大江奔流——来自长江经济带的报道
科技日报记者雍黎
重庆涪陵白鹤梁，长江三峡地区枯水石刻的典型代表，记录了自唐代以来长江余年间72个年份的长江枯水水位资料，汇集了黄庭坚、王士祯等数百位骚人墨客的题刻，是世界上开始年代早、延续时间长、信息最为丰富的古代枯水水文石刻，被誉为“世界第一古代水文站”和世界罕见的“水下碑林”。
入水前的白鹤梁石刻
三峡蓄水，如何保护好这一古代科技与文化融合的“千年瑰宝”是一项难题，而保护后如何让游客清晰可见也是一项难题。24日，科技日报记者跟随“大江奔流——来自长江经济带的报道”主题采访活动来到重庆市涪陵区，探访了世界首座水下博物馆——白鹤梁水下博物馆，揭秘它背后的科技奥秘。
鸟瞰白鹤梁水下博物馆
世界首座水下博物馆如何建成？7月24日晚，记者乘坐91米长的电梯来到位于长江水面30多米下的白鹤梁水下博物馆，站在参观廊道，可以通过特质玻璃窗看到清水中的题刻，感受黄庭坚等大家的书法之美。
进入水下30多米的参观区
据了解，白鹤梁水下博物馆是迄今水下文物保护涉及技术学科最多、难度最大的项目，为水下文化遗产保护提供了国际范例。
“白鹤梁坚持了原址原貌保护，为后人留下了珍贵的一笔遗产，为了实现这一目标，仅制订保护方案就耗时9年。”白鹤梁水下博物馆副馆长黄德建说，白鹤梁水下博物馆最大的难点在于解决水底压力带来的技术问题。
从年开始，来自天津大学、重庆市规划局、长江水利委员会勘测设计研究院、国务院三建委的专家先后提出“复壁双层壳体”“蜂巢拱顶壳”“高围堰”等6个方案。不过如果切割搬迁，白鹤梁题刻离开了江水，就失去了它文化上的涵义；如果岸上复制，而真正的白鹤梁题刻永沉江底，如何向子孙后代交代？为此，设计保护的各方开会多次，争吵多次。
博物馆内展示的“无压容器”方案模型
最终付诸实施的是由中国工程院院士葛修润年参会提出的第七种方案——“无压容器”方案。用“无压容器”将白鹤梁中段罩住；容器内注满水，使内外水压大致平衡；容器顶部采取特殊钢架结构，可承受吨轮船的冲击力，迎水方向的防撞墩能经受万吨级轮船撞击；博物馆还能通过光纤安保系统收集分析馆内的温度、压力和硬度等指标，以判断水下保护体安全状况。
水下参观廊桥
说到这里，黄德建依然难掩心中的激动，幸好这一方案的提出，让白鹤梁得以妥善保存。既未破坏文物本体，又能使游客安全、清楚地观赏题刻，而且符合文化遗产保护“不改变原状、也不改变其与自然环境依赖关系”的原则。
现在博物馆经过近10年的探索和研究，已经建立起一整套长江水位、流量、流速与补水量的动态平衡数据库，消除了最高水位40米的强压和32米落差对保护体结构及文物本体安全的威胁，用科技手段保障了文物安全。
科技让水下石刻清晰可见在长68米、外径约3.8米的钢质环形参观走廊里，通过走廊壁设有的23个观景窗可以清晰地看到保护罩内静卧水中的白鹤梁，贴近窗边，梁上的石鱼和部分题刻清晰可见。这是白鹤梁题刻最为集中的中段，长约50米，保存着余段题刻。
透过玻璃窗，白鹤梁石刻在水中清晰可见
不过，在年落成开馆后大家却发现看不清楚水中题刻。如果保存下来却看不清楚，如何让世人解释。对此，白鹤梁水下博物馆联合有关单位进行科研攻关，对问题一一攻破。
黄德建介绍，为了让世人看清楚白鹤梁，白鹤梁题刻保护体内装备了国内文博界唯一深水照明系统。通过建立电源线通讯模块，具有双向通讯能力，而且能够实现水下插拔接插件、水下可卸式穿舱连接器等关键设备器件可维护。提升了题刻展示效果，能耗下降、温升减小、光照强度减弱，能够阻滞藻类生长，有利于保持石质题刻状态稳定和改善保护体内水质。
潜水员在水下保护仓内作业
“观景窗是双层8厘米厚的玻璃，但是却能让人看的清楚，这也很不容易。”黄德建说，他们与合作单位优化创新了航空有机玻璃工艺，有效解决了白鹤梁特殊环境下观察窗的抗高压、抗冲击、抗衰老、透光性、稳定性等问题，突破了玻璃观察窗清洗、更换等重大技术难题。保证了白鹤梁石刻的清晰可见。
水中的白鹤梁石刻
同时，该馆开展了水环境现状研究、空气质量监测研究与调控、水下建筑体安全监测、抑制藻类生物膜等工作，确保建筑体、文物本体及游览安全，提升了参观效果和舒适度。
白鹤梁将申报世界文化遗产黄德建感慨地说：“白鹤梁题刻原址水下保护工程的定位，不是‘纪念碑’式的。而是以人类进步的哲学思想和先进的科技手段，来延长石刻的‘生命’的历程。”
白鹤梁题刻，不仅是世界级宝贝，也是“共抓大保护、不搞大开发”的范例，是长江上一张响亮的历史文化名片。
据了解，白鹤梁题刻于年、年先后两次被列入《中国世界文化遗产预备名单》。目前，涪陵区正在加快推进申报世界文化遗产工作，下一步将提升周边环境、抓好保护工作、深化文物保护中的科技运用、确保文物安全，整体提升白鹤梁水下博物馆品质。
长江横贯重庆全境，流程公里，与嘉陵江、乌江等河流交汇。这条中国的母亲河，也孕育了厚重的巴渝文化。这里不仅有白鹤梁，还有大足石刻、合川钓鱼城遗址、白帝城、石宝寨、张飞庙……
这些文化明珠彰显着重庆的人文之美，而科技创新也让长江文化在此传承光大。
来源：科技日报
编辑：左常睿
审核：管晶晶
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