王志杰
中國(guó)水下考古自1989年誕生以來(lái),平時(shí)的工作都離不開(kāi)船這個(gè)伙伴,它不單單載著水下考古隊(duì)員從陸地駛向深藍(lán),更承載了中國(guó)考古從陸地向海洋拓展的期望。長(zhǎng)期以來(lái),由于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)積累的限制,中國(guó)水下考古工作往往是在工作海域附近租借漁船來(lái)開(kāi)展工作。這些漁船在設(shè)計(jì)建造之初并不是專為水下考古使用,因而在工作空間、作業(yè)分區(qū)、居住生活環(huán)境、船舶性能等方面并不盡如人意,往往需要對(duì)這些船只進(jìn)行改裝來(lái)適配,這種改裝也僅停留在可堪一用的階段。還要從緊湊的工作時(shí)間中抽出專門的設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間,這樣的時(shí)間成本在水下考古工作中顯得十分昂貴。而且小船抗風(fēng)浪性很差,所有在小船上長(zhǎng)期駐扎過(guò)的水下考古隊(duì)員大多會(huì)有被顛得七葷八素的慘痛回憶,這樣的狀態(tài)再繼續(xù)水下作業(yè)實(shí)在是需要強(qiáng)大的精神力量來(lái)支撐。
隨著中國(guó)水下考古事業(yè)的發(fā)展,遠(yuǎn)海、大深度項(xiàng)目的開(kāi)展讓擁有一艘專用的水下考古工作船顯得頗為重要。2014年,中國(guó)第一艘水下考古工作船“中國(guó)考古01”在重慶長(zhǎng)航東風(fēng)船舶工業(yè)公司船臺(tái)建成并下水服役,開(kāi)始了它轉(zhuǎn)戰(zhàn)中國(guó)各海域的水下文化遺產(chǎn)考古工作。第一站是前往遼寧丹東海域開(kāi)展“丹東一號(hào)”(致遠(yuǎn)艦)和曹妃甸水下考古調(diào)查,在隨后的日子里這艘船參與了中國(guó)幾乎所有的大型水下考古調(diào)查工作。在使用過(guò)程中積累了大量經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)是筆寶貴的財(cái)富,可以為今后“中國(guó)考古01”的繼續(xù)改進(jìn)提供思路。
概況
2014—2019年,“中國(guó)考古01”的航跡遍布中國(guó)四大海域,每年使用4—6個(gè)月。除水下考古調(diào)查工作之外,“中國(guó)考古01”還能提供海洋文化宣傳、教育平臺(tái),具備一定的展示能力,曾多次在停泊碼頭開(kāi)展海洋考古宣傳活動(dòng)。
“中國(guó)考古01”選取鋼質(zhì)、單層連續(xù)甲板,為長(zhǎng)首樓封閉結(jié)構(gòu),擁有全景式駕駛室、單一發(fā)電機(jī)艙,采用全電力推進(jìn),全船生活和工作艙室設(shè)中央空調(diào)。船為單錨系,設(shè)置舭龍骨和被動(dòng)可控式減搖水艙以改善適航性。除了這些船舶必備的設(shè)計(jì)之外,作為專用的水下考古船,專業(yè)配置當(dāng)然也是必不可少的。
“中國(guó)考古01”的使命是承擔(dān)水下文化遺址的普查、專項(xiàng)調(diào)查及小型發(fā)掘工作,因此需要配備各種物探設(shè)備來(lái)發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)和定位水下文物遺存,為發(fā)掘、保護(hù)提供準(zhǔn)確信息。水下考古工作時(shí)需要對(duì)水下遺存進(jìn)行測(cè)繪記錄、攝影攝像、遺址清理、提取文物以及出水文物的初步處理和暫時(shí)保管等,因此也設(shè)計(jì)了專門的工作艙室和支援設(shè)備。
甲板減壓艙
大深度潛水時(shí),潛水員面臨減壓病的風(fēng)險(xiǎn),這也是考古潛水作業(yè)面臨的主要威脅之一。以往在大深度工作時(shí)會(huì)借用配合單位的減壓設(shè)備或者快艇后送的形式,這又增加了額外風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這一需求,“中國(guó)考古01”在主甲板左舷設(shè)置了減壓艙集裝箱,安裝四人用減壓艙、獨(dú)立電氣控制臺(tái)等,用于潛水員水面減壓、醫(yī)療恢復(fù)以及應(yīng)急治療。配套的空氣供氣裝置(含儲(chǔ)氣罐、空壓機(jī)等)布置在減壓艙集裝箱正下方平臺(tái)甲板的4號(hào)設(shè)備間內(nèi),配套的氧氣瓶布置在平臺(tái)甲板的氧氣瓶艙內(nèi)。依托這套減壓設(shè)備,水下考古隊(duì)員可以開(kāi)展減壓艙培訓(xùn)和應(yīng)急演練工作,這大大提高了水下考古工作的安全系數(shù)。
甲板充氣站
潛水員在水下作業(yè)時(shí)或背負(fù)壓縮空氣瓶或通過(guò)臍帶連接水面供氣設(shè)備。用空氣壓縮機(jī)將空氣或者混合氣體壓進(jìn)氣瓶,一般情況下,一只氣瓶能供一名潛水員在10米左右的水深使用約40分鐘,但充氣從空瓶狀態(tài)到充滿則需要約30分鐘。對(duì)水下考古而言,充氣設(shè)備是實(shí)實(shí)在在的“剛需品”,充氣效率直接影響了工作效率。為此,“中國(guó)考古01”上專門配置了甲板充氣站,氣體輸出為4000 立方米/小時(shí),這極大提高了出勤效率。為進(jìn)一步提升功效,2019年船舶5年特檢上塢時(shí),將充氣頭由2個(gè)改造為4個(gè)。
船載物探
物探即物理探測(cè)系統(tǒng),是水下考古工作的眼睛?!爸袊?guó)考古01”在最初設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)留有測(cè)量井,不過(guò)實(shí)際使用時(shí)未曾使用過(guò)。2019年船舶5年特檢上塢時(shí),專門改造物探設(shè)備間,可以便捷安裝多波束系統(tǒng)、測(cè)掃聲吶系統(tǒng)、測(cè)流系統(tǒng)、淺地層剖面系統(tǒng)、水下聲學(xué)定位系統(tǒng)等設(shè)備,使“中國(guó)考古01”的數(shù)據(jù)采集以及資料處理功能有了質(zhì)的飛躍。另外物探設(shè)備間可容納ROV水下機(jī)器人系統(tǒng),這套系統(tǒng)可以完成水下搜索、攝影、提取等任務(wù)。
潛水舷梯
考慮到潛水時(shí)負(fù)荷較大,潛水員體力消耗高,后甲板干舷較高,為方便潛水員入水和出水在主甲板尾部右舷設(shè)置自動(dòng)潛水舷梯1部,潛水舷梯可翻轉(zhuǎn)入水1.5米。
水下抽泥設(shè)備
目前的水下發(fā)掘方法有氣升式、抽水式、平移式三種。水下抽泥設(shè)備利用水面空壓機(jī)、水泵給水下抽泥管輸送高壓氣體或高壓水,管內(nèi)氣體或水流上升形成管內(nèi)管外壓力差,壓迫管外海水形成水流順管帶走泥沙。“中國(guó)考古01”在出廠時(shí)就安裝水下抽泥設(shè)備,但因?yàn)榘惭b在左舷尾部,大口徑抽泥頭過(guò)重,考古隊(duì)員實(shí)際操作時(shí)無(wú)法在水中自由搬動(dòng),所以一直棄用至今。
使用經(jīng)驗(yàn)與改進(jìn)方向
服役至今,“中國(guó)考古01”為中國(guó)水下考古事業(yè)提供了較為理想的工作平臺(tái),但作為第一艘水下考古專業(yè)用船,其設(shè)計(jì)也有不足之處,使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,總結(jié)這些經(jīng)驗(yàn)才能為未來(lái)“中國(guó)考古01”的改進(jìn)和后續(xù)姊妹船的建造提供幫助。
與法國(guó)、韓國(guó)現(xiàn)有的兩艘考古作業(yè)船簡(jiǎn)單對(duì)比,我們可以看到考古01號(hào)是噸位最大的水下考古專用船,這意味著在未來(lái)有更大的改進(jìn)空間。
從實(shí)際使用情況來(lái)看,“中國(guó)考古01”噸位大,但適航性有改善空間,多數(shù)海域只能遠(yuǎn)距離支援,要抵達(dá)作業(yè)區(qū)域仍需借助小漁船的幫助,除船只噸位的限制外,船舶穩(wěn)定性和停泊固定設(shè)備仍需繼續(xù)改進(jìn),畢竟出現(xiàn)沉船的海域多是海況復(fù)雜的區(qū)域,水流變化急、水下地形復(fù)雜,這與能夠全海域航行的安德烈·馬爾羅號(hào)相比有不小的差距,后者基本不受海況限制。
當(dāng)“中國(guó)考古01”在遺址水面上方停泊,準(zhǔn)備發(fā)掘或測(cè)量時(shí),需要能夠穩(wěn)定的駐停,但目前原裝的單錨系無(wú)法滿足要求,遇到水流可能會(huì)讓船圍著錨做圓周運(yùn)動(dòng),這對(duì)周邊船只和水下作業(yè)人員來(lái)說(shuō)是相當(dāng)危險(xiǎn)的,“中國(guó)考古01”的使用者意識(shí)到了這些問(wèn)題。2019年,船舶5年特檢上塢前,曾計(jì)劃將之前的單錨系改造為四錨定位,但涉及到錨、錨系、錨機(jī)的增加,艙室與船舶載重負(fù)荷有限,故放棄該計(jì)劃。這些改造可能需要等到中期大修時(shí)進(jìn)一步做全盤計(jì)劃才能實(shí)現(xiàn)。
就水下發(fā)掘設(shè)備而言,原裝的抽泥設(shè)備因太重長(zhǎng)期無(wú)法使用,造成資源浪費(fèi),關(guān)于對(duì)抽泥設(shè)備的改進(jìn),水下考古工作者在實(shí)踐中摸索出豐富的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合水面吊機(jī)將大型抽泥硬管懸浮在遺址上方,硬管一端加裝軟管進(jìn)行抽泥。此外,“中國(guó)考古01”的年出航率與安德烈·馬爾羅號(hào)相比差距也非常明顯。
水下考古專用船只在設(shè)計(jì)建造時(shí),需要汲取本國(guó)水下考古的工作海域自然狀況和水下考古業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn),從而提高水下考古工作船的工作效率。通過(guò)實(shí)踐與思考,“中國(guó)考古01”也在不斷改進(jìn)提升,相信在所有水下考古工作者的努力下,這艘船終將會(huì)成為中國(guó)水下考古事業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大助力。
本文在寫作期間得到了眾多水下考古同仁的大力支持,特別是丁見(jiàn)祥、馮雷、王霽、魏超等幾位先生提供了圖片和技術(shù)資料,在此謹(jǐn)致謝忱!
(作者為廣東省汕頭市澄海區(qū)圖書(shū)館館員)