宁波“小白礁Ⅰ号”清代沉船部分构件木材树种的补充鉴定

为丰富和完善浙江宁波出水的清代"小白礁Ⅰ号"沉船船体所用木材的资料,通过与国内外类似案例的比较,分析"小白礁Ⅰ号"沉船的用材特点,利用植物解剖和光学显微技术,对后续出水的"小白礁Ⅰ号"沉船木材种类进行了补充鉴定。结果显示,除了前期调查发现的木材种类外,该船的构件中还有榄仁(Terminalia sp.)和五瓣子楝树(Decaspermum parviflorum)两种木材。这两种木材在国内同类文物的鉴定中尚未发现过,因此对这两种树木的分布和种属问题做了简要的说明。     

浙江宁波象山“小白礁I号”清代沉船树种鉴定和用材分析

"小白礁I号"清代沉船遗址位于浙江省宁波市象山县石浦镇东南约26海里的渔山列岛海域,于2008年首次发现,计划于2014年将沉船船体发掘出水。为了从多方面了解"小白礁I号"沉船的特点,考察其建造地点及造船工艺方面的有关问题,制定出水船体保护方案,为此,分别从龙骨、肋骨、隔舱板、船底板等多个部位对船体木材采样进行了种属鉴定。种属鉴定结果表明,"小白礁I号"沉船船体所用木材多为龙脑香科、马鞭草科和山榄科等阔叶硬材,且多产于东南亚热带地区而在我国较少分布,有别于我国以往考古发现的古船。"小白礁I号"沉船用材及保存状况的了解为船体发掘出水后的保护修复工作创造了非常有利的条件。     

“华光礁Ⅰ号”沉船木材降解评价及硫铁化合物分析

含有硫和铁化合物的有机材质文物在海洋长期浸泡过程中会受到生物、化学等方面的侵蚀,发掘出水后从低氧的海洋环境到有氧的空气,这些化合物就会变得不稳定,可能会引发文物化学劣化,从而降低有机质文物的机械稳定性。目前世界上打捞出水的古代沉船大多为木质有机质材料,最著名的就是瑞典斯德哥尔摩的"瓦萨(Vasa)"号和英国朴次茅斯"玛丽·玫瑰(Mary Rose)"号沉船,船体木材由于积累了海洋中硫酸盐还原菌转化的还原硫化合物以及来自船体腐蚀铁螺栓的铁离子(Ⅱ)从而劣化。据研究,数吨的还原态硫化物聚集在瑞典Vasa号战舰船身的木材中,280吨的船体中大约有2吨的硫或硫酸存在。中国"华光礁Ⅰ号"南宋沉船船货有大量铁器,制造船只的过程中又嵌入了大量铁钉用于加固船体,这些铁质物出水前后都会对木质船体形成隐患。为了对"华光礁Ⅰ号"沉船进行保护,根据实际情况选择一批样品对船体现状进行科学评估,为下一步制定保护方案提供依据。通过对"华光礁Ⅰ号"船体选取一定数量的样品分析其含水率,并通过红外光谱仪(FTIR)、离子色谱仪(IC)、元素分析仪、等离子发射光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD),分别对木材样品的分子结构变化、化学组分、离子含量、物相构成等进行分析,评估其现状情况。通过分析,发现"华光礁Ⅰ号"松木构件与正常现代松木含水率相比普遍较高,平均含水率为447.9%,与泉州湾宋代海船船体木材300%的含水率、宁波"小白礁Ⅰ号"船体木材210%含水率相比,"华光礁Ⅰ号"船体构件降解比较严重。"华光礁Ⅰ号"饱水考古木材1% NaOH的抽取物含量远高于现代木材,总纤维素平均含量仅占现代木材的27%,说明纤维素和半纤维素已被严重降解;木质素含量有所增加,灰分平均含量为现代松木的68倍。从红外光谱看出,"华光礁Ⅰ号"考古木材与现代松木相比木材化学成分和结构发生了变化,半纤维素严重流失,纤维素分子链有部分降解,分子链结晶结构遭到破坏。"华光礁Ⅰ号"木材浸泡液中硫酸根离子浓度较高。ICP测试结果中铁离子含量很高,说明木材内无机化合物中主要含铁,结合浸泡液较高的硫酸根浓度说明船体内铁硫化合物还没有清除干净。XRD结果证实表明了铁硫化合物黄铁矿(FeS_2)以及针铁矿、硫酸盐的在船体中的存在。相比于其他文献,本研究的"华光礁Ⅰ号"沉船是目前热带地区出水的文物,高温高盐的热带气候下海洋出水含硫铁化合物的木质文物的保护及保存都是一个挑战,也是一个崭新的课题。通过对"华光礁Ⅰ号"沉船构件现状进行的科学评估,沉船保存情况不容乐观,木材糟朽程度和破坏程度均非常严重,这是文物保护工作者必须面临和解决的关键问题。     

泉州湾宋代海船保存现状的调查研究

作为国内乃至亚洲大型海洋出水木质文物保护的先例,泉州湾宋代海船自出土至今已保存近40年,经过多年来综合性地保护修复,其保存现状值得关注。本文通过对古船保存环境、船体构件保存状况、船体病害、材质状况的调查分析,综合评估船体保存现状,分析影响古船稳定保存的主要因素,从而为后续的保护工作奠定基础。     

宁波“小白礁I号”清代木质沉船中硫铁化合物脱除技术研究

近年来的分析与研究表明,海洋出水沉船的木材中普遍存在大量的以Fe S2和Fe S为代表的硫铁化合物难溶盐,它们在空气中和一定湿度条件下,会氧化生成硫酸,使木材纤维素发生快速降解,从而对木船造成毁灭性的破坏。目前,硫铁化合物的脱除仍然是世界性难题,很多国家发现的木质沉船都面临这方面的困扰。为此,本研究以宁波象山"小白礁I号"清代沉船遗址出水的船体木材构件为研究对象,研发了金属络合剂与氧化剂复配材料EDTAHO,开展了海洋出水木材中沉积的二硫化亚铁的去除技术初步研究,取得了良好的保护效果。本研究结果可为后续脱水定型和加固修复打下良好的基础,有利于海洋出水木质船体的长期保存。     

“小白礁Ⅰ号”沉船部分木质文物微生物病害观察与损伤评估

为掌握宁波"小白礁Ⅰ号"古沉船船体结构的状况,以及为该沉船的后续保护提供科学依据,本研究利用光学显微镜和电子显微镜技术,在显微和亚显微水平上观察了该沉船部分木质文物的组织和细胞结构。观察分析发现,对该沉船木质文物有较大影响的微生物主要是侵蚀细菌(Erosion bacteria,EB)和钻管细菌(Tunneling bacteria,TB);借助文献提供的标准,评估了该沉船不同部位木质文物的结构现状及不同备检样品中的细菌的侵蚀程度。评价结果表明沉船木质文物的侵蚀情况从轻度到完全损坏程度不同。本研究也分析了导致木质文物损伤程度差异的原因,并根据分析结果就该沉船木质文物保护涉及的生物学问题提出了建议。     

关于小白礁一号沉船若干问题的思考

浙江宁波渔山小白礁一号沉船的考古调查与发掘,是近十年来浙东地区最重要的一次水下考古科研活动,考古发掘所获出水遗物也为东南沿海晚清海上交通史提供了宝贵资料。根据对小白礁一号沉船出水遗物中的两种舶载贸易品——宁波鄞西石板和景德镇民窑瓷器的分析可以推断,小白礁一号沉船应是一艘前往日本长崎从事贸易的清代海船,在其沉没前的最后一次海航中很可能曾经行宁波镇海口和舟山普陀。     

水下考古队员的一天

<正>"小白礁Ⅰ号"商贸运输船是浙东海域首次通过水下考古手段发现清理的具有较高文物价值的古沉船,沉没于清道光年间(1821~1850)。在沉船遗址表面,发现有玉印、西班牙银币、青花瓷、铜器、锡砚台、石板,经过调查,发掘出水文物千余件。回想起我参与的"小白礁Ⅰ号"水下考古发掘,往事历历在目。大多数日子,工作平凡而又普通,但正是考古工作者们不畏艰难、坚守岗     

“华光礁Ⅰ号”南宋沉船船体构件的用材分析

对"华光礁Ⅰ号"出水的南宋沉船船体构件第1～6层板、龙骨、立柱等31个样本进行了树种的鉴定。结果表明:"华光礁Ⅰ号"船体木材树种有松科、柏科、樟科、杉科、大戟科等,松科居多;木材主要来自华中、华南地区,这些地区是中国历史上重要的造船用材产地。同时分析了该船不同构件所用木材的特点及来源,并对造船用材与树种进行了比较。"华光礁Ⅰ号"沉船构件用材表明,古代匠人非常熟悉各种木材的性质,并能根据材料的特性使用在船只的不同部位。     

故宫建福宫石质文物保存状况的评价研究

故宫建福宫遗存了大量石质构件,其风化现象比较严重。为评价其保存状况,对建福宫石质构件的划痕宽度、回弹性能、自由渗水率、表层波速与透射波速进行取点测试,与新鲜石材数据对比后,证实其风化程度比较严重,需要进行后续的保护处理。同时还对影响建福宫石质构件风化的环境因素进行测试分析,研究了环境因素与石质构件保存状况的关系,为病害分析乃至保护操作提供了数据及理论支持。     

明代石拱桥襟湖桥保护技术研究

为了对南京明代石拱桥襟湖桥的科学保护技术进行系统研究,首先通过现场调研,对南京明代石拱桥的残损进行分析,找出其可见的病害。然后通过ANSYS有限元模拟分析其结构性能,找出其潜在的病害,并进行结构构件的重要性分析。最后,综合残损调研及数值模拟结果,提出了适用于明代石拱桥的保护技术,得出的结论可供同类型石拱桥的加固修缮参考。     

H. L. Hunley Revealed: documentation,deconcretion, and recent developments in the investigation of an American Civil War submarine from 1864

Since 2014, the conservation staff at Clemson University's Warren Lasch Conservation Center in Charleston, South Carolina have been removing the concretion from the hull of H. L. Hunley, an American Civil War submarine lost 1864. In parallel, the archaeological team has been documenting the condition of the hull, the concretion layers, and the hull features revealed by the deconcretion process. This involved photography, direct measurements, and 3D scanning. This article will discuss the strategy for recording the concretion, the techniques used to document the newly revealed hull and its unique features, and the preliminary analysis of their archaeological significance.     

To be and to continue being a cog: the conservation of the Bremen Cog of 1380

The conservation project for the Bremen Cog of 1380 took 38 years from salvage to presentation of the ship to the public in the Deutsches Schiffahrtsmuseum in 2000. The ship was salvaged from the River Weser in about 2000 pieces, and stored in water tanks. A new museum was built, and the Cog reassembled from the waterlogged timbers. The ship was reconstructed with most of the weight being taken by the ceiling of the hall via a steel-rod hanging system. Then a conservation tank was built around the hull, and a novel two-step PEG-treatment applied, especially developed for the Cog. In two consecutive baths PEG 200 and PEG 3000 stabilized lesser degraded and heavily degraded wood against shrinkage, splitting, and warping. After cleaning, the wood looks dark brown, dry, and natural. The extraordinary project is regarded a success.     

泉州湾宋代海船保护40年回顾、现状与分析

泉州湾宋代海船的保护是我国上海洋出水大型古沉船保护的先例,具有自己的特点。泉州宋船使用先复原再经4年多缓慢自然阴干脱水的方式成功地保存了船体,而早期保护未脱盐及复原时使用大量铁钉给后期保存带来了严重破坏性后果。目前,船体经过40年的保护,整体结构基本稳定,但由于难以彻底解决早期保护遗留的问题,在开放式的保存条件下,其长期稳定保存难以实现。因此,综合现状与保护分析,从控制船体保存环境入手,尽可能抑制或延缓各种物理、化学与生物作用,是当前阻止船木继续劣变,延长船体寿命的最有效可行的途径。     

面向文化遗址保护的物联网技术研究与应用

大部分文化遗址因其所处环境的特殊性,导致现有常规的信息化技术手段无法有效实施,而传统的文化遗址保护技术也无法实现文化遗产保护与利用的最大化。物联网作为一项新兴的前沿热门信息技术,已经广泛应用于众多领域,具有能够与文化遗址保护工作紧密结合的发展潜力。本工作首先分析了文化遗址保护的现状与面临的问题,并对物联网技术与文化遗址保护的关系进行了深入阐述。针对文物保护领域的特殊需求,着重描述了文物本体与环境信息采集、监测数据的远距离传输,监测数据的实时分析处理三方面相关的物联网技术,并对涉及关键技术应用解决方案进行了分析说明。最后简要介绍了已经部署运行的典型文化遗址保护利用系统———基于物联网技术的敦煌莫高窟保护与利用系统,系统经过连续几年的运行积累了大量的监测数据,为敦煌莫高窟文物的保护做出了重要的贡献。随着物联网技术的进一步发展,在文物保护方面的应用将更加深入和广泛,这将进一步提升文物保护工作的效率。     

Investigating archaeological site formation processes on the battleship USS Arizona using finite element analysis

Scientists from the National Institute of Standards and Technology (NIST) worked in a collaborative partnership with archaeologists from the National Park Service's (NPS) Submerged Resources Center (SRC) to develop a finite element model (FEM) of the battleship USS Arizona. An FEM is a computer-based engineering model that calculates theoretical stresses, propagation of force, and shape changes to a structure under loads using thousands or even millions of individual elements whose individual responses are well understood. NIST researchers created an FEM of an 80 ft. (25 m) midships section of the Arizona site to analyze archaeological site formation processes on the sunken battleship, in particular to determine the current condition of the wreck and predict its future strength and structural integrity as it continues to corrode. The NIST's FEM study is one aspect of a larger project under the direction of the NPS, the USS Arizona Preservation Project, whose goal is to determine the nature and rate of corrosion affecting USS Arizona, and to model its long-term structural deterioration. The FEM incorporates findings from other key components of the USS Arizona Preservation Project, such as steel hull corrosion rates, structural surveys of the vessel, sediment compaction studies, and analysis of the concretion that covers the ship's hull, into a single tool that is being used to predict how the wreck will degrade in the future.     

基于分布式光纤传感的文物保护全过程应变监测方法

文物保护中的安全监测是一项复杂而重要的工作,为了确保具有千年历史的独木舟从出土到馆藏过程中的结构安全,提出了采用分布式光纤传感的全过程应变监测方法。首先结合工程实际情况,确定整体分布式光纤监测方案,优化了光纤的布设方法。通过分布式应变监测数据评估了加固保护和翻转过程对舟体的影响。监测结果表明,分布式光纤传感能有效地捕捉各过程的结构应变变化,分析表明该文物保护过程中舟体处于安全状态。实际工程应用也验证了分布式光纤传感技术在文物结构安全保护过程中的有效性,该方法具有极大的推广价值,能有效提高现有文物挖掘保护水平。     

故宫灵沼轩残损分析及结构性能研究

故宫灵沼轩是我国最早建造的钢铁-砌体组合结构之一,目前损坏较为严重。为更好地保护和修缮该建筑,残损分析和结构性能研究是其修缮保护的科学基础。首先通过现场调研,对该建筑的残损状况进行分析,找出其显见的病害;然后通过精确测绘、材料检测及有限元模拟分析其结构性能,找出其隐在的病害;最后综合残损分析及结构性能分析结果,提出相应的保护措施建议。     

金陵大报恩寺地宫遗址保护技术研究

为了对金陵大报恩寺地宫遗址进行科学保护,首先通过ANSYS有限元模拟对地宫遗址的现状结构性能进行分析,找出其在不同工况下存在的安全隐患;然后根据保护原则及计算分析结果提出仅增设护壁、增设护壁及锚杆的两种保护技术方案,采用ANSYS有限元模拟计算对两种保护技术方案在四种工况下的结构性能进行比较分析,最后提出了适用于地宫遗址的保护方案,建议采用增设不锈钢的护壁及水平、竖向锚杆,并给出了不锈钢护壁及锚杆相应的参数值。