Вестник 5 (Сентябрь 2004 г.)

Система мониторинга в Кирилло-Белозерском музее

О.В.Вороничева

Комплекс памятников Кирилло-Белозерского монастыря имеет сложную многовековую историю, возраст памятников исчисляется сотнями лет. Все монастырские сооружения были построены в определенных условиях и приспособлены к условиям, которые к настоящему времени значительно изменились. Это изменение негативно сказывается на сохранности памятников. Для того, чтобы успешно хранить и использовать памятники в музейных целях, нам необходимо создать систему контроля за их состоянием. Эта система будет являться основой для планирования и осуществления профилактических и защитных мероприятий, для обеспечения нормального функционирования памятников.

Общей государственной методики организации мониторинга (от англ. monitor - наблюдать) на исторических территориях не существует. Отсутствуют какие-либо правовые документы по этой проблеме. В СП 11-102-97 есть глава об организации стационарных наблюдений, но требования распространяются в основном на промышленные и гражданские здания, сооружения современного типа, поэтому мы ведем работу, руководствуясь опытом специалистов из ведущих ВУЗов страны и других музеев.

Почти 20 лет назад сотрудники Московского геологоразведочного института (МГГИ) В.Л.Невечеря и В.О.Подборская начали изучение геологического строения территории монастыря и разработали основные принципы наблюдения за режимом функционирования памятников. После смерти главного организатора, его коллега и жена В.О.Подборская продолжила работу. Сейчас она успешно руководит процессом мониторинга за состоянием памятников в музее, у нее возникает множество новых идей, которые, надеемся, вскоре удастся воплотить в жизнь. По ее рекомендации, в 2003 г. в научно-методическом центре по комплексному изучению и сохранению исторических территорий была закуплена программа «База данных природно-технической системы «Ансамбль Кирилло-Белозерского монастыря». Архитекторы ЦНРПМ провели адаптацию программы под задачи музея. В ней можно в удобной форме хранить всю информацию по памятникам архитектуры, в том числе и данные по мониторингу. Задача № 1 для нашего отдела, ЦНРПМ и гидрогеологов - сделать программу рабочей, т.к. на данный момент с ней есть проблемы, зависящие от финансирования.

Регулярно мы проводим инструментальные наблюдения за деформациями памятников, для чего используем старые и строим новые режимные сети. Проводя измерения, полученные данные я заношу в специальные журналы. Они дублируются в ежегодных отчетах гидрогеологов, которые можно найти в архиве. Эти данные используются для решения задач различными специалистами. Так, например, данные по уровню грунтовых вод могут использоваться специалистами-гидрологами для оценки режима подземных вод, экологами - для оценки влияния подъема УГВ на увеличение подтопленных территорий, инженерами-проектировщиками   для оценки причин деформаций сооружений.

Так как сразу за всем проследить невозможно, то выбраны приоритеты, за которыми наблюдения ведутся в первую очередь.            

Все значимые деформации происходят в период конца осени - начала весны, условно назовем его “зимний период”. Результаты наблюдений за зимний период 2003-2004 гг. позволяют сделать следующие выводы:     

 1. В Сушиле гипсовые маяки, установленные в сентябре 2003 г., до настоящего времени остались целыми, т.е. предварительно можно сделать вывод, что ситуация там стабильная; окончательно покажет зима 2004-2005 гг. Дополнительно в текущем году устанавливаем так называемые “немецкие” маяки (две линейки из оргстекла, наложенные друг на друга).

2. На церкви Введения с трапезной палатой крупных осадочных деформаций, судя по движению настенных марок (железный штырь с острым концом, забиваемый в стену), не произошло. Максимальная амплитуда выпучивания отдельных марок составила 3 мм. Учитывая то, что температурно-влажностный режим не установивился, эту величину можно считать допустимой.

3. На комплексе Успенского собора максимальная амплитуда движения стенных марок составила 7 мм. Для памятника, где в течение длительного времени не было никаких вмешательств, по оценкам специалистов, это слишком большая величина. В связи с этим необходимо принять меры по уменьшению интенсивности процесса пучения в грунтах основания и увеличению прочности конструкций. В первую очередь, нужно закончить работы по вертикальной планировке вокруг собора, чтобы уменьшить количество воды, попадающей в фундаменты. Перед началом производства реставрационных работ необходимо произвести их осушение. В.О.Подборская предложила идею устройства дренажа вокруг собора. С северной стороны комплекса на большой глубине залегает песок. Сейчас там есть одна скважина, которая работает как дренаж. Она представляет собой вертикальную железную трубу с отверстиями, через которые вода из фундамента попадает в нижний песчаный слой. Дальше необходимо по периметру комплекса (особенно с восточной стороны) уложить подобные горизонтальные трубы с уклоном к северу для того, чтобы они собирали воду по периметру и отводили ее в тот же песчаный слой с северной стороны.

4. Если на церкви Введения и соборном комплексе с помощью настенных марок измеряются вертикальные перемещения стен (выпучивание и осадка), то на стенах Нового города - горизонтальные перемещения (сдвижение и раздвижка конструкций относительно друг друга) настенных марок и вертикальные перемещения валунных фундаментных марок.

Горизонтальные перемещения измеряются с помощью компари-рованной рулетки. Замеры показали незначительную амплитуду (3.2 мм) горизонтальных перемещений стенных марок. Интересно, что в осенний период внешняя и внутренняя ветви стены повсеместно сдвигаются друг к другу на несколько миллиметров, а в весенний период происходит обратный процесс - раздвижка стен. Процесс выпучивания фундаментных валунов неоднократно публиковался в сборниках «Кириллов» и в отчетах.          

Наиболее острая проблемная ситуация для ансамбля Кирилло-Белозерского монастыря - это подтопление территории. Источниками подтопления являются Сиверское озеро и атмосферные осадки. При строительстве Северо-Двинской гидротехнической системы озеро вошло в её верхний бьеф, что повысило уровень озера на 1,8 м. Основной водоносный горизонт грунтовых вод залегает на глубине 1.0 - 4.0 м от поверхности земли. Он связан с водами Сиверского озера, его уровень полностью определяется колебаниями воды в озере. Почти все памятники имеют многочисленные деформации, связанные с просадками и замачиванием грунтов основания: вертикальные трещины, капиллярный подсос влаги в кладку стен на высоту от 10 до 60 см, разрушение кирпича кладки, появление высолов на стенах.

В будущем мы планируем совершенствовать и развивать режимные сети, методы наблюдений, использовать полученную информацию при выборе способа консервации и укрепления сооружений.