白鹤梁题刻原址水下保护工程水下技术分析

杨娟　蒋锐

【摘 要】在长江三峡之中，白鹤梁题刻原址水下保护工程借助“无压型容器”的原理加以构建，即现如今世界上唯一的水下遗址类博物馆。本文就白鹤梁题刻原址水下保护工程予以了调研，目的在于为今后改良并健全水下照明与遥控监测体系予以参照。

【关键词】保护工程；白鹤梁题刻原址；水下

中图分类号： K854.3；TV52 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）12-0214-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.100

0 前言

对白鹤梁题刻原址有关的水下维护项目来说，其牵涉到了水下监测照明设施、水下遥控监测体系等构建与运用，加上潜水期间的安全性。虽然保护体之中的水下监测拍摄体系、水下照明设备原本的装配能够在构建时施行，然而，在三峡库区之中蓄水结束后，全部水下设施体系有关的操作，均要经由潜水者在保护体之中封闭的水下空间以施行，据此引起的水下安全性与技能需要调研及注重。

1 水下监测照明体系

1.1 水下照明有关灯具的设计

（1）设计规定：凭借潜水者在水下用电有关的标准，运行初期LED型水下灯具在施行作业期间的电压即24V式直流电。所有灯具总体的构造要可以横穿600mm的潜水舱孔洞；灯具借助水下封闭抗压构造，作业压力即0.5MPa，实验压力即0.8MPa；总体重量<20kg。

（2）981W式灯具：首代水下照明LED型灯具，即981W式，光源即美国Lumileds所出品的Luxeon1W白光型LED[1]。健全产品之中LED的功率即1W，发光成效即30lm/W。灯具经由9大灯头组成，单个灯头之中装配8个1W的LED，灯具囊括72个LED，功率即72W。依据30lm/W的光效加以测算，LED型灯具光通总量即2160lm。LED型灯具借助24V式直流电。灯头之中8个LED依据4个1组，构成两大串联组，经由一大双路型恒流源以驱使。灯体原料即铝合金。

（3）1203W式泛光灯：现如今，3W白光型LED已经健全。第二代水下LED型灯具，即1203W式泛光灯，即单一的灯头。所有灯之中囊括了20个3W的白光LED型灯珠，色温即6000-6500K，单一珠的光效>80lm/W，光通总量即120-160lm。第二代LED型灯具相应的功率即60W，光通总量>3000lm。为了提升调光作用，对于第二代LED型灯具予以了改良。灯具之中加进了单片机型控制器与PWM调节式恒流驱动器等，具备调光及电源线通信技能，变成二线制可调节LED型灯具。

1.2 水下照明体系相应的光源配备

白鹤梁题刻相应的水下照明体系灯具分配顺保护体长轴朝向分为4行，行间与灯间间距即1.6m，灯具平均分散即旗状。在题刻汇集的中部，予以加密分配。灯具总量即108盏，自电缆桥架予以悬吊及稳固。灯具与题刻表层的间距即2.3-2.7m。

水下LED型照明体系依据其在题刻凸显期间的功能，囊括了背景光源与成效光源。成效光源运用光束汇集、朝向性大的二线制可调节LED型水下聚光灯，凭借较大的光亮、较少的光束在水下题刻表层产生侧逆光。借助光影比照，凸显出题刻内容，提升显现成效。LED型水下聚光灯相应的功率即54W，灯具总量即20盏，依据关键题刻的总量与部位予以调节。在水下的2.5m，1.6m×1.6m面积之中，54W的LED型水下聚光燈相应的照度即535Lx，最高照度即1298Lx。背景光源借助光照平均的LED型水下泛光灯，给白鹤梁题刻予以相应面积的照度，且借助调节把环境光及成效光间的光比把控适宜，凸显出成效光的优势[2]。1203式LED型泛光灯即背景光源，其总量、装配部位、功率等均保持一致。在水下的2.5m，1.6m×1.6m面积之中，60W的LED型水下泛光灯相应的照度即428Lx，最高照度即745Lx。

2 水下遥控监测相应的解决计划

水下遥控监测体系即白鹤梁题刻维护的关键水下设施，经由28组水下摄像仪、主控制仪、实地控制柜、计算机浏览端口与视频总体电缆等构成，水下摄像仪即体系之中的核心设施。

白鹤梁题刻相应的水下电视摄像监测体系，借助顶端监测及部分监测加以融汇的设计计划。顶端监测体系经由18组水下摄像仪依据矩形排放并装配到白鹤梁景物上部，包裹保护体之中大多题刻，并与堤岸陈列处之中的把控、操控显现体系加以联结，能够在大型屏幕显现装配之中加以投放，为游人鉴赏。部分监测体系经由10组水下摄像仪装配到关键题刻的上部，各自包裹某一关键题刻，与鉴赏走廊之中的计算机遥控处组成面对面的单独监测体系，给鉴赏走廊之中的游人予以除了监测窗以外的鉴赏渠道。

水下摄像仪即不锈钢外观与半球状球罩构造。选取能够变焦且伴随移动云台的CCD型稳固图片传感仪，具备18倍的光学变焦、变倍、变大等作用。装配的云台可以引领摄像头朝横向与纵向加以移动[3]。传动构造、把控与摄像原件都装配到透明且半球式球面罩之中，构造适宜，具备抗压、抗水等特性。借助RS-485型通信端口，能够远端把控摄像仪与云台。

运用到联结水下摄像仪的水下视频与电源电缆，借助下游侧之中的穿舱件联结至设施的管道之中。电缆穿舱件具备穿舱封闭及分线等作用。分线设定即1进5出，单一输出口联结单一水下摄像仪。体系总体囊括了6套电缆穿舱件，最大能够联结30组水下摄像仪。

3 水下操作有关的安全问题

白鹤梁题刻原址水下保护工程处在长江的底部，在鉴赏走廊之中的上游侧配备了设施舱及潜水舱，二者彼此联结，组成“8”形舱构造。潜水者要借助潜水舱才可以进至保护体之中。所以，白鹤梁题刻有关的水下操作具备两类特点：保护体之中的操作环境即“密闭或是在制约空间之中加以潜水”；潜水舱的构造与潜水钟一致，能够被当作潜水钟水下操作的方法。不一致即保护体之中潜水操作需要64m的长度，高过普遍潜水钟操作期间的脐带长度。所以，潜水操作具备其独特性，要一同顾虑这两类状况之中潜水操作的安全规定。

在水下项目技术之中，普遍的空气潜水即借助最优的潜水技术。运用到白鹤梁题刻相应的水下操作的潜水方法：管供轻装型空气潜水、自携型水下呼吸器式空气潜水，借助管供轻装型空气潜水的技术，能够兼具题刻遗产维护与潜水操作的安全。管供轻装型空气潜水即经由水面予以氧气，自行携带紧急气瓶依需供气的潜水操作[4]。依据我国潜水安全规范，空气潜水最高下沉深度即60m。在潜水下沉>24m，或是水下降压耗时>20min，或是在水下无法安全降压后，潜水实地要予以水面降压舱与运用到降压的氧气。运用管供轻装型空气潜水，潜水者>5位。在施行操作期间，1位潜水者通过潜水舱进至题刻保护体之中施行水下操作，1位潜水者留存到潜水舱之中以当作维护、候命潜水者，能够时时给操作潜水者予以辅助。

4 结束语

白鹤梁题刻水下博物馆是全世界唯一的水下遗址类博物馆，其水下LED型照明体系、LED型水下灯具、CCD型水下遥控摄像体系等，都即自己设计并运作平稳。近年来，我们对水下照明系统，水下摄像系统等设施设备进行了更新换代，光芯照明和不锈钢射灯的使用大大的提升了白鹤梁题刻的展示和观赏效果。白鹤梁题刻水下原址保护工程有关水下操作的践行，给未来同类水下文化遗产保护的展示与利用予以了经验，还给水下照明及摄像技术的运用开拓了新兴的范畴。

【参考文献】

[1]任奕.海水水下液压装置的发展前景[J].电子世界，2016，（01）：165-166.

[2]卞为东.长江下游鳗鱼沙护滩堤工程水下软基分层沉降监测[J].水运工程，2016，（11）：1-7.

[3]王祥，宋子龙.ROV水下探测系统在水利工程中的应用初探[J].人民长江，2016，（02）：101-105.

[4]邢江，曹华梁.一种水下激光照明图像的预处理方法[J].科技广场，2017，（07）：18-21.