有效历史遗址洪泛管理的流域尺度方法必要性：以良江遗址（Wanggung-ri）世界文化遗产为案例的启示

《Journal of Cultural Heritage》：The Necessity of a Watershed-Scale Approach for Effective Historic Site Inundation Management: Lessons from the Wanggung-ri UNESCO Site

　　

- 地下入流而非地表径流可能是导致遗产地积水的根本驱动力。
- 基于遗址边界的分析无法捕捉真正的水文机制。
- GSSHA流域尺度建模成功再现了观测到的积水模式。
- 渗漏分析证实了西部边界持续的地下入流。
- 人为景观改造破坏了遗址的自然水文环境。
- 流域尺度方法能够实现主动的遗产保护管理。

**引言**

露天环境中文物遗产的保护正面临前所未有的复杂威胁（Cassar 和 Pender 2005；Sesana 等 2021）。这些威胁可大致归纳为两大类别。首先，全球气候变化增加了极端降水事件的强度和频率（IPCC 2021；Alfieri 等 2017）。气候变化改变了降水模式，引发前所未有的集中降雨和长时间积水，直接威胁文化遗址的结构稳定性和材料耐久性（Sabbioni 等 2008；Bonazza 和 Sardella 2023）。其次，遗产地周边快速城市化和道路建设造成的人为景观改造构成了另一重大威胁（Dastgerdi 等 2019；Kapsomenakis 等 2023）。不透水面的增加和地形变化从根本上破坏了流域的水文环境，形成了在自然条件下不会出现的地表径流路径和积水现象（Shuster 等 2005；Fletcher 等 2013）。由于这些自然与人为因素的共同作用，水相关灾害已被确定为影响全球73%的UNESCO世界遗产地的最严重威胁（Bosher 等 2020；UNESCO 2007）。

淹没是影响文化遗址最具破坏性的灾害之一，它不仅加速建筑物结构损坏，还导致材料的化学和生物损害（Freitas 等 2025；De Lucia 等 2024）。水分渗入会引发石材和砖块等建筑材料内部的盐结晶现象（Espinosa-Marzal 和 Scherer 2010；Flatt 等 2014；Scherer 2004），而内部水分凝结则迅速降低材料耐久性（Huang 等 2022）。此外，反复的干湿循环会导致材料膨胀和收缩，引起开裂和剥落（Liu 等 2020；Rijniers 等 2005）。然而，文化遗址在这些威胁面前的管理与一般城市区域有着根本性的不同。一般城市区域的淹没对策可以通过疏浚或扩建排水设施等相对自由的土木工程来实施。然而，文化遗址区由于可能存在尚未发现的地下结构和文物，对挖掘本身受到极端限制（UNESCO 2010；ICOMOS 2019）。鉴于这些复杂的威胁因素和严格的管理限制，迫切需要建立能够科学诊断根本原因并在损害发生前做出响应的主动管理计划。

传统的文化遗址保护管理往往将遗产价值局限于遗产地的物理和行政边界内的建筑和文物（Sesana 等 2020；Jokilehto 2006）。这种方法将风险管理限制在这些边界内的问题上，未能系统地解决来自外部环境特别是水文环境变化的威胁因素（Wang 2015；Sabbioni 等 2008；Sass 和 Viles 2022）。这种以边界为中心的方法仍处于被动管理模式，关注如何处理已经流入遗产地的水，而非从外部源头寻找根本原因。这种结构性限制延缓了根本问题的解决，导致反复的损害（Cassar 和 Pender 2005；Blavier 等 2023）。Sass 和 Viles（2022）提出了一个名为"遗产水文学"的概念框架来理解文化遗址中的水流和水储存，强调需要一个整体的方法，不仅包括遗产地的内部，还包括周围的水文环境。事实上，尽管许多遗产地实施了排水设施扩建和集水井安装等结构方法，但仍然报告了反复的淹没损害（Holicky 和 Sykora 2010；Lanza 2003）。

百济历史区域的王宫邑遗址是这种复杂且局部化问题的典型例子。王宫邑遗址位于韩国全罗北道益山市，坐标为北纬35°58′、东经127°03′，是百济历史区域的核心组成部分，于2015年被列入UNESCO世界遗产名录。该遗址据信是百济晚期武王（公元600-641年）的宫殿遗址，具有展示古代东亚规划城市和宫殿建筑的独特价值。值得注意的是，尽管遗址不靠近大河，但即使降雨量相对不大，低洼地区仍会反复出现积水。这一现象表明积水的成因并非简单的降雨-地表径流关系，而是复杂的水文机制。例如，遗址西侧紧邻的主要干道（国道1号）高程高于遗产地。这可能在降雨期间促进来自外部流域的地下水流渗入遗址内部，作为人为因素发挥作用。

现有的文化遗址淹没风险评估研究主要集中在大规模河流洪水或沿海地区海平面上升导致的淹没情景。地中海沿海地区UNESCO世界遗产地的研究评估了海平面上升和海岸侵蚀带来的淹没风险（Reimann 等 2018），而非洲沿海遗产的脆弱性分析也在类似背景下展开（Vousdoukas 等 2022）。台湾的研究评估了包括地面沉降、海岸侵蚀和降雨引发积水在内的复杂威胁对西南地区七项主要文化资产的影响，预测到2100年在高排放情景下所有遗产都将面临淹没风险（Su 等 2024）。中国的研究使用遥感（RS）和GIS技术，对永泰民居的多重风险因素包括滑坡、洪水和侵蚀进行了全面评估（Yang 等 2023）。Wang（2015）为台湾新北市的文化遗址制定了洪水风险图，按降雨情景分析洪水脆弱性，并提出非结构性缓解措施。然而，这些研究主要集中在宏观尺度灾害上，对内陆低洼遗产地发生的地方性和复杂积水机制的深入水文分析仍然不足（Tringa 和 Tolika 2023；Antoniou 等 2025）。

在水文领域，正在积极使用基于物理的分布式模型进行流域尺度的精确淹没分析。基于物理的全分布式模型"网格化地表-地下水文分析"（GSSHA）可以按网格模拟流域内的水文过程，精确反映地形、土地利用和土壤特征的空间变异性（Downer 和 Ogden 2004, 2006）。该模型可以全面模拟地表径流、入渗、土壤水分运动、地下水流及其相互作用，适用于分析复杂的水文现象（Downer 等 2015）。最近的研究已采用GSSHA模型评估拦水坝安装对流域径流过程的影响以及各种水资源管理情景分析（Al-Areeq 和 Aljundi 2025）。此外，还进行了土地利用变化对城市小流域洪水的影响（Zhang 等 2023）、不透水面增加与径流的关系（Shuster 等 2005）以及降雨时空结构对洪水频率的影响（Wright 等 2014）等研究。然而，这些先进的水文分析技术在特殊遗产保护问题中的应用仍然罕见，例如识别道路建设等人为景观改造对遗产地水文环境的影响（Liu 等 2020）。

将现有的研究方法应用于王宫邑遗址时，存在两个主要局限性。首先，分析存在方法论上的局限。这些方法无法识别人为改造的周围地形触发地下入流等复杂机制，正如王宫邑的情况。现有的遗产淹没研究主要集中在河流洪水或海平面上升等单一因素上，未能全面分析地表-地下水相互作用、前期降雨条件和人为地形变化的综合影响（Sesana 等 2021；Bonazza 和 Sardella 2023）。其次，遗产地管理体系存在局限。积水问题被局限于遗产地内部的问题，忽视了需要考虑整个周边流域的综合管理必要性。当前的遗产保护管理专注于保护行政边界内的建筑和文物，外部流域的水文影响未被系统评估（UNESCO 2010；Bosher 等 2020）。

本研究的目标是通过基于物理的分布式水文建模来考察王宫邑遗址的慢性积水问题，并评估传统边界中心管理方法的实际约束。确立三个具体目标：(1) 评估仅考虑地表径流分析和仅基于遗址边界限制的分析在多大程度上能够再现实际降雨事件中观测到的积水情况；(2) 通过包含附近开发区的整个水文流域的地表-地下耦合模拟，阐明前期降雨条件和来自外部流域的地下入流对遗址积水的贡献过程；(3) 通过分步比较情景结果来量化外部入流的贡献。基于这些结果，讨论了流域尺度诊断对长期遗产保护的启示。

**研究区域片段**

**研究地点：王宫邑遗址**

**遗址概况与文化意义：** 王宫邑遗址（北纬35°58′、东经127°03′）位于韩国全罗北道益山市，是2015年被列入UNESCO世界遗产名录的百济历史区域的核心组成部分。遗址位置见图1。该遗址据信是百济晚期武王（公元600-641年）的宫殿。正殿和后花园的布局以及园林设施具有展示古代东亚规划[城市的独特价值]。

**情景1：地表径流分析**

情景1旨在验证王宫邑的积水是否仅仅由遗址内部地形坡度或排水设施能力不足导致地表水积聚所致。模拟了纯粹由降雨径流驱动的地表径流，同时排除了入渗和地下水出露等地下过程。上午11:00至12:00的积水模式如图3所示，而上午5:30至12:00的总体积水结果如图S5所示。

**讨论**

分步情景分析清楚地表明，王宫邑遗址的慢性积水并非如先前假设的那样局限于内部排水不良或地形坡度细微问题。比较临界成功指数值，仅考虑地表径流的情景1显示极低的0.05，而纳入整个流域地表-地下水相互作用的情景2显示出显著的性能改善至0.67。这种定量差异提供了强有力的[证据]...

**对遗产管理实践的启示**

本报告的结果在五个具体方面改变了遗址的保护实践。首先，监测：由于分析表明积水主要由跨越西部边界的地下入流驱动，监测重点应从单纯的地表排水检查转向国道1号沿线边界处的地下水位和土壤水分观测，在地表积水出现之前提供土壤饱和度的早期预警。其次，...

**结论**

本研究采用基于物理的分布式水文模型GSSHA进行分步情景分析，识别了UNESCO世界遗产王宫邑遗址的慢性积水成因，并提出了科学依据的保护管理方法。得出的主要结论如下：

首先，临界成功指数分析定量表明，传统的以地表径流为重点的解释在再现积水现象方面存在局限性。仅考虑地表径流的...

**资金支持**

本研究由百济国立文化遗产研究院资助（项目编号：NRICH-2205-B20F-1）。

**声明**

手稿标题：流域尺度方法在历史遗址积水管理中的必要性：来自王宫邑UNESCO遗址的教训

**作者贡献声明**

Kim Jin Hyuck：概念化、方法论、软件、形式分析、调查、数据管理、验证、可视化、原始草稿撰写、审稿与编辑。Kim Sook-Kung：方法论、验证、调查、资源、获取资金、审稿与编辑。Son Minwoo：概念化、监督、项目管理、审稿与编辑。

**数据可用性**

支持本研究结果的数据可从通讯作者处根据合理请求获取。

**利益冲突声明**

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

**生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明**

在准备本文过程中，作者使用了Claude（Anthropic）来改善手稿的英语语法和可读性。使用该工具后，作者对内容进行了审阅和编辑，并对发表内容承担全部责任。

Kim Jin Hyuck | Son Minwoo | Kim Sook-Kung