2022年3月2日,国家文物局和上海市政府联合宣布正式启动“长江口二号”古船考古与文物保护项目。这是我国水下考古又一里程碑式事件,“史上最硬核”“长江口二号”古沉船打捞方案为世界水下考古贡献中国智慧。
古船沉没在长江口水底
能见度几乎为零
上海,自古以来就是海上丝绸之路的始发地和重要口岸之一,近代伊始更是迅速崛起,成为远近闻名的国际都会和世界大港。
而上海的长江口,正是处于长江“黄金水道”的入海口和中国南北海岸线的中心点。古往今来,在这繁忙的航线上和复杂的水域里,埋藏有不计其数的水下遗珍和未解之谜。
根据国家文物局的总体部署,上海市文物局2011年起启动了水下文化遗产的普查工作,通过陆地调查走访、查阅文献资料等方式,收集到长江口水域150余条水下文物线索。
然而,在这片能见度几乎为零的江海交汇水域,探寻水下文化遗产犹如“大海捞针”。长期以来,浑水环境是中国水下考古发展的瓶颈,上海长江口水域尤其突出。
长江口二号古船位置示意图
为此,上海市文物局组织上海市文物保护研究中心、上海大学、国家水下文化遗产保护宁波基地等机构的考古工作者与科技工作者开展跨界合作,联合攻关,自主研发了获得国家专利的“浑水水域水下成像装置”,开发了获得上海市科学技术奖二等奖的“机器人水下考古装备关键技术与应用”,以及运用无人艇、多波束、侧扫声呐、浅地层剖面仪和磁力仪等海洋物探扫测设备,对长江口水域开展水下联合调查。
2015年,上海市文物局组织上海市文物保护研究中心在长江口崇明横沙水域开展重点水下考古调查时,通过声呐扫测等技术发现了一艘保存较为完整的铁质沉船,考古编号为“长江口一号”。经过水下考古潜水探摸,确认该沉船为民国时期的铁质军舰。
随后考古人员扩大扫测和探摸范围,又在该沉船北部发现另一艘体量较大、保存完整的木质古沉骨痛立消船,考古编号为“长江口二号”。从此,拉开了解码长江口二号古船的序幕。
六年多水下考古调查勘探
保存完整,船载文物丰富
为进一步摸清长江口二号古船的性质和年代,在国家文物局的指导下,从2016年开始,上海市文物局牵头组织国家文物局考古研究中心、上海市文物保护研究中心、国家水下文化遗产保护宁波基地和武汉基地、交通运输部上海打捞局、上海大学、福州市文物考古工作队等国内专业机构,每年对该沉船遗址进行水下考古探摸和多学科研究。
经过六年多水下考古调查勘探,长江口二号古船的基本情况初步探明。
长江口二号古船为木质帆船,确认年代为清代同治时期(公元1862-1875年).
所在水域水深8-10米,船体埋藏于5.5米深淤泥中,横向左倾约 27°。
古船残长约38.5米、残宽约7.8米,已探明有31个舱室。
沉船上部的尖艏、揽桩、主桅杆、左右舷、上甲板等结构完整。
古船船型疑似为明清时期水上运输广为使用的平底沙船。
通过选取前后其中4个舱室进行了小范围的清理,均发现舱内有码放整齐的景德镇窑瓷器等精美文物,已经出水完整或可修复的文物种类多、数量大。
另外,在船体及周围还出土了紫砂器、越南产水烟罐、木质水桶残件、桅杆、大型硬木船材、铁锚、棕缆绳、滑轮、金属钻头、钻杆以及黑色矿物等大量文物。
2019年出水部分青花瓷器
2021年7至9月,上海市文物局再次组织水下考古专业机构对长江口二号古船及周围进行了水下调查,清理出了前几次调查未发现的元代瓷器和高60厘米完整的豆青釉青花大瓶等大型整器。特别是古船中部分出水瓷器底书“同治年制”款,为古船的断代提供了重要的依据。
豆青釉青花大瓶
同治年制绿釉杯-底
长江口二号古船,是继35年前发现的广东宋代“南海一号”沉骨痛立消的功效与作用船之后,中国水下考古又一里程碑式的重大发现,是目前国内乃至世界上发现体量最大、保存最为完整、预计船载文物数量巨大的古代木质沉船之一。
2021年“长江口二号”古船多波束声呐扫测合成图
从全国层面看,长江口二号古船为我国这一历史时期大型木质沉船的发现填补了重要空白;为“海上丝绸之路”和长江“黄金水道”的研究提供了重要实证;为“海上丝绸之路”联合申遗增添了重要砝码。
从学术层面看,长江口二号古船保存完整,船载文物丰富,对中国乃至世界的造船史、科技史、海交史、陶瓷史、经济史等学科的研究具有十分重要的科学价值。
从技术层面看,长江口二号古船的水下考古工作在零能见度的环境下取得了关键性技术突破和成果,对全球开展河口海岸复杂浑水水域的水下考古研究提供了新方法,开辟了新思路,树立了世界浑水水下考古技术的新标杆,是中国水下考古迈入世界一流水平的重要标志之一。
世界首创硬核打捞方案
最大程度保障文物安全
近几年水下考古调查显示,长江口二号古船受水流冲刷严重,特别是随着长江口水势流向改变,河床由淤积转变为快速下切,致使古船加速露出河床表面,船体面临严重安全威胁。
为防止长江口二号古船遭到自然与人为破坏,专家建议需尽快打捞出水并移入固定场所进行考古发掘、文物保护、研究及展示利用。上海市文物局在听取专家意见后,决定对长江口二号古船采取整体打捞的方式,最大程度保护好这一珍贵的水下文化遗产。
古船侧扫声呐图
这是时隔15年后,我国再次对水下古代沉船开展整体打捞。此前,“南海一号”于2007年12月整体打捞出水、轰动世界。
然而,由于长江口泥沙含量高且水流速度快,此次水下沉船打捞无法使用“南海一号”的整体打捞方法。负责此次古船打捞任务的交通运输部上海打捞局,组织科研团队开展联合攻关,决定采用世界首创的技术方案——“弧形梁非接触文物整体迁移技术”来打捞这艘古代骨痛立消胶囊去哪买沉船,并在今年1月使用该技术圆满完成了海上等比例打捞试验。
等比例海试现场图
用修地铁隧道的技术打捞古沉船
22根专门制造的弧形梁,顶部是威力强劲的隧道盾构掘进装置,尾部搭载推力巨大的隧道盾构推进装置——这不是要修地铁,而是要打捞古船。这个“神器”可以从古沉船底部快速掘进、击穿长江口海底厚厚的泥沙甚至岩石杂物。据介绍,在全国范围内,能制造如此巨大工程设备的车床仅有数台。
为什么要设计如此复杂的水下考古打捞设备?交通运输部上海打捞局副局长周东荣介绍说,如果采用常规的水下沉船打捞技术,潜水员必须钻到“长江口二号”古船底下人工打洞,在沉船底部贯穿钢缆。这种方式容易发生塌方,对潜水员生命安全和古船结构安全造成威胁。
此外,长江口水质也非常特殊,属于浑水,且泥沙回淤量极大。即使潜水员完成水下打洞,在短时间内泥沙又会迅速回填,令水下打捞成为不可能完成的任务。在这种特殊条件倒逼之下,上海打捞局为“长江口二号”古船量身定制了这套科技含量高、对文物保护程度最大的打捞方案。
“用造隧道的技术来打捞水下沉船,这在全世界水下考古中还是第一次。依赖我国的高端制造能力,这样的高科技方案可以最大限度地保护水下文化遗产的原生性和完整性,保障文物安全。”上海市文物局副局长褚晓波说。
“长江口二号”古船打捞分四步走
据介绍,“长江口二号”古船的整体打捞过程将分为四个步骤。在这一过程中,打捞设备完全不接触水下文物,而且可以将古船周围蕴含丰富信息量的考古遗址一并打捞出水。
第一步,打捞人员从打捞船上把端板顶梁组合体吊入长江口水下,沉入泥中预设位置;
第二步,打捞船将在端板顶梁组合体安装顶进发射机架,驱动22根巨大弧形梁从水下旋转到泥下,从“长江口二号”古船底部穿过,把船体“连泥带水”全部包住;
第三步,22根弧形梁将与泥面上的顶梁一一连接、全部扣紧。此时,“长江口二号”古船将被这副由弧形梁和顶梁共同构成的“钢架铁骨”包裹;
第四步,整体起吊!打骨痛立消说明书捞人员在全面检验装置整体密封性能后,将“长江口二号”古船整体吊起。
打捞过程犹如“抓娃娃”
对于打捞“长江口二号”古船的这一创新方案,有专家打了个形象的比喻——“抓娃娃”。
22根巨无霸弧形梁先是在古船上方安装,然后翻转到古船底部,穿过厚积的泥沙甚至岩石,将预计重达8000余吨的水下考古遗址全部“抓入怀中”。
令人叹为观止的是,这22根巨无霸级的弧形梁每一根虽然重达近百吨,但精密度极高,届时,在长江口水下,22根弧形梁将通过锁扣“合体”,将水下考古遗址“连抱带抓”出水。
据介绍,由于弧形梁的制造精密度很高,误差在毫米级别,预计弧形梁泥下合拢之后,不仅可以确保“长江口二号”古船“无恙”,还要争取“连泥带水不漏”。
量身定制“袋鼠妈妈”船, “怀抱”古船回“新家”
上海打捞局还为运送“长江口二号”古船研制了一艘中部开口的打捞工程船。上海市文物局副局长褚晓波将这艘量身定制的工程船形象地比喻为“袋鼠妈妈”。
根据打捞方案,“长江口二号”古船打捞出水之后,将被迅速提升到这艘工程船上嵌入其敞开的中部。褚晓波打趣地说,用这艘特制“母船”来运送“长江口二号”古船,就好像“袋鼠妈妈把袋鼠宝宝小心翼翼揣在兜里”。
根据计划,今年年底之前,这艘“袋鼠妈妈”工程船将“怀抱”清代古船徐徐驶往位于上海杨浦滨江的上海船厂旧址1号船坞。凑巧的是,古船和船坞都建造于清代同治年间。
未来,作为历史建筑的杨浦滨江1号船坞将华丽变身为沉船考古基地和古船博物馆,考古人员将在这里逐步揭开“长江口二号”古船的诸多未解之谜。
戳视频了解长江口二号谷船整体迁移方案
更多知识点
水下沉船考古有哪些打捞方式?
据了解,目前全球水下沉船考古的打捞方式主要有三种:
一是提取船上文物后拆解打捞沉船;
二是采用围堰抽水进行考古发掘后再打捞沉船;
三是特制沉箱将沉船、文物与其周围海水、泥沙按照原状一次性吊浮起运整体打捞。
为什么要“整体打捞”?
长江口水体浊度极高,水下能见度几乎为零,平潮工作时间又很短,无法完成科学的水骨痛立消全蝎蛇蚁胶囊下考古测绘、拍照作业;水下考古和建造围堰所需时间和成本巨大,围堰后考古还将长时期阻碍航道。而整体打捞则能以最短时间、最小成本、最大程度保留历史信息迁移沉船。
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