新技术让淹没千年的白鹤梁“水未落,石已出”-华龙网

新技术让淹没千年的白鹤梁“水未落,石已出”

2024-04-20 07:27:04 来源: 华龙网-重庆晨报 听新闻

新技术让淹没千年的白鹤梁“水未落,石已出”
水下白鹤梁

被誉为“世界第一古代水文站”和“水下碑林”之称的全国重点文物保护单位——重庆涪陵白鹤梁,随着三峡工程的兴建,题刻被江水淹没。为了让后人能观赏这一文物,国家投入2亿元修建水下博物馆。可是,在开馆之初,游客透过玻璃,看到的却是一片模糊。为此,白鹤梁水下博物馆联合有关单位进行科研攻关,通过水循环系统、航空玻璃观察窗、当时全国唯一的深水照明系统等新科技,对问题一一攻破,让白鹤梁跨越千年时空,涅槃重生。

长江40米深处的“水下碑林”

4月19日上午,涪陵区滨江路中段,一座白色长方形建筑格外醒目,正面外墙镶嵌的9块红色石碑上,雕刻着古代水文复制图,这是白鹤梁水下博物馆的陈列馆。展厅内共设有“生命之水——世界大河文明中的水文观测”“长江之尺——白鹤梁题刻的科学价值”“水下碑林——白鹤梁题刻的人文价值”等展示区。游客通过声音体验、视觉体验、参与体验、情感体验感受着它的前世今生。

白鹤梁水下博物馆由“水下博物馆”“连接交通廊道”“水中防撞墩”和“岸上陈列馆”四部分组成。记者在陈列馆一层通过安检门,乘坐90米长的自动扶梯,5分钟后到达位于水下40米深处,进入长约170米的水下时光隧道,走进参观廊道后,通过廊道周围直径80厘米的23个观察窗,可以清晰地看到保护罩内静卧水中的题刻。此外,水中还安装了28个可旋转摄像机,供参观者通过屏幕欣赏。

白鹤梁题刻的内涵极其丰富。“江水退,石鱼出见,下去水四尺……今又复见者,览此申报”,这是北宋开宝四年公元971年上报朝廷的题刻文字;“乾道三年立春后一日,童子八九人刺船来观”,记叙了千年前的研学旅行。重庆白鹤梁水下博物馆馆长杨邦德告诉记者,白鹤梁是集文学、书法、绘画、石刻艺术为一体的“水下碑林”,梁上汇集的300多名文人墨客以8种书体留下的3万余字的题刻,具有令人惊叹的艺术价值,其中尤以宋代大文豪、书法家黄庭坚的“元符庚辰涪翁来”题刻最为著名。

“无压容器”保护世界无先例

白鹤梁,古称巴子梁,又因白鹤群集梁上而称白鹤梁。位于重庆市涪陵区城北长江江心,是涪陵城区长江之中的天然石梁,长1600米、平均宽度为15米。自唐代广德元年(公元763年)以来,这道江中天然石梁上,题刻有众多诗文图案和长江枯水水位,距今已有1200多年的历史。白鹤梁现存题刻165则、石鱼18尾、人物像2尊、白鹤1只,记录有72个枯水年份的水位,分布于石梁的不同位置,常年淹没于水位线下,唯冬季江水枯落时才显露水面。随着三峡工程的兴建,位于淹没水位线下的白鹤梁题刻将永远沉没于江底。

为了保护好这一水下瑰宝,白鹤梁题刻水下保护工程经国家文物局批准,采用上海交大葛修润院士设计的“无压力容器方案”,2003年启动建造水下博物馆。“这种保护方式目前在世界上还没有先例。”杨邦德介绍,何为“无压容器”?即在白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”,与长江水隔离。“罩体”内充满过滤后的长江水。这样,“罩体”基本处于水压平衡的状态,同时又能防止江水对白鹤梁体的长期冲刷损坏。“罩体”内沿白鹤梁体建一条参观廊道,由耐压金属和23个玻璃观察窗构成,游客可沿着参观廊道近距离观看题刻。

然而,2009年开馆时,游客透过玻璃,看到的却是一片模糊。博物馆紧急闭馆找原因,发现水中的铝合金灯具上附着了悬浮物。“研究发现,铝合金就是‘元凶’,与水中的化学药剂发生反应,导致水质发生变化。”杨邦德说,当时专家们经过试验,决定更换成不锈钢灯具,也是当时国内唯一的深水LED照明系统,通过系统程序化、智能化改造以及光源的合理配置,更好地阻滞藻类生长,利用光线的明暗对比突出所展示的题刻,获得更好的展示效果。

校馆合作共推文物保护成果

新技术不断加码,博物馆也在更新设备,以便让观众把水中的题刻看得更清楚。解决了水质和光源问题,如何让水下观赏玻璃窗抗压又清晰?答案是更换特制玻璃。2014年,白鹤梁水下博物馆再次闭馆。据杨邦德介绍,使田野文物向馆藏文物转化,博物馆用上了航空玻璃观察窗。要在水下40米深处的强压力水浸环境中清晰观赏题刻,白鹤梁题刻参观环境极为特殊,水下观察窗玻璃要求有较高的抗压强度、透光性、抗冲击性和表面硬度,又要有较长的使用寿命。

根据白鹤梁的实际需求,有关化工研究所对航空有机玻璃工艺进行了优化创新,加入少量二甲基丙烯酸新戊二醇酯进行本体浇铸共聚,使有机玻璃具有体型网状结构,以提高板材的尺寸稳定性、表面硬度、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等性能。“现在用的这种新型航空玻璃,透光度、抗压性都比过去好得多。”杨邦德介绍,航空有机玻璃横空出世,实现了科技与文化旅游再度完美融合。

如今,白鹤梁水下石质文物终年浸泡在4500吨水中,这4500吨水体小生态要达到一个什么样的状态,才是白鹤梁题刻保护与展示的最佳结合点?目前,白鹤梁水下博物馆正与重庆大学合作开展监测研究,希望通过10年时间,推出水下石质文物保存环境成果。

同时,依托传承长江文化、节庆活动,白鹤梁推出了《清且涟漪·水与我们的未来》《渴·望——人类命运共同体视野下的世界水遗产》等主题展览,撰写《白鹤梁——世界第一古代水文站》《水下遗珠》等著作,《白鹤梁题刻——从保护工程到水下博物馆》《千秋水文》展览在2022年、2023年获“典赞·科普重庆”年度科普作品。白鹤梁的科学价值、人文价值正在不断放大和传承。

新重庆-重庆晨报记者 王尊 实习生 张琼丹

责任编辑:陈丹丹