趙鵬使用無人機(jī)對長城進(jìn)行飛行勘察。
工人師傅正在對箭扣段長城進(jìn)行修繕。
明長城東起遼寧虎山，西至甘肅嘉峪關(guān)，至今已超過600年歷史，現(xiàn)存壕墻遺址長達(dá)8800多千米。其中，北京段因雄奇險(xiǎn)峻的氣勢，一直被公認(rèn)為是明長城的精華所在。然而，歲月洗禮，不少長城段已經(jīng)傷痕累累，亟待搶修保護(hù)。
本周，懷柔區(qū)通過招聘產(chǎn)生的131名保護(hù)員正式上崗，開始對境內(nèi)65.4千米的長城進(jìn)行全覆蓋巡查、保護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)病損情況，阻止游客攀爬未開放長城段。與此同時(shí)，未來三年北京將對懷柔箭扣2772米的長城開展“救命式”搶險(xiǎn)，搶險(xiǎn)修繕和保護(hù)既要遵循傳統(tǒng)工藝，做到最小干預(yù)，又要與時(shí)俱進(jìn)，引進(jìn)無人機(jī)、傳感器等新技術(shù)手段。記者近年多次跟隨工作人員前往懷柔段長城，見證了修繕、保護(hù)長城的過程中無人機(jī)、望遠(yuǎn)鏡測距儀、大數(shù)據(jù)分析等一系列“黑科技”的應(yīng)用。這些新技術(shù)將進(jìn)一步讓祖先留下的長城遺產(chǎn)盡可能原汁原味地傳承下去。
無人機(jī) 測距儀先后上崗
為修繕長城“體檢定型”
4月17日，在懷柔大榛峪長城下，趙鵬帶著同事對這里的敵樓和墻體進(jìn)行勘察。趙鵬是箭扣長城修繕工程的設(shè)計(jì)師。去年，懷柔對轄區(qū)內(nèi)長城開展“體檢”，他和同事作為“外援專家”全程參與。“今年懷柔要對轄區(qū)內(nèi)的3處長城危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先搶修，其中兩處就在大榛峪，區(qū)文物部門請我們過來看看具體病害情況，這樣對后續(xù)的修繕會有更清晰的把握。”趙鵬說。
這次勘察，趙鵬特意帶了一架四旋翼無人機(jī)。他把無人機(jī)在地上放平，然后雙手握持遙控手柄，輕輕撥動操控桿，無人機(jī)騰空而起，沿著蜿蜒起伏的長城越飛越高，順著長城的走勢飛行，邊飛行邊自動拍照，長城的殘損狀況一覽無余。記者了解到，目前正在進(jìn)行的箭扣二期修繕工程在開工前也進(jìn)行了無人機(jī)飛行勘察。當(dāng)時(shí)，無人機(jī)和城墻遺址保持大約30米左右的高度差，700多米長的修繕段，一共飛了3次。
修繕前對長城開展“體檢”的過程中，工作人員還用到另一件 “神器”——望遠(yuǎn)鏡測距儀。這種測距儀最大有效測量距離可達(dá)800至1000米，精準(zhǔn)度可達(dá)厘米級，還能測量出城墻、關(guān)口、敵樓等所在的經(jīng)緯度和海拔，“這等于給長城‘定了型’。”趙鵬對記者說。
檢測分析城磚灰漿成分
確保長城修繕原汁原味
懷柔段長城東連密云古北口、西接昌平居庸關(guān)，總長65.4千米，共有敵樓、關(guān)口284座，占北京段長城526.7千米的12.4%。這里集聚著慕田峪、箭扣等經(jīng)典城段，有“天下長城險(xiǎn)，懷柔占一半”之譽(yù)，因此也是游客攀爬的首選之地。懷柔區(qū)文物管理所所長張彤告訴記者，懷柔區(qū)高度重視對長城的保護(hù)，對一些病害段進(jìn)行修繕，至今已投入資金1.5億元，修繕長城達(dá)19千米。
在修繕過程中，工作人員一直緊緊遵循一個(gè)原則，那就是：最小干預(yù)，排除隱患，不改變文物原狀，保持其原形制、原結(jié)構(gòu)、原材料和原工藝。這就需要對原有城墻結(jié)構(gòu)、城磚成分、勾縫成分有清晰的掌握。曾為北京多個(gè)長城修繕工程做設(shè)計(jì)方案的趙鵬說，過去在土長城的修繕中，就會做一些實(shí)驗(yàn)，比如：對土質(zhì)進(jìn)行檢測，分析成分含量。如今，修繕長城更加注重將其作為一個(gè)考古的研究項(xiàng)目，充分了解城磚間灰漿的成分，城磚的成分、強(qiáng)度乃至燒制的工藝。箭扣長城修繕技術(shù)總監(jiān)程永茂告訴記者，長城的修繕工作細(xì)致到對灰漿都要進(jìn)行配比試驗(yàn)，以科學(xué)技術(shù)提高灰漿的強(qiáng)度、城磚的強(qiáng)度，確保修繕質(zhì)量。
在實(shí)驗(yàn)和研究過程中，工作人員也有一些新的發(fā)現(xiàn)。比如：一些城墻段，過去的城磚并沒有完全燒透、燜透，內(nèi)部有黑心或者紅心的情況。從收集的城磚來看，越靠近長城關(guān)口的城磚，材料工藝水平要明顯好于關(guān)口外城墻段的城磚。
構(gòu)建長城三維數(shù)字模型
將數(shù)字化檔案傳給后人
張彤告訴記者，為了更加精準(zhǔn)掌握長城的變化，懷柔區(qū)已經(jīng)逐步對境內(nèi)長城段開展梳理，將建立起數(shù)字化檔案。
最近幾次，記者跟隨趙鵬前往長城考察，發(fā)現(xiàn)他每次都帶了筆記本電腦。趙鵬說，這已經(jīng)成為工作習(xí)慣，每次去長城都會積累一些數(shù)據(jù)，有的是無人機(jī)的航拍參數(shù)，有的是對特定某個(gè)城墻段的標(biāo)記數(shù)據(jù)，都會錄入電腦里。這有助于構(gòu)建長城的三維數(shù)字模型，為修復(fù)、學(xué)術(shù)研究提供資料，“現(xiàn)在箭扣二期引入了考古概念，考古記錄、考古資料也應(yīng)該會放進(jìn)數(shù)字化檔案里。”
記者了解到，箭扣二期修繕工程結(jié)束后，將嘗試形成部分?jǐn)?shù)字化數(shù)據(jù)。而未來將要開工修繕的其他城墻段，則將先行開展數(shù)字化勘察，更全面、直觀地解讀文物本體病害，建立數(shù)字化檔案后，再指導(dǎo)修繕施工。據(jù)悉，下半年箭扣長城還將啟動新的修繕工程，目前勘察和設(shè)計(jì)已經(jīng)形成大量的數(shù)字化信息，數(shù)據(jù)量超過2000個(gè)G，各類圖片達(dá)上萬張。
在張彤看來，修繕、保護(hù)長城，不單單要把長城從形式上保護(hù)下來、把外觀整理好就行了，還有一層意義，是要把長城的工藝、做法考證下來，歷史脈絡(luò)梳理下來，形成一套充分的數(shù)字化歷史資料，不僅可以指導(dǎo)長城修繕的施工，而且可以交給下一代。“百年以后，當(dāng)我們的后人再度需要保養(yǎng)維護(hù)長城的時(shí)候，打開計(jì)算機(jī)，找出前人留下的資料，就能知道需要什么材質(zhì)的磚，需要怎樣的施工工藝，確保長城的原汁原味。”張彤說。
考慮視頻監(jiān)控傳感監(jiān)測
從細(xì)微處加強(qiáng)長城保護(hù)
張彤說，目前懷柔段長城總體保存相對完好。全長65.4千米的城段中保存較好的比例占到了55%，保存較差或者差的城段比例合計(jì)7%左右，城段消失的只有178米，僅占0.3%。
記者了解到，根據(jù)國家文物局制定的《長城保護(hù)員管理辦法》，懷柔區(qū)政府制定《懷柔區(qū)長城專職保護(hù)員管理辦法》，按照每500米設(shè)立一名保護(hù)員的標(biāo)準(zhǔn)，配備131名長城專職保護(hù)員。本周二，這批保護(hù)員正式上崗。在151號敵樓的北側(cè)，記者看到新上崗的專職保護(hù)員穿著醒目的綠色工作服在城墻上巡查。“我們會盡全力用心保護(hù)好老祖宗留給我們的遺產(chǎn)。”一位保護(hù)員對記者說。
當(dāng)然，巡查保護(hù)如果輔以一些技術(shù)手段，將起到事半功倍的效果。比如：視頻監(jiān)控探頭、傳感器。北京市文物局局長舒小峰告訴記者，有一些裂縫需要觀察是否會進(jìn)一步惡化，原來的辦法是在裂縫處貼一把尺子，定期觀測縫隙是否拉大，而有了傳感器，就不用這個(gè)土辦法了。現(xiàn)在，可以每天24小時(shí)監(jiān)測變化，通過無線或者有線的形式傳輸反饋給后方。他說，這種技術(shù)手段在一些遺產(chǎn)的監(jiān)測上已經(jīng)得以應(yīng)用，比如：周口店的猿人洞設(shè)置了相當(dāng)數(shù)量的傳感器。長城監(jiān)測完全可以應(yīng)用傳感器，只要在城墻本體外不遠(yuǎn)處安裝就可以了，“這在技術(shù)上沒有問題，以后會考慮這項(xiàng)應(yīng)用。”
(記者 張航 文并攝)
（張航）
