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我国首套石窟内部凝结水监测与智能调控系统建成
来源:科技日报 作者:赵向南 2026-08-12
记者8月8日获悉,由山西省科技厅立项支持、山西省文物局组织实施的“云冈石窟石质文物内部凝结水监测与治理关键技术研究”山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目,日前在云冈研究院通过验收。这标志着我国首套石窟内部凝结水监测与智能调控系统建成,为云冈石窟及其他同类型文物科学保护提供新手段。
凝结水是威胁石窟长久保存的主要问题之一。长期以来,文物行业只能监测和治理岩石表面凝结水,对岩体内部凝结水这一隐蔽危害缺乏有效治理手段。
该项目历经三年联合攻关,首次攻克了内部凝结水“看不见、测不准、治不好”的技术难题。项目一方面通过研究洞窟温度、湿度、气流和岩体结构的交互耦合机理,结合砂岩孔隙结构与矿物成分分析,阐明凝结水形成机制及其对石质文物的破坏作用机理,为后续治理和监测提供科学依据;另一方面,通过攻关凝结水综合智能治理技术和监测技术与方法,为治理决策提供科学支撑。项目验收专家组认为,该项目针对石窟保护重大难题实现关键技术突破,对推动文物科技创新、服务云冈学建设意义重大。
团队首创人工智能无损检测技术,无需取样或钻孔即可定量识别砂岩孔隙结构与矿物成分,并且能够精确查明凝结水在岩体内部的形成深度。
同时,团队建成了国内首套大型石窟最小干预全域微环境监测系统。在确保文物安全和游客参观不受影响的前提下,该系统监测点位较传统方案精简80%以上,累计采集环境数据达4667万条。在此基础上,团队还搭建了高精度仿真平台,其温湿度预测精度显著优于行业通用标准,能够实现对岩体内部隐性凝结水的提前预警。
此外,团队创新构建了集自然通风、强制通风、除湿调控和石墨烯温控于一体的“3+1级”自适应智能治理体系,并在云冈石窟第9、10窟开展示范应用。应用结果显示凝结水治理成效显著,超额完成考核指标,并形成了一套可复制、可推广的石窟凝结水综合治理技术方案。
据悉,该项目为山西省文物领域投入力度最大的科研项目之一。项目由上海大学牵头,依托云冈研究院,联合中国地质大学(北京)、北京原真在线监测技术有限公司共同实施。
下一步,项目团队将持续推动科研成果落地转化,将该技术方案推广应用到其他大型石窟寺及同类型文物上,让科技创新成为文物长效保护的坚实支撑,为我国文物保护事业贡献可复制、可推广的“云冈方案”。
《科技日报》(2026年8月12日 08版)
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