甲午沉艦系列水下考古的開端 黃海北部甲午沉艦

今天，在昔日北洋海軍基地—威海，水下考古調(diào)查工作正如火如荼地進(jìn)行，驀然回首，甲午沉艦系列水下考古工作開展已整十年。在這十年中，甲午沉艦系列水下考古工作重心從遼寧轉(zhuǎn)戰(zhàn)到山東，沿著甲午海戰(zhàn)的蹤跡一一摸索，從沉積的淤泥中找尋歷史的遺留。通過這些工作基本摸清了甲午沉艦遺址的分布，并對沉艦保存狀況有了初步認(rèn)識，同時對已發(fā)現(xiàn)的鐵質(zhì)沉艦進(jìn)行了初步保護(hù)。

黃海北部海域是甲午海戰(zhàn)的主交戰(zhàn)區(qū)，北洋海軍在這片區(qū)域戰(zhàn)沉致遠(yuǎn)、經(jīng)遠(yuǎn)、超勇、揚威四艘主力艦，針對這四艘戰(zhàn)艦的水下考古調(diào)查工作，毫無疑問是甲午沉艦系列水下考古工作的開端，通過這一系列工作為中國鐵質(zhì)沉船的調(diào)查保護(hù)奠定了堅實的技術(shù)、經(jīng)驗基礎(chǔ)，對這些沉艦調(diào)查工作的回顧與經(jīng)驗總結(jié)無疑能夠為今后的工作提供有益的借鑒。

黃海海域內(nèi)甲午沉艦水下考古調(diào)查

“丹東一號”

“丹東一號”的水下考古工作于2013年11月8日開始，這也是甲午沉艦系列水下考古工作的開端。為配合丹東港集團(tuán)港口基建工作，國家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心（現(xiàn)國家文物局考古研究中心）與遼寧省文物考古研究所聯(lián)合于2013年11月8—18日、2014年4月3—28日期間兩次組建調(diào)查隊開展水下文物調(diào)查，在大鹿島、東港市西南20—50公里，屬于大東溝西部的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)一艘疑似北洋海軍的沉艦，由于該沉艦身份不明確，暫定名為“丹東一號”。該地區(qū)是甲午海戰(zhàn)交戰(zhàn)區(qū)，“丹東一號”的發(fā)現(xiàn)引起調(diào)查隊的格外重視。鑒于沉艦體量大、埋藏深，初步工作目標(biāo)為揭露沉艦外部輪廓，專門請打撈局進(jìn)行大范圍抽沙，水下考古隊員則進(jìn)行重點區(qū)域針對性抽泥、測繪、記錄、文物提取等工作，二者相互配合。

在2013—2014年工作的基礎(chǔ)上，調(diào)查隊2015年有針對性地開展重點調(diào)查，抽沙位置選擇在艏、艉進(jìn)行，有利于發(fā)現(xiàn)安裝于艏、艉部的主炮。為了保護(hù)艙內(nèi)文物，大面積抽沙的具體部位沿著艦體外側(cè)進(jìn)行，艙內(nèi)采用小抽管局部揭露重要遺跡。艏、艉部位抽得較深，沿舷邊推進(jìn)到舯部時抽深略淺。此外，調(diào)查隊還在左舷的前部布設(shè)2個小探方進(jìn)行試掘，以便了解堆積情況。經(jīng)過不懈努力，發(fā)現(xiàn)魚雷引信、152mm炮彈、方形舷窗、多種小口徑炮彈等遺物，并且在艏部小探方試掘時發(fā)現(xiàn)帶有“致遠(yuǎn)”艦銘的制式餐具，這些發(fā)現(xiàn)最終確認(rèn)“丹東一號”的身份為致遠(yuǎn)艦。

完成水下調(diào)查工作后，調(diào)查隊采用犧牲陽極保護(hù)法，在艦體不同部位焊接了鋅塊，用來減緩艦體被海水侵蝕的速度，并定期回訪更換鋅塊。

大連莊河“經(jīng)遠(yuǎn)艦”

在2014年開始致遠(yuǎn)艦水下考古調(diào)查時，調(diào)查隊就樹立了區(qū)域系統(tǒng)調(diào)查的思路，將整個黃海海戰(zhàn)交戰(zhàn)區(qū)作為調(diào)查范疇，不局限于單一沉艦調(diào)查，在充分研究歷史資料的基礎(chǔ)上研判其余三艘沉艦撤退航向。根據(jù)多方資料最終將一艘沉艦的位置鎖定在莊河老人石海域附近，并開展調(diào)查，很快通過磁力儀掃測確定了該沉船的位置，隨即潛水進(jìn)行水下測繪、拍照等取證工作。

2016年完成致遠(yuǎn)艦水下考古調(diào)查之后，國家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心啟動新一輪甲午沉艦系列考古調(diào)查工作，以黃海北部、威海劉公島兩個交戰(zhàn)區(qū)為主要調(diào)查海域。2018年7—9月，大連莊河甲午沉艦水下考古專項調(diào)查工作正式開展。水下探明仍有1—2米不等高度的艦體出露海床，可能為正沉狀態(tài)，方向北偏西60°，殘長40多米。海床上只出露船體的鋼質(zhì)外殼，上層建筑無存，由于泥沙填埋，艙內(nèi)情況有待工作探明。經(jīng)過前期探測、對照資料，發(fā)現(xiàn)該沉艦呈倒扣沉沒海底之狀。為探明沉艦形制，重點抽沙工作定在沉艦舯部左舷、艏部最前端、舯部右舷副炮至艦銘牌位置、艉部軍官艙室、鐵甲堡北沿外側(cè)主炮位置、艉部右舷近鐵甲堡處6個區(qū)域分組開展。

沉艦遺址臨近岸邊，水下能見度差，光學(xué)照片模糊不清。為解決水下能見度不足、大范圍遺址宏觀展現(xiàn)較難的問題，調(diào)查隊采用水下三維聲吶掃測設(shè)備（BlueView bv5000）對出露的艦體（包括抽沙揭露的重要艦體部位）進(jìn)行了三維掃描。其中最為精彩的一個畫面細(xì)節(jié)，是在鐵甲堡左側(cè)艦銘處布設(shè)的掃描點獲取“經(jīng)逺”二字的三維模型。艦銘為木質(zhì)，外表髹金，楷書，大小52—57厘米，位于泥下5.5米深，兩字間距1.2米，用一塊整木板使用“減肉”技法雕成，從字體間縫中用鉚釘固定于外殼舷墻上，在水底字體呈倒置狀。

從現(xiàn)場情況推斷，經(jīng)遠(yuǎn)艦是目前所知北洋甲午沉艦里保存最好的一艘?？傆嫾s5米以上的艦體得以幸存，包括大約3米高的生活艙室、2米高的甲板舷墻，以及甲板面上的艦載武器，還發(fā)現(xiàn)唯一完好的艦銘牌，經(jīng)遠(yuǎn)艦銘牌不僅明確了這艘沉艦的身份，也開創(chuàng)了水下三維掃描對精細(xì)遺存的探索方式。

超勇、揚威兩艦

與致遠(yuǎn)艦、經(jīng)遠(yuǎn)艦這樣大規(guī)模水下考古調(diào)查相比，超勇、揚威兩艦的調(diào)查則另辟蹊徑。2021年，根據(jù)文獻(xiàn)檢索，黃海海戰(zhàn)尾聲階段，超勇、揚威兩艦向大鹿島方向撤退，但具體在什么位置仍需更為明確的線索。隨后在當(dāng)?shù)刈咴L摸排時收到附近漁民提供的線索，分析后認(rèn)為在大鹿島南部海域可能會有發(fā)現(xiàn)。通過磁力儀掃測，果然在大鹿島南約10公里處發(fā)現(xiàn)了殘損的艦體，該艦體裸露在海床表面，殘損嚴(yán)重，艦體內(nèi)部構(gòu)件散亂，形成諸多凝結(jié)物并掛滿漁網(wǎng)，根據(jù)文獻(xiàn)判斷可能是揚威艦。大鹿島南約3公里處則發(fā)現(xiàn)了一個和揚威艦磁信號類似的船體，埋在淤泥下，需要進(jìn)一步抽泥才能揭開面紗，綜合判斷這艘艦應(yīng)當(dāng)為超勇。為進(jìn)一步弄清這兩艘沉艦的情況，考古隊員們在低平潮時期使用扎桿在沉艦位置探扎標(biāo)定分布范圍，這種科技與傳統(tǒng)調(diào)查方式的結(jié)合提高了初步調(diào)查階段的精度。

鋼鐵沉艦的發(fā)現(xiàn)、清理與保護(hù)

水下沉艦發(fā)現(xiàn)過程

至此，北洋海軍在黃海海戰(zhàn)中沉沒的四艘軍艦均已找到，調(diào)查過程中科技和傳統(tǒng)手段交叉配合，為甲午沉艦系列水下考古奠定了基本的技術(shù)思路?？萍际侄稳绱帕μ綔y、水下三維掃描的介入，提升了工作效率、探測精度和評估準(zhǔn)確性；高壓抽泥、水底測繪、探扎等傳統(tǒng)手段則保證了考古調(diào)查的基本質(zhì)量；針對水下鐵質(zhì)文物的保護(hù)，犧牲陽極保護(hù)法的使用則是中國水下考古工作者對遺址現(xiàn)場保護(hù)的探索。

磁力探測設(shè)備是發(fā)現(xiàn)鐵質(zhì)沉艦這類埋藏于泥沙之下鋼鐵之軀的必需品，并且通過磁力反應(yīng)信號能夠推算出埋藏沉艦的質(zhì)量。例如在致遠(yuǎn)艦水下考古調(diào)查時，最大磁異常為9436nT，寬度為191.75米，水深為12.7米，定深為2.03米，根據(jù)磁異常的大小及磁探儀探頭到目標(biāo)點的距離，通過磁法反演估算沉艦的噸位約為1400噸。這些數(shù)據(jù)為評估水下沉艦的性質(zhì)、評估項目開展的方向以及隨后的保護(hù)工作打開了思路，在之后對超勇、揚威兩艦進(jìn)行調(diào)查時，由于艦體深埋泥底，于是調(diào)用兩型磁力儀開始掃測，通過掃測發(fā)現(xiàn)遺址點磁力信號清晰、數(shù)據(jù)可靠，殘存鋼鐵大小估算有100噸，這個數(shù)據(jù)與后續(xù)探扎取得的結(jié)果吻合。

中國沿海近岸大量河流匯入，水下能見度非常差，因此如何有效評估水下考古過程中遺址性狀一直是個技術(shù)性難題。經(jīng)遠(yuǎn)艦的水下考古調(diào)查也不例外，調(diào)查時海底懸浮物極多，光學(xué)攝影無法拍出理想照片，如無水下三維掃描，水下抽泥抽沙效果則無法進(jìn)行評估。引進(jìn)這個技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)遠(yuǎn)艦鐵甲堡內(nèi)部有部分凸起物，南部沒入泥中，艦艏有三角形鐵柱（艏柱），鐵柱左右兩側(cè)有片狀鐵板及鐵鏈（錨鏈）等，整體評估效果完整全面。

各類科技手段的介入是甲午沉艦系列水下考古工作的亮點，而傳統(tǒng)水下考古發(fā)掘的技能也在不斷探索中日益精進(jìn)。文獻(xiàn)資料的收集、水下抽泥設(shè)備的改進(jìn)、水下鐵質(zhì)文物保護(hù)方法的探索都成為項目順利完成的保證。

文獻(xiàn)資料主要有三類，一是艦船檔案，北洋海軍所屬戰(zhàn)艦，絕大部分是從國外購回，從建造到交付有大量的文獻(xiàn)檔案，這些檔案是判定出水文物性質(zhì)的重要依據(jù)，調(diào)查隊在甲午沉艦系列水下考古工作初期開始就從各類渠道收集相關(guān)檔案并進(jìn)行研讀；二是交戰(zhàn)記錄，甲午海戰(zhàn)爆發(fā)后，日方在交戰(zhàn)過程中有大量的記錄以戰(zhàn)史、日記、回憶錄的形式保存下來，這些資料為搜索、尋找沉艦遺址提供了方向；三是各類方志，甲午海戰(zhàn)爆發(fā)地的方志記錄有一些重要戰(zhàn)役、沉船地點、北洋人員等相關(guān)信息，這部分材料也在一定程度上補充、完善了對北洋海軍、甲午戰(zhàn)史的研究。

水下清理

水下抽泥是進(jìn)行局部發(fā)掘的重要手段。在面對堅硬的水底硬泥時，僅靠抽泥管硬抽無法滿足需要，水下考古隊員自制的加壓水炮（也稱攻泥器）起到了重要作用。致遠(yuǎn)艦水下考古調(diào)查工作時，沉船范圍大、埋藏深，周邊泥土非常堅硬，6公斤水壓完全無法沖開板結(jié)在艦體周圍的泥墻，最后只能加到10公斤，但這種沖擊力無疑會大大增加水下操作的風(fēng)險，最后經(jīng)過分析探討，自制攻泥器應(yīng)是最可靠安全的解決方案。設(shè)備的原理很簡單，就是通過鋼管的收縮來提高水炮沖擊力，提升沖泥效果。攻泥器總長200mm，前部裝有噴嘴—直徑為17mm的鋼管，在距噴嘴50厘米處鉆有4個反射孔，鋼管中部在距噴嘴100厘米處也鉆有4個反射孔，后端與直徑為63mm高壓水膠管連接。使用時根據(jù)沉船型線擺準(zhǔn)位置開通高壓水，向沉船底部另一側(cè)穿攻，攻入沉船底部沖泥時，前端沖散的泥漿都被反射孔的高壓水驅(qū)動向后流出，攻泥器向前推進(jìn)。加接的中部鋼管所需節(jié)數(shù)，需根據(jù)沉船穿引寬度決定。這套高壓水炮工作時需要抽泥管在一旁跟隨配合，目的是不讓渾濁的泥漿影響整個作業(yè)區(qū)的能見度，出水口端用一個金屬網(wǎng)格焊接成的過濾框不斷接收被抽上來的小件器物。

科技保護(hù)

對于整個甲午沉艦系列水下考古工作而言，現(xiàn)場保護(hù)貫穿了水下考古全過程，包括水下文物加固、提取，以及出水后的清洗、分析與保護(hù)處理。尤其是鐵質(zhì)文物，如果不盡快文保介入，長期浸泡在海水環(huán)境下的鐵質(zhì)文物會成為一塊“凝結(jié)塊”，致遠(yuǎn)艦水下考古工作結(jié)束時采用犧牲陽極保護(hù)法，在沉艦鋼鐵外殼上焊接陽極鋅塊，以減緩海水對鋼材的腐蝕降解。2018年經(jīng)遠(yuǎn)艦也同樣采用了此保護(hù)措施，并且事后多次回訪這些遺址，已驗證焊接陽極鋅塊的保護(hù)措施是有效的，這一保護(hù)思路也在之后的工作中得以貫徹，當(dāng)然篩選出更好的陽極材料是下一步文物保護(hù)科研的重點。

黃海北部甲午沉艦的調(diào)查工作已經(jīng)告一段落，在這一海域的系列水下考古工作是開創(chuàng)性的，工作過程中調(diào)查思路不斷優(yōu)化，技術(shù)手段也不斷豐富，目前相關(guān)研究成果也陸續(xù)出版，為后續(xù)水下考古工作的開展打下堅實的基礎(chǔ)，但對這些沉艦進(jìn)行深度發(fā)掘、利用、保護(hù)的工作才剛剛開始，需要我們進(jìn)一步思考和探索。

（作者為國家文物局考古研究中心副研究館員）