暴雨下郑州商城遗址探方病害状况

近年来，暴雨等极端天气频发，给考古发掘现场的探方保护工作带来严峻挑战。以2021年河南“7·20”特大暴雨为例，单位时间内降水量大、持续时间长、影响范围广，引发郑州及其周边发生严重洪涝灾害。位于郑州市内的商城遗址正在露天作业的百余个考古探方全部出现积水倒灌现象，探方四壁、隔梁均受到不同程度冲毁，令人扼腕。在考古学研究领域，发掘现场是考古原始背景信息的唯一载体和后续研究的重要基础。作为考古发掘的基本工作单元，探方的完整性直接关系到研究的准确性，任何结构性破坏都可能导致关键地层信息的永久丢失。探方在暴雨环境下极易发生冲沟和坍塌病害，以及暴雨后探方壁的剥落、掏蚀、粉化、裂隙等病害，均会影响探方本体的结构稳定性和信息完整性，必须引起足够重视。为有效预防和降低极端暴雨对考古探方本体的破坏作用，本次研究选取位于河南省中部的郑州商城遗址、东部的开封州桥遗址、北部的鹤壁辛村遗址1号车马坑和西部的三门峡仰韶村遗址四处遗址的考古探方为研究对象，探析考古探方在暴雨条件下的病害类型及形成机理，为后期保护工作和灾害防治提供科学指导。

1、 露天考古遗址——郑州商城遗址

1. 遗址概况

郑州商城遗址书院街片区坐落于河南省郑州市老城区东大街、紫荆山路、书院街与南大街围合的区域内，书院片区于2022年6月正式开始发掘时尚未建设保护大棚，原计划当年9月结束相关发掘工作。遗址大部分属于唐宋时期，商代遗址数量较少、位置较深，常因地下水返水无法发掘至底部。

2. 病害类型

7月22日，一场极端暴雨降临郑州，24小时降雨量达到62.38毫米。尽管遗址发掘区已使用塑料布进行遮盖，但因所在城市片区地势较低、周边区域降水汇集于此，排水系统瞬间瘫痪，大部分探方出现严重积水，且短时间内无法排出……探方土体存在不同程度的崩解，探方壁发生严重的冲蚀、开裂及坍塌。后期遗址各探方内积水逐渐消退，病害发展以裂隙为主，以T0617为代表的探方内表面几乎呈龟裂现象，探方壁冲沟明显；T0618隔梁已被冲断，坑内淤积严重，探方壁部分剥落。3.小结暴雨期间，郑州商城遗址出现积水倒灌现象，引发渗透压力增大、水力冲蚀加剧等一系列连锁反应，造成边坡坍塌、土体滑坡等结构性破坏，并在雨后高温形成土体龟裂状结壳和干缩裂隙病害，表现出暴雨对露天考古探方的破坏具有突发性强、破坏程度严重且预防难度大的特点，造成的结构性损伤往往具有不可逆性，对遗址保护工作提出严峻挑战。

2、 加盖保护棚类考古遗址

1.开封州桥遗址

开封州桥遗址城市区位图

（1）遗址概况：开封州桥遗址位于河南省开封市鼓楼区，包括州桥遗址本体区和河道遗址T1区，是北宋东京城城市空间结构的标志性节点。本次考古工作启动于2018年3月，逐步揭露出古汴河河道、河道南北两岸和州桥本体。

（2）病害类型：开封地处黄河中下游冲积平原区，年降雨量集中在夏季，7月至9月降雨量约占全年55.5%，且多以暴雨形式出现。州桥河道遗址T1区发掘后及时搭建了保护棚，有效阻隔了降雨直接冲刷，但开封市境地下水位较高，遗址受地下水侵蚀作用显著。暴雨后T1区出现不同程度的结构失稳、地下水侵蚀、土体开裂等病害，且病害呈现持续发展态势，具体如下：地下水侵蚀：该病害主要位于探方底部。T1区探方平均发掘深度11米，远超稳定地下水位埋深深度（6.4～7.4米），夏季频繁发生积水，长期依赖人工抽排。地下水的周期性升降促使毛细水持续迁移，造成探方底部土层被反复侵蚀，最终形成局部掏空和剥落现象。“7·20”暴雨后，开封地区地下水位上升2.04～2.98米，抬升迅速而显著[，造成遗址探方内积水水位急剧上升，进一步加重了侵蚀病害。

暴雨后开封州桥遗址T1区现场病害类型

结构失稳：该病害主要集中于探方壁底部。河道遗址涉及宋金至近代多个历史时期，地层垒叠多、探方发掘深，探方壁底部既是应力集中区易发生破坏，又常遭地下水浸泡导致土体软化，加之冻融循环及人为掏挖等作用，最终诱发河道遗址探方壁底部的局部失稳变形。暴雨后地下水位居高不下，导致结构失稳病害进一步恶化。土体开裂：该病害主要分布在明代淤积文化层，表现为贯穿性网状裂隙并伴随局部起翘剥离。该层胶泥土在潮湿环境下呈塑性泥态，失水过程中产生明显的差异性收缩，导致裂隙萌生并扩展。随着干湿循环作用，特别是暴雨期间水分饱和度的剧烈波动，裂隙发展加速，最终演化为块状剥离乃至崩塌破坏。

（3） 小结开封州桥遗址受高地下水位叠加暴雨引发的水位急剧上升影响，探方内出现长期积水、渗水现象，导致土体结构软化变形和力学性能劣化。这表明暴雨对州桥遗址的破坏特征具有作用方式间接性、时效滞后性和影响长期性，总体危害程度可控，可通过科学防治措施有效应对。

3. 鹤壁辛村遗址1号车马坑

（1） 遗址概况：鹤壁辛村遗址位于河南省鹤壁市淇滨区辛村东部，南距淇河397.5米，是西周时期重要诸侯国——卫国的王陵所在地，于2021年首次开展主动性考古发掘，1号车马坑即为这一过程中发掘出的一组两座卫候夫妻及附属车马坑。

（2）病害类型：鹤壁市地处太行山东麓向华北平原过渡地带，年内降水分配不均，汛期6月至9月平均降雨量占全年70%左右。“7·20”暴雨期间，该遗址正处于考古发掘阶段，现场搭建有简易保护棚设施，但强降雨仍导致显著的地表径流冲刷和雨水入渗，形成多处冲沟病害。现场监测表明，原有裂隙病害具有明显的扩展扩大趋势，对遗址本体的长期保存构成严重威胁。具体情况如下：

暴雨后鹤壁辛村遗址1号车马坑病害类型

冲沟：探方壁面的冲沟病害主要源于暴雨期间地表径流的水力侵蚀作用。流动水体在侵蚀过程中表现出显著的输移能力与下切侵蚀特性，其中垂向侵蚀导致冲沟深度增加，侧向侵蚀引起冲沟展宽。暴雨中，地面积水从探方南壁冲刷而下进入坑内，坑内积水深度超过50厘米，导致众多车舆、车轮和骨器等遗迹被淹。地面径流流速较大，对土体颗粒的剥离能力较强，共在南壁形成5条冲沟，宽20～25厘米，深5～20厘米，痕迹明显。裂隙：遗址裂隙主要有卸荷和胀缩两种类型。卸荷裂隙分布于探方临空面边缘，因发掘中地层应力释放形成；胀缩裂隙因温湿循环、干湿交替等气候影响产生，壁面上部更为普遍。二者受暴雨影响存在耦合效应：卸荷裂隙为水分渗透提供通道，加速胀缩裂隙发育；而胀缩裂隙又弱化土体，促进卸荷裂隙扩展，形成相互促进的恶性循环。

（2） 小结就辛村遗址1号车马坑而言，地表径流冲刷是局部冲沟病害的主要原因，暴雨诱发的“水—力—热”多场耦合效应是雨后裂隙加速扩展的主控因素。总的来看，暴雨对该遗址探方的破坏是间接性的，并在人为干预下转为延迟性和长期性，破坏相对较小且可以防治。

3.三门峡仰韶村遗址

仰韶村遗址航拍图

（1）遗址概况：三门峡仰韶村遗址位于河南省三门峡市渑池县仰韶镇仰韶村，地处豫西丘陵地带，属黄土高原东南边缘，于1921年、1951年、1980年、2020年陆续开展了四次考古发掘，此次研究的调查对象为遗址的文化层断面和第四次考古发掘现场（包括东侧探方、西侧探方、南侧壕沟和北侧壕沟）。

（2）病害类型：文化层断面遗址的病害较为复杂，包括裂隙、剥蚀、局部缺失、掏蚀和生物破坏等。暴雨后，遗址出现严重渗水现象，并加剧了坍塌、局部缺失等剧烈破坏，同时使原有的掏蚀和粉化病害进一步恶化。在第四次考古发掘现场内，暴雨导致东侧和西侧探方滋生大量植物和微生物、粉化加剧，其中东侧探方还发生了坠落式坍塌和滑移式塌陷。

暴雨后三门峡仰韶村遗址病害类型

渗水：遗址中较为典型的是文化层断面的渗水病害，因保护房只遮盖了部分遗址本体，遗址顶部台地的雨水直接下渗；同时，遗址顶部台地高差较大（南北高差约1.04米），局部易汇集雨水形成水坑，进一步发生积水入渗。渗水过程中，水分自遗址本体内部向表层迁移渗出，溶解于水中的可溶盐类等物质随水分蒸发在表面析出结晶。坍塌：指遗址陡峭斜坡上部分块状在重力等的作用下脱离原位置的现象，降水入渗会大大促进该过程。2023年8月的一次暴雨后遗址出现多处坍塌，其中第四次考古发掘现场的东侧探方出现坠落式坍塌和滑移式塌陷，加重局部缺失。掏蚀：遗址中掏蚀病害主要是因土壤盐分聚集造成的土体表面酥碱、因土体坍塌而不断凹进的坍塌掏蚀和因冻融循环造成的冻融掏蚀，暴雨渗水促进盐分上下转移疏松，对表面酥碱和坍塌掏蚀具有明显加重效应。粉化剥落：是遗址表层材料的典型风化现象，本质为组分间结合力减弱致使颗粒间距增大，最终导致表层颗粒脱落、厚度减薄及形貌改变。雨后可溶盐通过反复溶解—结晶的化学作用破坏结构，继而引发颗粒脱落的物理变化，形成特殊的化学—物理耦合风化机制。暴雨后遗址土体表面存在大面积盐结晶堆积，部分区域盐结晶与微生物共生，加剧了表层的起翘与剥落进程。

（3） 小结暴雨对三门峡仰韶村遗址文化层断面经直接下渗和积水延迟渗透双重作用，引发坍塌、酥碱、粉化等病害；而第四次发掘现场主要是地下水位上升加剧导致既有的局部缺失和粉化问题。由此可见，暴雨对未实现保护房全遮盖遗址的影响呈现快速显现与长期持续的双重特征；而对有保护房全遮盖遗址的作用则表现为间接传导、滞后响应和长期累积的特点。

本文原标题《浅析暴雨环境下考古探方的病害类型及成因》，有删节，载于《文物天地》2025年第11期，参考文献从略，下载全文请登录中国知网首页-出版物检索-文物天地

作者单位：河南省文物考古研究院（城市考古与保护国家文物局重点科研基地）