岭南地区土遗址日常保养维护工作探析——以南越国宫署遗址为例
岭南地区土遗址日常保养维护工作探析
——以南越国宫署遗址为例
摘要：遗址见证了中国悠久的文明发展历史，传承着中华民族优秀的传统文化，是不可再生的文化资源。但土遗址保护至今仍是难点工作，南越国宫署遗址地处岭南高温且多雨潮湿的气候环境，遗迹种类多样，更加大了本体保护的难度。南越王宫博物馆近年来一直着力于探索遗址日常保护的方式，以减缓遗址的不利变化。与此同时，也逐步开展并丰富对遗址的检测和监测，进一步了解遗址变化，为实施遗址保护提供科学的数据支撑。日常维护保养反映出防病胜于治病的思想，对遗址预防性保护具有重要意义。
关键词：南越国宫署遗址；遗址保护；日常保养
广州是国务院公布的首批历史文化名城，是一座拥有 2200多年建城历史、具有丰富文化底蕴的古老城市。南越国宫署遗址的所在区域自秦汉以来都是广州城的城市中心地，在这里发掘出西汉南越国的宫殿和御苑遗迹，五代十国南汉国宫殿和池苑遗迹以及秦汉至民国共13个历史时期的文化遗存，文化堆积层厚5～6米，是两千多年以来广州作为岭南地区政治、经济和文化中心地的重要历史见证。①南越国宫署遗址重点保护区东起忠佑大街东边线，南至中山四路北边线，西至南越王宫博物馆西界，北至南越王宫博物馆北界，面积为4.47公顷（图1）。②
图1 南越王宫博物馆全景图（图片来源：南越王宫博物馆）
依托南越国宫署遗址建立南越王宫博物馆，拥有三个遗址露明展示区（图2）：南越宫苑馆主要展示南越国曲流石渠遗址，是一条长约160米，由东向西蜿蜒的人工石造观赏性水渠，东面连接大型蓄水池（已回填），西面经木暗渠排入珠江，是我国目前考古发现年代最早的宫苑实例。遗址区内还包含了南汉国御苑池苑遗迹、地层关键柱、排水渠及水井等多种遗迹，保护面积约4000平方米，已于2014年5月对外开放。南汉宫殿馆主要展示南汉国二号宫殿东半部，是一座含多进殿堂、回廊、庭院等组合而成的建筑院落，以及南宋建筑基址、北宋官衙广场等，保护面积约2000平方米，已于2014年5月对外开放。古代水井馆主要展示南越国砖井遗迹和一组由木渠发展为陶渠的南越国地下排水管道演变的展示，以及南汉国排水砖渠、砖井及其保护土墩等遗迹，保护面积约500平方米，已于2012年1月对外开放。
图2 南越国宫署遗址永久性回填和露明展示区分布图
（图片来源：南越王宫博物馆）
1、遗址现状及病害情况
南越国宫署遗址属大型土遗址，三处遗址露明展示区合计约6500平方米，土质主要矿物为石英，并含有少量伊利石和高岭石，其矿物成分和结构具有一定的吸水膨胀性。③遗址展示区内拥有13个不同年代的遗迹，其中主要展示南越国和南汉国地层遗址，遗址面存有高度差异，而且留有考古地层关键柱（图3，其中重点展示的是南越宫苑遗迹保护展示区西北部1.63米×1.71米×3.17米的关键柱，以及水井遗迹保护展示区南汉国砖井保护土墩7.66米×2.95米×2.89米）。高差使不同部位土壤含水率差异较大，成为遗址水位控制的又一难点。目前土遗址常见病害有坍塌、片状剥落、裂隙、生物病害、盐析、表面风化等。
图3 南越国宫署遗址文化堆积层（关键柱）
遗址展示区内的砖质文物分布广泛且多样（表1），包含铺地砖、砖井、砖渠、包边砖、散水等多种形式；瓦质文物主要为瓦圈井；陶质文物有陶圈井、陶渠、地漏等排水措施。石质文物种类有紫红色砂岩、次火山岩、河流砾石、石灰岩等。砂岩主要是南越国曲流石渠渠壁石材，为长石石英砂岩、石英砂岩；次火山岩分布较为广泛，主要用于弯月池底石板、望柱座石、曲流石渠底石板等；河流砾石主要用于曲流石渠底部装饰，类型以黑灰色安山玢岩为主，还有灰黑或暗绿色流纹斑岩、泥质岩、变质石英砂岩；石灰岩较多分布在南汉宫殿展示区内。④砖瓦陶石遗迹常见病害有断裂、微生物病害、表面粉化剥落等。
木质文物经取样送至中国林业科学研究院鉴定，种类有阔叶树种和针叶树种（软木松类、杉木）。阔叶树种、软木松类主要用于南汉护岸木桩；杉木使用范围较广，主要用于南越国曲流石渠木暗槽、散水挡板，南汉国护岸挡板、护岸木桩，秦代木材等。⑤常见病害有断裂、碎裂、裂隙、变色、腐朽、生物病害、盐析、糟朽、起翘等。遗址内木质文物均与土体直接接触，其外观和结构已发生较大变化。
表1 遗址露明展示区遗迹材质分布
南越国宫署遗址所处的环境复杂，有自然成因，也存在人为影响，多样性因素交织，对遗址保存产生较大影响。
气候因素。遗址地处南方潮湿高温多雨的气候环境，博物馆室外气象站测得展厅室外年均气温接近25摄氏度（图4），月均最高温度超30摄氏度。大气年均湿度超75%（图5），高湿时间长，全年总雨量接近2000毫米（图6）。在覆罩露明展示下，容易造成霉菌、虫害、盐析等病害多发。
图4 2018—2020年博物馆主楼室外月平均气温变化曲线
图5 2018—2020年室外月平均大气湿度变化曲线
图6 2018—2020年室外每月降雨总量变化曲线
赋存环境。遗址以露明展示方式供游客参观，遗址在展馆内的环境较为封闭，虽有空调设备、抽排水设备等对赋存环境进行温度、湿度方面的调节，但微环境控制仍达不到完全可控，其处于温暖潮湿气候的大环境中，霉菌孢子容易萌发，而人员活动也容易携带、扩散霉菌孢子。
周边环境。遗址地处繁华的北京路商圈，南面是车水马龙的中山四路，地下是广州地铁1号线，东面是居民生活楼，西面是骑楼商铺，北面是广州大厦车道。汽车尾气、生活用水等排放，以及振动都对遗址产生一定影响。
南越国宫署遗址自1997年起历经十余年的考古发掘，使沉睡两千多年的遗址的保存环境发生巨大变化，其后在博物馆建设的几年中，又历经了“保护性回填—基建—回填开挖”的过程，最后以覆罩露明的方式展现给观众，在展示过程中因气候因素、赋存及周边环境等影响，遗址的劣化发展难以避免。且南越国宫署遗址文化遗存涵盖自秦到民国的各个历史时期，有砖、瓦、陶、石、木等多种材质，使遗址保护难度大为增加。
虽然大部分严重的病害须通过实施专项本体保护工程加以修复，但部分病害可通过日常维护保养予以解决或延缓变化。注重日常养护，能有效提高遗址自身抵御风险的能力，改善遗址赋存环境，是遗址预防性保护的重要组成部分。
2、遗址日常保养维护措施与效果
遗址是中国悠久文明历史发展的实物见证。有别于一般的陈列博物馆，遗址是遗址博物馆的核心和精华所在，只有保存好遗址才能使博物馆更具意义。
2.1 遗址本体保养维护
为减缓露明展示过程中遗址的不利变化，并弥补博物馆文物保护人员和专业技术力量的不足，自2014年起，博物馆引入社会上具有文物保护资质的服务机构，与馆内文保人员协作，组建维保工作团队，共同实施遗址本体日常维护保养。日常维保以物理处理为主，辅以少量的化学处理，确保所用材料与工序具有可逆性。
表面清洁。遗址在露明展示过程中外受空气中粉尘污染，内受毛细上升地下水带来可溶盐的侵害，为让观众有一个良好的参观体验，降低病害出现概率，维保团队制定了专项遗址管理制度，每日进行遗址巡查、保洁。对结构稳定的土遗址区，采用专用吸尘器进行除尘；对砖、石遗迹或结构欠紧实的土遗址区用软毛刷清扫。做到每日保洁，每季度进行一次全面清洁，确保过程中不造成文物破坏。以南越宫苑遗址展示区为例，经土遗址取样分析，在遗址水位调控高度不变的情况下，土遗址表面TDS（总溶解固体）趋于平衡，个别区域有下降趋势（图7）；遗址pH值亦趋于平衡，接近中性（图8）。
图7 南越宫苑遗址展示区土遗址取样TDS分析
图8 南越宫苑遗址展示区土遗址取样pH值分析
微生物防治。在日常巡查过程中，维保人员针对遗址不同菌种对症下药，采用经检验对遗址安全无损害的杀菌防霉剂、杀藻剂等药物进行喷杀治疗，清除遗址本体的病害（图9）。根据日常调查记载，霉菌、苔藓及藻类生长多集中于3～5月份，几乎每周都须查杀。而经处理后的遗址，病害较往年有减少趋势。遗址内温度湿度也适合真菌生长，尤其在曲流石渠南越国渗水井区域，高湿度环境使真菌繁殖频繁。经检测以纯黄白鬼伞为主，属有毒菌类，须将蘑菇摘除，再喷杀药物。
图9 南汉宫殿遗迹保护展示厅
玻璃采光区下遗址杀藻效果前后对比
微生物治理在日常维护保养中属于化学处理方式，喷涂药物一般选择在每日闭馆前或闭馆日进行，并在喷涂药物后加大遗址通风，以防药剂气味挥发影响观众健康和参观体验。
脱盐除霜。可溶盐是土遗址普遍存在、有重大威胁的病害，是治理的难点。可溶性盐随着地下水的毛细上升，在文物表面或表面下层形成结晶，盐类结晶的膨胀，引起文物内部结构破坏。长此以往，文物将不断酥化、剥落。⑥对于泛盐严重的砖、石文物，维保时采用贴敷法进行脱盐处理。先用去离子水浸泡宣纸纸浆达到饱和状态，以棉纱布作为隔离，再把纸浆贴敷到文物表面，定期取样检测电导率及补充水分，至电导率稳定并更换脱盐材料，重复实验操作，直至新更换材料后电导率不变即脱盐完成（图10）。脱盐结束后，文物表面析出的盐晶体可被有效清除，还原文物外观。
图10 砖质文物脱盐处理
虫害防治。亚热带季风气候条件下，遗址木质文物的降解，周边绿化、生活用水的渗透影响，使遗址展示区内土壤富含有机营养物，有利于动物生存和繁衍。虫害的爬行、排卵和粪便、造穴等，易对遗址产生直接性破坏。其中，每年的3～6月为虫害高发期。经诱捕，遗址内曾发现白蚁、虱子、马陆虫、老鼠等生物。在查杀过程中，也连同社会上专业防治所，对虫害进行判别，三方协作制定适合遗址的治理方案，既能做到虫害灭杀，也将对遗址的影响降到最低。
木质文物的补水保湿。博物馆内的木质文物半截埋在土体里，半截裸露在空气中，尤其是南越国曲流石渠排水木暗渠放置于展厅采光玻璃下，容易导致木质文物表层因水分蒸发带来收缩现象（图11）。木质文物湿度的数值指标须得到严格控制：湿度过高，容易发霉；湿度过低，容易起翘剥落。为此，每日将结合木质文物湿度和室内温湿度情况调节补水剂量和频率，用含保湿剂的去离子水喷洒保湿，补水至木质文物表面稍有聚水后停止，使文物含水率控制在合理范围，延缓文物不利变化。
图11 南越国排水木暗渠
2.2 遗址赋存环境调控
温度调节。南越国宫署遗址以覆罩露明的方式展示，对展厅环境控制提出了更高的要求，根据《博物馆建筑设计规范》，展览区夏季温度25～27摄氏度，相对湿度45%～60%，冬季温度18～20摄氏度，相对湿度35%～50%。现阶段博物馆利用空调通风系统，根据气温情况实施调节，有效实现展厅降温调节。但目前展厅内光照情况、空调布局等使区域差异较大，局部温度，特别是空气湿度仍无法做到精准调节。
水位调控。遗址保护展示馆建成后，只能实现遗址基坑内四壁止水帷幕挡水，对毛细上升的地下水并不能做到阻隔。而遗址区普遍低于周边街道平面，以南越宫苑遗迹展示区为例，经全站仪测量（以原儿童公园发掘区西南为基点）曲流石渠遗迹标高普遍低于-4.5米，最低点弯月池为-5.88米。这使遗址在展示馆基建工程完工后，出现过度潮湿，甚至积水等现象。在南越宫苑遗迹展示区，由于建筑搅拌桩有裂隙、搅拌桩与冠梁交接处渗水等原因，遗址区积水严重。因此2013年实施南越国宫署遗址（曲流石渠）基坑综合治水工程，在保护楼内侧四周以人工开挖为主，小型机械为辅建造矩形桩防渗墙、集水沟、埋盲管等，形成一个非全封闭的治水沟并安装抽排水设施，实现了以堵水为主，辅以疏水、降水、排水相结合的综合治水。在南汉宫殿遗迹展示区，建馆以来未出现积水现象，所以利用遗址原有水井实施抽排水。在水井遗迹展示区，负一层遗址展厅建筑标高-5.7米，仅依靠原有水井抽排水仍未能杜绝积水现象，于是2015年实施南越国宫署遗址水井展示区抢险加固保护工程时，在展厅内增加集水暗管、抽水井以及抽排水措施等⑦。通过以上方法，目前三个遗址区地下水水位基本达到可控。
降低光照。遗址保护展示厅均设有玻璃采光区（图12），持续的高强度日晒，会加速遗址风化、加重断裂、增加藻类繁殖等病害。特别是南汉宫殿遗迹展示区，玻璃上方全无遮挡，采光面积约345平方米，阳光照射时间长，光和热对铺砖遗迹的危害不容小觑。光照度采集仪每间隔1小时记录数据1次，24小时不间断运行，经2019年监测数据整理可得该区域平均光照度数据为2053.45勒克斯，是南越宫苑遗迹展示区（361.58勒克斯）的5.68倍，是水井遗址展示区（180.25勒克斯）的11.39倍（图13）。为此，在2019年9月起维保人员对该区域东面进行玻璃膜粘贴试验，采用隔绝紫外线99%、透光率低于50%的隔热膜。经观察，玻璃膜粘贴后能有效降低苔藓、藻类生长，随即11月完成整体区域贴膜工作。2020年3月在铺设蓝色PC板后，更能降低部分可见光对遗址的直接照射，光照强度日最大值对比同期数据大幅降低。
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1. 南越宫苑保护展示主楼玻璃采光区；2.饮水思源：水井遗迹保护展示厅玻璃采光区；3、4.南汉宫殿遗迹保护展示厅采光玻璃
图12 三处遗址区玻璃采光区
图13 南汉宫殿遗迹保护展示厅玻璃采光处光照强度变化曲线图
空气净化。遗址保护展示厅内仅靠空调系统、门窗实现空气循环，特别在南汉宫殿保护展示厅和水井文化保护展示厅，遗址处于负一层，空气置换能力较差，容易滋生细菌，聚集气味。为改善观众参观和遗址保护环境的质量，在两个遗址区分别安装4台空气净化器，以电离方式吸附尘埃、杀灭细菌，定期更换活性炭过滤网，减少化学气体等污染，增加空气循环。
2.3 遗址监测与分析研究
调查研究是谋事之基、成事之道。遗址处于繁华的广州老城区中心，周边影响因素多样。为能及时了解遗址本体变化趋势，以及分析外界因素对遗址的影响，在遗址保护展示区及室外绿化区安装监测设备，以了解遗址本体变化和分析外界因素对遗址的影响。
本体监测。在遗址区域周边、中部地区和重点遗迹区选取多点安装地下水位水温、电导率监测设备，以及以5个为一组按不同深度垂直安装土壤温湿度监测仪（例如：曲流石渠遗址区中北部按深埋-4米、-2米、1.5米、0.8米、0米设置监测点）。除仪器监测以外，还对土遗址45个裂隙观测点安装标尺，记录裂隙发展的动态；取样检测土壤含水率、含盐量及酸碱度；在遗址抽水井处安装流量计，定期采集三个遗址区外排水量数据等。
自然环境影响因素监测。在遗址保护展示区外围的绿化空地上，同样安装水位水温、电导率监测设备，并设置自动气象站，收集空气温湿度、风向、风速、太阳辐射、降雨量六个气象要素，以及在遗址区采光玻璃下方安装光度计。可与遗址区内监测数据做对比分析，了解大气环境对遗址赋存环境的影响。
人为活动影响因素监测。为进一步了解穿行于遗址底部的地铁一号线长期运行振动对遗址产生的影响，在南越国宫署遗址曲流石渠展示区的关键遗址点安装振动威胁监测仪设备，采集遗址X/Y/Z轴三向振动和水平位移、沉降、倾角等数据，综合分析遗址振动大小和持续情况，以及遗址因振动带来的变化。在展厅内重点展示遗迹区域，安装空气VOC（挥发性有机化合物）和CO2（二氧化碳）浓度的监测，结合上述振动监测系统监测人员行走带来的振动影响，为博物馆做好参观秩序引导与维护提供指引。
南越国宫署遗址监测系统经多次丰富得以逐步完善，并安装UPS电源系统以确保检测数据连续，每年通过调研与数据分析，形成分析报告，能更好了解和记录遗址本体的情况。目前遗址所处状态基本稳定，也为预警遗址不利变化、实现遗址文物本体保护提供更科学的数据。
3、遗址日常维护对遗址预防性保护的效果
南越国宫署遗址日常维护保养工作实施已有七年，每年将根据遗址变化不断深化维保内容和增加检测项目。遗址日常维护不单纯作为一项实操性工作，而是一项带有研究性的探索工作。持续实施遗址日常维护保养，使遗址状态稳定，外观得以满足展示要求，微生物、盐析、生物等病害日趋减少，为实施遗址本体研究和保护赢得充分时间。每年对日常维护保养工作和监测数据分析编制的年度报告，也为日后制定遗址保护方案、实施遗址保护奠定了科学的数据支撑。项目年度专家验收会上，与会专家也一致给予高度评价，对遗址预防性保护效果予以充分肯定。遗址预防性保护是遗址保护工作中重要的一环，南越国宫署遗址日常维护保养工作对于岭南地区土遗址日常管理具有借鉴意义。
4、存在的不足与下一步完善方向
遗址的日常维护保养工作已被列为常规、持续性项目，能有效延缓遗址病变，提高观众参观体验感，提升博物馆美誉度。首先博物馆维保团队将在日后遗址日常管理中，深化工作台账和病害记录，形成翔实的年度病害分布图，结合监测数据，综合分析遗址变化和影响因素。其次，以露明展示方式展示遗址，难以做到微环境切实可控，仍须继续探索降低光照、优化遗址赋存环境等保护手段，以降低遗址病害的发展速率。再次，南越国宫署遗址现已形成较完善的监测系统，今后将积极开展遗址保护课题研究，吸取国内外博物馆的宝贵经验，进一步提升遗址保护、遗址管理的综合能力，切实有效实施遗址保护工作。
