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云冈石窟水分来源控制因素

作　者: 柴利杰
导　师: 王旭升
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地下水科学与工程
关键词: 云冈石窟 水分来源 控制因素 运移
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 78次
引　用: 2次
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内容摘要


水患和表面分化已经成为威胁我国石质文物的重要问题。云冈石窟位于大同市以西武州山南崖,开凿于砂岩中,石窟内的石雕面临着持续加重的风化损害。各种来源的水是引起石窟雕刻风化最直接也是最根本的因素之一,解决石窟雕刻继续风化的根本出路是准确探测石窟内部的水分进入通道。本文通过调查分析找出各种水分来源的控制因素,为石窟水患治理提供科学依据。云冈石窟水分来源主要有窟顶或窟壁直接渗水,窟壁泥岩上层滞水入渗,空气中的凝结水等。影响窟顶渗水的主要因素是降雨量、粉土层厚度,窟顶裂隙发育情况等。粉土层的渗透性远远低于砂卵石,且粉土的滞水能力更强。通过雨后对粉土入渗情况的调查表明,降水不是在任何部位都可以入渗至基岩顶部,只有在粉土较薄的区域才能入渗到基岩顶部。入渗到基岩顶部的水能否进入洞窟与基岩顶部裂隙的发育情况息息相关。砂岩顶面年平均入渗量极少,降水多以径流和蒸发蒸腾方式排泄。上层滞水的量与泥岩的大小和分布范围有关。也与降水入渗系数有关,随着降水入渗系数的增大而增大。南北剖面图显示泥岩与洞窟有接触,极易形成上层滞水并从洞窟内排泄。控制凝结水生成的主要因素有气温,地温,空气湿度,风速等,云冈石窟窟内风速全年较低,故影响凝凝结水生成的主要因素为气温与地温之间的温差和空气湿度。夏季气温与地温温差较大,湿度也较高,易产生凝结水,冬季温差小,湿度低,不易产生凝结水。洞窟外壁气温与地温之间温差较小,一般不会产生凝结水。岩壁上的凝结水量与岩壁的风化程度密切相关,风化程度高的岩壁,由于风化作用使砂岩中孔隙增大,增多,使得风化岩壁比新鲜岩壁凝结面更大,加之岩壁内部温度比表面温度低,故风化岩壁比新鲜岩壁能凝结更多的凝结水。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 研究意义  10-13
    1.1.1 云冈石窟目前存在的问题  10-12
    1.1.2 课题研究的意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 水对石质文物的破坏作用研究  13-16
    1.2.2 云冈石窟水分来源研究现状  16-17
第2章 研究区概况  17-30
  2.1 经济地理  17-19
  2.2 地形地貌  19
  2.3 气象水文  19-20
  2.4 工程地质水文地质条件  20-30
    2.4.1 地层  20-23
    2.4.2 构造  23-26
    2.4.3 工程地质  26
    2.4.4 水文地质  26-28
    2.4.5 环境变化  28-30
第3章 云冈石窟山体结构及其对石窟水分的影响  30-45
  3.1 资料来源和数据整理  30-33
    3.1.1 钻探资料  30-32
    3.1.2 地质测绘与物探图件  32-33
  3.2 剖面结构特征及其作用  33-37
    3.2.1 剖面图(南北向)  33-35
    3.2.2 GMS 建模  35-37
  3.3 裂隙的发育特征  37-39
    3.3.1 裂隙带的垂直分带  37
    3.3.2 裂隙带的垂直分带  37-39
  3.4 石窟空间形态对山体水流的影响  39-45
    3.4.1 典型洞窟的空间形态  39-43
    3.4.2 洞窟周边水流路线的推测  43-45
第4章 覆盖层特征及其对降雨入渗的影响  45-52
  4.1 降雨入渗过程的控制因素  45
  4.2 渗坑试验及其分析  45-46
  4.3 粉土层包气带渗流参数  46-49
    4.3.1 粉土层的土质特征  46-48
    4.3.2 水分特征曲线的测定  48-49
  4.4 砂岩顶面多年平均入渗通量的估算  49-52
    4.4.1 推算方法  49-50
    4.4.2 覆盖层对降雨分配的影响  50-51
    4.4.3 砂岩顶面起伏对入渗水再分配的影响  51-52
第5章 石窟内壁凝结水形成条件  52-69
  5.1 凝结水形成原理  52
  5.2 凝结水观测装置  52-58
    5.2.1 测量仪器  52-55
    5.2.2 试验观测结果  55-56
    5.2.3 试验存在的问题  56-58
  5.3 空气环境对凝结水形成的影响  58-69
    5.3.1 空气温度季节性变化的影响  59-62
    5.3.2 空气湿度季节性变化的影响  62-64
    5.3.3 凝结水形成分析  64-69
第6章 结论与建议  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
个人简历  75

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学（地下水水文学）
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