白鶴梁題刻原址水下保護工程水下技術分析

楊娟　蔣銳

【摘 要】在長江三峽之中，白鶴梁題刻原址水下保護工程借助“無壓型容器”的原理加以構建，即現如今世界上唯一的水下遺址類博物館。本文就白鶴梁題刻原址水下保護工程予以了調研，目的在于為今后改良并健全水下照明與遙控監測體系予以參照。

【關鍵詞】保護工程；白鶴梁題刻原址；水下

中圖分類號： K854.3；TV52 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0214-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.100

0 前言

對白鶴梁題刻原址有關的水下維護項目來說，其牽涉到了水下監測照明設施、水下遙控監測體系等構建與運用，加上潛水期間的安全性。雖然保護體之中的水下監測拍攝體系、水下照明設備原本的裝配能夠在構建時施行，然而，在三峽庫區之中蓄水結束后，全部水下設施體系有關的操作，均要經由潛水者在保護體之中封閉的水下空間以施行，據此引起的水下安全性與技能需要調研及注重。

1 水下監測照明體系

1.1 水下照明有關燈具的設計

（1）設計規定：憑借潛水者在水下用電有關的標準，運行初期LED型水下燈具在施行作業期間的電壓即24V式直流電。所有燈具總體的構造要可以橫穿600mm的潛水艙孔洞；燈具借助水下封閉抗壓構造，作業壓力即0.5MPa，實驗壓力即0.8MPa；總體重量<20kg。

（2）981W式燈具：首代水下照明LED型燈具，即981W式，光源即美國Lumileds所出品的Luxeon1W白光型LED[1]。健全產品之中LED的功率即1W，發光成效即30lm/W。燈具經由9大燈頭組成，單個燈頭之中裝配8個1W的LED，燈具囊括72個LED，功率即72W。依據30lm/W的光效加以測算，LED型燈具光通總量即2160lm。LED型燈具借助24V式直流電。燈頭之中8個LED依據4個1組，構成兩大串聯組，經由一大雙路型恒流源以驅使。燈體原料即鋁合金。

（3）1203W式泛光燈：現如今，3W白光型LED已經健全。第二代水下LED型燈具，即1203W式泛光燈，即單一的燈頭。所有燈之中囊括了20個3W的白光LED型燈珠，色溫即6000-6500K，單一珠的光效>80lm/W，光通總量即120-160lm。第二代LED型燈具相應的功率即60W，光通總量>3000lm。為了提升調光作用，對于第二代LED型燈具予以了改良。燈具之中加進了單片機型控制器與PWM調節式恒流驅動器等，具備調光及電源線通信技能，變成二線制可調節LED型燈具。

1.2 水下照明體系相應的光源配備

白鶴梁題刻相應的水下照明體系燈具分配順保護體長軸朝向分為4行，行間與燈間間距即1.6m，燈具平均分散即旗狀。在題刻匯集的中部，予以加密分配。燈具總量即108盞，自電纜橋架予以懸吊及穩固。燈具與題刻表層的間距即2.3-2.7m。

水下LED型照明體系依據其在題刻凸顯期間的功能，囊括了背景光源與成效光源。成效光源運用光束匯集、朝向性大的二線制可調節LED型水下聚光燈，憑借較大的光亮、較少的光束在水下題刻表層產生側逆光。借助光影比照，凸顯出題刻內容，提升顯現成效。LED型水下聚光燈相應的功率即54W，燈具總量即20盞，依據關鍵題刻的總量與部位予以調節。在水下的2.5m，1.6m×1.6m面積之中，54W的LED型水下聚光燈相應的照度即535Lx，最高照度即1298Lx。背景光源借助光照平均的LED型水下泛光燈，給白鶴梁題刻予以相應面積的照度，且借助調節把環境光及成效光間的光比把控適宜，凸顯出成效光的優勢[2]。1203式LED型泛光燈即背景光源，其總量、裝配部位、功率等均保持一致。在水下的2.5m，1.6m×1.6m面積之中，60W的LED型水下泛光燈相應的照度即428Lx，最高照度即745Lx。

2 水下遙控監測相應的解決計劃

水下遙控監測體系即白鶴梁題刻維護的關鍵水下設施，經由28組水下攝像儀、主控制儀、實地控制柜、計算機瀏覽端口與視頻總體電纜等構成，水下攝像儀即體系之中的核心設施。

白鶴梁題刻相應的水下電視攝像監測體系，借助頂端監測及部分監測加以融匯的設計計劃。頂端監測體系經由18組水下攝像儀依據矩形排放并裝配到白鶴梁景物上部，包裹保護體之中大多題刻，并與堤岸陳列處之中的把控、操控顯現體系加以聯結，能夠在大型屏幕顯現裝配之中加以投放，為游人鑒賞。部分監測體系經由10組水下攝像儀裝配到關鍵題刻的上部，各自包裹某一關鍵題刻，與鑒賞走廊之中的計算機遙控處組成面對面的單獨監測體系，給鑒賞走廊之中的游人予以除了監測窗以外的鑒賞渠道。

水下攝像儀即不銹鋼外觀與半球狀球罩構造。選取能夠變焦且伴隨移動云臺的CCD型穩固圖片傳感儀，具備18倍的光學變焦、變倍、變大等作用。裝配的云臺可以引領攝像頭朝橫向與縱向加以移動[3]。傳動構造、把控與攝像原件都裝配到透明且半球式球面罩之中，構造適宜，具備抗壓、抗水等特性。借助RS-485型通信端口，能夠遠端把控攝像儀與云臺。

運用到聯結水下攝像儀的水下視頻與電源電纜，借助下游側之中的穿艙件聯結至設施的管道之中。電纜穿艙件具備穿艙封閉及分線等作用。分線設定即1進5出，單一輸出口聯結單一水下攝像儀。體系總體囊括了6套電纜穿艙件，最大能夠聯結30組水下攝像儀。

3 水下操作有關的安全問題

白鶴梁題刻原址水下保護工程處在長江的底部，在鑒賞走廊之中的上游側配備了設施艙及潛水艙，二者彼此聯結，組成“8”形艙構造。潛水者要借助潛水艙才可以進至保護體之中。所以，白鶴梁題刻有關的水下操作具備兩類特點：保護體之中的操作環境即“密閉或是在制約空間之中加以潛水”；潛水艙的構造與潛水鐘一致，能夠被當作潛水鐘水下操作的方法。不一致即保護體之中潛水操作需要64m的長度，高過普遍潛水鐘操作期間的臍帶長度。所以，潛水操作具備其獨特性，要一同顧慮這兩類狀況之中潛水操作的安全規定。

在水下項目技術之中，普遍的空氣潛水即借助最優的潛水技術。運用到白鶴梁題刻相應的水下操作的潛水方法：管供輕裝型空氣潛水、自攜型水下呼吸器式空氣潛水，借助管供輕裝型空氣潛水的技術，能夠兼具題刻遺產維護與潛水操作的安全。管供輕裝型空氣潛水即經由水面予以氧氣，自行攜帶緊急氣瓶依需供氣的潛水操作[4]。依據我國潛水安全規范，空氣潛水最高下沉深度即60m。在潛水下沉>24m，或是水下降壓耗時>20min，或是在水下無法安全降壓后，潛水實地要予以水面降壓艙與運用到降壓的氧氣。運用管供輕裝型空氣潛水，潛水者>5位。在施行操作期間，1位潛水者通過潛水艙進至題刻保護體之中施行水下操作，1位潛水者留存到潛水艙之中以當作維護、候命潛水者，能夠時時給操作潛水者予以輔助。

4 結束語

白鶴梁題刻水下博物館是全世界唯一的水下遺址類博物館，其水下LED型照明體系、LED型水下燈具、CCD型水下遙控攝像體系等，都即自己設計并運作平穩。近年來，我們對水下照明系統，水下攝像系統等設施設備進行了更新換代，光芯照明和不銹鋼射燈的使用大大的提升了白鶴梁題刻的展示和觀賞效果。白鶴梁題刻水下原址保護工程有關水下操作的踐行，給未來同類水下文化遺產保護的展示與利用予以了經驗，還給水下照明及攝像技術的運用開拓了新興的范疇。

【參考文獻】

[1]任奕.海水水下液壓裝置的發展前景[J].電子世界，2016，（01）：165-166.

[2]卞為東.長江下游鰻魚沙護灘堤工程水下軟基分層沉降監測[J].水運工程，2016，（11）：1-7.

[3]王祥，宋子龍.ROV水下探測系統在水利工程中的應用初探[J].人民長江，2016，（02）：101-105.

[4]邢江，曹華梁.一種水下激光照明圖像的預處理方法[J].科技廣場，2017，（07）：18-21.