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關(guān)鍵詞:文物科學保護;實質(zhì);方法;準繩
中圖分類號:K87 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2014)02-0192-01
文物保護是一門新興的文理交叉并重的綜合性學科,其內(nèi)容是多方面的,對文物進行保護時的方法也不是唯一的,可以有多種選擇,這就需要對文物保護準繩有深入的理解。文物屬于歷史長時間沉積下來的物質(zhì)遺產(chǎn),是承載著人類深厚歷史文化的積淀,因此,對文物做好保護十分重要。本文就文物科學保護方法進行了研究,以期能為類似工作的進行提供參考借鑒。
一、文物保護科學的實質(zhì)
文物屬于特定歷史時期的社會產(chǎn)物,從物質(zhì)的角度來講,文物由諸多材料構(gòu)成,所以文物屬于物質(zhì)范疇。所有物質(zhì)都在內(nèi)部進行著永不停止地發(fā)生運動,期間外因又會其作用,物質(zhì)本身就會出現(xiàn)各種性質(zhì)上的變化,物質(zhì)原本的的結(jié)構(gòu)和性能也會發(fā)生改變,物質(zhì)材料會逐漸老化、出現(xiàn)變質(zhì)甚至發(fā)生毀滅,文物也包括其中。換句話說,文物保護學就是對破壞文物的各種因素進行研究,從而在保護文物的技術(shù)方面制定更科學合理的標準。
二、文物保護科學的研究方法
文物保護在過去的話,把工作的側(cè)重點單單放在了經(jīng)驗總結(jié)和技術(shù)修復(fù)上面,沒有詳細地對學科基礎(chǔ)理論進行研究,所以現(xiàn)在一直在本學科向前發(fā)展的過程中起著阻礙的作用。文物保護科學這一概念里,“保護”這個詞具有著雙重含義:首先,要對環(huán)境進行嚴格控制,這樣就可以把因為環(huán)境因素而引發(fā)的文物材料老化變質(zhì)現(xiàn)象扼殺在萌芽狀態(tài);其次,就文物自身材質(zhì)來說,要采取一些人為手段,使文物保持穩(wěn)定狀態(tài);再次,如果采用了上述方法都沒有效果時,為了防止文物繼續(xù)老化變質(zhì),就很有必要對文物來進行修復(fù)處理,重新使其組成材料恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。所以,文物保護學不僅是科學,更是技術(shù),它有著獨特的研究對象和方法。
1.文物保存環(huán)境研究首先要對一點進行明確,文物保護學中的環(huán)境與我們通常所說的環(huán)境是不一樣的。一切可以對文物產(chǎn)生影響的外界因素外界因素,都可以歸納到文物保存環(huán)境的研究范圍里。文物保存環(huán)境研究的任務(wù)是對各種途徑,方式、規(guī)律展開研究,這樣有利于合理措施的制定實施,把環(huán)境因素對文物的影響降到最小值。這樣我們可以看出,文物保護學所講的環(huán)境包括了一個很大的范圍,我們通常所說的環(huán)境只是屬于其中的一小部分。
2.文物材料的研究外界環(huán)境因素給文物材料老化變質(zhì)只能算提供了部分條件,文物能不能長期被保存下來,構(gòu)成文物的材料性質(zhì)才是關(guān)鍵點。對文物材料進行研究,就是要應(yīng)用物理領(lǐng)域、化學領(lǐng)域、生物領(lǐng)域的研究方法來對文物材料的組成成分、性質(zhì)進行研究,這樣可以清楚地了解材料的老化過程,制定有針對性的防止老化的措施,給文物的科學保護工作打下良好的基礎(chǔ)。
3.文物修復(fù)技術(shù)研究文物的修復(fù)工作,涵蓋了兩個方面:第一是指針對出土時已經(jīng)破碎不堪的文物,為了將其進行利用而完成的修復(fù)工作,又叫作修整復(fù)原;第二是指為了對文物進行保護開展的修復(fù)。如果文物材料呈現(xiàn)極快的老化速度、并且程度也很嚴重時,再不對其實施修復(fù)措施,更可能無法保存甚至毀滅,此時就一定要實施修復(fù)措施來對文物存在的時間進行延長。修復(fù)的最終目的就是使文物更長時間地、更好地保存下來。
三、不改變文物原狀的準繩
在當前的文物保護領(lǐng)域,針對文物歷史價值和藝術(shù)價值的論戰(zhàn)一直存在,但是也有個別的國際性協(xié)議是大家共同遵守的。世界各國一致認同這樣的準繩:對文物所進行的一切保護與修復(fù)都要用完善的理論研究材料作為基礎(chǔ),不要對文物材料在結(jié)構(gòu)與裝飾上進行改造。我國通過長期的實踐工作,將這一點總結(jié)歸納成“不改變文物原狀”準繩??脊艑W家進行工作時常常會具有很大的局限性,在特殊的一段歷史時期里,不能夠?qū)⑽奈锇娜啃畔⒔沂境鰜?。為了利于后人繼續(xù)進行研究,一定要確保文物物質(zhì)實體具有真實性和可靠性,這就決定對文物所做的保護措施,一定不要使文物原本的狀態(tài)發(fā)生改變,文物保護工作中這是一條基本準繩。
四、考古現(xiàn)場文物保護的準繩
考古現(xiàn)場文物保護主要指從文物被發(fā)現(xiàn)出土,一直到送到實驗室的一段時間,在這段時間內(nèi)對文物進行的搶救性或者是臨時性的保護。文物被埋在地下的時候,和所處的環(huán)境會逐漸構(gòu)架成穩(wěn)定的一種狀態(tài)。只要進入平衡狀態(tài),文物材料的變化速率會放緩直到停止。人們把文物發(fā)掘出來的一剎那,文物重新進入到新的環(huán)境里,它與先前地下環(huán)境之間構(gòu)成的平衡狀態(tài)被打破,一定程度上會遭受來自物理、化學及生物方面的嚴重破壞,有可能受到致命的傷害。
和實驗室比較起來,考古現(xiàn)場沒有完善的試劑藥品,也沒有高科技的儀器材料,許多條件不夠完善,所以現(xiàn)場保護工作都只是暫時性的,很多時候進了實驗室還需要對這些措施進行去除。所以,考古現(xiàn)場針對文物所使用的技術(shù)手段和材料,一定不要給實驗室后續(xù)進行的處理和考古工作帶來負面影響,在考古現(xiàn)場文物保護工作當中這是總準繩,與實驗室文物保護準繩相比較這也是最明顯的區(qū)別。
考古現(xiàn)場文物保護屬于在特定場合中進行的特殊文物保護,一定要對以下幾點進行注意:
1.少干預(yù)準繩。已經(jīng)可以確保文物處于安全狀態(tài),就應(yīng)該減少對文物的干預(yù)。如果文物在出土時呈現(xiàn)比較良好的狀態(tài)、可以不經(jīng)過處理進行保存,就不需要進行處理。只需要進行正確包裝,就可以進行保存,一定要牢記的就是最少的處理就是最好的處理。2.可再處理與可逆性準繩??赡嫘酝ǔJ钦f針對文物進行一些處理,在以后還可以在不影響文物現(xiàn)狀的前提下將其清除下來。可再處理性通常所知的特性就是即使存在無法清除的材料,也不會對后續(xù)的處理和研究造成影響??稍偬幚硇匀蝿?wù)所有文物保護處理技術(shù)都稱不上是最完美的,往往都帶有局限性和階段性。一但超出階段,很可能有更新、更好的技術(shù)出現(xiàn)。以此方面考慮的話,對文物保護的可再處理性進行強調(diào)具有很強的可取性。3.事先取樣準繩。考古發(fā)掘工作在進行以前,要根據(jù)前期對文物調(diào)查、勘探得到的信息,設(shè)計科學合理的規(guī)劃。考古發(fā)掘中任何一項處理,都會或多或少地給文物造成污染,導致不準確的分析效果出現(xiàn)。所以,事先取樣準繩在現(xiàn)場是特殊的一項準繩。
五、選擇文物保護材料的準繩
如今,高分子材料呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的趨勢,更多的高分子材料開始在文物保護領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前,國內(nèi)外用于文物保護材料里,大部分都是從其他領(lǐng)域“轉(zhuǎn)換”而來,不是文物保護專屬性的材料,所以會存在著一些缺陷。例如現(xiàn)用額文物膠粘劑就不是很理想,其具有“不可逆性”這樣的致命缺點。破碎的文物如果進行粘接后,想要不對器物造成破壞,很難重新進行分解,后續(xù)的校止工作是無法完成的。目前仍然沒有開發(fā)出完美意義上的膠粘劑,很多文物的粘接工作都是用環(huán)氧樹脂來完成。
文物具有不可再生的特點,這也就決定文物保護材料必須擁有特殊的功能,和其他的保護材料相比要具有很大的不同之處。對文物保護材料進行選用時,要注意以下幾點:
1.不改變外觀的準繩。文物防水劑、封護劑等一些用在表面的材料都要受這個特點制約。因為顏色在文物所承載的信息里是重要的一項,如果把有色材料加到文物上,材料顏色和文物原來的表面顏色會發(fā)生疊加作用,致使文物顏色發(fā)生變化,這樣做就和“不改變原狀”的基木準繩相互矛盾。2.長期耐久性的準繩。文物保護的宗旨就是把文物的壽命盡可能地延長下去,這決定了保護材料必須在很長的一段時間內(nèi)持續(xù)具有保護功能。如果保護材料有著很快的老虎速度,對文物進行再次處理需要浪費大量的人力和財力,造成不必要的浪費,同時防護材料老化失效也會在一定程度上給文物帶來損傷。文物保護材料同樣受客觀規(guī)律的影響,會有老化變質(zhì)的現(xiàn)象產(chǎn)生,這一點是無法改變的。所以,進行保護材料的選擇時,要選擇具有優(yōu)良性能、老化周期時間長的材料。同時,保護材料一旦老化后,所產(chǎn)生的產(chǎn)物對文物要不會產(chǎn)生破壞,在文物保護材料選擇方面以上都是最基本的要求。3.性能最佳的準繩。之所以進行文物保護材料的選擇,就是為了可以將文物某一方面原有的性能進行最大限度的改變。所以,文物保護材料一定要具有獨特的功能特性,也要具有最優(yōu)秀的性能。
六、結(jié)語
綜上所述,文物是特定社會歷史時期的產(chǎn)物,文物的重要意義正在被越來越多的人們所認識,隨之文物保護也受到全社會的廣泛認同與重視。文物保護并非是一種簡單的技術(shù)手段,而是一門文理科交叉并重的科學。本文就文物科學保護方法進行了研究,相信對有關(guān)方面的工作能起到一定的參考借鑒作用。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:科技考古;計量分析;發(fā)展趨勢
科技考古是考古學的一個重要分支,主要是指利用現(xiàn)代科技手段分析研究古代人類文化遺存以及與人類活動相關(guān)的自然遺存,獲得更多的古代人類活動信息,從而盡可能地構(gòu)建古代人類社會的面貌。
19世紀中葉,近代考古學開始形成。進入20世紀以后,各種自然科學和技術(shù)都有快速發(fā)展,并在國外考古學中得到廣泛應(yīng)用。中國的科技考古事業(yè)可追溯到20世紀50年代初期,逐漸發(fā)展到21世紀的今天已有較大進步和喜人成績。
科技考古涉及的范圍比較廣泛國內(nèi)已有學者專文介紹過,它包括年代學研究、環(huán)境、植物與動物考古學研究、體質(zhì)人類學研究、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及化學元素分析、田野考古新技術(shù)、計算機技術(shù)考古及文物保護等方面。
科技考古的文章主要發(fā)表于《考古》、《考古學報》、《文物》、《考古與文物》、《故宮博物院院刊》、《敦煌研究》、《中國歷史文物》( 原《中國歷史博物館館刊》) 、《江漢考古》八種考古類刊物上。其中《考古》、《文物》、《考古學報》是中國文物考古界公認的三大權(quán)威刊物,代表了中國文物考古的學術(shù)主流,都是重要的中文核心期刊。
有學者采用科技文獻計量學的方法,在對九種中文核心期刊(其中八種考古類核心期刊,一種為物理核心期刊)《考古》、《考古學報》、《文物》、《考古與文物》、《故宮博物院院刊》、《敦煌研究》、《中國歷史博物館館刊》(現(xiàn)《中國歷史文物》)、《江漢考古》、《核技術(shù)》等所刊登的科技考古論文的統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn):我國科技考古論文統(tǒng)計曲線呈現(xiàn)三個平臺,它印證了我國科技考古的三個歷史發(fā)展階段:即倡導期(1950-1977),初步發(fā)展期(1978-1989),快速發(fā)展期(1990-2002)。這種采用科技文獻計量學的方法,對中文核心期刊所登載的科技考古論文進行文獻計量統(tǒng)計,很有學術(shù)意義和價值。我們借鑒文獻計量學的方法收集和整理我國科技考古文獻,不僅看文獻的數(shù)量,也分析文獻的質(zhì)量和內(nèi)容。綜合上面各種因素,本文選擇了考古學界認可度較高、影響較大的考古三大刊近十年發(fā)表的文獻進行統(tǒng)計和分析,以期了解和總結(jié)近年來我國科技考古的發(fā)展情況,進而提出對我國科技考古發(fā)展趨勢的一些拙見。
考古三大刊十年來(2005-2014)來共發(fā)表科技考古論文150篇(見表1)。每年大約都有10多篇文章,每年文章的數(shù)量變化不大,其中《考古》最多,有87篇,占總數(shù)的58%,《文物》的數(shù)量也不少,約占33.3%,《考古學報》數(shù)量最少。
按大分類統(tǒng)計(見表2),年代學研究19篇,環(huán)境考古學(含動植物考古)研究32篇,體質(zhì)人類學研究7篇,物理化學分析技術(shù)70篇,田野考古新技術(shù)16篇,計算機考古3篇,文物保護研究8篇。數(shù)量統(tǒng)計表明:高新技術(shù)在考古中應(yīng)用的次數(shù)頻率在增多,其中應(yīng)用最多的是物理化學方法(含核技術(shù)),特別是金屬分析占據(jù)重要位置,環(huán)境考古學研究呈上升趨勢;傳統(tǒng)的碳十四測年仍然占有一席之地。但是這里需要特別說明的是,許多考古新技術(shù)的應(yīng)用無法從這三大期刊中反應(yīng)出來,這三大期刊更多的反應(yīng)的是這些技術(shù)對考古研究的促進作用,許多領(lǐng)域還沒有廣泛的推廣開來,受眾的群體還不多,所以科技考古要得到發(fā)展,首先就要突破傳統(tǒng)考古,將自己的優(yōu)勢發(fā)揮出來,讓更多的人參與進來,適當?shù)慕档烷T檻。
十年來我國科技考古事業(yè)的確有較快發(fā)展,得到學術(shù)界的普遍重視: (1)《文物》、《考古》雜志開辟的“科技考古”專欄,幾乎每期都有科技考古文獻發(fā)表。(2)各地的文物,考古雜志都有一些科技考古。(3)一些科學史研究雜志也有科技考古文獻發(fā)表。(4)近年來發(fā)表的考古報告和出版的考古報告,大都附有科技考古分析報告。(5)有數(shù)量可觀的“科技考古”論文集出版。(6)一些考古文集和科技史論文集中發(fā)表了部分科技考古論文。(7)近年來舉辦了數(shù)屆“科技考古學術(shù)研討會”。(8)一些高校紛紛成立科技考古系,培養(yǎng)科技考古方向的碩士和博士生。(9)部分高校和研究單位先后成立科技考古研究室(所)。(10)各種中外聯(lián)合考古隊在全國各地的考古工地上正在進行不同規(guī)模的科技考古調(diào)查和發(fā)掘。(11)中外學者合作的科技考古研究也正在進行中。
通過分析近年來科技考古的成果,我們可以發(fā)現(xiàn)一些問題:1、科技考古基礎(chǔ)理論的建設(shè)很薄弱;2、科技考古學的多學科協(xié)作研究還不夠深入;3、我國考古發(fā)掘和考古研究的國際合作還不夠活躍。
總起來看,隨著考古學對生態(tài)環(huán)境、文化整體面貌以及文化間相互關(guān)系綜合研究的不斷加強,近年來科技考古的研究重心也在產(chǎn)生變化。如果說過去的研究更偏重于單個遺址、單一材料或某一種技術(shù)手段的應(yīng)用,那么現(xiàn)在的研究更強調(diào)研究對象的整體性和研究方法的關(guān)聯(lián)性,具體說來,如下3個趨勢正變得越來越明顯:
一是更加注重研究古代人類與社會及自然環(huán)境的關(guān)系,對古代遺物和遺跡的分析研究不再停留于“是什么”的層面上,而是要繼續(xù)探究“為什么”的問題,也就是文化嬗變的動力問題??萍伎脊排c考古的關(guān)系變得更加密切,因為兩者的目標其實并無二致??萍伎脊旁絹碓蕉嗟貜娬{(diào)最大限度地提取考古遺物和遺跡所蘊含的信息,并從各個不同學科的角度加以釋讀或分析,以期更全面地了解研究對象所處的自然和社會環(huán)境及其演變的規(guī)律。
二是更加重視不同區(qū)域技術(shù)與文化發(fā)展所顯示出的獨特性,冶金考古對云南、新疆和陜西漢中等地區(qū)金屬技術(shù)特征的揭示就是很好的例證,玉器考古對各地玉料礦物學特征的揭示亦復(fù)如是。注意技術(shù)與文化演進中的區(qū)域性特征,不僅有助于認識地理及環(huán)境背景的重要性,而且是為了更好地探討不同區(qū)域或不同人群之間的文化交流與互動,從多種角度揭示文化演進背后的動力。
三是科技考古各分支學科之間的聯(lián)系更加密切,這不僅體現(xiàn)在研究對象可能出自同一考古遺存,而且體現(xiàn)在研究手段上互相借鑒、互為補充,從而使得相關(guān)研究更加全面而深入。隨著研究方法或手段的不斷進步,研究者能夠獲得的信息也更加豐富,因而能以更廣闊的視野、更多樣的角度來分析或闡釋這些信息,并有條件展開綜合性的比較研究。
最后需要強調(diào)的是隨著信息化時代的到來,計算機的應(yīng)用越來越廣泛,計算機軟件越來越多樣,許多都能很好的促進科技考古的發(fā)展,我們需要更多的了解,更多的向其他學科,其他國家,其它領(lǐng)域?qū)W習,拓寬視野,利用更好的科學技術(shù)來協(xié)助考古研究。
參考文獻
[1]梅建軍:《近兩年我國科技考古研究的新進展》,《中國科技史雜志》第31卷, 2010年第1期。
[2]錢俊龍等:《從九種核心期刊的文獻計量分析看中國科技考古的發(fā)展》,《文物保護與考古科學》2004年第7期。
[3]向安強:《從考古三大刊文獻計量分析看中國科技考古十年(1995―2005)l展》,《華南農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版)》2006年第4期。
關(guān)鍵詞:建筑工程;預(yù)算編制;工程量計算
中圖分類號:TU198 文獻標識碼:A 文章編號:
這幾年,隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施投資力度不斷加大,全民文物保護意識的日益增強,加之人們對開發(fā)旅游業(yè)及作為旅游資源主要構(gòu)成部分的古建筑前所未有的重視,在全國各地,尤其是一些新建大型水利工程庫區(qū),到處都有新開工的古建筑修繕或搬遷工程。由于我國地大物博、幅員遼闊,各地區(qū)古建筑的建筑風格、施工工藝、建筑材料存在著較大差異,很多古建筑維修施工單位已普遍感覺到現(xiàn)行的園林古建筑定額在許多方面存在著不足或缺憾,在一些施工工藝和修繕材料的使用方面已經(jīng)有些落伍?!吨腥A人民共和國文物保護法》規(guī)定:“紀念建筑、古建筑、古墓葬、石窟寺、石刻等在進行修繕、保養(yǎng)、遷移的時候,必須遵守不改變文物原狀的原則”。建設(shè)部頒發(fā)的《古建筑木結(jié)構(gòu)維修與加固技術(shù)規(guī)范》也明確提出: “在維修古建筑時,應(yīng)保存以下內(nèi)容:原來的建筑形制,原來的建筑結(jié)構(gòu),原來的建筑材料,原來的工藝技術(shù)”。
一、收集整理資料
收集整理已建成或正在建設(shè)的、符合現(xiàn)行技術(shù)政策和技術(shù)發(fā)展方向、有可能重復(fù)采用的、有代表性的工程設(shè)計施工圖、標準設(shè)計以及相應(yīng)的竣工決算或施工圖預(yù)算資料等,這些都是建筑工程預(yù)算編制基礎(chǔ)。
(一)收集資料
詳細地收集資料。一是要收集施工圖紙及變更資料,這是編制工程預(yù)結(jié)算的基礎(chǔ);二是要收集施工組織方案、問詢現(xiàn)場三通一平的實際情況;三是詳細問詢甲方的承包意圖,并為甲方對不必要的功能進行取舍,對重復(fù)的投資進行刪減。
(二)熟悉施工圖紙,準確計算工程量
施工圖是編制工程造價的主要依據(jù),因而熟悉圖紙是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié),尤其是在設(shè)計說明中顯得尤為重要,一個好的預(yù)算員一定要要領(lǐng)會設(shè)計者的意圖,只有弄清了設(shè)計者的意圖,才能做到在預(yù)算中不少項漏項。因此,在預(yù)算前一定要看懂所有的施工圖紙,并準確地計算出工程量。
二、科學、合理地計算工程量
(一)工程量的計算順序
所謂的“工程量計算方法”,實際上就是計算順序問題,常用的計算順序主要有以下5種:1、按施工順序計算;2、按順時針順序計算;3、按方位順序計算,先橫后豎,先上后下,先左后右的順序;4、按構(gòu)件、配件的編號順序計算;5、按定位軸線編號順序計算。
(二)充分利用工程量計算手冊和計算表格
各地區(qū)為了方便預(yù)算編制,大都編制了適合本地區(qū)的工程量計算手冊,這就使該部分的工程量計算由手算變成查表,從而大大加快了計算速度。
三、準確、合理的套用定額
(1)、磚石結(jié)構(gòu)方面
古建筑中,磚墻的破壞大致有以下幾種情況:1.墻面酥堿;2.墻體傾斜或局部坍塌;3.墻體裂縫。針對墻面酥堿現(xiàn)象,維修時采取對酥堿部分進行剔補,同時對新磚砍磨加工,按原位鑲嵌。,墻體傾斜或有坍塌時,根據(jù)破壞程度采取局部拆砌和全部拆除重砌。前兩種情況均能在定額上找到相對應(yīng)的子目,而第三種情況卻是空白。墻體裂縫對墻面的危害程度介于前兩者之間,維修方法也不象前兩者那樣單一,需要根據(jù)裂縫的大小及開裂的原因采取相應(yīng)的維修措施。
很多古建筑中的磚雕或石雕構(gòu)件(如墀頭、抱鼓石等),圖案精美,藝術(shù)價值極高,但普遍存在表面酥堿風化嚴重的現(xiàn)象。由于年代久遠,質(zhì)地酥脆易斷,以往維修時,常常采用有機硅材料進行表面噴涂,對斷裂處進行化學粘接。如今,性能更先進、對文物腐蝕更小的新材料新工藝正在不斷研制開發(fā)和陸續(xù)面世,已經(jīng)而且必將得到更多的應(yīng)用和提高。定額也應(yīng)盡早補入這部分內(nèi)容,以適應(yīng)維修技術(shù)發(fā)展的新形勢。
(2)、屋面部分的情況
古建筑的屋面形式多種多樣,各種瓦件、脊飾通過不同組合、搭配構(gòu)成了豐富多恣的建筑形象。官式建筑對瓦件規(guī)格、脊飾大小及各種屋面做法都有嚴格規(guī)定,古建筑修繕定額便是在此基礎(chǔ)上,經(jīng)過許多施工過程的測算分析制定出來的。但在各地古建筑中,有相當一部分屋面結(jié)構(gòu)及其施工內(nèi)容與定額標準不同,歸納起來主要有以下幾種:1.瓦的規(guī)格與定額不同。2.屋面維修時,除極個別工程全部采用新瓦件外(僅限于屋面全毀),大部分是局部更換。。3.同一地域,屋面內(nèi)部結(jié)構(gòu)及做法也有很多區(qū)別,如河南一省,就分別有北方多層厚重的屋面結(jié)構(gòu)和“板椽明瓦” 的簡單的屋面構(gòu)造,而前者的各層構(gòu)造與做法又與定額存在著較大差異。4.脊件與吻獸是古建筑地方特色的重要表現(xiàn)。脊件的雕刻圖案、吻獸的形象和尺寸,各地均有不同特點,
(3)、基礎(chǔ)工程
現(xiàn)存亟待維修的古建筑中,相當多的結(jié)構(gòu)破壞是由于基礎(chǔ)不均勻沉降造成的。施工時,必須對基礎(chǔ)采取加固措施,從根本上遏制建筑的繼續(xù)損壞。古建筑傳統(tǒng)的地基做法為灰土夯實地基,柱下砌磉墩,磉墩間砌擋土墻,夯打施工時異常精細,每一操作過程均有嚴格規(guī)定。
四、費用標準的確定
(1)在編制維修加固費用時, 由于定額缺少這部分內(nèi)容,只能間接參考現(xiàn)代建筑定額或是作一些推算,因此很不嚴謹和準確。墻體裂縫是很常見的破壞現(xiàn)象,是施工中無法省略的維修內(nèi)容,定額有必要增補這一項,制定出詳細標準。
在工程施工中,我們還經(jīng)常接觸到一些石結(jié)構(gòu)建筑的維修,如石牌坊、石碑樓等。其中很多石刻藝術(shù)精美絕倫,堪稱國寶。它們的破壞情況大多是額枋拔榫、柱子歪閃或石材局部斷裂。由于石構(gòu)件本身笨重質(zhì)脆,需用一些較特殊的機械和手段進行維修。這種工程維修費用少則十幾萬,多則上百萬,定額中既沒有標準的施工工序和保護措施,也沒有各項費用的相應(yīng)標準。
(2)由于主要是材料部分與定額標準不同,在實際工程中為了減少誤差,我們往往采取將實際材料進行代換的辦法對預(yù)算基價進行調(diào)整。材料價格有統(tǒng)一規(guī)定,材料費的調(diào)整基本可以做到較小誤差。人工費的調(diào)整幅度則很難掌握,或多或少全憑感覺,惟有預(yù)算編制水平較高且有豐富施工經(jīng)驗者,調(diào)整結(jié)果才會與實際相符或較接近。
古建筑的磚瓦材料不可能具備同一個標準,將其一一列項也不現(xiàn)實,但可以分成若干大項, 比如可通過大量的施工統(tǒng)計與測算,制定出在一定范圍內(nèi)材料規(guī)范的變化,采用不同的人工費及材料費調(diào)整系數(shù)。這樣既減少了工作量、增加了準確性,又統(tǒng)一了計算標準。一些吻獸其現(xiàn)狀及尺寸與定額不同時,材料費用可按實計,安裝費則按重量、體積或價格制定相應(yīng)的標準。
(3)對一些使用現(xiàn)代維修技術(shù)進行基礎(chǔ)加固的工程,我們可以參考現(xiàn)代建筑定額的有關(guān)分項(如采用打樁、灌注水泥漿加固措施等),但很多情況下又不能完全照搬?,F(xiàn)代建筑為新建基礎(chǔ),現(xiàn)場已經(jīng)做好三通一平,地面沒有障礙設(shè)施;而古建筑大都在原建筑上對基礎(chǔ)進行加固,需對上部結(jié)構(gòu)采取一定的支頂防護措施,而且施工場地和施工條件會受到極大局限;因此兩者的費用必須有較大不同。至于具體差別,預(yù)算編制者無法從任何定額和文件中查到相應(yīng)的規(guī)定和調(diào)整標準。
(4)、另類古建筑需要立項
目前,我國現(xiàn)存許多亟待維修的文物古跡,除房屋類外,還包括各種古塔、古橋、石窟造像、壁畫等,有的需要就地維修,有的為配合國家大型建設(shè)項目需要易地搬遷。目前為止,我國僅頒布了房屋類古建筑的修繕定額,對于其他類工程的修繕及搬遷,還沒有任何可執(zhí)行的定額文件。
結(jié)束語
建筑工程編制是一門專業(yè)性、政策性、技巧性、經(jīng)驗性、時效性很強的工作。因此造價管理人員要不斷的學習掌握新技術(shù)、新工藝、新材料,只有在實踐中不斷總結(jié)、探索和積累預(yù)算編制經(jīng)驗和技巧,才能不斷地提高業(yè)務(wù)素養(yǎng)。
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水文化研究與水文化建設(shè)是近幾年文化研究的熱點之一。通過對文獻資料的整理統(tǒng)計分析,從水文化及相關(guān)概念的界定、水和中華文化的關(guān)系研究、區(qū)域性的水文化研究、民族文化與水文化、水文化的應(yīng)用問題以及國際水文化研究動態(tài)等6個方面進行了綜述,并指出了研究的不足和今后應(yīng)加強研究的問題。
關(guān)鍵詞:
水文化;水文化建設(shè);綜述
20世紀80年代以來,水文化研究逐漸開始被國內(nèi)外很多專家、學者和科研工作者所關(guān)注,在該領(lǐng)域內(nèi)開展不同類型的研究和探討,并舉辦了相關(guān)的學術(shù)交流和座談等活動。不僅學術(shù)界對水文化的研究在深入,政府部門對水文化的認識程度也在不斷增強,開展了很多方面的研究。例如,2009年全國第一屆水文化論壇在濟南舉行,水利部部長陳雷發(fā)表了重要講話,強調(diào)水文化體系是我國社會主義先進文化的重要體現(xiàn),并指出水文化體系不僅包括精神文化,還有物質(zhì)文化,更有制度文化,必須將三者有機統(tǒng)一起來,才是真正的水文化體系。隨后,我國開始不斷強化水文化建設(shè),在2011年出臺了《水文化建設(shè)規(guī)劃綱要》,為未來10年內(nèi)如何加強水文化建設(shè)提供了指導思想、目標任務(wù)和建設(shè)路徑。該文件的出臺,標志著我國水文化建設(shè)開始從理論走向?qū)嶋H,開啟了水文化建設(shè)的新篇章。
一、水文化研究的角度
在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中文文獻里,以“摘要”中的“水文化”作為檢索詞進行檢索,可見自1999年至2014年水文化研究熱度有上升趨勢;在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫外文文獻里進行檢索,與“水文化”直接對應(yīng)的比較少,大多是從社會科學、水管理、水利史研究等角度進行闡釋。通過對國內(nèi)、國際水文化研究論文的梳理,國內(nèi)的研究成果主要集中在對水文化及相關(guān)概念的界定等理論構(gòu)架的研究、關(guān)于水和中華文化的關(guān)系研究、區(qū)域性的水文化研究、民族文化與水文化、水文化的應(yīng)用問題等方面。
1.水文化及相關(guān)概念的界定
目前對水文化概念的定義或界定,討論比較多,如李宗新、周魁一、李家和等人對水文化概念的探討。2008年,《中華水文化概論》正式,該書對水文化的概念進行明確和規(guī)范,其從廣義和狹義兩個角度對水文化進行闡釋。所謂狹義上的水文化,主要指人類在與水有關(guān)的活動中所創(chuàng)造出來的精神價值,包括意識形態(tài)、價值理念等。廣義上的水文化,不僅包括上述狹義的內(nèi)容,還包括其在活動中創(chuàng)造出來的物質(zhì)價值。后來,還有人研究指出,水文化其實就是水與人類經(jīng)濟社會發(fā)展之間的文化關(guān)系。彥櫓認為,不同的學者有不同的研究方向,當前對水文化的研究主要包括水利文化、生態(tài)文化以及社會文化。鄭曉云研究指出,無論是哪個民族或者國家,其生存與發(fā)展都離不開水文化,一言以蔽之,即水文化其實就是人們對水的認識、理解,以及如何去有效利用它和治理它,主要包括水文化的內(nèi)涵,社會對水資源的利用、開發(fā)和保護規(guī)則,人類對水環(huán)境的治理等等。水文化的一般性理論結(jié)構(gòu)由4個層面構(gòu)成:觀念層面、制度層面、行為層面、物質(zhì)文化層面。除“水文化”概念的界定外,還有一些相關(guān)概念的討論,如“水利遺產(chǎn)”“水文化遺產(chǎn)”等。譚徐明指出,何謂水文化遺產(chǎn),即過去人們對水資源的認識、開發(fā)和利用所遺留下來的各類遺存。其留存于世主要是以大型水利工程、與水相關(guān)的風俗活動、宗教文化和信仰等。汪健等曾對水文化遺產(chǎn)提出了如下見解,他認為水文化遺產(chǎn)即歷史上人們在與水有關(guān)的活動中,留下的那些具有歷史價值和意義的各類工程、遺址、文物等,其是傳統(tǒng)文化的重要表現(xiàn)形式之一。他還在研究中,將水文化遺產(chǎn)分為流域(地域)文化遺產(chǎn)、物質(zhì)文化遺產(chǎn)及非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。
2.水和中華文化的關(guān)系研究
我國古代著名的思想家,比如孔子、老子等的哲學見解,都與水有千絲萬縷的聯(lián)系,并對后世在水利工程設(shè)計、水文化文學、與水相關(guān)的美術(shù)設(shè)計等方面有非常積極的啟發(fā)。靳懷堾闡釋了老子、孔子、孫子、墨子、莊子、孟子、荀子等思想家的古代哲學思想與水的關(guān)系。肖冬華以中國古代神話中的“水”、中國古代哲學思想中的“水”、中國古代宗教中的“水”為視角,研究中國古代水文化。
3.區(qū)域性的水文化研究
區(qū)域性的水文化研究,主要是指對各個地區(qū)之間,由于不同的地理環(huán)境導致的水環(huán)境以及水文化的不同進行研究,比如既有對長江、黃河流域水文化的研究,也有對渭河流域、淮河流域等河流和地域水文化的研究,還有對洞庭湖、鄱陽湖等湖泊相關(guān)水文化的研究。其中,對水利工程進行研究的典型案例就是都江堰、大運河水利等;對水與地方文化之間的聯(lián)系研究較為典型的有水與北京、運河與沿線城市、蜀水文化等。
4.民族文化與水文化
水文化與民族文化之間的研究,有水與少數(shù)民族形成之間的關(guān)系,少數(shù)民族對水的認識、風俗習慣以及信仰,還有少數(shù)民族對水的管理和水與少數(shù)民族可持續(xù)發(fā)展之間的聯(lián)系等。云南地區(qū)是我國少數(shù)民族種類最多的地區(qū)之一,那里不同的民族對水的認識、管理、風俗習慣和都不一樣。比如,傣族認為水是神圣的,而且可以給人帶來好運,傣族的潑水節(jié)是其民族一個非常重要和具有特色的節(jié)日。傣族的傳統(tǒng)舞蹈中也有濃厚的水文化特質(zhì)。侗族傳統(tǒng)技術(shù)以稻、魚、鴨共生稻作技術(shù)為核心,這些都與水息息相關(guān),對整個侗族的民族文化傳播、經(jīng)濟社會持續(xù)健康發(fā)展都具有非常重要的影響。
5.水文化的應(yīng)用問題
主要是指對水文化在整個水資源的開發(fā)利用、水環(huán)境的綜合治理與保護、與經(jīng)濟社會發(fā)展之間的關(guān)系等問題上進行探討和研究,還有水文化與旅游資源開發(fā)、景觀設(shè)計、生態(tài)文明建設(shè)以及怎樣把水文化與當前水資源的可持續(xù)利用有機結(jié)合等問題,都是其討論和研究的重要領(lǐng)域。許多城市在規(guī)劃中將水文化建設(shè)作為城市的亮點與特色,主要通過研究其區(qū)域特征、歷史脈絡(luò),挖掘水文化要素,塑造城市濱水空間。山東肥城市在現(xiàn)代水網(wǎng)規(guī)劃中打造具有當?shù)靥厣乃幕退坝^;河南鄭州市地域水文化與城市水系規(guī)劃建設(shè)結(jié)合;湖南長沙靖港古鎮(zhèn)將水文化與整個建筑的設(shè)計和風格進行無縫結(jié)合,從格局、精神、文化等多個層面,將它們都融合起來。此外還有基于對我國古代和現(xiàn)代的水文化內(nèi)涵、特征的對比研究提出的未來中國鄉(xiāng)村景觀的趨勢分析和預(yù)測,將水系設(shè)計與園林設(shè)計相聯(lián)系的開封水系二期工程等。
6.國際水文化研究動態(tài)
在聯(lián)合國教科文組織的大力宣傳和推動下,國際上對水文化的研究在不斷深入,水文化的應(yīng)用也在不斷推廣。20世紀末,在該組織的努力和推動下,國際上第一個與水文化有關(guān)的機構(gòu)和組織成立———國際水歷史學會。該學會成為全球首個水文化正式討論、交流和推廣的平臺。2005年年底,教科文組織與該學會攜手共同舉辦了一次全球性的會議,會議的口號和研究重點就是“水與文明”。此次會議舉辦的另外一個目的,也是對教科文組織國際水文項目啟動30周年的一個紀念和慶祝,表示將水文化的研究上升到聯(lián)合國的層次。上述這些做法,都預(yù)示著水與文化之間的聯(lián)系將會被越來越多的人所認識、研究和重視。2006年聯(lián)合國教科文組織的世界水日“水與文化”主題宣言中這樣說道:無論哪一個國家或者地區(qū),他們對水都有著自己的見解。盡管這些認識和見解可能不一致,但其中必有一個共同的地方,即都認為水在整個經(jīng)濟社會發(fā)展和人類生產(chǎn)生活中有著不可替代的作用。不同的地域之間,由于各自的文化傳統(tǒng)各具風格,各自的世界觀和價值觀也不一樣,所以他們對于水的認知與管理都存在著差異。21世紀,聯(lián)合國教科文組織正式提出,世界能否得到長久的可持續(xù)發(fā)展,與水文化之間有著非常密切的聯(lián)系。隨后,該組織設(shè)立了水與文化多樣性項目,在世界范圍內(nèi)開展了水與文化多樣性的大討論。討論的核心問題主要有以下幾點:水與文化多樣性的內(nèi)涵、特征和意義;與水相關(guān)的經(jīng)濟、社會、文化等管理體制;開發(fā)利用和管理水的相關(guān)問題。近年,與水文化有關(guān)的研究越來越多,很多有價值的理論和數(shù)據(jù)不斷被發(fā)掘,對水文化的傳承與保護意義重大。歐盟2010年提出的《水的形態(tài)》項目,一方面是在理論上強化人們對水文化遺產(chǎn)的研究和保護,即通過大量的數(shù)據(jù)分析及各類相關(guān)案例的研究、不同類型的學術(shù)論壇等方式,塑造濃厚的氛圍和提供詳細的理論支持。另一方面是通過實際行動來強化人們對水相關(guān)文化的保護,比如通過開發(fā)一些與水相關(guān)的旅游產(chǎn)品、藝術(shù)表演等,將游客和觀看者帶入水文化的現(xiàn)場,讓他們在視覺上和心理上都能感覺到水文化強烈的吸引力和震撼力,從而達到保護水文化遺產(chǎn)的目的,構(gòu)建人與水資源和諧共處的體系。參加該項目的有來自西班牙、法國等國家的6所科研院校,對項目進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的機構(gòu)是來自意大利的文化遺產(chǎn)保護研究所。
二、中國水文化與水文化建設(shè)研究前景
水文化作為一個研究領(lǐng)域,是涵蓋工程、哲學(主要是水資源價值觀、生態(tài)倫理學等)的獨特的文化領(lǐng)域,無論在國外還是在國內(nèi)都得到了工程學、人文學領(lǐng)域廣泛的關(guān)注。水文化的研究越來越多,但是關(guān)于其明確的含義或者定義尚沒有定論。
1.加強基礎(chǔ)理論研究
加強水文化的建設(shè)和應(yīng)用,就必須要建立一套完善的水文化理論體系。該理論中最關(guān)鍵的幾個問題是:什么是水文化,水文化到底有什么意義,水文化對于緩解水環(huán)境壓力、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展有什么作用,水文化建設(shè)到底是建設(shè)什么、建設(shè)的目標是什么、建設(shè)的途徑有哪些等等。這些都是急需解決的問題。因此,要想使水文化建設(shè)取得良好效果,能夠被廣泛應(yīng)用,就必須加強對水文化相關(guān)理論的研究。
2.加強水利遺產(chǎn)的普查和價值研究
水利遺產(chǎn)逐漸成為我國對文化遺產(chǎn)的保護與開發(fā)中極其重要的一項。在近年國家對全國文物進行普查過程中發(fā)現(xiàn),水利遺產(chǎn)被很多人所發(fā)現(xiàn)和重視。水利遺產(chǎn)在中國文物保護中具有非常重要的地位,但當前無論是對水利遺產(chǎn)重要性的認識,還是對水利遺產(chǎn)的保護,都沒有受到足夠的重視。水利遺產(chǎn)的保護是中國特色文明保護的重要內(nèi)容,很多歷史上的重大水利工程都是祖先們利用水資源、開發(fā)水資源和管理水資源的智慧結(jié)晶,對這些工程的保護是弘揚中華文明的重要舉措。因此,可以學習《水的形態(tài)》重大科研項目中關(guān)于水利遺產(chǎn)保護方面的做法和經(jīng)驗,對水利遺產(chǎn)保護進行深入研究,開展水利遺產(chǎn)普查,摸清現(xiàn)狀,研究其價值,從而制定配套的保護與利用的措施和管理制度,達到弘揚水文化、推動生態(tài)文明建設(shè)的目的。
3.加強多學科融合研究
由于水文化涉及的學科種類眾多,包括工程、規(guī)劃、資源、環(huán)境、民俗、文化等多個學科,要想對水文化有深層次的研究和認識,就必須廣泛涉獵各類學科資料,強化多學科之間的融合研究,只有這樣才能更好地加強水文化建設(shè),這也是未來一個重要的研究方向和趨勢。
作者:鄧俊 呂娟 王英華 單位:中國水利水電科學研究院 水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心
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【關(guān)鍵詞】電法勘探;高密度電法;激發(fā)極化法;CSAMT;瞬變電磁法;地質(zhì)雷達
一、引言
電法勘探方法可以追溯到19世紀初P.Fox在硫化金屬礦上發(fā)現(xiàn)自然電場現(xiàn)象,至今已有100多年的歷史。我國電法勘探始于20世紀30年代,由當時北平研究院物理研究所的顧功敘先生所開創(chuàng)。經(jīng)過70余年的發(fā)展,我國的電法勘探無論在基礎(chǔ)理論、方法技術(shù)和應(yīng)用效果等方面都取得了巨大的進展,使電法成為應(yīng)用地球物理學中方法種類最多、應(yīng)用面最廣、適應(yīng)性最強的一門分支學科。同時,經(jīng)過廣大地球物理工作者不懈努力,在深部構(gòu)造、礦產(chǎn)資源、水文及工程地質(zhì)、考古、環(huán)保、地質(zhì)災(zāi)害、反恐等領(lǐng)域,電法已經(jīng)和正在發(fā)揮著重要作用。限于篇幅,本文僅對其中幾種主要方法,如高密度電法、激發(fā)極化法、CSAMT、瞬變電磁法和地質(zhì)雷達等作簡要介紹,并就這些方法在水文和工程地質(zhì)中的應(yīng)用進行闡述,供廣大水文和工程地質(zhì)、工程物探人員參考。
二、高密度電法
高密度電法實際上是集中了電剖面法和電測深法,其原理與普通電阻率法相同,所不同的是在觀測中設(shè)置了高密度的觀測點,是一種陣列勘探方法。關(guān)于陣列電法勘探的思想源于20世紀70年代末期,英國人設(shè)計的電測深偏置系統(tǒng)就是高密度電法的最初模式,20世紀80年代中期日本借助電極轉(zhuǎn)換板實現(xiàn)了野外高密度電法的數(shù)據(jù)采集。我國是從20世紀末期開始研究高密度電法及其應(yīng)用技術(shù),從理論方法和實際應(yīng)用的角度進行了探討并完善,現(xiàn)有中國地質(zhì)大學、原長春地質(zhì)學院、重慶的有關(guān)儀器廠家研制成了幾種類型的儀器。
高密度電法野外測量時將全部電極(幾十至上百根)置于剖面上,利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機工程電測儀便可實現(xiàn)剖面中不同電極距、不同電極排列方式的數(shù)據(jù)快速自動采集。與常規(guī)電阻率法相比,高密度電法具有以下優(yōu)點:1.電極布置一次性完成,不僅減少了因電極設(shè)置引起的故障和干擾,并且提高了效率;2.能夠選用多種電極排列方式進行測量,可以獲得豐富的有關(guān)地電斷面的信息;3.野外數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了自動化或半自動化,提高了數(shù)據(jù)采集速度,避免了手工誤操作。此外,隨著地球物理反演方法的發(fā)展,高密度電法資料的電阻率成像技術(shù)也從一維和二維發(fā)展到三維,極大地提高了地電資料的解釋精度。
高密度電法應(yīng)用領(lǐng)域比較廣,尤其在水文和工程地質(zhì)勘查方面,主要有:底青云(2002)、吳長盛(2001)、郭鐵柱(2001)、董浩斌(2001)等使用高密度電法在水庫大壩的壩體穩(wěn)定性評價、壩基滲漏勘查、堤壩裂縫檢測上見到了好的應(yīng)用效果;嚴文根(2002)將高密度電法用在電廠大壩的基巖面起伏及其強度特性評價上;王文州(2001)、王玉清(2001)、侯烈忠(1997)等將高密度電法用在高速公路高架橋、高層建筑選址、機場跑道的地基勘探中;郭秀軍(2001)采用高密度電法探測防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障礙物等物理性質(zhì)有別于周圍介質(zhì)的地下有形體;楊湘生(2001)在湘西北巖溶石山區(qū)找水中應(yīng)用高密度電法確定最佳井位方面取得了好的效果;解愛華(2003)采用高密度電法與瞬態(tài)瑞雷面波法完成了國際機場擴建工程中的巖土工程勘察問題,查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深,利用土層的剪切波速劃分場地類別。此外,何門貴(2002)、劉曉東(2001)、王士鵬(2000)在尋找地下水、管線探測、查明采空區(qū)、調(diào)查巖溶及地質(zhì)災(zāi)害等工程物探中使用了高密度電法。
三、激發(fā)極化法
在電法勘探中,當電極排列向大地供入或切斷電流的瞬間,在測量電極之間總能觀測到隨時間緩慢變化的附加電場,稱為激發(fā)極化效應(yīng)。激發(fā)極化法(或激電法)就是以巖、礦石激發(fā)極化效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)來解決地質(zhì)問題的一類勘探方法。激電法是20世紀50年代末在我國開始研究和推廣的,早期是以直流(時間域)激電法為主,20世紀70年代初開始研究交流(頻率域)激電法——主要是變頻法,20世紀80年代初又開始對頻譜激電法進行研究,也就是研究復(fù)視電阻率隨頻率的變化——即復(fù)視電阻率的頻譜。由于該方法測量的是二次場,具有不受地形起伏和圍巖電性不均勻的影響、可測量的參數(shù)多等優(yōu)點。
在實際地質(zhì)應(yīng)用方面,初期的激電法主要用于勘查硫化金屬礦床,后來發(fā)展到諸多領(lǐng)域,如氧化礦床、非金屬礦床、工程地質(zhì)問題等。近年來,激電法找水效果十分顯著,被譽為“找水新法”。早在上世紀60年代,國外學者Victor Vacquier(1957)等提出了用激電二次場衰減速度找水的思想。在該思想的啟迪下,我國也開展了有關(guān)研究,并將激電場的衰減速度具體化為半衰時、衰減度、激化比等特征參數(shù),這些參數(shù)不僅能較準確地找到各種類型的地下水資源,而且可以在同一水文地質(zhì)單元內(nèi)預(yù)測涌水量大小,把激電參數(shù)與地層的含水性聯(lián)系起來。目前,我國已有北京地質(zhì)儀器廠、重慶地質(zhì)儀器廠和山西平堯地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)出適合尋找地下水的儀器。
在找水方面的具體應(yīng)用有:楊進(1997)用回歸系數(shù)的顯著性檢驗及回歸預(yù)測方法預(yù)報了地下涌水量;姜義生(2000)使用雙頻激電法不僅解決了居民飲用的地下水源,而且解決了干擾地下施工的漏水帶;龍凡(2002)使用激電法中視激化率和半衰時參數(shù)在砂頁巖地區(qū)、灰?guī)r地區(qū)、花崗巖地區(qū)和玄武巖地區(qū)找到了地下水資源,并且用回歸直線法預(yù)測了單井涌水量;王聿軍(2001)使用激電法在貧水山區(qū)進行找水;王俊業(yè)(2000)用激電參數(shù)和電阻率參數(shù)對地層的富水性進行評價,取得了好的結(jié)果;李金銘(1993)、金學名(1993)使用激電法的偏離度參數(shù)尋找地下水資源;李茂塔(2001)、李金銘(1990、1994)對激電法找水的基礎(chǔ)理論進行了研究;周立功(2001)使用激電法在重力土壩穩(wěn)定性檢測中查明最大下沉段堤下介質(zhì)賦水情況。
值得一提的是,利用激電法找水或確定地層的含水性,最好與高密度電阻率法相結(jié)合,這樣可以降低地球物理解釋的多解性,提高找水的成功率。高密度電阻率法在確定高阻或低阻地質(zhì)體具有優(yōu)越性,但低阻地質(zhì)體并不代表富含地下水,可能是由于泥巖引起地層的電阻率下降。這時,可以通過使用激電法來區(qū)分含水地層和泥巖,因為激電二次場與巖石的孔隙有關(guān),在純粹泥巖中極化率比較小,在含水砂礫巖中極化率比較大,此外二次場的衰減速度也與孔隙的大小、形狀和寬窄有關(guān),這就是激電法找水的機理所在。
四、可控源音頻大地電磁法(CSAMT)
可控源音頻大地電磁法是在大地電磁法(MT)和音頻大地電磁法(AMT)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可控源頻率測深方法。CSAMT是1975年由Myron Goldstein提出,它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組建立了視電阻率和電場與磁場比值之間的關(guān)系,并且根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論得出電磁波的傳播深度(或探測深度)與頻率之間的關(guān)系,這樣可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測深度,達到頻率測深的目的。目前,已商業(yè)化的CSAMT儀器是由加拿大鳳凰公司與美國宗基公司研制的。
CSAMT采用可控制人工場源,測量由電偶極源傳送到地下的電磁場分量,兩個電極電源的距離為1~2km,測量是在距離場源5~10km以外的范圍進行,此時場源可以近似為一個平面波。由于該方法的探測深度較大(通??蛇_2km),并且兼有剖面和測深雙重性質(zhì),因此具有諸多優(yōu)點:第一,使用可控制的人工場源,測量參數(shù)為電場與磁場之比——卡尼亞電阻率,增強了抗干擾能力,并減少地形的影響。第二,利用改變頻率而非改變幾何尺寸進行不同深度的電測深,提高了工作效率,一次發(fā)射可同時完成7個點的電磁測深。第三,探測深度范圍大,一般可達1~2km。第四,橫向分辨率高,可以靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。第五,高阻屏蔽作用小,可以穿透高阻層。與MT和AMT法相同,CSAMT法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響,可以通過多種靜態(tài)校正方法來消除“靜態(tài)效應(yīng)”的影響。
CSAMT法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景,尤其是作為普通電阻率法和激發(fā)極化法的補充,可以解決深層的地質(zhì)問題,如在尋找隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、推覆體或火山巖下找煤、地熱勘查和水文工程地質(zhì)勘查等方面,均取得了良好的地質(zhì)效果。在地下水資源方面,CSAMT法適合尋找深部的基巖裂隙水:石昆法(1999)使用CSAMT法在灰?guī)r中尋找斷層,并打出了地下水;郭建華(1995)用CSAMT法在干旱地區(qū)尋找地下水資源及探測隱伏構(gòu)造;蔣達龍(1994)用CSAMT法發(fā)現(xiàn)地下熱水資源;底青云(2001)結(jié)合CSAMT法和高密度電法探測深層和淺層的地下水資源;底青云(2002)使用CSAMT法查找礦山頂板涌水隱患;嚴盛新(2003)用CSAMT法在沙漠腹地尋找地下水資源;吳璐蘋(1996)用CSAMT法在山區(qū)、半山區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)進行找水。此外,CSAMT法在工程勘探中的壩體滲漏調(diào)查、國家南水北調(diào)工程西線的地質(zhì)勘查、小浪底水利工程等項目,都可以發(fā)揮良好的作用,如劉錄剛(2004)用CSAMT法在雁門關(guān)隧道中進行超前地質(zhì)預(yù)報。
五、瞬變電磁法(TEM)
瞬變電磁法是利用不接地或接地線源向地下發(fā)送一次場,在一次場的間歇期間,測量由地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場隨時間的變化。根據(jù)二次場的衰減曲線特征,就可以判斷地下不同深度地質(zhì)體的電性特征及規(guī)模大小等。由于該方法是觀測純二次場,消除了由一次場所產(chǎn)生的裝置偶合噪音,具有體積效應(yīng)小、橫向分辨率高、探測深度深、對低阻反映靈敏、與探測地質(zhì)體有最佳偶合、受旁側(cè)地質(zhì)體影響小等優(yōu)點。
瞬變電磁法最初是由前蘇聯(lián)學者在20世紀30年代提出用于解決地質(zhì)構(gòu)造問題,20世紀50年代用于找礦,20世紀60年代以后從方法原理到一、二維反演都得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在我國,該方法研究始于20世紀70年代,20世紀90年代后逐步向工程檢測、環(huán)境、災(zāi)害等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。從20世紀80年代開始,原長春地質(zhì)學院、原地礦部物化探研究所、中南大學等研究機構(gòu)分別在方法理論、儀器及野外試驗、一維及二維正反演方法等方面做了大量工作,并且自行研制了幾種功率小、探測深度淺的瞬變電磁法儀器,在生產(chǎn)實際中見到了好的應(yīng)用效果。然而,大功率、探測深的瞬變電磁法儀器國內(nèi)尚在研制中,目前主要依賴進口。
瞬變電磁法除了廣泛應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)、石油、煤田、地熱以及凍土帶和海洋地質(zhì)等地質(zhì)勘查工作之外,在水文和工程地質(zhì)勘查中也取得了非常好的應(yīng)用效果,如楊文欽(2002)、張保祥(2002)、郁萬彩(2001)、蔣文(2004)等使用瞬變電磁法查明斷層及頂板砂巖的導水性及富水性、勘查地下水資源及界定地下水位、評價斷層空間位置及含水性和尋找地下含水構(gòu)造;劉繼東(1999)、李貅(2000)、袁江華(2002)、閻述(1999)等使用瞬變電磁法探測煤柱及圈定老窯采空區(qū)、勘察煤田礦井涌水通道、探測小浪底水庫庫區(qū)煤礦采空區(qū)和探測地下洞體的存在;劉羽(1995)用瞬變電磁法評價塌陷成因及危害性、評價防滲帷幕穩(wěn)定性、探測高層建筑地基和評價大橋橋址穩(wěn)定性;郭玉松(1998)使用瞬變電磁法探測堤防工程隱患、勘查水庫壩址;薛國強(2003)使用瞬變電磁法探測公路隧道工程中的不良地質(zhì)構(gòu)造;李文堯(2000)用瞬變電磁法在抗洪搶險中尋找漏水斷裂或溶洞;敬榮中(2003)使用瞬變電磁法結(jié)合四極測深探測地下管網(wǎng)分布。
六、地質(zhì)雷達(GPR)
地質(zhì)雷達與探空雷達技術(shù)相似,是利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體,只是頻率相對較低,用于解決地質(zhì)問題,又稱“探地雷達”。將雷達技術(shù)用于探地,早在1910年就已經(jīng)提出,在隨后的60年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質(zhì)中。直到20世紀70年代以后,地質(zhì)雷達才得到迅速推廣應(yīng)用。我國地質(zhì)雷達儀器的研制始于20世紀70年代初期,由多家高校和研究機構(gòu)進行儀器研制和野外試驗工作。但是由于種種原因,研究成果至今未能用于實際。目前,國內(nèi)使用的地質(zhì)雷達儀器都是引進的,能夠提供商用地質(zhì)雷達技術(shù)的有美國、加拿大、瑞典、俄羅斯等國家。
地質(zhì)雷達是由地面的發(fā)射天線將電磁波送入地下,經(jīng)地下目標體反射被地面接收天線所接收,通過分析接收到電磁波的時頻、振幅特性,可以評價地質(zhì)體的展布形態(tài)和性質(zhì)。由于雷達穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關(guān),使其穿透深度有限,但分辨率很高,可達0.05米以下。早期,地質(zhì)雷達只能探測幾米內(nèi)的目標體,應(yīng)用范圍比較狹窄。此外,地質(zhì)雷達與地震反射法原理相似,一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前,地質(zhì)雷達探測深度最大可達100米,使之成為水文和工程地質(zhì)勘察中最有效的地球物理方法。
地質(zhì)雷達因具有分辨率高,成果解釋可靠的特點,在淺層地質(zhì)勘探中,有著非常廣泛的應(yīng)用。如探測覆蓋層厚度、基巖面起伏,查找潛伏斷層、破碎帶、古溶洞、管道溝、涵洞以及地下掩埋體,進行環(huán)境地質(zhì)、考古調(diào)查等。在水文和工程地質(zhì)中,地質(zhì)雷達應(yīng)用也是非常廣泛,主要有:楊天春(2001)、錢榮毅(2003)、鄧居智(1999)使用地質(zhì)雷達進行公路、高速公路、機場道路等質(zhì)量的無損檢測;趙永貴(2003)、薛建(2000)、史付生(2003)使用地質(zhì)雷達進行隧道地質(zhì)超前預(yù)報、檢測隧道襯砌質(zhì)量;王俊茹(2003)、李永革(2001)、姬繼法(2002)使用地質(zhì)雷達探測建筑物地下邊坡孤石、機場地下古墓等不良地質(zhì)體分布,消除其對鄰近或上部構(gòu)筑物構(gòu)成的潛在威脅;姜衛(wèi)方(2000)、李大心(2000)、朱(2002)使用地質(zhì)雷達調(diào)查滑坡體及滑坡面、評估崩塌、滑坡及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害;高建東(1999)、曾校豐(2000)、王百榮(2001)、張志清(2000)使用地質(zhì)雷達探測水庫地下防滲墻、探測水庫壩體結(jié)構(gòu)層及結(jié)構(gòu)層材料老化變質(zhì)、檢測灌漿質(zhì)量及混凝土厚度、調(diào)查覆蓋層厚度及襯砌混凝土質(zhì)量;楊向東(2001)使用地質(zhì)雷達探測地下管道;李張明(2000)使用地質(zhì)雷達在三峽工程施工中探明花崗巖不均勻風化分布范圍、圈定較大斷層及風化夾層的延伸范圍和產(chǎn)狀、檢測高速公路質(zhì)量;王孝起(2001)使用地質(zhì)雷達調(diào)查南水北調(diào)中線天津干渠基巖巖性及基巖面高程;張興磊(2001)使用地質(zhì)雷達查明了煤柱破壞情況和采空區(qū)分布范圍,指導注漿施工;張欣海(1999)使用地質(zhì)雷達查明了海上圍堤的斷面特征以及著底情況;陳愛云(2003)使用地質(zhì)雷達在石質(zhì)文物保護工程中查明巖體中含水裂隙和溶洞的分布規(guī)律及對文物的影響。
七、結(jié)論
通過對幾種主要電法勘探方法的發(fā)展、原理及實際應(yīng)用進行綜述,可以看出,電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,歸結(jié)起來有以下幾方面:
1.高密度電法由于其高效率、深探測和精確的地電剖面成像,成為水文和工程地質(zhì)勘察中最有效的方法??紤]到該方法的分辨率不高,在具體的應(yīng)用中可以結(jié)合其他電法勘探、電測井等方法,達到精細地質(zhì)解釋的目的。
2.地質(zhì)雷達主要用于各類工程地質(zhì)勘探,是工程地質(zhì)勘探首選的電法勘探方法。同時,該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術(shù),使其迅速發(fā)展,可以在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。
3.在水文地質(zhì)勘探中,激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁法是首選的電法勘探方法,如果將激發(fā)極化法和高密度電法結(jié)合起來尋找地下水資源,效果將會更好。
4.瞬變電磁法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘探中都有著廣泛的應(yīng)用,尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質(zhì)勘探中發(fā)揮作用,還具有較高的分辨能力。如果將該方法與高密度電法結(jié)合使用,有望解決深部精細地質(zhì)勘察問題。 【參考文獻】
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