西沙群岛的水下考古

水下考古_华光礁Ⅰ号沉船遗

水下考古

西沙水下考古调查

海南于20世纪80年代末建省，是全国最年轻的省份，同时也是陆地面积最小的省份。由于海南特殊的地理位置和历史因素，其陆上文化遗产资源无论在数量上还是质量上都无法与内陆省份相提并论。但是，海南作为全国海洋面积最大的省份，在约200万平方公里蔚蓝的大海里蕴藏着极为丰富的水下文化遗产资源。据专家估计，南海埋藏着不少于2000艘沉船。

一、西沙群岛水下考古工作概况

1.西沙群岛简介

西沙群岛西北距海南岛约180多海里，是中国南海四大群岛之一，由永乐群岛和宣德群岛组成，共有22个岛屿，7个沙洲，另有10多个暗礁、暗滩。西沙群岛自古以来就是中国大陆到东南亚和印度洋的海上航线的必经之路。千百年来，那些满载着陶瓷、丝绸、香料等货物的商船在此驶过，这一航线因而有了“海上丝绸之路”的美称，西沙群岛也成为其中的交通枢纽。

2.主要水下考古工作

1998年底至1999年初，在西沙群岛的北礁以及华光礁、银屿等地点完成了水下文物的调查与试掘工作，共发现了13处古代遗存，年代涵盖五代、宋、元、明、清，遗存分布于珊瑚环礁的礁盘上，出水文物及标本达1500余件。

2007年至2008年，华光礁Ⅰ号沉船遗址抢救性发掘。第一阶段主要完成沉船遗址船内承载物的发掘和船体全面测绘；第二阶段完成船体发掘，对船体构件进行编号测绘。出水文物近万件，陶、瓷器占绝大部分，陶瓷产地主要为福建和江西景德镇，陶瓷产品按照釉色分类主要有青白釉、青釉、褐釉和黑釉几种，器型主要为碗、盘、碟、盒、壶、盏、瓶、罐、瓮等。提取船板511块。

2009年至2010年，为配合第三次全国文物普查，海南省相关行政、业务单位联合多方力量，对西沙群岛进行了较为系统、全面的水下考古调查，发现了丰富的水下遗物点和沉船遗址，基本摸清了西沙群岛海域礁盘内外附近水下遗址的堆积面貌、保存现状及其分布规律等情况。

二、常用的水下考古调查方法

水下考古调查方法主要有遥感探测和人工目测探摸两大类。遥感探测是人工目测的基础和前提，有了遥感探测的前期铺垫和数据支撑，就能为进行人工目测提供线索，高效地完成调查任务。

1.遥感探测

遥感是一种非接触、远距离的探测技术，利用磁、声、光等介质探测远方物体对电磁波的反射及其发射的不同电磁波的信息。水下考古调查所利用的遥感技术的主要工作原理是：运用工作船上的遥感器对水底及水底以下物体的电磁波的辐射、反射特性进行探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析，进而了解海底地形和埋藏情况。目前国内多采用水声探测，即通过跟踪声波的传播速度、过程与时间来测量声音发出或抵达的位置，从而鉴别对象的位置。常用方法为海底地貌仪探测法和浅地层剖面仪探测法。

（1）海底地貌仪探测法。海底地貌仪即旁侧声纳，是利用声波在水中传播和反射的原理设计制造而成的一种海底地貌探测装置。通过这一装置可以绘制出一幅海底表层的地貌图，从而发现海底表层水下遗址的位置，同时通过图像还可以了解到水下遗址的外形及高差。

（2）浅地层剖面仪探测法。浅地层剖面仪是在超宽频海底剖面仪的基础上改进，对海洋、江河、湖泊底部地层进行剖面显示的设备。在水下考古调查中，浅地层剖面仪可以用来探测埋藏于海底泥沙中的水下遗址，甚至可以了解其堆积层次、范围、内涵等。

2.人工目测探摸

人工目测探摸是一种直观的调查方法，主要是水下考古工作者在水面浮游观察水底或利用轻潜水装备潜入海底进行目测搜索，在可能出现水下遗址的区域进行调查。主要方法有平行搜索、圆周搜索、水面牵引搜索、随机搜索。

（1）平行搜索，是一组水下考古队员在水下遗址的可疑区域间隔一定距离，按照一定方向潜游，靠肉眼观察、搜寻的探摸方法。在实际操作中，潜游时的方向确定主要依靠水下考古队员佩带的水下罗盘。

（2）圆周搜索，即水下考古队员以既定点为圆心，绕其进行圆形搜索的方法。实际操作是以某一可疑区域中的某点为圆心，用一根标有刻度的搜索绳或皮尺为半径，在搜索绳或皮尺上每隔一定距离（一般相隔距离小于两倍的水底能见度）安排一个水下考古队员，拉着搜索绳或皮尺绕圈搜索。

（3）水面牵引搜索，水下考古队员佩带一定的潜水装具浮游于水面，利用小型工作船拖拽前进进行目测搜索。该方法可以节省考古队员的体力，提高搜索效率。此法通常在海水能见度高且深度小的海域进行。

（4）随机搜索，在水下地形、地貌比较复杂的水域，不适合进行平行及圆周搜索的情况下多采取此法。通过随机搜索方式为判断一定区域内的遗物、遗迹分布情况提供重要参考。

三、西沙群岛水下考古调查常采用的方法

西沙群岛海域因其特殊的自然环境，主要采用的调查方法有水面平行搜索、水面牵引搜索、自由搜索、便携式水下金属探测仪搜索。

水面平行搜索：类似于前面提到的平行搜索，因为西沙海域能见度高，且大多数遗物、遗迹埋藏较浅，所以多采取水面调查。水下考古人员穿着潜水服，佩戴面镜、呼吸管及脚蹼，沿一定方向浮游，同时目视调查海底情况。

水面牵引搜索：水下考古人员穿着潜水服，佩戴面镜、呼吸管及脚蹼，浮游在水面，由小型工作船拖拽行进，沿途目视搜寻海底。

自由搜索：即在一定范围内由多名水下考古队员自由搜寻。在水下遗址范围大致确定后，且水深较浅不利于行船的海域，多采取此法，以进一步确定遗物分布最密集的区域、遗址的相对中心位置。

便携式水下金属探测仪搜索：水下考古队员在水下搜索过程中使用便携式金属探测设备，在可疑区域进行探测。通过金属探测设备的提示来判断海底是否有金属遗物，进而为遗址范围的确定提供重要参考。

四、西沙群岛水下考古调查方法适用性的分析

1.工作范围

西沙群岛海底地形为南海北部大陆坡的西沙台阶，是一个水深1500米～2000米的海底高原，珊瑚礁林立。目前水下考古队员所采用的主要是轻潜水装备，工作深度范围在30米以内。因此，就目前工作情况而言，西沙群岛海域水下调查主要集中在各岛礁的内部和周边较浅的区域进行，深度范围在0.5米～30米。

2.西沙群岛水下调查立足于渔民和向导提供的线索

西沙群岛海域辽阔，若在没有任何线索的情况下进行遥感探测，这和大海捞针没什么区别。所以西沙海域水下考古调查多是在翻阅历史资料的基础上，再向长期在西沙捕鱼的渔民搜集信息，获得较为准确的线索后有目的、有针对性开展的。

3.沉船遗址以及遗物点分布情况

西沙群岛暗礁、暗滩有10多个，这些暗礁对航行威胁极大。就目前掌握的资料和已做的工作所知，沉船遗址和遗物点多分布在暗礁的边缘及周边海域。从沉船过程来看，这一现象并不难理解。船行至暗礁某一边缘地区触礁后，随海水流动，漂至礁盘边缘内侧或外侧，最终沉没。这种对于沉船过程的推测为我们寻找水下遗物点以及沉船遗址提供了重要的依据。

4.海水能见度高

西沙群岛远离大陆，受污染少，海水十分洁净，海水能见度最好时超过25米。如此高的能见度对于开展人工目测探摸极其有利。

5.海底底质情况

西沙群岛岛礁礁体均以造礁石珊瑚为主体，伴生有藻类、鱼类、有孔虫等礁居生物，海底表层沉积主要是珊瑚碎屑、中粗砂、贝壳等。海底底质为珊瑚、砂、岩石，会严重制约声波穿透深度，浅地层剖面仪的探测效果会受到严重影响。因此，西沙群岛的海底情况不适合使用浅地层剖面仪探测法调查。

6.海底生物

西沙海域地处热带中部，水温、水质极易适合珊瑚、藻类以及其他海生物生长，这对水下遗物会造成很大影响。海底生长大量珊瑚，极易对线绳产生缠绕，故对圆周搜索造成困扰，不利于进行圆周搜索。同时，经过长时间在海中的埋藏，绝大多数遗物表面会附着珊瑚或各种海生物，使之失去原来的面貌。有的甚至和一些海生物胶结在一起，本身性质都发生很大变化。这些情况对水下考古队员的调查造成很大影响，严重制约了调查效率。针对这种情况，我们使用便携式金属探测仪，在可疑区域对铜钱、船体金属构件或其他金属遗物进行探测。通过对金属遗物的确认，进而在其周边扩大搜索范围，以提高调查效率。

五、小结

西沙群岛远离大陆，其特殊的地理位置造就了独特的自然环境：海水透明度高，海洋生物丰富，海底生长有大量珊瑚。这些不同于我国大陆其他沿海海域的特点决定了在这片海域开展水下考古调查时方法使用的特殊性。就目前工作情况来看，西沙群岛海域的水下遗物、遗迹多分布在礁盘的边缘地带，这些区域海水深度变化较大、海底情况复杂，且多珊瑚。针对这些特点，这一区域的水下考古调查我们多采用人工目测法和小型便携式仪器探测，主要有水面平行搜索、水面牵引搜索、自由搜索、便携式水下金属探测仪搜索。我们因地制宜地采用相对适合这种特殊环境的调查方法，以提高调查效率。

水下考古绘图

考古绘图是水下考古研究工作中一个重要的组成部分，即利用制图学的理论和技术来记录说明考古材料。考古绘图的制图技能包括机械（工程）制图与效果图的绘制，机械制图主要是应用于对船舶的三视图的绘制；效果图主要应用于出水器物图的绘制。考古绘图不是一般的美术素描，其中包含着考古专业的内容，通过长期的实践、积累和总结，已经有一定的规范。迄今，考古绘图仍然以手绘的方法为主，费时、费工，面对大量的考古绘图工作，考古工作者开始逐步探索利用计算机辅助绘图的方式更高效、更精准地完成绘图工作。笔者在吸取了考古前辈们绘图工作经验，并结合自身的绘图实践以及对相关绘图软件的了解的基础上，总结了利用计算机辅助水下考古绘图的相关方法，拟从出水器物图的绘制、水下遗迹的测绘及其拼接和沉船的船体型线图绘制三方面谈谈对水下考古绘图的一些粗浅认识。

一、出水器物图的绘制

出水器物图的绘制是水下考古工作中的一个重要环节，考古调查、发掘和研究都必须借助于绘图、编写简报、报告和撰写论文。运用工程制图的三视图（正视、侧视、上视）可以将器物的大小形状、花纹准确无误、全面充分地表现出来，达到见图如见物的效果，为科学研究提供可靠的资料。

随着信息技术的发展和普及，传统的手工绘图已经逐渐被计算机辅助绘图所代替。以前手工制图需要花费大量的时间与精力，现在越来越多的考古工作者已采用计算机制图，不但快速准确，还有人工所不及的效果。Adobe公司开发的photoshop软件是一款专业的图像处理软件，它不仅在处理照片、图片时具有强大的专业功能，而且通过软件的某些特性还可以帮助我们完成考古器物绘图工作。计算机辅助绘图采用数码摄影与计算机图像处理结合的方法绘制器物图。

用photoshop软件绘制考古器物图，其步骤是：

1.按照透视原理，摆置器物、架设数码相机，采集器物的图像用于起稿。

2.将图像输入计算机。

3.用photoshop软件中的工具调整器物轮廓和纹饰，使其达到理想效果。

4.根据器物特点和剖面类型，用photoshop软件中的套索、钢笔、画笔等工具进行线条的勾勒和描绘。

5.运用软件中的抽出、图像曲线调节、添加蒙版等功能绘制器物的纹饰或肌理。photoshop软件的功能非常丰富，尤其在绘制器物的纹饰肌理方面尤其突出，可以达到意想不到的效果。

6.储存和输出器物的数字图像。

在绘图过程中需要注意的是：

（1）用于印刷的器物图片精度最小要达到300dip（像素∕英寸），所以在绘制器物图的最初就要设定好分辨率的大小。一般是经过photoshop打开，用“图像”→“图像大小”一项来确认其精度。

（2）利用photoshop中的标尺和参考线可以控制图形各部位的尺寸，与实物进行精确的比较和校正，利用度量工具按照比例进行绘制。

（3）图像文件最好保留未合并图层的psd文件格式，便于修改调整。

（4）在摄影时，为了尽可能地减小误差，相机与器物之间的距离尽可能要远一些，最好采用望远镜头。如果把相机放得足够远，透视投影的结果与正投影的结果相差就很小，在精度上就更有保证。

（5）摄影是计算机绘图起稿的关键，在摄影时应根据器物的特点，调节灯光的强弱和角度，取得能充分表现器物的纹饰的图像。

二、水下遗迹的测绘及其拼接

水下发掘遗迹的测绘，即二维平面测绘和三维剖面测绘，发掘遗迹的测绘是复原船体等形态与结构的根本依据，要求做到十分的精确。

1.水下遗迹的二维测绘

（1）水下测绘的工具：绘图板、米厘格纸、铅笔、橡皮。

（2）记录方法：水下遗迹的二维测绘是考古工作者着潜水装备在水下通过手绘完成的。二维测绘、记录是运用平面正投影图的方式，将水下发掘的遗迹现象描绘、记录下来。一般视能见度和遗迹类型、遗物分布情况，使用一个2米×2米或1米×1米的矩形框架罩在遗迹上方，框架内用铁丝或绳索拉出间隔10厘米的纵横网格，根据遗迹现象在这个框架网格中的分布状况，将其实测描绘在水下记录专用的米厘格纸上。遗迹现象内分布的器物，也分别以探方及其可能的地层为单位予以编号处理，并记录在米厘格纸上。

对于大规模的遗迹现象，可以使用这一矩形框架连续测绘，在水上完成整体拼接图。

2.水下遗迹测绘的拼接步骤

（1）利用扫描仪把记录在米厘格纸上的线图扫描到计算机里，得到数字图像（在扫描时可适度选择稍大的分辨率）。

（2）通过photoshop软件里的钢笔、笔刷、橡皮等工具按照米厘格纸上的线图勾勒出清晰的线条。

（3）通过使用图层功能、图层调板和相应的工具，把它们按照探方号拼接到一起。

（4）绘制指北针和比例尺，通过使用直线工具、度量工具，可以绘制出符合考古绘图规范的小箭头单线指北针和比例尺。

（5）储存和输出拼接好的数字图像，通过执行菜单中图像∕图像尺寸，可以在不损害图像质量的前提下，缩小到打印范围之内，便于打印出版。

三、沉船的船体型线图绘制

在水下发掘遗迹的三维勘测中，最重要的是沉船船体三维型线的勘测、复原。型线图是现代船舶工程学上用来表示船体外形的一组线图，它是船体的三个相互垂直投影面（横向上的正投影面、纵向上的测投影面、水平投影面），所形成的三个方向上等分位置的正投影外轮廓线（横剖面型线、纵剖面型线、半宽水线）。横剖面型线是船长方向上等分位置的横剖面在正投影面上的投影外轮廓线，反映的是船体的端视形态；纵剖面型线是船宽方向上等分位置的纵剖面在俯投影面上的投影外轮廓线，反映的是船体的侧视形态；半宽水线是船深方向即吃水方向上等分位置的水平剖面在水平投影面上的外轮廓线，反映的是船体的侧视形态。三组型线图是相互垂直的，每一组线在另外两个投影面都表现为直线。型线图是完整、准确地反映船体双向曲面的外形及其在长、宽、高三个方向上变化情况的最基本和最重要的图样，根据测量数据可以绘制出古代沉船的三维型线图。

由Autodesk公司开发的Auto CAD绘图程序软件是目前绘制船体型线图的主要绘图软件。Auto CAD是国际上广为流行的专业绘图工具，它具有完善的图形绘制功能和强大的图形编辑功能，很适合绘制比较复杂的图形，能够满足考古绘图人员的需求。

Auto CAD软件绘制的步骤是：

1.设置图幅→设置单位和精度→建立若干图层→设置对象样式→开始绘图。

2.使用1：1的比例，根据绘图的具体内容设置不同的图层、颜色及线宽，这些都应由图层（BYLAYER）控制。

3.根据测量所得到的数据，可以利用LINE、XLINE、RAY、PLINE、MLINE等命令绘制船体型线。

4.注释文本，根据实际绘图情况调整文字的高度和宽度。

5.储存和输出，绘图使用1：1比例，为改变图样的大小，可在打印时于图纸空间内设置不同的打印比例。

利用Auto CAD制图时可以参考以下几点：

（1）在Auto CAD中，使用LINE、XLINE、RAY、PLINE、MLINE命令均可生成直线或线段，但LINE命令最为灵活，使用的频率也最高。

（2）在只绘制水平或垂直的直线时可以选择启用使用正交模式。

（3）在使用绘图命令时，根据实际绘图的需要进行捕捉设置，F3切换。

（4）利用复制、偏移命令可绘制等距的线，当一次生成多条彼此平行的线段时，可选择MLINE命令。

（5）熟练使用快捷键可提高绘图速度，如直线工具（LINE）的快捷键是“L”，镜像工具（MIRROR）的快捷键是“M”，复制（COPY）的快捷键是“CO”。

相较于传统的手工绘图，利用photo shop、Auto CAD等设计软件辅助绘图可以大大地提高效率，一幅图的绘制过程可以在很短的时间里完成，这是手工绘制无法比拟的。对于考古工作人员，如果会应用相关设计软件，经过短时间的培训，就可能掌握上述绘图方法。这种计算机辅助的绘图方式可以更好地为当前水下考古工作服务。

出水文物的现状与保护修复

华光礁Ⅰ号沉船历经2007年、2008年两次水下考古工作，共发掘出水陶瓷器近万件、铁器、少量铜镜残片以及沉船船体511块，目前全部存放在海南省博物馆。“华光礁Ⅰ号”沉船船体及出水遗物对研究我国造船史、海外交通史、对外贸易史以及地缘政治等，都有着非常重要的意义。

一、出水文物基本情况

1.沉船船体

船体共511块，约21立方米。大部分船板长度在5、6米以上，最长的达14.4米，宽度也在30厘米以上，最宽的甚至超过45厘米。船体构件体量大、数量多、形态复杂，船体构件除龙骨等一部分保存相对完整外，其他船板糟朽程度不一，有些船板腐朽比较严重，一碰就会碎裂；有些船板被生物腐蚀。这些现状给保护修复工作带来很大的难度。

2.陶瓷器

陶瓷器近万件，以青白釉、青釉居多，还有一些酱釉器。器型主要有碗、盘、碟、瓶、壶、粉盒、罐、钵、军持等。由于华光礁基底主要是一些珊瑚、软体动物和钙质生物沙，这些器物常年受海水浸泡和生物影响，部分陶瓷器表面已形成坚硬致密难以去除的石灰质、石膏质凝结物，有些表面还有铁质凝结物，同时这些器物相当部分有严重的残缺和破损情况，其中有7000件基本完整的器物目前急需保护。

3.铁器

铁器共500多条，尺寸：约长11厘米～21厘米、宽2.2厘米～4.0厘米、厚0.3厘米～1.4厘米，均有不同程度的锈蚀、疏松、脆裂现象，表面覆盖物以白色钙质层和红褐色铁锈层为主，有部分铁条多条凝结在一起。这些铁器因富含氯离子，如不尽快脱盐保护，其锈蚀程度会进一步加剧。

二、出水文物的保护

1.沉船船体

华光礁Ⅰ号沉船船体在海水中浸泡已达800多年之久，因海水的压力、潮汐、海底生物等的作用使得船板比较糟朽，船体打捞上来后，又因环境的忽然改变给本来就糟朽的船体更进一步破坏，如不及时保护处理会导致失水收缩、变形开裂、酥粉等不可逆转的伤害。因此船体打捞上来后应尽快给予科学的保护和修复。

（1）去除表面凝结物

船体在海里特殊的环境使它不同于在陆地上发掘的漆木器和竹木器的表面情况。船板上不仅有泥沙，还粘满了珊瑚、海生物遗体，并和散落在船体上的船货凝结成块。因船体比较糟朽又是有机质，应尽量用物理方法给予去除。在既能除去船板表面的有害污物又不能对船板表面造成伤害的原则下，根据凝结物和船板表面结合的紧密程度及硬度来选择适合的工具去除。

（2）脱盐

船体不脱盐或者脱盐不彻底所形成的危害不言而喻，其中有可溶性盐，也有难溶性盐的贡献。船体长期浸泡在海底，其细胞纤维素已经严重降解，在一定的条件下，温湿度变化会使留在船体内的可溶性盐反复发生结晶及溶解的过程，在连续不断的拉伸应力下，会引起细胞壁的断裂，从而引起整个细胞的坍塌。再者，如船板内部的难溶性盐（如含硫难溶性盐），经过一系列复杂的物理化学作用，变成腐蚀性的物质（如硫酸），腐蚀船体。

船体脱盐主要有两种方法：一种是滤纸敷在船体表面脱盐，另一种是把船体浸泡在水里脱盐，而船体浸泡脱盐又分为静态浸泡脱盐和动态浸泡脱盐。对于从海里打捞上来的富含盐分的船板来说，在表面敷滤纸来脱盐这种方法是不科学的，这样不仅脱盐速度慢而且成本高。因此在华光礁Ⅰ号沉船的脱盐问题上采取了船体静态浸泡脱盐。以氯离子为标志的可溶性盐经过8个多月的时间就能达到脱盐的要求，但船体中难溶性盐，如硫铁化合物，因其不易溶于水的特性，不能单单用水浸泡脱除，还要配合络合剂以达到脱除的目的。

（3）脱水定型

一般新鲜的木材含水率在130%左右，而华光礁Ⅰ号船板的含水率在200%～350%之间，这是因为船板长期浸泡在水里，纤维素等有机支撑体已经严重降解，水冲盈在细胞腔内，一旦失水，细胞壁就会发生坍塌，导致木材发生变形、开裂、酥粉，所以必须进行有效的脱水定型处理。

船板的脱水定形是整个船板保护步骤中最为关键的步骤，它的成败决定了船板后期保护工作的难易。木质文物的脱水定形主要有两种类型的方法，第一种类型是依靠物理作用的方法，如自然干燥法、真空冷冻升华法等；第二种类型是依靠化学作用的方法，如醇—醚—树脂联浸法、乙二醛法、聚乙二醇（PEG）法等。两种类型的方法既有其优点也有其缺点，经过第一种类型方法保护后的木质文物木材的质感还存在，又符合了文物保护中的最小干预的原则，但是此类型的方法对于糟朽比较严重的木质文物不适用；而第二种类型方法保护后的木质文物倒是很牢固，但是质感会差些，有些处理不当的还会使其变得像塑料。应根据船板脱盐保护后的具体情况来选择合适的脱水方法。

（4）修复

经过以上三个步骤处理完后的船板要经过专业人员的拼合组装（在拼合前把在脱水定形时变形的船板进行矫正），把其按着标好的顺序一块块地衔接好后，用合适的材料（竹质或木质等）固定。船板间能不能如打捞前密不可分地衔接好，那要看在脱水定形这个步骤其收缩的情况而定，如有些船板收缩率小，有些船板收缩率大，收缩率大的船板其尺寸肯定比收缩率小的船板小，对此应根据具体情况用同种木材进行适当的填充。

2.陶瓷器

从华光礁礁盘上打捞的船货件数最多的当属陶瓷器，打捞上来时大部分都带有或多或少的病害，如生物病害、含盐、脱釉等，即使有些从表面看起来很光滑的器物也含有大量盐分，时间一长就会对文物造成不可逆转的损害。为了很好地保存这批陶瓷器，在没出现问题的时候我们应该及时给予保护修复。

（1）去除表面凝结物

华光礁出水陶瓷器表面多为石灰质、石膏质等沉积物，既影响文物的外观，又掩盖了器物表面的文化信息，不利于对文物进行展示及学术的交流研究，对此应给予去除。这些凝结物均难溶于水，按各种凝结物与器物凝结的情况，用机械去除法、化学去除法或两种方法相结合给予去除。所谓机械去除法就是包括用手工工具如手术刀、钢刻刀、微型锤敲震錾子等对出水陶瓷器表钙化附着物的去除以及超声波清洗机、刻字机、电锯、激光等一切可以使用的机械去除出水陶瓷器附着物的方法。一般质地比较酥松的凝结物用此方法去除。用机械去除法难以去除的表面附着物需要使用化学溶液软化后清除。化学去除法原理是通过化学溶液与钙质附着物产生化学反应使之软化，以达到清除的目的。根据凝结物的性质选择用分解阴离子去除法或螯合（络合）阳离子去除法。

（2）脱盐

陶瓷属于多孔材料，当陶瓷文物浸没于海底时，海水中可溶性盐类也会积聚于陶瓷中，但当陶瓷被打捞出海后，其保存环境的温湿度发生了很大的改变，可溶性盐类会随着溶解度的变化，而反复在陶瓷器内部发生溶解—结晶—再溶解—再结晶。这一过程中，陶瓷内部结构中的孔隙内壁压力也会随之反复增减，这就使得陶瓷器，尤其是低温釉陶的强度大大降低，从而出现釉胎脱离、酥松易碎等现象，因此出水陶瓷器进行脱盐处理是非常必要的。

脱盐的方法有静态去离子水浸泡和动态去离子水浸泡，静态去离子水浸泡。脱盐，实际上是一种由离子扩散机制控制的物理反应过程。而所谓扩散即是指离子和分子不以大流量的形式迁移，一般来说物质将自发地向更低化学位的区域扩散。物流量与浓度梯度成比例，从高浓度区流向低浓度区。动态水冲洗脱盐法以流动或振动着的纯水来浸泡瓷器进行脱盐，其工作原理与静水浸泡是相同的，不同的是，流动或振动着的水可以加快陶瓷中可溶性盐的渗出，从而达到快速脱盐的目的。

两种脱盐方法各有利弊，静态去离子水浸泡脱盐简单易行但脱盐时间长；动态去离子水浸泡脱盐速度快但所需经费较高，并且还要考虑陶瓷器的承受能力。应根据实际情况来进行选择。目前华光礁出水陶瓷器所用的脱盐方法为静态去离子水浸泡脱盐。

（3）粘接补全

断裂的残片经以上两个步骤后可进行粘接补全，但选择粘合剂时要注意粘合剂的可逆性、老化性能、色泽、收缩率、强度等一系列要求。

选择好粘合剂后，粘接前先清洁瓷片断面，涂上B-72丙酮溶液，待干燥后再以粘合剂粘接两瓷片，粘接好的接缝用胶带纸固定，待粘合剂固化后，去掉胶带纸，修整粘接面。

3.铁器

华光礁Ⅰ号沉船的船货中发现了一定量的铁质文物，器型为长条中空型，有铁器单体和铁块凝结物（主要为成捆堆放），到目前为止还不知其用途，打捞上来时表面有凝结物，有些已经明显锈蚀。

（1）去除表面凝结物

铁器表面的覆盖物不仅在外观上影响了文物的美学性，而且在一定程度上加速了铁器的锈蚀，不利于铁器的保护。因此，去除铁器表面的覆盖物是出水铁器保护中非常重要的一个步骤。

被表面凝结物全部包裹的铁条单体和铁块凝结物在去除表面凝结物前，如有条件进行X射线成像分析是必需的（特别是成捆的铁块凝结物），因为铁条是中空的，比较薄，在不知其表面凝结物厚度的情况下给予去除，操作过程稍微不当会很容易给铁条造成伤害。

铁器表面凝结物的去除方法主要有两种：机械去除法和化学去除法。在尽可能的条件下最好使用机械去除法，如真有必要时才配合着用一些化学试剂结合着机械去除法来去除。操作时应以不伤害铁器基体和致密锈蚀保护层的原则下进行去除。如使用了化学试剂，在清洗除锈步骤结束后，必须用去离子水对铁器进行彻底清洗。

（2）除锈

铁器的锈蚀情况比较复杂，在去锈前应先看表面的锈蚀状况、颜色等，再用钢针或金属探针试试锈层的深度，接着用磁铁试试铁心还存在多少，如果有条件可用X射线探测锈蚀的程度和范围。经过锈层深度及范围的判断后再选择适合的处理方法。

铁器去锈的方法主要有：机械去锈法、化学试剂去锈法、还原去锈法（电化学还原去锈法、电解还原去锈法）。经过以上的检测和判断，如果铁器上所含的铁锈是有害锈则予以去除。

（3）脱盐

铁器长时间在海水中浸泡，造成铁质文物中的盐分含量尤其是氯化物含量普遍非常高，而氯离子钻透能力和电负性均很强，能破坏或取代金属的氧化物，形成可溶性盐；还影响铁钝化膜的形成，有其所形成的酥松腐蚀产物具有一定的蓄水作用，在一定的湿度条件下铁器的腐蚀会继续周期性地进行下去，因此富含盐分的铁器应进行脱盐处理。

目前在文物保护界铁器文物的脱盐，主要有碱性环境去离子水浸泡法、纸浆涂敷法、电解还原法、离子交换树脂法、真空脱盐法等。要考虑用哪种方法来脱盐，首先要考虑铁器文物自身状况及保护场地现有的条件来决定，这就需要有经验的文物保护工作者来评估和定夺。

（4）缓蚀、封护

铁器的缓蚀处理是指通过化学方法在铁器的表面形成一层致密的保护膜或提高表面抗腐蚀能力，能阻止腐蚀介质向内渗透，从而有效抑制金属腐蚀。封护是指用材料填充和封闭经处理后器物上存在的孔隙，阻止外界环境对铁器继续腐蚀，以期提高抗腐蚀能力，是铁器保护的最后一道工序。经过缓蚀和封护后的铁器才能很好地在库房或展厅中保存下去。

综上所述，沉船船体及出水文物的保护修复工作不仅专业性强，且迫在眉睫，尤其是像船体保护这样的世界性难题，不仅给文物保护的同仁们带来了机会，也带来了考验。希望借此机会能为我国培养出一批优秀的出水文物保护工作者，为越来越受到重视的水下考古发掘所得的文物得到更好的保护，使从海上打捞出来的出水文物在海上丝绸之路的展示和研究上绽放光彩。

古沉船保护

广阔幽深的海底藏着非常丰富的人类海洋文化遗产，“海底逐年堆积起来的代表着人类勤劳和技艺的大量不朽器物，也许比任何时候欧洲大陆上存在的还多”，“世界最大的博物馆在海底”。船舶是海洋文化的核心和载体，大海的波涛汹涌使航海成为一个高风险的事业，沉船事故也伴随着人类远航活动。据联合国教科文组织预测，全世界范围内共有300万艘沉船。

一、我国古沉船保护的现状

中国拥有漫长的海岸线，仅大陆海岸线就有18000多千米。至少早在新石器时期我们的祖先就广泛使用独木舟和筏，以非凡的勇气和智慧走向海洋，为我国的航海事业奠定了基础。原始生产水平很低，他们大多只是在浅海里边打鱼。唐朝以后，随着造船技术的发展，人们开始探索深海，特别是明朝，郑和七下西洋，开创了海上丝绸之路。远航期间，许多船舶因为海上的波涛汹涌而长眠于海底。据估计在中国的沿海有不少于3000艘古沉船。1985年，英国捞宝商米歇尔·哈彻（MihcealHratchre）在中国南海海域盗捞到一艘清乾隆年间沉船，船上的航海日志证实该船是于1705年驶离广州前往荷兰途中沉没的。哈彻从船上获得上万件青花瓷器和152块金锭，并公然在阿姆斯特丹拍卖300件瓷器获得370万荷兰盾，震惊了考古界。1984年，韩国在新安海底打捞起了中国的宝船，得到中国元代珍贵的青瓷；1998年，德国人发现了包括“黑石号”在内的三艘中国古船；2001年，越南在南中国海水域中发现了大量瓷器并卖往澳大利亚……

上述令人担忧的状况暴露出我国在对古沉船的保护实践方面的问题。首先，全社会对古沉船的保护工作不够重视以致家底不清、状况不明。第一个原因是我国专业水下考古队员和资金严重不足。第二是我国关于古沉船的文献稀少，沉船的信息有限，被动调查比较多，大部分都是通过渔民的意外发现报告才启动调查和采取保护措施。国外的航海档案相对充分，国际合作工作没有做到位，大部分信息都处在保密状态。其次，宝贵的古沉船遗产正被自然因素和人为因素造成严重的破坏。潮汐和海水对金属的腐蚀以及海洋生物对有机质文物的破坏；私自盗掘的行为和合法行为如水下工程、捕捞作业和经济建设给水下文化遗产带来了严重的安全隐患。在我国沿海盗掘行为普遍存在，甚至在商业利益的驱使下，不法分子相互勾结起来大肆打捞盗掘文物遗产。除此之外，外国一些商业打捞者劫掠活动也十分猖獗，如2003年，美国一退伍老兵秘密将其在南中国海打捞的上万件中国文物运回了美国，又一次震惊世界。再次，我国古沉船的开发标准欠缺，对开发活动的管辖权存在严重的自我限制。我国关于水下文化遗产的保护起步比较晚，没有专门关于水下考古调查发掘活动的规定，导致保护活动的开展无据可依。

二、保护采取的措施

1.行政措施

首先，强化理念，统一认识。我国《文物保护法》强调爱国主义，侧重文化的传承与科研精神，与他国立法相比，该法的价值理念缺乏环境、可持续发展和生态等价值层面，未体现可持续发展，滞后于实践需要，在实施中无法实现有效保护的可持续发展、保护后代人利益和全人类的共同利益。故建议立法应立足于现实需要，改变以人为中心的价值理念，注重后代人的可持续发展权，保护生态文化多样性和整体利益等价值理念。要理顺“水下文化遗产”概念，它与我国传统意义上的“文物”是有区别的，虽仅是表面文章，但意义深远，不仅是对国际保护水下文化遗产趋势的顺应，也可由此让公众更深刻地认识到水下文化遗产的重要性，不仅便于法律术语的国际衔接和加强国际合作，也有利于全面推动文化遗产事业的发展。借鉴世界文化遗产年、文化遗产周、文化遗产开放日等活动的经验，积极推进我国文化遗产保护的进程，在增强全民文化遗产保护意识的同时，也提高古沉船的保护意识。

第二，要落实相关政策，让文化走向大众，走近人们的日常生活。我国关于古沉船的宣传和教育工作以及保护工作现状不容乐观，整个社会对文化遗产保护工作的冷漠使古沉船的保护工作的进行缺乏群众根基。如何提高人们保护古沉船的意识，做到“爱祖先血脉，强中华魂魄”（费孝通语），这是需要全体国民共同面对的严肃问题。

第三，相关部门要建立有效的管理机制。目前我国对文化遗产的保护管理还沿用计划经济条件下形成的条块分割、纵向分离的管理模式，职责过于细化导致文化遗产管理中一方面你中有我、我中有你的机构重复设置的交叉局面，另一方面管理相互推诿而出现管理“真空”，管理效率低下。为了切实提高文化遗产的管理效率，激活文化遗产的生命力，特别是使水下文化遗产在得到妥善保护的同时又发挥其良好的经济效益，使人类的文明和精神延续下去并获得很好的物质效益，有必要整合优势，借鉴世界上发达国家的有益经验，改革现行的管理体制，成立直接隶属于国务院的文化遗产管理局，统一负责全国文化遗产资源的管理，对文化遗产保护和利用等重大问题进行科学决策，对保护文化遗产所实施的行为进行有效管理，形成切实可行的规划、决策和实施体系。

2.专门法律措施

（1）法律保护的必要性

保护为全体共同所有的利益是法律的社会职责。法律保护是一种利益选择或者价断，特别是当私利与公共利益相冲突时，需要一种机制进行利益评价。水下文化遗源的保护与利用所带来的经济效益会使各方面产生利益冲突，法律则可以提供一个协商裁决的框架，且法律手段是最为有效的手段，因为法律的运行由国家强制力保证时具有普遍的约束力。博登海默曾经说过：“社会所遇到的麻烦还不只是个人利益之矛盾和冲突，还有可能发生一方为某个个人或个人群体利益与另一方是作为组织有单位的社会利益之间的冲突，法律的主要作用之一就是调节或调和上述种种相互利益无论是个人利益还是社会利益。”据国内外实践经验，法律与行政、经济、科学手段相比，调整利益冲突方面更显有效。

（2）我国在立法上应采取的措施

首先，修订或制定专门的保护水下遗产的法律转化国际法，使国内法与国际法相衔接，尽量减少冲突与分歧。

其次，笔者认为在制定专门法律时要取国际国内法律之精华。首先，用“水下文化遗产”替代“水下文物”的概念。文物更强调的是“物”的保护，忽视了“物”所处的环境。2001年公约中明确提及水下文化遗产所处的环境，“物”只有在一定的环境下才有特殊意义。因此，我国在制定或修订的法律中应将“物”所处的环境纳入保护的范围之中。

第三，报告机制问题。在海上的执法难度相当大，因此应当设立完善的发现、报告、奖励和惩戒制度，并且将报告主体扩大，把渔民纳入报告主体当中。考虑到非法发掘所获比奖励所得更丰厚，受财力所限，不可能一味地提高奖励成本，因此，笔者认为应该增加惩戒制度，对于那些发现水下文化遗产不仅不报告，而且还进行非法打捞或者非法打捞并交易的公民或法人，应对其实施惩戒措施。除了现有的行政处罚和刑罚之外，借鉴公约的规定，增强处罚力度，从根源上遏制非法开发水下文化遗产。

第四，对于水下文化遗产的所有权与管辖权的规定，笔者认为根据对等原则，任何海底沉船，如果能识辨其来源国，即使其位于我国的临海也不会成为我国所有，我国只享有管辖权；任何位于他国临海上的能识辨来源国是我国的，该沉船也不能为他国所有，因此在制定或修订我国法律时应取我国法律的长处，制定新的管辖权和所有权制度。

三、国际合作，保护南海海域的古沉船

南海是东亚大陆上最南端的一个跨越赤道的边缘海。在南海的海床上沉睡着超过2000艘古沉船。一方面由于南海是环古代海洋文明的繁荣中心，早在西汉时期我国就开辟了一条海上通道连接东南亚和印度洋。宋元时期，海洋贸易就更加繁荣，郑和下西洋，海上丝绸之路形成与通往西亚的陆上丝绸之路一并成为连接东西方两大文明的桥梁。另一方面，南海也是东西方海洋文明的交汇处，来自欧洲、美洲的船舶频繁出现在南海海域。同时由于此海域礁岛棋布，是世界航海险要之地之一，由此南海成为世界上古沉船遗存最多的地段之一。

然而受到巨大经济利益的趋势，南海周边一些本身并无实力打捞的国家为资本雄厚的外国打捞者打开打捞绿灯，签订打捞协议。这还不能排除以签订特许协议为幌子，秘密在许可证协议下的其他领域打捞古沉船。除了官方的打捞行为之外，还有一些非官方的打捞者，对古沉船进行掠夺性的开发。

2009年11月28日，海峡两岸南海问题学术研讨会在海口落下帷幕，与会专家不约而同地提出要保护南海水域的水下文化遗产。由于财力与物力的限制，中国在南海水域开展的关于水下文化遗产的工作比较少，而属于我国管辖的南海水域的水下文化遗产正在被周边国家粗暴地盗取，有些国家竟然还对我国水域提出主权的要求，除了主权争端之外，涉及的经济利益和地区安全问题以及某些大国的插手使得原本不平静的南海更是波涛汹涌，为了维护地区稳定与和平，中国采用了“主权在我，搁置争议，共同开发”的克制措施。当然尽管争议犹在，南海周边国家也意识到合作的重要性，通过合作方式保护南海水下文化遗产具有可行性。

《南海各方行为宣言》为保护南海水下文物奠定了基础。建议以《保护水下文化遗产公约》为范本，由我国牵头合作保护南海中的水下文化遗产，争取在政治合作和经济合作之后，在文化合作方面闯出一条新路子。当然合作保护还必须以主权在我为前提，中国在西沙和南沙各个岛屿享有无可争议的主权，中国享有历史性水域上的种种权利，同时我国自身要加强对水下文化遗产的保护和管理，逐步公布一批水下文化遗产保护单位，推进海上丝绸之路遗产保护进程，探索国际间共同保护水下文化遗产的有效途径和方法，积极推进海上丝绸之路的世界遗产申报工作，争取将南海的水下文化遗产作为中国的遗产内容列入世界遗产名录。在海南建设“中国南海水下文化遗产博物馆”，向国内外，特别是环南海国家展示南海水下文化遗产保护、科研工作的最新资讯和权威的科研成果。在保护的过程中，从考古学和历史学的研究角度，搜集一切中国在南海传统权益的可靠实物和资料，进一步解决我国对南海的主权权益的历史问题。