海底地质地貌测绘工具 -海底地质地貌测绘工具是什么

杜文章 · 发表于海洋地质专业 2023-11-15 08:03:35

水下考古学是考古学的一门分支学科，是陆地田野考古向水下的延伸。它以淹没于江河湖海下的沉船、船货等水下遗迹遗物为主要研究对象，对研究人类水下文明有着不可替代的重要作用。

2023年2月17日晚上七点，中国人民大学2023年“遇见宁波”系列讲座第一讲：丝路帆影——话说宁波“小白礁Ⅰ号”沉船水下考古，在中国人民大学陈王遗址考古队驻地举行。讲座由国家水下文化遗产保护宁波基地副主任、宁波市文化遗产管理研究院副院长林国聪研究员主讲，由中国人民大学王晓琨副教授主持，宁波市文化遗产管理研究院考古研究中心主任李永宁研究员、丁风雅博士、南京大学博士生朱缙、以及来自中国人民大学、南京大学、内蒙古大学、吉林大学等单位的近20名师生现场参会，还有部分师生通过线上会议的方式参与讲座。

讲座海报

在讲座正式开始前，王晓琨副教授首先向大家介绍举办本系列讲座的原因。中国作为一个海洋大国，有着丰富的海洋文化遗产，而宁波作为典型的海港城市，是“海上丝绸之路”东方的始发港，当地文化更是受到海洋环境的巨大影响。受宁波市文化遗产管理研究院的委托，人民大学师生正在参与奉化区陈王遗址的考古发掘，这对于人大考古师生是一次新的开始和挑战。为了增进学生对于宁波地区特有的水乡文化的认识，满足学生对于神秘的海洋文化的求知欲，王老师组织开展“遇见宁波”系列讲座，以期开阔学生的学术视野，为本次陈王遗址的发掘提供思路借鉴，也为人大考古在东南沿海地区开展更多的田野考古工作起到积极推动作用。

主持人王晓琨副教授（左）、主讲人林国聪副院长（右）

一、引言：水下考古与海上丝绸之路

讲座伊始，林国聪研究员向我们介绍了我国大力发展水下考古的原因。中国自古以来就是一个海路兼备的国家，我们的先民很早就已经开始了对海洋的探索。在认识海洋，适应海洋，利用海洋，包括跨越海洋的漫长历史中，中国人一直没有停止过探索的脚步，而其中最典型最重要的就是绵长悠久、联通全球的海上丝绸之路。海上丝绸之路，也称“海上陶瓷之路”、“海上茶叶之路”，是古代人们借助季风与洋流，利用传统航海技术开展东西方交流的海上通道，也是东西方不同文明板块之间经济、文化、科技、宗教和思想相互传输的纽带。受到古代造船与航海技术的限制，以及海洋环境极强的不确定性的影响，海上航行的风险极高，在海上丝绸之路上因触礁、风暴、海盗袭击而出现事故的船只也非常多，沉船在所难免。而这些沉船和船货，自然而然的就成为水下考古学的主要研究对象。

林国聪研究员在这里给大家做了一个形象的比喻：“沉船就像遗落在海底深处的一颗颗珍珠，我们通过一艘艘沉船的水下考古工作，就能把这些海底珍珠串成一条条链子，这样悠远绵长的海上丝绸之路就能够浮出水面了。”古代海上丝绸之路的荣光已再难重现，但在海上丝绸之路过程中所遗留下来的宝贵的水下文化遗产仍能给我们探索古代海上贸易文化提供线索。因此可以说，研究水下考古，是再现海上丝绸之路辉煌的必由之路。

“小白礁Ⅰ号”发掘现场

二、“小白礁Ⅰ号”的调查阶段

为了让大家更直观的认识水下考古的思路与方法，讲座以“小白礁Ⅰ号”沉船的水下考古为例，全面讲述了水下考古从调查、发掘、研究、保护、展示、管理的全过程。本次讲座一共分为四个部分，包括“小白礁Ⅰ号”的调查发现、考古发掘、出水遗物和热点问题。

首先，向大家介绍水下考古工作者如何调查并发现一艘沉船，可以分为四个步骤：文献查阅、实地走访、海洋探测与潜水探摸。

2008年，在进行浙江沿海水下文物普查时，一个名叫“渔山列岛”的地名引起了水下考古队的注意。渔山列岛自古以来就是中外海上交通的重要航路和醒目地标,在明代早期就已经被官方文献记录。通过查阅地方史、交通志、航路海图、航海记录、海事档案、海外交通史等相关史籍文献，水下考古队员发现渔山列岛在古代宁波海上贸易的主航道上,因为远离岸线、风高浪急，当地交通志就有大量沉船记载。根据文献锁定容易出现沉船的海洋区域后，考古队又采取实地走访的方法，主动走访包括象山县濒海乡镇、渔村、码头、港口和海岛等地，并采访象山当地的海监、渔政、边防、海警、海军、方志办、潜水员、渔民，以及从事航海、水下工程、海洋地质勘探等与海洋打交道的机构和个人。通过走访调查，考古队能够根据当地群众在海边发现的异常现象，如捕捞上岸的瓷片等，进一步缩小调查范围。通过文献查找与实地走访的相互结合、相互印证，水下考古队员已经初步完成水下考古的陆上调查工作，能够初步判断海底沉船的范围。为了更为精确的调查海底沉船的具体位置，水下考古队充分利用现代科技，通过各式海洋探测仪，进一步把范围缩小。林国聪研究员列举了数个海洋探测仪器，例如浅地层剖面仪、磁力探测仪等。

侧扫声呐，又名“旁侧声呐”，是一种专门用来探测海底地貌的扫海测量设备。侧扫声呐由拖鱼经两侧向海底发射高频声波，声波在传播过程中被海底沉积物反向散射后按照由近及远的顺序形成序列回波，通过连续测算该回波强度就可以获得海底的二维地形地貌图像。通过持续勘测，侧扫声呐就可以获得反映海底地形地貌、材质等信息的二维图像，供水下考古人员进行判断分析。

侧扫声呐图像

磁力仪是测量磁场强度和方向的仪器的统称。由于地球磁场在特定区域通常处于均匀分布状态，当铁磁体物质进入该区域则会造成其磁力线的异常扰乱，根据被探测区域磁异常的变化，我们由此可以测算出铁磁体的大概分布范围。因此，利用磁力探测仪装置，我们能够测定地球磁场强度的地域变化，探测水下铁磁体，如铁壳沉船等能够引起地磁场强度变化的物体，为考古队员进一步人工潜水探摸及发掘的潜在考古价值点所在提供重要思路。

通过上述海洋探测仪器，我们可以比较直观或者间接的发现海底的各类异常点，但这些异常点不完全等同于水下遗迹，我们仍需要水下考古队员到海底去探摸，去海底进行实地考察，“眼见为实”。水下考古队员多采用圆周搜寻法，即以某一可疑区域中的某点为圆心，用标有刻度的搜索绳为半径,根据海底能见度的情况，在搜索绳上每隔一定距离安排水下考古队员拉着搜索绳绕圈搜索。

在本部分最后，林国聪研究员对中国水下考古调查的基本模式进行总结。他认为在当今世界范围内，对海洋文化遗产的发现与研究，很大程度上都是比较被动的，大多数水下考古队都将重心放在渔业生产时的无意发现。但我国作为拥有极大海域面积的国家，具有丰富的水下文化遗产，不能只依靠被动式的点状调查，更需要主动出击，对重点区域进行区域调查。因此，“小白礁Ⅰ号”的调查方法历经陆上调查、仪器探测、潜水摸排、重点调查等步骤，开创了水下考古调查的经典模式。这种调查方法系统、规范、专业，具有普遍的学科意义，让水下考古调查摆脱了追踪水下盗捞者脚步的被动式调查，获得了业内的肯定，并迅速向全国推广。

三、“小白礁Ⅰ号”的发掘阶段

在本次讲座的第二部分，林国聪研究员就水下考古发掘的准备、工作过程展开讲解。

首先，他强调水下考古对于多学科团队的重视：“水下考古是一个边缘交叉学科，需要海洋工程、海洋勘探、潜水科学、科技保护、数字信息等等相关科技学科的支持。”水下考古受海洋气象、水文、地质等环境因素影响，较田野考古工作环境更加恶劣。潜水人员在水下极易面临水压过大、海洋地貌复杂、海水流动过快、氧气供给不足、水生生物攻击、水底能见度不足等各方面困难，因此急需更为先进的科学技术以保障水下考古发掘的正常进行。

基于这种需求，中国水下考古发掘工作逐渐形成一种基本模式：在考古队的主导下，广泛开展多学科协作，吸引多团队支持。这种新兴的工作模式突破了主要依靠文博系统自身力量开展水下考古的传统做法，既有利于减轻考古主力队员的负担，也能通过获得更多学科的支持，保障整个考古工作的科研水平与质量。

另外，由于海洋具有极强的流动性，因此要想长时间大规模地开展水下工作，考古队必须有一个稳定可靠的海面作业平台。在发掘“小白礁Ⅰ号”时，考古队将一艘长63米、宽16米、2000吨级的工程船停泊在其正上方海域，同时向四个方向分别抛下铁锚，最终建成一个可靠且能灵活调整位置的工作平台。接着，为了解水下情况和海面动态，考古队队员在水下沉船的关键位置都安装了高清摄像头和照明灯阵，同时，考古队采用先进的短基线技术，实时掌握队员们在水下的运动轨迹，并为潜水人员配备水下无线通讯系统。林国聪研究员表示：“将这些相对独立的装备衔接在一起，并将各种信息呈现在水上总控室里，使得考古领队不需要下水就能随时掌握水下情况，最终就形成了‘水上—水下动态监测指挥系统’，这样既提高工作效率，还保障安全，效果十分明显。”

水下考古发掘流程图

在完成水下考古的准备工作后，水下考古发掘大体要经历三个阶段。

第一是船载文物的发掘，包括定基点、拉基线、布探方、水下泥沙清理、水下摄影、水下测绘、遗物提取、海底环境采样、病害分析与临时保护等一系列步骤。

第二是船体发掘，涵盖船体精细清理、船载文物出水、水下资料采集、船体编号、船体拆卸、船板出水、水上资料采集、资料管理共八步骤。

第三是现场保护，包括出水评估、初步清洗、样品采集、衬垫加固、保湿防霉、包装装箱、临时存放、环境监测共八步骤。

通过以上三个阶段，中国水下考古队在维持船载遗物与船体构件的原有形态的同时，对水下沉船的各类信息进行全面细致的提取与保存，实现水下发掘与现场保护的同步进行、现场保护与实验研究的无缝对接，完成对水下沉船发掘规范的一次探索性创新性的工作，取得良好成效。

师生们正在观看水下发掘的介绍视频

四、“小白礁Ⅰ号”

与水下考古的相关问题

在本次讲座的第三和第四部分，林国聪研究员向大家展示“小白礁Ⅰ号”出水的船载文物，并就“小白礁Ⅰ号”的沉船年代、船体类型、航行来源与去向、沉没原因与现状等大家普遍关注的热点问题进行解答。“小白礁Ⅰ号”中出水的青花瓷、五彩瓷等器物质地精美、类型丰富、色彩独特，极大吸引师生们的兴趣。林国聪研究员关于“小白礁Ⅰ号”沉船各类疑问的生动幽默的解答，也满足了同学们对于沉船前因后果问题的求知欲。

关于水下考古工作的现状与未来，林国聪研究员提到，水下考古工作不仅仅是考古学的一次重要尝试，也是在向广大群众展示研究成果，反映考古学对于社会文化宣传的突出贡献。2010年7月，国家水下文化遗产保护宁波基地和中国宁波港口博物馆正式奠基，揭开了宁波由水下考古走向水下文化遗产保护的新篇章。国家水下文化遗产保护宁波基地的是中国第一个建成的国家级水下文化遗产保护基地，多年以来，该基地已逐渐被打造成集水下考古调查、发掘、研究、水下文化遗产保护、管理、展示于一体的行业平台。随着宁波基地的落成使用，“水下考古在中国”专题陈列也同步对外开放，这是首次全面反映我国水下考古近三十年发展历程和主要成就的陈列展。我国水下考古队积极承担社会责任，向公众展示水下考古的最新进展与研究成果，将冷冰冰的学术研究成果转化为积极推动文化事业发展的公共文化产品，激发了全社会对宁波文化遗产保护事业的热情，让广大市民了解什么是水下考古发掘，并对文物保护理念有进一步的认识。

国家水下文化遗产保护宁波基地

林国聪研究员还表示，我国的水下考古工作从未局限于国内，而是十分重视与其他国家的文明交流互鉴。作为一个海陆兼备的国家，我国水域下遗留下了数量众多、类型丰富、价值巨大的海洋文化遗产。作为我国文化遗产的重要组成部分，它们是传承和弘扬中华优秀文化的重要载体，也是国家文化软实力的重要资源和基础，这就更需要我们在进行海洋基本建设的同时重视水下文物保护。我国水下考古作为中国考古的重要组成部分，虽然起步晚、规模小，但同样需要担负起海洋基本建设工程中水下文物保护的任务，助推海洋强国发展战略。

中国的水下考古工作积极配合海上丝绸之路考古研究，搭建国际合作研究平台，赴外开展多项联合考古项目。林国聪研究员提到，例如宁波水下考古队员就曾赴肯尼亚参与中国援非水下考古项目，寻找“海上丝绸之路”东非端点的中国古沉船等文化遗存；“小白礁Ⅰ号”沉船遗址水下考古发掘结束后，水下考古队员也再次赴肯尼亚帮助肯方拓展水下考古事业。中国考古学界与其他国家的交流合作，不仅学习外国考古学界的优秀经验，也为世界水下文化遗产的保护提供了中国方案，有利于推动中国考古学走向世界，增强文化自信。

中国水下考古学蓬勃发展

五、结语

在讲座末尾，林国聪研究员表示，希望通过分析“小白礁Ⅰ号”的案例，能让大家对水下考古与海上丝绸之路产生初步了解。“通过水下考古对‘小白礁Ⅰ号’这类曾经在活跃在海上、又不幸遗落在海底的沉船，进行仔细的、深入的、精细的调查研究，并按时代连点成线，我们就能让一条条不同时代的海上丝绸之路变得逐渐清晰。海上丝绸之路也就不再是抽象的，而是真实的、生动的、丰富的，是大家看得见摸得着的。”最后，他对未来水下考古美好发展前景的期待，也希望在场的同学们通过学习借鉴水下考古的方法，继续在考古这一领域里努力耕耘，一起撑起考古行业的未来。

六、提问环节

在分享完讲座的主要内容后，林国聪研究员与师生们就水下考古的相关问题进行交流：

Q：蒙古大学博士研究生邵格拉：

水下考古过程中要如何布置探方？

A：林国聪研究员：

水下考古的布方和田野考古的布方在使用材料、使用方法等方面有较大差别。水下布方有两种基本思路，分为硬探方和软探方。硬探方一般采用镀锌管等硬质材料制作探方框架，其材料便于切割，操作难度低，稳定性更好，不易被水流冲走或变形，适合水下长时间工作。软探方一般指选用线绳制成的探方，制作成本较低，但存在诸多缺点，例如受到水流影响极大，不够牢固，并且绳子在进入水下环境后会吸水下垂，布方困难，因此只适合临时使用。此外，受能见度的影响，水下很难建立田野考古常用的5×5米的探方，一般使用2×2米的探方，便于对探方进行操作和控制。

Q：中国人民大学考古文博系副教授王晓琨：

水下考古的工作的环境怎么样？

A：林国聪研究员：

受到潮汐或极端天气等因素影响，海水流动的流速流向无时无刻不在发生变化。对于自然环境我们很难去人为改变和控制，只能通过了解它来实时掌控它。所以我们是在一个动态的过程中来把握整个工作的安排，环境随时在变，所以我们也需要预定的方案。

Q：中国人民大学考古文博系

2020级本科生刘浩煜：

完成一项水下考古发掘项目，大概需要多长时间？

A：林国聪研究员：

这个很难判断，因为海况的变化是难以预测的。海水每天的大多数时间都在涨潮退潮，只有在平潮的两个小时才适合进行水下工作。“小白礁Ⅰ号”当时的发掘情况是比较理想的，因为这艘沉船刚好紧贴礁石，对潮水起到阻挡作用，所以基本上一天都可以工作，无非是能见度的好坏。“小白礁Ⅰ号”在2008年首次发现，2012年就基本完成了船载文物发掘，相较其他水下发掘的速度已经很快了。

Q：宁波市文化遗产管理研究院丁风雅博士：

水下考古队员的培训流程是怎样的？

A：林国聪研究员：

现在每年对水下考古队员的遴选是比较严格的。要想成为专业的水下考古队员，一般分为两个阶段，一个是潜水培训阶段，另一个是水下考古的理论学习阶段。首先，水下考古培训对学员的身体素质有一些要求，主要是五官心肺功能，其次因为每一次进入的水下环境都是一个动态变化的过程，这个时候需要学员掌握潜水相关的知识，也要有面对紧急情况时强大的心理素质。而在理论学习方面，虽然水下考古是田野考古到水下的延伸，但是水下考古的技术手段较田野考古更为多样，两者差别性还是很大，还是需要进行专业培训与实习。如果上述几个阶段都顺利通过，你就可以拿到潜水证和水下考古专业认证，并有机会参与到水下考古实践中去。

Q：中国人民大学考古文博系

2018级本科生冯明璟：

在哪种情况下会选择对沉船进行整体打捞？

A：林国聪研究员：

拆卸是国际通用的传统做法，因为在后期科技文物保护中需要对每块船板进行保护，如果不将船板之间的衔接拆开，在提取过程中就会对文物造成破坏。所以一般情况下要想保护彻底，会首先选择拆卸。但在特殊情况下，考古队员也会采用整体打捞的办法。近几年有两个典型，一个是去年的“长江口二号”，一个是“南海一号”。例如“长江口二号”是因为位于长江入海口，泥沙淤积也很严重，船沉到江底后就很快被淤泥覆盖，不仅船体完整，船载文物也完好无缺，就像一个完整的时间胶囊，把当时时代中社会的方方面面包裹在里面，价值十分丰富。此外，由于入海口处水流湍急，在这种能见度低，水况极差的情况，直接下水发掘很难达到科考的水平，最好的办法就是整体打捞，将沉船从水下环境转移到陆地实验室上来。所以可以看出，整体打捞的工程量大，保护难度也大，一艘沉船大致就需要建一座博物馆进行保存，因此只有在保存状况极其完好、并且在当前技术条件下能够支撑打捞工作的前提下，我们才会采取整体打捞的办法。

Q：陈王遗址考古队张文治老师：

水下考古要如何完成手工的测绘？

A：林国聪研究员：

水下手工测绘的思路其实和陆地基本一样，在水下用的也是普通的铅笔和皮尺，使用的测量方法也和田野考古没有区别，只不过在具体实践中会多一些小技巧。比如因为水下能见度有限，还有因光线散射带来的视觉误差，所以我们在水下绘图时会选择颜色反差比较大的米格纸和垫板。

水下考古是田野考古在水下的延伸，两者的主要理论方法基本一致，只是因为所处的环境不一样，采取的技术手段有所差别。但由于水下考古所面临的考古环境更为恶劣，因此对考古队的协调组织能力与技术水平有着更高的要求，也需要更多先进科技与多学科团队的支持。作为考古圈里的“小众”领域，水下考古工作对大多数考古学生及从业者而言仍是相对陌生的，因此本次讲座对于在场和线上的各位师生而言都是一次独特生动的体验。同学们在讲座中了解到考古学科在海洋部分的另一面，充分认识了中华文化的海洋性、多元性、开放性和国际性，也意识到团队合作在考古实践过程中的重要性，锻炼了发现问题、解决问题、设计目标、制作规划的思维逻辑。

参会人员合影留念

撰稿：刘浩煜

摄影：张文治

审核：林国聪王晓琨何辰晨

编辑 | 张小筑实习编辑 | 王雨莹

复审 | 冯朝晖

监制 | 李让

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