“南海一号”打捞过程中的水下定位和姿态监测

"南海一号"是我国2007年底在广东阳江水域打捞出水的一条宋代沉船。为了更好地保护该船,打捞过程采用了"整体打捞"技术方案。为了保证打捞中水下定位和提升过程姿态检测准确无误,天津水运工程科学研究所将国际上最先进的姿态传感器和水下超短基线定位系统成功应用于"南海一号"打捞的定位和姿态监测过程中,为成功打捞沉船提供了重要的技术和安全保障。文章介绍了打捞的技术难点、技术方案和打捞过程。

“南海Ⅰ号”出水古陶瓷器科技分析研究

“南海Ⅰ号”沉船位于我国广东省阳江市，出水大量陶瓷器的产地研究及腐蚀产物研究是“南海Ⅰ号”研究的重要课题。本文利用微聚焦X射线荧光光谱仪（μ-XRF）对“南海Ⅰ号”沉船出水部分的青白瓷、青瓷、绿釉陶的胎釉以及绿釉陶的腐蚀物进行成分分析，并利用体视显微镜以及拉曼光谱仪对绿釉陶表面的腐蚀物进行观察和物相组成分析。元素分析结果表明：一类青白瓷样品胎体具有低铝高硅的特点（ Al2O3含量低于19%，SiO2含量约73%），属江西景德镇湖田窑，而另一类青白瓷可能产自福建，具体窑口的确定还有待进一步对比分析才能得出明确的结论；青瓷样品胎体具有高硅低铝的特点（ Al2O3含量13.32%-19.12%；SiO2含量72.89%-78.30%），属浙江龙泉窑；绿釉陶样品的特征与福建地区瓷土较为符合，可能来自于福建磁灶窑。拉曼光谱物相分析结果表明，绿釉陶的主要腐蚀物的矿物组成为炭黑、白铅矿与磷酸铅。此项研究成果为出水陶瓷器的产地研究、陶瓷器腐蚀机理探究、出水陶瓷器保护等提供了重要依据。

“南海Ⅰ号”沉船木材的微束XRF面扫描分析

“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船,沉没于我国广东省阳江市东平港以南约20海里处,发现于1987年,经多次水下考古调查后,于2007年严格按照水下考古规范,成功地将其整体打捞出水,迄今为止中国境内发现的年代最早、船体最大、保存最完整的古沉船。由于在海底埋藏达800年之久,因此船体和及其所承载的木质文物,在海水中盐份以及各种微生物的协同作用下,发生了严重的物理化学和生物降解作用,使得原有的木材成分大量降解流失,木质纤维间的支撑力减少,导致强度降低,结构糟朽。硫铁化合物是海洋出水木材的重要病害来源,因此铁、硫元素的含量、分布以及赋存状态,对海底出水有机质材料的研究和保护具有重要的学术价值。由于制样和传统方法限制,难以对出水木材中的铁和硫进行原位无损分析,同时分析速度和测量成本亦是难以克服的困难。微束X射线荧光技术,特别是基于常规X光管的微聚焦技术,为该问题提供了便捷、快速、可靠、无损和低成本的解决方案。基于此,选择“南海Ⅰ号”出水船体为研究对象,应用最新的多导毛细管微聚焦X射线荧光光谱技术,并结合拉曼光谱分析,对出水木材中的铁、硫含量和分布进行了面扫描分析。结果指出,样品中的铁、硫元素分布不均,存在多种赋存形态,揭示了元素分布特点和规律为研究水木材中硫、铁的来源、富集以及耦合关系等提供了线索。研究表明,微束XRF技术可有效分析不规则、不均匀的饱水木材中不同部位铁、硫丰度,在二维尺度上揭示元素的分布情况以及其相关性。研究结果可为探讨海洋出水木材中的硫、铁及其化合物的沉积和循环机制以及相关文物保护和修复工作,提供重要的科学支持和有益借鉴。

宋代远洋贸易商船“南海一号”出土植物遗存

南海一号沉船是一艘南宋时期的远洋贸易商船,从中出土了3105粒植物种子和果实,其中绝大多数是可食用植物,分为核果类、坚果类、浆果类、荔枝类、瓜类、香料类和谷物类。通过分析,南海一号沉船出土植物遗存属于远洋航行所携带的食物,其中以利于长期保存的坚果、凉果和蜜饯为主,这些植物类食物的产地与该船始发地福建泉州港相关。在南海一号沉船上发现的花椒和胡椒都是当今世界上重要的调味品,其中的胡椒是我国迄今见报道的考古发现的年代最早的胡椒实物。

“南海Ⅰ号”研究中历史文献与考古资料的相互补证——对现有研究史料和路径的检讨

“南海Ⅰ号”已经发掘完毕,其研究也必将进入一个新的阶段。“南海Ⅰ号”需要多学科的综合研究。历史文献与考古资料的结合是基本的方法。一方面运用历史文献时需要重视对史料性质的辨析和历史背景的理解,另一方面需要充分发掘利用“南海Ⅰ号”完整和丰富的信息,补充文献记载的不足,推进相关领域的研究。

“南海Ⅰ号”沉船发掘纪略

“南海Ⅰ号”是海上丝绸之路上的一颗璀璨明珠,在长眠海底800余年之后,中国水下考古人逐步揭开其神秘面纱。文章以“南海Ⅰ号”沉船考古项目为研究对象,在分析“南海宋元沉船”调查定位的基础上,研究制订“南海I号”打捞方案,并给出整体打捞与博物馆建设的并行措施,同时对“南海Ⅰ号”发掘成果进行展示,希望其考古成果及技术创新永载世界水下考古史册。

对“南海Ⅰ号”古船舱壁信息的解析

我国“南海Ⅰ号”的出水发掘与保护是一次多学科协同的实践,目前完整呈现的14道舱壁体现了独特的木挂锔连接、肋骨加强、局部双层舱壁板等船体构造与工艺信息。文章通过对各舱壁板构件的测绘、典型横剖面构件的信息分析,特别是与泉州宋船、新安船的挂锔连接方式进行比照,分析了“南海Ⅰ号”舱壁上的典型结构特点,从外板与舱壁连接的视角阐释了古代海上丝绸之路上中国船舶结构的牢固性。

南海一号:中国海底文化遗产一种现实的保护模式

原地保护是保护海底文化遗产的最好办法,但由于文物保护部门执法资源有限,目前不可能对我国现存的诸多海底文化遗产实施就地保护。作为一种无奈的选择,抢救性发掘集中保护是一种现实的选择。"南海一号"的保护方法实现了文物保护与经济发展的双赢,是一种现实可行的保护模式。地方性法律可以先行探索确认这一保护模式。

南海一号出水景德镇窑与龙泉窑青瓷特征的无损分析研究

古代陶瓷产地研究是陶瓷考古的重要内容,也是科技考古工作者研究的重点。目前国内古代陶瓷产地研究主要依赖化学成分分析技术,对陶瓷釉层结构特征的无损分析研究却相对缺乏,难以对古代陶瓷进行全方位的认知。该研究首次将光学相干层析(OCT)与X射线荧光(XRF)光谱分析技术相结合,对南海一号沉船出水的南宋初期景德镇窑和龙泉窑青瓷瓷釉的断层结构特征和化学成分特征进行综合无损分析研究。首先采用扫频OCT成像系统对两个窑址青瓷瓷釉断层结构及装饰工艺特征进行了研究,分析了青瓷瓷釉类型、釉层厚度、釉层内气泡、包裹体、表面裂纹等特征及分布状况,对比了两窑址青瓷瓷釉断层结构特征,确定了可能采用的装饰工艺。其次,利用X射线荧光(XRF)光谱分析获得了两窑址青瓷胎釉的化学成分,对比研究了两个窑址青瓷胎釉化学成分差异,进而探讨了瓷釉断层OCT图像特征与釉层化学成分之间存在的联系。实验结果表明,景德镇青瓷和龙泉青瓷样品在釉层厚度、气泡、裂纹、包裹体等瓷釉断层结构特征上差异明显,在胎釉化学成分方面,两类青瓷在胎釉着色相关元素、釉层碱性氧化物等成分含量上也存在差异。同时,瓷釉断面结构特征差异与釉层化学成分差异存在紧密联系。实验证明,将OCT与XRF相结合是一种有效的辨别瓷器窑口的科学技术方法。

“南海Ⅰ号”古沉船整体打捞技术操作

为了便于发掘和保护"南海I号"及船上的文物,设计一套整体打捞方案,首先将一特制钢沉井压入海底泥土中将沉船罩入其中;然后将底托梁穿过钢沉井底部从而将沉船整体包裹起来;接着将钢沉箱连同其内的沉船吊起并运到岸上,实现了沉船整体打捞。

考古出水脆弱遗存的临时加固提取技术探索——以“南海Ⅰ号”为例

文章对薄荷醇用于潮湿环境下脆弱遗存的临时加固提取进行了探索.在“南海Ⅰ号”沉船脆弱饱水木质文物的发掘保护过程中,经过必要的脱水处理后,薄荷醇对糟朽隔仓板的加固取得了良好效果,并实现了现场整体提取.

当自印度洋返航——泉州湾宋代海船航线新考

1974年泉州后渚港发现了宋代海船后,学者们对这艘宋代海船进行了全面和深入的研究。笔者结合目前的考古和国内外文献,重新解读有关的考古分析,从宋代海船发现的香料、货贝和环纹货贝、船体附着物的地理分布、宋元两代中国海舶航行印度洋的文献,以及最近南海发现的另外两艘宋代海船这五个方面加以论述,认为泉州湾宋代海船应当自印度洋返航。

南海盛开号浮式储油装置外输管线扫线系统改造

陆丰13-1油田的浮式储油装置南海盛开号上的外输扫线系统自从油田投产以来一直采用柴油作为扫线介质,造成了柴油的巨大浪费,增加了南海盛开号的操作费用,同时也不符合国家节约能源的政策,通过对原始的工艺进行分析,提出了利用浮式储油装置FSOU上的经过处理的锅炉尾气作为扫线介质的技术方案,并成功地应用与该储油装置上,取得了良好的运行效果和经济效益。

“南海Ⅰ号”船载铁器初探

"南海Ⅰ号"沉船发掘至今,铁器数量仅次于陶瓷器,是船上重要的货物之一,主要以铁条、铁锅为主。宋代的冶铁技术先进,铁产量巨大,福建自古以来矿产资源丰富,是产铁冶铁的地区,为"南海Ⅰ号"船载铁器创造了海外贸易条件;因此铁器的生产销售对研究宋代铁器海外贸易具有非常重要的意义,也更正了在资料阙如的情况下对船载铁器的认识。

随钻下套管技术——在我国南海油田的首次应用

随钻下套管技术是80年代末90年代初发展起来的新工艺。本文介绍其基本理论、作业程序和应用实例。实践证明,该工艺具有创意新颖、安全可靠、操作简单和经济效益高等特点。该技术首次在我国海上油田——南海流花11—1油田的应用收到了较好的效果。

南海发电一厂制氢站设计

介绍南海发电一厂制氢站的设计方案,指出制氢站改造的新旧管道连接,如何保证其安全性等一些特点及难题,提出采用对制氢站采取停机措施后,截断并封堵往主厂房的氢气管路,用氮气吹扫余留的氢气后才进行现场焊接的过渡方案,达到了良好的设计效果。并列举了在设计过程中采用的一些创新与优化设计,如冷冻水系统、氢气贮存系统、外购氢系统等,以供同类火力发电厂扩建工程参考。

“南海Ⅰ号”底托梁的穿引工艺

底托梁的穿引是"南海Ⅰ号"整体打捞中的关键工序之一,其成功与否直接关系到整个打捞项目的成败。在水下工程施工中,通过穿引底托梁封闭底部开口的钢沉井,使底托梁和整个钢沉井结构共同受力的施工技术在国内外尚属首创。介绍底托梁穿引的难点和主要施工工艺,为类似工程设计和施工提供借鉴。

“南海Ⅰ号”沉船底部海泥的科技分析

“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船,沉没于中国广东省阳江海域,于2007年被整体打捞出水,是迄今中国境内发现的年代最早、船体最大、保存最完整的沉船,出土文物18万余件。文章通过X射线衍射分析、热分析、显微分析、红外光谱分析、拉曼光谱以及扫描电子显微镜能谱等方法检测海泥的矿物成分、有机质和可溶盐等,结果发现“南海Ⅰ号”底部海泥的主要成分是石英和粘土矿物,有机质含量为6.62%,可溶盐含量为0.6%,成分主要是NaCl、CaSO_(4),还有少量的MgSO4和KCl。海泥pH值为7.74。“南海Ⅰ号”的埋藏环境关系到木质船体、陶瓷器等大宗船载货物的劣化机理研究,对沉船考古发掘和文物保护具有重要意义。研究可为“南海Ⅰ号”沉船出水文物保护提供一定的科学支撑。

宋代海底沉船“南海Ⅰ号”出水木质文物中细菌类群

【目的】通过对"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物标本中细菌类群的分析,了解饱水木质文物中的细菌类群并推测细菌对木质文物损害的机制。【方法】应用Illumina Mi Seq测序平台对采自该沉船的10份木质文物标本中细菌V3–V4序列进行测序与分析,比较各标本中细菌群落的组成差异。【结果】根据97%序列相似性得到3 780不同的细菌OTUs,分属34目、35科的187个属;多数细菌OTU属于变形菌门(Proteobacteria)细菌,占全部细菌OTU的52.9%,在细菌纲水平上γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(占17.9%)是丰度最高的细菌纲。德沃氏菌属(Devosia)(3.5%)是"南海一号"沉船样品丰度最高的属,其他分别属于甲基娇养杆菌属(Methylotenera)(2.4%)、鼠尾菌属(Muricauda)(1.2%)。其中氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、中国农大湖积物杆菌(Lacibacter cauensis)、德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)、德沃斯氏菌属(Devosia)、沉积物杆状菌属(Sediminibacterium)、缺陷短孢单胞菌(Brevundimonas diminuta)和门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)在所有样品中均可检测到。【结论】"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物存在着种类丰富的好氧与厌氧细菌种类,多种细菌类群具有较好的纤维素降解能力与铁硫元素转化能力,控制细菌群落中参与分解纤维素的细菌与铁硫循环菌活性对于保护木质文物有重要作用。

“南海Ⅰ号”沉船出水铜钱的腐蚀研究

以"南海Ⅰ号"沉船出水的铜钱作为研究对象,运用金相显微镜、三维视频显微镜、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、扫描电镜与能谱仪(SEM-EDS)等对其表面凝结物和腐蚀产物成分进行分析,并对其腐蚀过程进行了研究。结果表明:铜钱属铅锡青铜,铜含量在94%左右。腐蚀产物主要有Cu2(OH)3Cl、Cu2O、Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、Cu(SO4)2等。铜钱表面凝结物富集,基体变薄,Pb元素不均匀分散其中。腐蚀产物中Sn含量较高,部分Cu元素已经腐蚀,并从基体转移到了外围腐蚀产物和凝结物。本研究丰富了我国海洋出水铜器科学认知和保护方面成果。