尼罗河水位波动对埃及阿斯旺菲莱神庙结构稳定性的影响评估及保护策略研究

本研究针对尼罗河水位波动对菲莱神庙建筑材料的侵蚀问题，结合遥感数据分析、文献综述、实地考察及高规格材料测试（如表面粗糙度、单轴抗压强度、光泽度等），揭示了水文变化对砂岩耐久性的影响机制。研究明确了高风险区域，提出了长期监测与保护策略，为全球面临类似环境威胁的世界遗产保护提供了科学范本。

　　

尼罗河畔的菲莱神庙群是古埃及文明的瑰宝，但自20世纪阿斯旺大坝修建以来，持续的水位波动导致这些砂岩建筑面临严峻的结构稳定性挑战。水位变化引发的盐结晶、毛细作用（capillary rise）和生物侵蚀加速了建筑材料的老化，部分未搬迁的奥西里斯神庙（Osiris Temple）甚至长期处于半淹没状态。如何平衡水利工程需求与文化遗产保护，成为埃及乃至全球遗产保护领域的难题。

为系统评估水位波动的影响，由西班牙加的斯大学和英国莱斯特大学领衔的研究团队开展了一项跨学科研究。通过整合1968-2022年的CORONA卫星影像与Google Earth时空数据，结合砂岩的显微形貌、色度、光泽度（GU）、粗糙度（RA/RZ）和单轴抗压强度（3.760-6.095 MPa）测试，首次量化了水文变化对神庙材料的损伤机制。相关成果发表于《Journal of Archaeological Science》。

关键方法
研究采用混合方法：1）通过历史卫星影像（1968年CORONA与2022年GE）追踪水位变化；2）采集神庙砂岩样本进行显微形貌（20-400×数字显微镜）、色度（CM2600d分光光度计）、光泽度（Novo-Gloss 60光泽仪）和粗糙度（Perthometer M4P轮廓仪）分析；3）在500 kN INSTRON 8503试验机进行单轴抗压强度测试。

研究结果

4.1 水文背景与阿斯旺大坝问题
阿斯旺高坝建设后，尼罗河年水位变幅达30米（152-182米），导致神庙地基承受周期性静水压力。2020年高水位期地基侵蚀速率较2017-2019年低水位期增加300%。

4.3 水位变化时空分析
卫星影像显示，2020年高水位使奥西里斯神庙下部结构完全淹没（图6B），引发砂岩层状剥落（图6D）。毛细作用使水分沿孔隙上升，导致盐分在表层重结晶（图8D边界层）。

4.6 光泽度测量
饱和砂岩的光泽单位（GU）降至0.0-0.3，显著低于未饱和样本（0.2-0.4 GU），表明水蚀使表面粗糙度增加400%（图9）。

4.8 表面粗糙度测试
饱和样本的算术平均粗糙度（RA）达8.45 μm，是未饱和样本（2.32 μm）的3.6倍，峰值高度（Rpm）差异更达10倍（表2），证实水蚀导致颗粒粘结失效。

4.9 力学性能
饱和砂岩抗压强度（3.760 MPa）较未饱和样本（5.904-6.095 MPa）下降36%，高孔隙率（21.5%）和吸水率（10.15%）是主因（图13）。

讨论与意义
研究揭示了水位波动通过物理-化学耦合作用损伤砂岩的机制：1）水分渗透软化胶结物；2）黏土矿物遇水膨胀（swelling）；3）盐分迁移-结晶产生内应力。提出的"混合防护策略"（图14）结合工程屏障（截水墙）与自然解决方案（植被缓冲带），为全球23处濒危滨水遗产提供保护范式。

该研究首次系统论证了现代水利工程对石质遗产的长期影响，强调需制定《水坝建设前后文化遗产管理指南》。正如作者Abdelrhman Fahmy指出："保护菲莱神庙不仅关乎埃及文明记忆，更为应对气候变化下的遗产保护树立标杆。"未来需开展2050-2100年情景模拟，以应对极端水文事件增加的威胁。