“小白礁Ⅰ号”清代沉船遗址位于浙江省宁波市象山县石浦镇北渔山岛海域小白礁畔水下24米。经国家文物局批准，由宁波市文物考古研究所和国家文物局水下文化遗产保护中心共同组织实施了该沉船的水下考古发掘工作：2012年6至7月，完成“小白礁Ⅰ号”船载文物发掘工作；2014年5至7月，完成“小白礁Ⅰ号”船体发掘与现场保护工作。

北渔山岛海域航拍正射影像
 

　　作为浙江首个正式获批立项的水下考古发掘项目和国家水下文化遗产保护重点项目之一，“小白礁Ⅰ号”不仅因其众多珍贵的出水文物和“中西合璧”的船体构造为社会所关注，更因其创新的工作理念、规范的发掘方法、多元的技术应用和超前的保护意识为业界所称道，被誉为“我国水下考古走向水下文化遗产保护的又一重要标识”。

 

发掘方法

 

参照田野考古，结合水下特色，检验试行并修改完善《水下考古工作规程》　

 

　　水下考古是田野考古从陆地向水域的延伸。水下考古与田野考古在学科理论、性质目的、基本要求上是一致的，但在具体的运作模式和工作方法上也有着一定的区别。2014年度的“小白礁Ⅰ号”水下考古，不仅要完成船体发掘与现场保护的预定目标，同时国家文物局水下文化遗产保护中心还将“小白礁Ⅰ号”水下考古作为检验和完善《水下考古工作规程》的试验项目，可谓期许甚高、责任重大。在工作中，我们不断探索，大胆尝试，既参照借鉴田野考古和国际通则，又不生搬硬套《田野考古工作规程》与国外技术规范，走出了一条具有自身特色的水下考古之路，为即将颁布的《水下考古工作规程》提供了实践经验。

 

　　一是因地制宜选择发掘方法。2012年我们在实施“小白礁Ⅰ号”船载文物发掘时，确定了以南部裸露龙骨的最南端为永久基点，并以此作为水下基线、水下探方和水下三维测绘系统等的主要控制点。拉设纵横基线，布设2×2米规格的用不锈钢管制成的水下硬探方，通过人工搬运、气压抽泥并辅以高压水炮冲刷的方法，自上而下逐层清理发掘船体以上堆积。2014年发掘时，我们依然沿用2012年确定的永久基点、水下基线和水下三维测绘系统，但考虑到架设水下硬探方所必备的立柱必须直接钉牢在船体上，势必会破坏船板材，同时也不便于船板的拆卸出水。因此，我们从实际出发，依托船体本身纵横结构的特性，利用现有基线，采取分区发掘，即在南北基线5米、10米和15米处垂直拉设东西向水平基线各1条，长度均为15米，将沉船遗址分成自南向北的8个区域进行发掘并取得成功。

 

　　二是科学精准测绘船体遗迹。科学、精准地测绘好船体遗迹是系统编号并逐块拆卸船板的基本前提，也是船体出水后拼对、保护、复原的主要依据。由于水下能见度不高，潜水作业时间有限，因此水下测绘的关键是要抓住船体遗迹平面分布范围和剖面高差变化，并尽可能详尽地绘制每块船板之间的连接方式、上下叠压和前后左右相对位置等空间关系，以便之后的船板编号、拆卸、拼对、复原。我们在水下完成的测绘图纸主要包括遗址、遗物分布图，船体总平面图、分层平面图，船体纵向剖面图与每道肋骨横剖面图，以及船体结构图等；船板起吊出水后，再按照古船建造规范和考古制图要求，现场实测每块船材的平、剖面图以及钉孔分布、接口形状、破损情况等在水下测绘时难以完成的具体细节，包括船体的典型节点图、重要结构图等。此外，我们还尝试使用水下三维声呐获取沉船遗址点云数据辅助测绘，也取得了良好效果。

水下测绘

 

　　三是系统编号沉船船体构件。能否制定出一套科学的船材编号系统，关系着船体发掘的成败，也关系着船体出水后能否顺利原样拼对复原。“小白礁Ⅰ号”船体南艉北艏浅埋于海床之下，地势南高北底，埋藏南浅北深，从南往北发掘推进较为便利，残存船体自上而下有隔舱板、舱底垫板、肋骨、船壳板、龙骨等不同门类的构件。根据这种情况，我们在进行船材编号时，采取了“自上而下、从艉（南）至艏（北）、由外（东西两侧）及内（中心龙骨）、分门别类、逐块编号”的方式。考虑到以英文或拼音首字母加阿拉伯数字命名的传统编号方法不够直观，将来资料整理时也容易产生误解，因此我们在发掘中采用了汉字名称中的关键字加阿拉伯数字的命名方法。如肋骨，从船艉向船艏逐组依次编号肋1、肋2、肋3……，若某组肋骨残存有若干块船材，则从船体左侧向右侧依次再编若干分号，如肋1-1、肋1-2、肋1-3……；其他门类船材编号依此类推。沉船主体周边的零散船材按发现先后依次编采集号，并注明采集位置。此外，我们还规定龙骨左侧的船壳板和舱底垫板用黑字编号，右侧的船壳板和舱底垫板用红字编号，以便于区别辨认。所有编号标牌使用色彩醒目的天蓝色塑料薄板制作，编号时用防水油性笔书写在标牌上，再用透明胶带密封防止字迹模糊、褪色；同时，为了确保所有船材出水后上下、前后与左右空间关系一致，我们统一在每个编号左侧加注箭头标志，所有标牌上的编号字体一致朝上、箭头一致向北，用不锈钢钉钉牢在每件船材的正上方，且每件船材至少钉有两个相同的编号标牌以防缺损或丢失。

 

　　四是按照造船规范拆卸船材。在完成水下测绘、摄影、摄像和编号工作的基础上，按照“自上而下、分门别类、以龙骨为中心、从艉至艏、由外及内”的方式逐块拆卸船材。具体实施时，先自上而下、由南往北依次拆卸隔舱板、舱底垫板、肋骨等横向船材，再从左右两侧向中心龙骨由南往北、自上而下成列拆卸船壳板等纵向船材，最后分段拆卸的龙骨，并在拆卸过程中特别注意各船材上下、左右、前后之间的连（搭）接方式等空间结构。拆卸船材时，我们先按照上述方法试验性完成西部断裂的小部分船体拆取工作，为东部断裂的大部分船体拆取积累经验。由于水下能见度有限，船壳板之间的接缝难以在水底直观辨认清楚，也无法逐块编号，不能盲目拆卸出水，对此，我们在水下每间隔2米横向平行在每列船壳板上钉上临时标牌，以保证船壳板出水后在工作船上能够快速按照临时标牌完成整体拼对复原，然后再按照既定的编号方式正式逐块编号，难题就此迎刃而解。

 

　　五是严格信息采集保护流程。船材起吊到考古工作船上后，即进入资料采集与现场保护阶段，开始登记建档、初步清洗、现状评估、样品采集、近景摄影、船体测绘、加固定形、喷水保湿、防霉杀菌、临时浸泡、包装入箱、安全搬运、集中存放等流水化作业程序。每道作业井井有条，环环相扣，在指定的区域，配专职的人员，严格按照规范程序实施完成，确保了“小白礁Ⅰ号”船体发掘信息资料的完整性和现场保护工作的科学性。

水下三维声呐成像


三维激光扫描船板


通过近景摄影采集的船材正射影像


样品采集


喷洒防霉杀菌试剂


出水船板包装入箱后集中存放保护

 

项目运作

 

引入市场机制，博采众家之长，积极推动多学科的介入和多团队的合作

部分出水文物

 

　　水下考古作为一门边缘交叉学科，需要海洋工程、海洋勘测、潜水科学、科技保护、数字信息等诸多相关学科的技术支撑。“小白礁Ⅰ号”2014年度发掘之前，我们在充分理解并把握水下考古工作的多学科与跨领域的行业特性基础上，开阔工作思路，创新项目管理，积极推动多学科的介入和多团队的合作，通过全国调派、公开招标、技术合作、委托服务等方式，汇集了来自国内外的20余名水下考古队员和10家合作单位的30余名技术人员齐聚宁波，会战渔山。相关合作内容主要包括：　　与浙江大学合作开展沉船遗址海底环境样品检测；与武汉理工大学合作开展船体测绘与复原研究；与中国文化遗产研究院合作开展船体保护修复项目；与中国科学院合作开展船体构件脱硫效果监测与评估；与中山大学合作开展船材等木质文物材质鉴定及损伤评估；与美国劳雷工业公司合作开展水下三维声呐点云数据采集与三维测绘；与武汉海达数云技术有限公司合作开发出水文物数字化管理系统与水下考古现场三维展示系统；由交通部广州打捞局提供职业潜水台班与船体起吊、浸泡、包装、装卸、运输服务；由宁波镇海满洋船务有限公司提供2000吨级工程船“满洋2004”作为考古发掘工作平台；委托北京国洋潜水公司提供潜水设备维护、保养、维修、零配件更换等服务。

 

　　在“小白礁Ⅰ号”水下考古领导小组的统筹下，以上合作单位与来自北京、山东、浙江、福建、广东、海南、德国的水下考古和文物保护专业人员共同组成水下考古工作队。工作队实行领队负责制，下设考古发掘、现场保护、规程试行、信息资料、技术装备和后勤保障六个小组，各组分工协作，相互支持，并可根据工作进度和实际需要进行调配。这一项目运作模式，突破了以往主要依靠文博系统自身力量开展水下考古的传统做法，减轻了核心队员的工作压力，获得了更多更好的学科支持和专业服务，也保障了“小白礁Ⅰ号”水下考古工作的质量与水平。

 

技术应用

 

借力高新设备，勇于尝试创新，探索开展水下考古的立体化与数字化　

 

　　水下考古，技术是关键，创新是灵魂。与往年工作及其他水下考古项目相比，“小白礁Ⅰ号”2014年度水下考古在科技应用上也同样有着诸多创新之处：

 

　　首次采用水下三维声呐设备blue view 5000辅助进行水底测绘工作，获取了“小白礁Ⅰ号”海底保存状况的点云数据和三维数字模型，其测绘精度高达毫米级，还可以按需生成任意角度的各类平面、剖面和立面图。

 

　　首次成功三维虚拟复原沉船在海底的保存现状。通过对每件船材的三维激光扫描和正射影像采集，建立每件船材的三维模型与二维线图（包括平面、剖面和立面图），以及龙骨、桅座、典型肋骨、典型舱壁板、典型船壳板等关键船体构件的三维模型交互软件。在此基础上，三维虚拟复原“小白礁Ⅰ号”在海底的保存现状，并根据复原研究成果，以模型为基础数据，编辑船体营造过程视频，从而科学、直观地再现“小白礁Ⅰ号”。

 

　　首次成功构建水下考古现场三维展示系统。通过六旋翼飞机的精准航拍，获取了渔山岛与水下考古现场正摄影像、空中鸟瞰图、空中全景等信息，构建水下考古现场三维展示系统，实现了对水下考古现场的数字化管理与三维立体展示。

 

　　成功开发首个出水文物数字化管理系统。此次发掘时，我们专门为“小白礁Ⅰ号”量身定制了出水文物数字化管理系统，实现了“小白礁Ⅰ号”水下考古发掘文字、图纸、照片、视频、三维模型等信息资料的数字化登记录入，也方便了今后的查询、统计、比对、分析与打印、输出等管理工作。

出水文物数字化管理系统

 

　　首次全程使用水下高清摄像头配合水下流速流向仪，实时监测“小白礁Ⅰ号”所在海域的水下能见度、悬浮物、流速、流向等动态水况，据此合理调度部署水下作业。若海况良好，则优先安排水下摄影、摄像、测绘、钉编号标牌等细致性工作；若海况较差，则安排抽沙、拆卸、搬运、起吊等粗放型工作。这样既保障了工作质量，也提高了工作效率，效果十分明显。

 

　　成功构建集水上-水下监控摄像系统、水上-水下多向通话系统、水下照明系统等前沿科技于一身的立体监控指挥系统，能够第一时间向水上、水下人员发出安全预警与工作调度指令，有效保障了人员、文物、设备等的安全。

水上—水下监控指挥系统

 

　　以上现代科技手段的综合运用与创新融合，不仅有力推进了“小白礁Ⅰ号”2014年度工作任务的按时、保质、高效完成，同时也为我国水下考古的立体化与数字化作出了有益尝试，在某种程度上可以说是开创了我国水下考古工作的新模式。

 

保护理念

 

发掘保护并重，保护展示并举，让水下文化遗产保护成果为公众共享　

 

　　“考古工作与文物保护是密切联系，相互依存的……应该把考古工作纳入到文物保护体系之中。”（著名考古学家张忠培语。摘自《宁波文物考古研究文集》，科学出版社2008年7月版）。正是秉承这一理念，“小白礁Ⅰ号”水下考古始终坚持的是发掘与保护并重，特别强调的是保护与展示并举。

 

　　在启动2012年度“小白礁Ⅰ号”船载文物发掘前，我们即同步编制了《水下考古发掘方案》和《现场文物保护方案》，并邀请水下考古、科技保护与古船研究等领域的知名专家对方案进行分析、探讨、修改、完善。2012年7月船载文物发掘刚刚完成，我们马上着手编制了《船体科技保护初步设想》，并于10月召开了专家论证会；会后，我们通过公开招标方式，委托中国文化遗产研究院编制了《沉船现场保护与保护修复方案（Ⅰ期）》，并获国家文物局批复立项。2013年5月，因国家水下文化遗产保护宁波基地尚在工程建设中，考虑到发掘出水后的“小白礁Ⅰ号”船体不能及时运送到宁波基地专用的沉船修复展示室内实施保护修复，经报请国家文物局和水下文化遗产保护中心同意，原定2013年度开展的船体发掘工作因保护需要顺延至2014年度实施。2014年上半年，我们在完成保护设备、材料的招标采购之后，方于5月正式启动“小白礁Ⅰ号”船体发掘与现场保护工作，并于7月将发掘出水后的船体构件全部运至已基本建设成形的宁波基地沉船修复展示室内开展科技保护与修复，从而实现了发掘现场保护与室内保护修复的平稳过渡和无缝对接。

 

　　按照预定计划，宁波基地将于2014年10月落成投用，设于宁波基地内的“水下考古在中国”专题陈列也将同步开放。届时，“小白礁Ⅰ号”出水文物与发掘场景都将在“水下考古在中国”专题陈列中同时展出并免费开放；宁波基地内专门开辟的沉船修复展示室，既是“小白礁Ⅰ号”船体保护修复的工作场所，也是“水下考古在中国”专题陈列的一个特别展厅，透过颇具科技含量的通电玻璃，可以即时向游客呈现船体科技保护与修复的全过程，让公众共享水下考古与水下文化遗产保护成果。

 

　　（《中国文物报》2014年8月29日5版  作者：宁波市文物考古研究所  国家文物局水下文化遗产保护中心）