内容摘要：为探究土遗址病害量化分级方法，引入灰色关联度分析法，通过对陕北榆阳区牛家梁至芹河段长城29座单体建筑的病害现状进行现场调查，得出不同病害类型对遗址保存状况的破坏程度，采用多种病害加权法计算各单体的病害程度并尝试对其进行量化分级，最终确定各单体建筑的危险程度。
关键词：土遗址病害；量化评价；灰色关联度分析法；贡献度
Abstract： In order to explore the methods of quantitative classification of earthen site deterioration， a gray correlation degree analysis was implemented in this project. Based on field investigation of twenty-nine inspanidual buildings of the Great Wall（spanning the section from Niujialiang to Qingheliang）， the contribution degrees of different types of deterioration has been obtained along with calculations of the deterioration degrees of inspanidual buildings by a weighted method， leading to the final determination of a quantitative classification method and risk degrees for each building.
Keywords： deterioration of earthen sites； quantitative evaluation； gray correlation degree analysis； contribution degree
0 引 言
我国土遗址数量众多，由于建筑材料的特殊性以及露天保存的环境特点，使现存的土遗址普遍发生病害。目前对土遗址病害的研究主要包括两方面：（一）病害成因、现状调查[1-14]，（二）病害分类及评估体系研究[15-17]。病害成因调查为病害体系研究积累了大量实例，病害分类体系研究从一定程度上解决了土遗址病害分类混乱的问题，病害评估体系研究基本确立了土遗址病害调查的流程。土遗址的破坏程度是多种病害的结果，然而现有的研究仅从宏观方面定性化地对土遗址病害进行简单分类和评估，无法通过量化手段体现出不同病害对遗址的破坏程度。
本文是针对不可移动文物领域病害量化评估分级的一次尝试。
陕北明长城呈线形分布，自东北向西南依次穿过府谷、神木、榆阳、横山、靖边、吴起、定边7个区县。明长城根据建筑形制可以分为单体建筑（包括马面、敌台、烽火台）、营堡类建筑和墙体。长城的保存状态受自然因素、人为因素和遗址本体因素三个方面的影响，遗址的病害是所有问题的集中表现。
本次研究以榆阳区牛家梁至芹河段典型的29座单体建筑（不包括营堡类和墙体建筑）为研究对象，采用灰色关联度分析法计算每种病害对遗址现状的破坏程度，得出其权重，对病害程度进行量化评估，最终得出每个单体建筑的危险度。本文是对病害程度量化评估方法的初步探究，暂不涉及对病害成因的量化分析。研究采用泥石流等地质灾害风险评估中常用的灰色关联度分析法[20-22]，对明长城单体建筑的病害程度进行量化计算，并对主要病害进行筛选。其意义在于，在对遗址进行现场初步勘查之后可以快速有效地判定该遗址的主要病害，从大体上估算导致遗址病变的主要病害种类排序及各病害因子的权重，为下一步采取的保护加固措施提供基本依据，初步给定遗址的危险度分级，对危险度大、保存状况差的遗址给出量化依据，优先采取措施。
1 病害危险度的灰色关联性分析法
2 病害因子的灰色关联性分析
通过对关联系数进行统计分析可以得出每种病害与遗址本体缺失量间的关联度（表3）。
3 单体建筑的危险性评价
不同单体建筑的病害程度不同，其危险程度也不尽相同，因此可以采用单体建筑危险性这一概念综合反映其病害现状，并以危险度作为衡量指标。
根据关联度分析结果分别给定各因子的权重值，主导因子淘蚀为5，片状剥蚀为4，冲沟和生物破坏为3，裂隙为2，人为破坏为1，对各单体的原始数据进行均值化处理，计算经过均值化处理之后的病害数据与病害权重的乘积之和，为单体建筑的危险度。计算公式如下：
（2）
根据公式（2）计算29座单体建筑的危险度（表4）。
牛家梁至芹河段29座单体遗址危险度介于0―33之间，由于目前土遗址病害危险度分级尚无标准。作者参照泥石流危险度分级方法，以8为公差按照等差数列进行分级，考虑到尽可能地突出危险性较大的单体建筑，故高危险度范围较大（25―33）。按照危险度数值范围将牛家梁至芹河段长城单体建筑危险性划分为4个等级（表5）。
将29座单体遗址建筑的危险度按照危险度等级列表进行对照，可以确定每座单体建筑的危险等级（表6）。
从上述统计结果可以看出，长城牛家梁至芹河段的29座单体遗址建筑中，处于低危程度的单体有0座，处于中危程度的有12座，处于危险程度的有13座，处于高危程度的有4座。在现场调查时，处于高危险度的4座单体建筑均出现不同程度的坍塌、失稳，单体结构大多支离破碎，风化程度高，现场调查结果与计算结果一致。处于危险程度的部分单体遗址，危险度值处于危险与高危的临界值，随着时间的推移，危险度会逐渐增高。现场调查发现，这部分单体遗址结构虽未出现明显缺失，但大多淘蚀严重，冲沟严重发育，表面裂隙切割，局部贯穿，有影响单体遗址稳定性的大型裂隙出现。中度危险单体遗址出现有局部淘蚀、冲沟密集发生，裂隙大多为表面裂隙，虽切割墙体但尚未贯穿，暂无稳定性问题，但随着时间的推移，这部分单体遗址极有可能向危险程度较高的级别发展。综合计算结果与现场调查结果，在进行相关保护加固措施时，应当优先考虑危害程度大、危险等级高的单体遗址，对每个单体遗址的加固保护措施应当有针对性地进行调整。
4 结 论
通过对长城陕北榆林市牛家梁至芹河段29座单体建筑遗址的不同病害形式进行灰色关联度分析，可以得出如下结论：
1. 根据病害统计，该段长城的主要病害有淘蚀、片状剥蚀、裂隙、冲沟、生物破坏和人为破坏，6种病害形式对遗址病害程度的关联度依次为：淘蚀>片状剥蚀>冲沟、生物破坏>裂隙>人为破坏。
2. 通过对29座单体遗址建筑危险度进行加权计算，得出处于中危程度的有12座，处于危险程度的有13座，处于高危程度的有4座。
3. 灰色关联度分析法适用于土遗址病害种类的量化评估，可以确定不同病害因子的权重，建立遗址病害程度量化分级的数学模型，是对不可移动文物病害量化分级的一次尝试，为今后进行病害成因的量化评估奠定了基础。
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