王志杰
中國水下考古自1989年誕生以來,平時的工作都離不開船這個伙伴,它不單單載著水下考古隊員從陸地駛向深藍,更承載了中國考古從陸地向海洋拓展的期望。長期以來,由于經費和技術積累的限制,中國水下考古工作往往是在工作海域附近租借漁船來開展工作。這些漁船在設計建造之初并不是專為水下考古使用,因而在工作空間、作業分區、居住生活環境、船舶性能等方面并不盡如人意,往往需要對這些船只進行改裝來適配,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間中抽出專門的設備安裝調試時間,這樣的時間成本在水下考古工作中顯得十分昂貴。而且小船抗風浪性很差,所有在小船上長期駐扎過的水下考古隊員大多會有被顛得七葷八素的慘痛回憶,這樣的狀態再繼續水下作業實在是需要強大的精神力量來支撐。
隨著中國水下考古事業的發展,遠海、大深度項目的開展讓擁有一艘專用的水下考古工作船顯得頗為重要。2014年,中國第一艘水下考古工作船“中國考古01”在重慶長航東風船舶工業公司船臺建成并下水服役,開始了它轉戰中國各海域的水下文化遺產考古工作。第一站是前往遼寧丹東海域開展“丹東一號”(致遠艦)和曹妃甸水下考古調查,在隨后的日子里這艘船參與了中國幾乎所有的大型水下考古調查工作。在使用過程中積累了大量經驗,這些經驗是筆寶貴的財富,可以為今后“中國考古01”的繼續改進提供思路。
概況
2014—2019年,“中國考古01”的航跡遍布中國四大海域,每年使用4—6個月。除水下考古調查工作之外,“中國考古01”還能提供海洋文化宣傳、教育平臺,具備一定的展示能力,曾多次在停泊碼頭開展海洋考古宣傳活動。
“中國考古01”選取鋼質、單層連續甲板,為長首樓封閉結構,擁有全景式駕駛室、單一發電機艙,采用全電力推進,全船生活和工作艙室設中央空調。船為單錨系,設置舭龍骨和被動可控式減搖水艙以改善適航性。除了這些船舶必備的設計之外,作為專用的水下考古船,專業配置當然也是必不可少的。
“中國考古01”的使命是承擔水下文化遺址的普查、專項調查及小型發掘工作,因此需要配備各種物探設備來發現、確認和定位水下文物遺存,為發掘、保護提供準確信息。水下考古工作時需要對水下遺存進行測繪記錄、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保管等,因此也設計了專門的工作艙室和支援設備。
甲板減壓艙
大深度潛水時,潛水員面臨減壓病的風險,這也是考古潛水作業面臨的主要威脅之一。以往在大深度工作時會借用配合單位的減壓設備或者快艇后送的形式,這又增加了額外風險。針對這一需求,“中國考古01”在主甲板左舷設置了減壓艙集裝箱,安裝四人用減壓艙、獨立電氣控制臺等,用于潛水員水面減壓、醫療恢復以及應急治療。配套的空氣供氣裝置(含儲氣罐、空壓機等)布置在減壓艙集裝箱正下方平臺甲板的4號設備間內,配套的氧氣瓶布置在平臺甲板的氧氣瓶艙內。依托這套減壓設備,水下考古隊員可以開展減壓艙培訓和應急演練工作,這大大提高了水下考古工作的安全系數。
甲板充氣站
潛水員在水下作業時或背負壓縮空氣瓶或通過臍帶連接水面供氣設備。用空氣壓縮機將空氣或者混合氣體壓進氣瓶,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,但充氣從空瓶狀態到充滿則需要約30分鐘。對水下考古而言,充氣設備是實實在在的“剛需品”,充氣效率直接影響了工作效率。為此,“中國考古01”上專門配置了甲板充氣站,氣體輸出為4000 立方米/小時,這極大提高了出勤效率。為進一步提升功效,2019年船舶5年特檢上塢時,將充氣頭由2個改造為4個。
船載物探
物探即物理探測系統,是水下考古工作的眼睛。“中國考古01”在最初設計時就預留有測量井,不過實際使用時未曾使用過。2019年船舶5年特檢上塢時,專門改造物探設備間,可以便捷安裝多波束系統、測掃聲吶系統、測流系統、淺地層剖面系統、水下聲學定位系統等設備,使“中國考古01”的數據采集以及資料處理功能有了質的飛躍。另外物探設備間可容納ROV水下機器人系統,這套系統可以完成水下搜索、攝影、提取等任務。
潛水舷梯
考慮到潛水時負荷較大,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置自動潛水舷梯1部,潛水舷梯可翻轉入水1.5米。
水下抽泥設備
目前的水下發掘方法有氣升式、抽水式、平移式三種。水下抽泥設備利用水面空壓機、水泵給水下抽泥管輸送高壓氣體或高壓水,管內氣體或水流上升形成管內管外壓力差,壓迫管外海水形成水流順管帶走泥沙。“中國考古01”在出廠時就安裝水下抽泥設備,但因為安裝在左舷尾部,大口徑抽泥頭過重,考古隊員實際操作時無法在水中自由搬動,所以一直棄用至今。
使用經驗與改進方向
服役至今,“中國考古01”為中國水下考古事業提供了較為理想的工作平臺,但作為第一艘水下考古專業用船,其設計也有不足之處,使用過程中發現了一些問題,總結這些經驗才能為未來“中國考古01”的改進和后續姊妹船的建造提供幫助。
與法國、韓國現有的兩艘考古作業船簡單對比,我們可以看到考古01號是噸位最大的水下考古專用船,這意味著在未來有更大的改進空間。
從實際使用情況來看,“中國考古01”噸位大,但適航性有改善空間,多數海域只能遠距離支援,要抵達作業區域仍需借助小漁船的幫助,除船只噸位的限制外,船舶穩定性和停泊固定設備仍需繼續改進,畢竟出現沉船的海域多是海況復雜的區域,水流變化急、水下地形復雜,這與能夠全海域航行的安德烈·馬爾羅號相比有不小的差距,后者基本不受海況限制。
當“中國考古01”在遺址水面上方停泊,準備發掘或測量時,需要能夠穩定的駐停,但目前原裝的單錨系無法滿足要求,遇到水流可能會讓船圍著錨做圓周運動,這對周邊船只和水下作業人員來說是相當危險的,“中國考古01”的使用者意識到了這些問題。2019年,船舶5年特檢上塢前,曾計劃將之前的單錨系改造為四錨定位,但涉及到錨、錨系、錨機的增加,艙室與船舶載重負荷有限,故放棄該計劃。這些改造可能需要等到中期大修時進一步做全盤計劃才能實現。
就水下發掘設備而言,原裝的抽泥設備因太重長期無法使用,造成資源浪費,關于對抽泥設備的改進,水下考古工作者在實踐中摸索出豐富的經驗,結合水面吊機將大型抽泥硬管懸浮在遺址上方,硬管一端加裝軟管進行抽泥。此外,“中國考古01”的年出航率與安德烈·馬爾羅號相比差距也非常明顯。
水下考古專用船只在設計建造時,需要汲取本國水下考古的工作海域自然狀況和水下考古業務經驗,從而提高水下考古工作船的工作效率。通過實踐與思考,“中國考古01”也在不斷改進提升,相信在所有水下考古工作者的努力下,這艘船終將會成為中國水下考古事業發展的強大助力。
本文在寫作期間得到了眾多水下考古同仁的大力支持,特別是丁見祥、馮雷、王霽、魏超等幾位先生提供了圖片和技術資料,在此謹致謝忱!
(作者為廣東省汕頭市澄海區圖書館館員)