重現世界第一古代水文站千年奇觀

——科技助力白鶴梁水下博物館文化遺產系統性保護

【文化中國行 科技賦能典型案例】

◎本報記者 王姍姍

“歎為觀止！通過這次參觀，我直觀地感受到了古人的智慧。”11月3日，在白鶴梁水下博物館參觀的遊客任女士告訴科技日報記者。眼下，正值2024年白鶴梁旅遊文化節，不少遊客來到重慶涪陵，打卡“世界首座非潛水可到達的水下遺址博物館”，一睹白鶴梁千年題刻風采。

曾因三峽大壩蓄水而面臨永遠沉入江底的白鶴梁緣何“絕處逢生”？又有哪些新技術應用於其中？為尋找答案，記者走進白鶴梁水下博物館一探究竟。

世界內河水下文物保護難度最大

白鶴梁不僅是一座千年“水文站”，也是極具藝術價值的“水下碑林”。白鶴梁長1600米、平均寬約15米，樑上現存題刻165段、石魚18尾，極具藝術價值。它因記錄了1200年來的72個枯水年份水位，被聯合國教科文組織譽為“世界第一古代水文站”。

從博物館一層乘坐長約91米的電梯抵達水下40米處，再穿過約138米的長廊後右轉，題刻便可映入眼簾。

“‘原址、原狀、原環境’的保護方式在世界上沒有先例。”白鶴梁水下博物館館長蔣鋭告訴記者，白鶴梁題刻保護是迄今為止世界內河水下文物保護中涉及工程技術學科最多、難度最大的項目。在保護的探索過程中，僅保護方案就設計論證了近10年。

1994年，長江三峽水利樞紐工程投入建設，白鶴梁面臨蓄水後永遠沉入江底的境遇。彼時，各行各業專家學者奔赴重慶紮根三峽庫區，前後設計了7種保護方案。

經過史料研究和科學考量，時任現場專家組組長、中國工程院院士葛脩潤首次提出“無壓容器”方案，即在白鶴梁原址上修建保護罩體，運用淨水平壓系統將過濾後的長江水引入或排出，保持罩體內外水壓平衡。這一方法可讓題刻長年浸於水中，避免江水長期沖刷損壞。不僅如此，在設計中，罩體內還計劃修建一條環形參觀廊道。這不僅可解決滲流破壞、帷幕灌漿等工程難題，還能大幅提升遊客觀賞體驗。

經過多年努力，“無壓容器”方案終於在2003年獲批啓用。此後，又耗時6年，一座建在白鶴梁原址上的水下遺址博物館正式建成。

“這是一場科學的、偉大的文物保護接力。”白鶴梁題刻原址水下保護工程項目管理部負責人陳濤介紹，近年來，隨着技術發展和遊客觀賞需求的提高，博物館從科學保護角度出發，首創了文物保護中複雜水環境下集循環淨化處理、自動檢測與控制於一體的功能系統，並不斷完善，展現了科技護航文物保護的“中國智慧”。

多項創新方案讓白鶴梁煥發生機

“罩體內水量達4500多噸，館內分佈的水泵管道，24小時不間斷進行抽水、過濾、注水，保證內外水壓平衡。”陳濤介紹，白鶴梁水下博物館具備了內河深水下文物保護成套技術，配備了自動淨水裝置，建立了一整套涉及長江水位、流量、流速與補水量的動態平衡數據庫。博物館還首次採用了不燃電纜、淨水平壓系統等多項科技創新方案，實現了用科技手段保障文物安全。

在白鶴梁水下博物館設備科組長劉彬看來，博物館像是一個永不停歇的機器，深水照明系統、供氣系統、文物清洗系統等就像是其中的一個個零部件，散發着科技光環。它們各司其職又協同發力，時刻保持高速、有序的運行，共護這方千年文化石樑。

劉彬以水中燈管為例介紹道，博物館以前使用的鋁合金燈具，在水中浸泡後易產生浮渣附着於燈管表面，加之燈管温度過高容易引發藻類滋生，會導致遊客難以看清題刻全貌。為此，專家們緊急研判後，決定將燈管更換為不鏽鋼燈具，打造了當時國內唯一的深水LED照明系統。

為進一步讓遊客看清題刻，博物館又和相關科研單位合作，對航空有機玻璃工藝進行了優化創新，將23個直徑80釐米的觀察窗玻璃升級為更穩定、更抗壓、更透光的航空玻璃，還定期派潛水員為題刻“洗臉”，保護題刻免於微生物腐蝕。

“科技豐富了文物保護手段，煥發了文物生機。”蔣鋭説，作為“全國科普教育基地”，博物館藉助數字技術，開發了展現白鶴梁前世今生的VR項目，實現古與今、文化與科技的結合。“我們正攜手埃及羅達島尼羅尺聯合申報世界文化遺產，希望中國長江文明和世界大河文明融合。”