干旱环境下古代壁画保护成套技术集成与应用示范研究

古代壁画是我国文化遗产的重要组成部分，其丰富的历史信息和形象资料最能够全面体现文化遗产的历史、艺术、科学价值。因其脆弱性和珍贵性，古代壁画保护研究是当前文物保护中最为困难的课题之一。本书针对三处干旱环境下的文化遗址，依据文物保护的理念和步骤，按照现状调查、环境监测、病害研究、壁画修复材料和工艺筛选研究、壁画修复试验、修复效果评估的程序步骤，在古代壁画起甲、空鼓、酥碱三类典型病害的保护修复基础理论研究，古代壁画修复材料、工艺筛选研究，古代壁画保护修复效果评估方法和相关装置设备研发等方面取得了突破，在全面总结近年来我国干旱环境下古代壁画保护修复研究成果的基础上，形成了壁画保护修复方法体系，推进了我国古代壁画保护研究工作。

第1章 古代壁画现状调查分析研究 （1）
1.1 概况 （1）
1.1.1 莫高窟第465窟 （1）
1.1.2 拉卜楞寺 （2）
1.1.3 嘉峪关魏晋墓 （3）
1.2 现状调查 （4）
1.2.1 莫高窟第465窟 （4）
1.2.2 拉卜楞寺 （27）
1.2.3 嘉峪关魏晋墓 （31）
第2章 环境调查研究 （41）
2.1 莫高窟第465窟 （41）
2.1.1 第465窟微环境特征研究 （41）
2.1.2 温湿度传感器优化布局研究 （63）
2.2 拉卜楞寺 （84）
2.2.1 监测方法 （84）
2.2.2 结果分析 （87）
2.3 嘉峪关魏晋墓 （93）
2.3.1 地理气候概况 （93）
2.3.2 监测方法 （94）
2.3.3 嘉峪关魏晋墓环境特征 （97）
2.3.4 墓室水汽调查研究 （112）
2.4 研究结论 （115）
第3章 壁画制作材质与工艺调查 （116）
3.1 莫高窟第465窟 （116）
3.1.1 支撑体 （116）
3.1.2 地仗层 （116）
3.1.3 底色层和颜料层 （122）
3.1.4 制作材料和工艺特点及结论 （126）
3.1.5 病害机理的初步分析 （127）
3.2 拉卜楞寺 （133）
3.2.1 分析仪器 （133）
3.2.2 无损分析结果及结论 （133）
3.2.3 实验室分析研究 （173）
3.2.4 小结 （189）
3.3 魏晋墓 （190）
3.3.1 分析仪器及条件 （190）
3.3.2 调查与分析结果 （190）
3.3.3 壁画调查分析结论 （206）
3.4 调查结论 （207）
第4章 洞窟空间的水汽运移规律研究 （208）
4.1 项目实施概要 （208）
4.2 108窟内的温湿度和空气压力场变化规律研究 （209）
4.2.1 108窟内温度、相对湿度和大气压力传感器的布置 （209）
4.2.2 108窟内空气温度的时间变化过程与空间分布特征 （210）
4.2.3 108窟内空气湿度的时间变化过程与空间分布特征 （216）
4.2.4 108窟内空气压力的时间变化过程与空间分布特征 （222）
4.3 108窟壁面上高密度电阻率成像法的实施 （223）
4.3.1 1m×1m的高密度电阻率成像 （223）
4.3.2 2m×2m的高密度电阻率成像 （234）
4.4 基于高密度电阻率成像法的莫高窟砂砾石层岩芯渗透特性研究 （241）
4.4.1 实验材料与方法 （241）
4.4.2 盐水入渗过程中岩芯截面的视电阻率分布 （242）
4.4.3 基于图像分析的岩芯水体入渗速度计算 （244）
4.4.4 基于高密度电阻值监测的岩芯水体入渗速度计算 （244）
4.4.5 基于TOUGH2和高密度电阻值监测的岩芯渗透率计算 （247）
4.5 基于TOUGH2软件的含洞窟的非饱和带水分运移模拟 （249）
4.5.1 洞窟水汽运移模型的建立 （249）
4.5.2 模拟区域的有限元剖分 （251）
4.5.3 模拟参数设置 （252）
4.5.4 年周期性降雨入渗作用下墙体内的水汽运移过程 （257）
4.5.5 均一初始条件下辐射作用对墙体内水、热、汽和盐分运移的影响 （264）
4.5.6 非均一初始条件下辐射作用对墙体内水、热、汽和盐分运移的影响 （270）
4.6 研究结论 （281）
第5章 硫酸盐与氯化物对遗址破坏研究 （282）
5.1 研究目标 （282）
5.2 研究内容 （282）
5.2.1 遗址博物馆遗址本体盐害调查及可溶盐类型分析研究 （282）
5.2.2 盐害形成机理分析与研究 （292）
5.2.3 模拟壁画试块盐害形成与影响因素研究 （298）
5.2.4 盐分迁移动态研究 （303）
5.3 研究结论 （307）
5.3.1 遗址博物馆遗址本体盐害调查及可溶盐类型分析研究 （307）
5.3.2 多元盐分模拟试块盐害情况分析 （308）
5.3.3 单组分及多元盐分水盐运移穿透性及迁移能力研究 （308）
5.3.4 盐分运移规律讨论 （308）
第6章 基于电极芯片的盐分无损检测设备研发 （310）
6.1 研究背景 （310）
6.2 技术路线 （310）
6.2.1 预期目标 （310）
6.2.2 技术方案 （310）
6.2.3 预期结果 （311）
6.3 研究步骤 （311）
6.3.1 电极设计及制作 （311）
6.3.2 电极测试和结果 （313）
6.4 研究结论 （321）
第7章 淀粉/AA/AM/AMPS/合成高吸水吸盐树脂研究 （322）
7.1 引言 （322）
7.2 高吸水吸盐树脂制备 （322）
7.2.1 实验部分 （322）
7.2.2 结果与讨论 （324）
7.2.3 四元高吸水树脂合成结论 （330）
7.3 高吸水脱盐复合材料负载制备试验及评估 （331）
7.3.1 高吸水脱盐复合材料的制备 （331）
7.3.2 实验仪器 （331）
7.3.3 高吸水脱盐复合材料的生产步骤 （332）
7.3.4 四元高吸水树脂聚合终点 （333）
7.3.5 四元高吸水树脂负载到无纺布（KC-X80）的流程 （333）
7.3.6 聚合温度的筛选 （333）
7.3.7 反应时间的筛选 （334）
7.3.8 高吸水脱盐复合材料的烘干温度 （335）
7.3.9 高吸水脱盐复合材料的烘烤温度筛选 （335）
7.3.10 高吸水脱盐复合材料的焙烤时间的筛选 （335）
7.3.11 高吸水树脂在不同载体上的负载 （336）
7.3.12 树脂在KC-X80单位面积上的负载量的计算 （336）
7.3.13 树脂负载在KC-X80上的吸水能力测试 （336）
7.4 研究结论 （338）
第8章 壁画修复材料性能和筛选研究 （339）
8.1 起甲、酥碱壁画修复材料性能试验研究 （339）
8.1.1 模拟试块的制作 （339）
8.1.2 材料性能测试 （341）
8.1.3 小结 （393）
8.2 空鼓灌浆材料研发与试验 （394）
8.2.1 基本原则与材料 （394）
8.2.2 实验设计 （396）
8.2.3 样品制备 （396）
8.2.4 灌浆材料性能测试方法 （397）
8.2.5 灌浆材料筛选试验 （399）
8.2.6 材料筛选结果 （409）
8.3 试验结论 （410）
第9章 壁画修复现场试验研究 （412）
9.1 莫高窟第465窟颜料层起甲、地仗酥碱及空鼓灌浆试验 （412）
9.1.1 颜料层起甲病害修复 （412）
9.1.2 酥碱病害修复 （413）
9.1.3 空鼓病害修复 （418）
9.2 拉卜楞寺壁画修复现场试验 （437）
9.2.1 颜料层起甲的修复 （437）
9.2.2 空鼓壁画修复 （438）
9.2.3 烟熏壁画的清除 （444）
9.3 嘉峪关魏晋墓砖壁画修复现场试验 （446）
9.3.1 馆藏画像砖修复工艺 （446）
9.3.2 现场试验 （448）
9.3.3 试验结果 （451）
9.4 研究结论 （453）
第10章 基于视觉变化的壁画修复效果评估分析研究 （454）
10.1 实验室验证 （454）
10.1.1 概述 （454）
10.1.2 基于视觉的变化检测方法测试 （454）
10.1.3 基于重定位技术的快速全景图像获取方法测试 （458）
10.2 壁画修复效果现场评估 （460）
10.2.1 监测点选取 （460）
10.2.2 修复效果评估流程 （464）
10.2.3 修复效果评估与分析 （465）
10.3 研究结论 （473）
第11章 结论与展望 （474）
参考文献 （476）
后记 （485）