù)據(jù)支撐。

二是巖體裂隙監(jiān)測(cè)。巖體裂隙是石質(zhì)文物的主要病害，題刻在江水不斷地沖蝕下，其巖體裂隙有可能擴(kuò)大，在長(zhǎng)期的不平衡外力作用下，巖體發(fā)生位移和題刻損壞的可能性會(huì)增大。為了確保題刻的安全和長(zhǎng)期保存，對(duì)白鶴梁題刻裂隙實(shí)施監(jiān)測(cè)是很有必要的。通過監(jiān)測(cè)掌握裂隙的發(fā)育及演變趨勢(shì)，以及保護(hù)體內(nèi)外壓力的平衡對(duì)于巖體裂隙的影響進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的分析，為制定相應(yīng)的保護(hù)措施提供數(shù)據(jù)支撐。

3.5 水下博物館環(huán)境監(jiān)測(cè)

水下博物館環(huán)境監(jiān)測(cè)主要針對(duì)水下參觀廊道的溫、濕度及二氧化碳含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過對(duì)白鶴梁水下博物館展廳及水下參觀區(qū)環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，為參觀舒適度提供了科學(xué)的依據(jù)，為游客承載量的科學(xué)設(shè)置提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為游客消除了可能存在的健康隱患，提供一個(gè)安全、舒心的參觀環(huán)境[6]。

3.6 游客監(jiān)測(cè)及管控

包括游客數(shù)量、瞬間容量、游客滿意度及安全等監(jiān)測(cè)模塊。游客實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)利用現(xiàn)有的道閘系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目前游客的分布區(qū)域，為游客管理疏導(dǎo)起到數(shù)據(jù)支撐作用；同時(shí)可以進(jìn)行游客分時(shí)段累積量的呈現(xiàn)，為博物館游客參觀時(shí)間和人數(shù)控制進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，合理地安排、布置游客游覽階段時(shí)間。

建立“白鶴梁題刻文物本體和保存環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)與國(guó)家文物局監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、國(guó)家相關(guān)部委、市級(jí)文物局、其他遺產(chǎn)地、白鶴梁題刻各相關(guān)職能部門、社會(huì)公眾等交換數(shù)據(jù)，為相關(guān)決策提供基本依據(jù)。白鶴梁題刻文物本體和保存環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要對(duì)文物本體和保存環(huán)境實(shí)施管理，自動(dòng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、管理、分析、展示和預(yù)警，極大提升主動(dòng)預(yù)警能力，同時(shí)通過對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，可使遺產(chǎn)地對(duì)其文物及遺產(chǎn)等的監(jiān)、管、保護(hù)水平再上一個(gè)臺(tái)階。該系統(tǒng)要充分利用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，使該軟件系統(tǒng)平臺(tái)達(dá)到自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、人機(jī)界面友好化。逐步實(shí)現(xiàn)建立白鶴梁題刻統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入規(guī)范，各類數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳輸通信接口管理標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系和評(píng)估體系，能高效、可靠、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)與國(guó)家級(jí)系統(tǒng)平臺(tái)、省市主管單位等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4 結(jié)束語

白鶴梁題刻文物本體和保存環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目在實(shí)施過程中遇到的諸多困難都沒有先例可循，從2015年立項(xiàng)至今，該項(xiàng)目中基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)、遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的基本功能逐步搭建完成，但受水下監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備的影響，對(duì)文物本體和水下保護(hù)設(shè)施的監(jiān)測(cè)還顯得較薄弱。由于白鶴梁題刻水下原址保護(hù)的特殊方式，且在世界文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)工作中無先例可循，再加上對(duì)水下遺產(chǎn)本體、保存環(huán)境及保護(hù)工程等如何采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、合理設(shè)定預(yù)警值等方面理解還不夠深入，如金屬構(gòu)件腐蝕、光源溫度對(duì)微生物繁殖速度的影響等許多監(jiān)測(cè)對(duì)象和數(shù)據(jù)有待進(jìn)一步研究梳理。對(duì)于如何在水下對(duì)文化遺產(chǎn)本體進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)尚缺乏專業(yè)儀器和行之有效的手段，如何解決監(jiān)測(cè)設(shè)備的防水和抗壓是一個(gè)難題，所以預(yù)警信息管理系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)還有待于建立長(zhǎng)效工作機(jī)制，在具體實(shí)施和使用過程中完善和更新。但監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的初步設(shè)立，有助于收集分析白鶴梁題刻本體和保存環(huán)境的基本監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)白鶴梁題刻的保護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，給出合理的預(yù)警性保護(hù)數(shù)據(jù)和措施。有助于科學(xué)合理地制訂白鶴梁題刻保護(hù)管理規(guī)劃，為申報(bào)世界文化遺產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。白鶴梁題刻監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的探索，將對(duì)世界水下文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)提供可借鑒性的經(jīng)驗(yàn)。