趙鵬使用無人機對長城進行飛行勘察。
工人師傅正在對箭扣段長城進行修繕。
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8800多千米。其中，北京段因雄奇險峻的氣勢，一直被公認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。
本周，懷柔區(qū)通過招聘產(chǎn)生的131名保護員正式上崗，開始對境內(nèi)65.4千米的長城進行全覆蓋巡查、保護，及時發(fā)現(xiàn)并上報病損情況，阻止游客攀爬未開放長城段。與此同時，未來三年北京將對懷柔箭扣2772米的長城開展“救命式”搶險，搶險修繕和保護既要遵循傳統(tǒng)工藝，做到最小干預，又要與時俱進，引進無人機、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、保護長城的過程中無人機、望遠鏡測距儀、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 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行勘察。趙鵬是箭扣長城修繕工程的設(shè)計師。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處長城危險點進行優(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。他把無人機在地上放平，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，目前正在進行的箭扣二期修繕工程在開工前也進行了無人機飛行勘察。當時，無人機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”——望遠鏡測距儀。這種測距儀最大有效測量距離可達800至1000米，精準度可達厘米級，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，懷柔占一半”之譽，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，對一些病害段進行修繕，至今已投入資金1.5億元，修繕長城達19千米。
在修繕過程中，工作人員一直緊緊遵循一個原則，那就是：最小干預，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。曾為北京多個長城修繕工程做設(shè)計方案的趙鵬說，過去在土長城的修繕中，就會做一些實驗，比如：對土質(zhì)進行檢測，分析成分含量。如今，修繕長城更加注重將其作為一個考古的研究項目，充分了解城磚間灰漿的成分，城磚的成分、強度乃至燒制的工藝。箭扣長城修繕技術(shù)總監(jiān)程永茂告訴記者，長城的修繕工作細致到對灰漿都要進行配比試驗，以科學技術(shù)提高灰漿的強度、城磚的強度，確保修繕質(zhì)量。
在實驗和研究過程中，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)成為工作習慣，每次去長城都會積累一些數(shù)據(jù)，有的是無人機的航拍參數(shù)，有的是對特定某個城墻段的標記數(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、學術(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，將嘗試形成部分數(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)計已經(jīng)形成大量的數(shù)字化信息，數(shù)據(jù)量超過2000個G，各類圖片達上萬張。
在張彤看來，修繕、保護長城，不單單要把長城從形式上保護下來、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，不僅可以指導長城修繕的施工，而且可以交給下一代。“百年以后，當我們的后人再度需要保養(yǎng)維護長城的時候，打開計算機，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
從細微處加強長城保護
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《長城保護員管理辦法》，懷柔區(qū)政府制定《懷柔區(qū)長城專職保護員管理辦法》，按照每500米設(shè)立一名保護員的標準，配備131名長城專職保護員。本周二，這批保護員正式上崗。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好老祖宗留給我們的遺產(chǎn)。”一位保護員對記者說。
當然，巡查保護如果輔以一些技術(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，就不用這個土辦法了。現(xiàn)在，可以每天24小時監(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處安裝就可以了，“這在技術(shù)上沒有問題，以后會考慮這項應(yīng)用。”
(記者 張航 文并攝)
（張航）
