重现世界第一古代水文站千年奇观

——科技助力白鹤梁水下博物馆文化遗产系统性保护

【文化中国行 科技赋能典型案例】

◎本报记者 王姗姗

“叹为观止！通过这次参观，我直观地感受到了古人的智慧。”11月3日，在白鹤梁水下博物馆参观的游客任女士告诉科技日报记者。眼下，正值2024年白鹤梁旅游文化节，不少游客来到重庆涪陵，打卡“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，一睹白鹤梁千年题刻风采。

曾因三峡大坝蓄水而面临永远沉入江底的白鹤梁缘何“绝处逢生”？又有哪些新技术应用于其中？为寻找答案，记者走进白鹤梁水下博物馆一探究竟。

世界内河水下文物保护难度最大

白鹤梁不仅是一座千年“水文站”，也是极具艺术价值的“水下碑林”。白鹤梁长1600米、平均宽约15米，梁上现存题刻165段、石鱼18尾，极具艺术价值。它因记录了1200年来的72个枯水年份水位，被联合国教科文组织誉为“世界第一古代水文站”。

从博物馆一层乘坐长约91米的电梯抵达水下40米处，再穿过约138米的长廊后右转，题刻便可映入眼帘。

“‘原址、原状、原环境’的保护方式在世界上没有先例。”白鹤梁水下博物馆馆长蒋锐告诉记者，白鹤梁题刻保护是迄今为止世界内河水下文物保护中涉及工程技术学科最多、难度最大的项目。在保护的探索过程中，仅保护方案就设计论证了近10年。

1994年，长江三峡水利枢纽工程投入建设，白鹤梁面临蓄水后永远沉入江底的境遇。彼时，各行各业专家学者奔赴重庆扎根三峡库区，前后设计了7种保护方案。

经过史料研究和科学考量，时任现场专家组组长、中国工程院院士葛修润首次提出“无压容器”方案，即在白鹤梁原址上修建保护罩体，运用净水平压系统将过滤后的长江水引入或排出，保持罩体内外水压平衡。这一方法可让题刻长年浸于水中，避免江水长期冲刷损坏。不仅如此，在设计中，罩体内还计划修建一条环形参观廊道。这不仅可解决渗流破坏、帷幕灌浆等工程难题，还能大幅提升游客观赏体验。

经过多年努力，“无压容器”方案终于在2003年获批启用。此后，又耗时6年，一座建在白鹤梁原址上的水下遗址博物馆正式建成。

“这是一场科学的、伟大的文物保护接力。”白鹤梁题刻原址水下保护工程项目管理部负责人陈涛介绍，近年来，随着技术发展和游客观赏需求的提高，博物馆从科学保护角度出发，首创了文物保护中复杂水环境下集循环净化处理、自动检测与控制于一体的功能系统，并不断完善，展现了科技护航文物保护的“中国智慧”。

多项创新方案让白鹤梁焕发生机

“罩体内水量达4500多吨，馆内分布的水泵管道，24小时不间断进行抽水、过滤、注水，保证内外水压平衡。”陈涛介绍，白鹤梁水下博物馆具备了内河深水下文物保护成套技术，配备了自动净水装置，建立了一整套涉及长江水位、流量、流速与补水量的动态平衡数据库。博物馆还首次采用了不燃电缆、净水平压系统等多项科技创新方案，实现了用科技手段保障文物安全。

在白鹤梁水下博物馆设备科组长刘彬看来，博物馆像是一个永不停歇的机器，深水照明系统、供气系统、文物清洗系统等就像是其中的一个个零部件，散发着科技光环。它们各司其职又协同发力，时刻保持高速、有序的运行，共护这方千年文化石梁。

刘彬以水中灯管为例介绍道，博物馆以前使用的铝合金灯具，在水中浸泡后易产生浮渣附着于灯管表面，加之灯管温度过高容易引发藻类滋生，会导致游客难以看清题刻全貌。为此，专家们紧急研判后，决定将灯管更换为不锈钢灯具，打造了当时国内唯一的深水LED照明系统。

为进一步让游客看清题刻，博物馆又和相关科研单位合作，对航空有机玻璃工艺进行了优化创新，将23个直径80厘米的观察窗玻璃升级为更稳定、更抗压、更透光的航空玻璃，还定期派潜水员为题刻“洗脸”，保护题刻免于微生物腐蚀。

“科技丰富了文物保护手段，焕发了文物生机。”蒋锐说，作为“全国科普教育基地”，博物馆借助数字技术，开发了展现白鹤梁前世今生的VR项目，实现古与今、文化与科技的结合。“我们正携手埃及罗达岛尼罗尺联合申报世界文化遗产，希望中国长江文明和世界大河文明融合。”