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第17章 雄伟近岸工程(4)

管理措施包括社会环境管理方面的一系列措施。主要是研究制定科学的规划方案、管理条例和法规,引导并制约人们在社会和经济方面的行为,进而统一管理,协调发展,以达到综合治理海水入侵的目的。

最大的船坞有多大?

你也许听说过,修造船只能在专用的造船建筑物上进行,这种造船建筑物就称为船坞。我国最大的船坞是位于大连的20万吨级船坞,它是由中国船舶总公司第九设计院设计的,整个船坞长365米,宽80米,深12.5米。于1991年9月在大连正式动工兴建,历时3年建成。它的建成标志着我国具有了修造20万吨巨轮的能力,是我国造船工业的骄傲。可是你知道吗,如此巨大的船坞只是世界最大船坞的六分之一,世界上最大的船坞位于韩国大宇玉浦造船厂的120万吨级船坞。这座船坞长530米,宽130米,深14.5米,配备有900吨的龙门起重机,堪称世界第一了。

怎样修建人工沙滩?

提起沙滩,人们马上就会联想到蔚蓝的大海,习习的海风,和煦的阳光,一切都是那么的美不胜收,如青岛的金沙滩,北海的银沙滩等等,这些都是大自然赋予人们的宝贵财富。可是你知道吗?现在还可以采用人工填沙的方法来造沙滩,这就是人工沙滩。

▲日本最大的人工沙滩

人工沙滩一般用于疏浚工程吹填或建造海滨浴场。如果在滩地上种植大米草、红树林或其他植物,也可以消波缓流,促使泥沙落淤而形成沙滩。

防治海港淤积的工程措施有哪些?

既然海港淤积会造成巨大的经济损失,那么有没有办法防治海港淤积呢?解决的办法是有的,这就是防淤工程。防淤工程通常有建筑防波堤、丁坝、导堤、岛堤等。在沿岸以漂沙为主的海岸,防沙堤应伸出破波堤以外,为了遏止上游来沙,还可以采用系列丁坝或岛堤;在以潮流作用为主的淤泥质海岸,防沙堤要伸展到含沙量较小的海域;泻湖口门则以建造导堤为宜。疏浚工作是维护水深不可缺少的措施。对淤泥质海岸的港口,在航道上应置有聚沙作用的深坑。在防沙堤来沙一侧开挖集泥坑,用吸泥泵通过管道将泥沙排往下游,这样,既可防淤又能缩短防沙堤长度。如果在海峡内建海港,还应尽量排除海峡两侧的障碍,使潮流畅通。当然,各个海港采取何种防御措施应由专家根据具体情况而定。

我国古代的海塘是什么样的?

所谓海塘就是海堤。是指在河口、海岸地区,为了防止高潮和风暴潮的泛滥和风浪的侵袭,在沿岸地面上修筑的一种专门用来挡水的建筑物。在我国的江苏、浙江一带古代称其为海塘。我国的海塘建设历史悠久,规模宏大。长江口南北沿海的江苏海塘、钱塘江口南北沿海的浙江海塘,是我国沿海最重要、修建最早的海塘。其中抵御台风风浪和杭州湾涌潮袭击的钱塘江海塘久有盛名。钱塘江海塘始建于两汉时期,五代时用竹笼填石作塘,以后开始筑石塘,清代乾隆年间大多改为石塘。著名的钱塘江鱼鳞大石塘出现于明代,清代又有改进。鱼鳞塘全部采用条石建造,相邻条石用铁件嵌固。塘脚前滩地上用排桩夹石构筑成坦水,通常设有一至三道,称为头坦、二坦、三坦。从现在海岸工程角度来说,塘身是岸坡防护工程,坦水是护脚或保滩工程。江浙海塘经过1000多年的不断改进和发展,最终形成长达750多千米的捍海长堤,对保障江浙沿海地区民众生活和经济发展起了巨大作用。

哪座港口城市因建筑材料而被毁灭?

苏丹的苏阿金在100年前曾是一个著名的港口城市,有“红海威尼斯”之称。可是今天它却成了一座“死城”,船只无法靠近,陆上荒无人烟,几百座宫殿和房屋仅剩下残垣断壁。这一切是怎样造成的呢?

悲剧是由建筑选材的错误造成的。大约在1860年,这里的人们发现珊瑚的石灰质既坚硬又美观,以为是建房的好材料。于是,他们从红海的各个海域里搜集了大量珊瑚,没有采取任何防护措施直接用于建房。这种天然“建材”物美价廉,造出的房子富丽堂皇。但是好景不长,没多久灾难便降临了。陆地上的珊瑚破碎了,一幢幢房屋随之倒塌;散落在港口中的珊瑚水螅体也迅速繁衍,形成一道水下屏障,致使轮船不能进港。就这样,一座繁华的城市被珊瑚毁灭了。

世界著名水城威尼斯面临什么难题?

意大利的威尼斯,是世界著名的水城。它濒临地中海的亚得里亚海,城内河流纵横,建筑艺术古老辉煌,风光景色绚丽多彩,每年来这里旅游观光的游客络绎不绝。水,使得这座城市驰名世界;水,又给这座城市带来不尽的困扰。由于地壳结构的变化,本来就和海平面在一个高度上的威尼斯城持续下沉。近百年来,城市平均已降低了10.16厘米。纵贯城区有一条连接泻湖与亚德里亚海的运河,在涨潮时,海水通过运河倒灌入城。1966年的一次大海啸,使全城所有古老的宫殿、博物馆、商店、居民楼都浸泡在近2米深的海水中,造成直接损失几千万美元,无数无价之宝被毁,损失惨重。另一方面,由于海平面上升,使得亚得里亚海在威尼斯附近的水位每年以1.3毫米的速度升高,闻名于世的圣马克广场,在涨潮时灌入海水,人们不得不趟着齐脚踝的水在广场散步。不但海水倒灌影响了威尼斯的旅游业,侵蚀着价值连城的艺术雕像和古老建筑,而且类似于1966年那样的大海啸时刻都在威胁着威尼斯城。

为拯救威尼斯,科学家曾提出很多治理方案。但是,威尼斯地理环境十分特殊,给治理威尼斯城提出许多难题。威尼斯城建在一个由浅海湾淤积而成的洼地上。如今,城区一边是泻湖,有三个敞口通向大海;一条运河经威尼斯城将泻湖与亚得里亚海连接在一起,每天有无数巨轮往返于运河之上。泻湖不但维持着威尼斯脆弱的生态平衡和美丽风光,而且哺育着这里的运输业、化学工业和石油精炼工业。如果按传统的方法在泻湖入海口处建筑防潮大坝,必然对泻湖内的生态平衡造成破坏,海水的流体动力环境也随之改变。其结果可能是:威尼斯将会失去她往日的繁荣和美丽,大量的动植物不复存在,周围水体严重污染,大小船舶不能通行。这样的结果与毁灭威尼斯没什么两样。

既要建造防潮坝,又要保证威尼斯的繁荣,这仅是难题之一。另外,从工程上说要建的水坝跨度太大,这也是一大难题。目前,世界上已建成的防洪坝,最大跨度不超过80米,而威尼斯每个泻湖口的宽度都在300米左右。正因为有这两大难题,所以许多方案尽管从局部看十分完善,但是综合上述各方面的要求,可行性就很小了。海洋工程学家们绞尽脑汁,终于想出了一个“新威尼斯”工程计划。

什么是“新威尼斯”工程?

“新威尼斯”工程开始于1988年10月底,由若干个钢箱组成的活动式实体试验性防潮大堤,徐徐地落在了威尼斯附近的海底,从而拉开了“新威尼斯”工程的序幕。

这是一项集现代海洋工程技术和现代社会财力于一身的浩大工程,整个工程预算超过26亿美元,由意大利政府和本国的几个大财团共同投资。为不影响这一地区的生态环境和威尼斯赖以生存的航运通道,大堤由一连串用铰链连结在海底的活动大门组成。大堤建在泻湖的入口处,大门由若干个20米×15米的钢箱组成。在平时,钢箱内注满海水,因重力大于浮力而沉在海底,毫不妨碍海水的交换和船舶的通行;当遇到恶劣气候时,向箱内泵入空气,排出压重水,钢箱便浮在水面,挡住海啸的巨浪。

当然,“新威尼斯”工程还碰到一些细节问题尚待解决。第一,连接钢门的大铰链将同时兼作钢箱的压气排水阀门部件,如何使它达到协调的最佳效果,现在意见还不一致。第二,为防止像1966年那样的海啸发生,大堤每年要启用40余次,如此频繁的关闭势必给航运造成不便,并影响泻湖的水交换。解决这一问题的办法,一是根据历史资料,计算出最佳开启的次数,尽量缩短每次开启的时间;一是把运河的岸堤加高2米,在一般的小海潮时不启用活动坝,减少开启次数。

掌握大坝的关启时间是发挥大坝效益的关键。如此巨大的堤坝,开启一次需要几个小时。如果对大海潮来袭时间判断有误,其损失将无法估量。为此,大坝将配备一台大型计算机,随时收集气象台的气压、风力、气温、降雨等预报数据,并与历史资料进行比较,做到在恶劣海况来临之前6小时~12小时作好大堤的启用准备。看来,威尼斯在不久的将来将会沉没的说法,是大大低估了人类的创造能力。

水下焊接与陆上焊接有什么不同?

焊接是水下工程常进行的工作之一,如果把陆地使用的焊接方法直接照搬到水下,那肯定是行不通的。因为焊接时的高温将水汽化,产生大量的气泡,妨碍潜水员看清焊接处的表面质量,而刚刚焊接过的地方又因冷水淬(把金属工件加热到一定温度,然后浸入冷却剂中急速冷却,以增加硬度)变硬变脆。在水下石油开采工业不断发展的今天,国外各公司纷纷设计了各种各样的水下焊接室,这种焊接法也叫干式焊接。就是把一个封闭式的水箱跨在工件上,用无氧的高压气,把水从水箱中排出去,再用焊接枪焊接。这样就使水下焊接条件与陆地上相近,保证了焊接的质量。

焊接室有几种形式,最简单的是局部排气的小焊接室。潜水员站在室外,只把拿焊把的手伸入小室中焊接。稍复杂的一些排水焊接室是可以进入一个潜水员的。最大的焊接室简直就是个水下车间,巨大的圆筒形的框架长达51米,高8米,宽10米;它能抓住淤泥、沙子和黏土中深达1.5米的管道,把它举到离海底1米的高度;框架的中部有一个工作舱,形状像一个无底的盒子,长9米,宽4米,高4米,舱上有一个可以开关的门,当管子抬起时门打开,修理时门关上,以保证气密性。这个框架的重量为400吨,工作舱的重量165吨。由于深水中光线不好,因此还必须有一定的照明设备。

水下焊接技术还有一个问题是陆上焊接施工时所不需要的,那就是保护潜水员在工作时不被一些凶恶的鱼类攻击和伤害,最主要的是鲨鱼。因此人们又想出很多的办法来降伏鲨鱼,但有效的办法不多。为了预防鲨鱼,有的工作点干脆罩上了防鲨网,这确实有一定的效果。

海水也能拌制混凝土吗?

人们拌制混凝土用的水,历来都是淡水。由于海水对钢筋有锈蚀作用,各国的有关技术规范历来都禁止用海水和未经清洗的海底砂石拌制混凝土,也禁止用海水对位于海上大气区、浪溅区、水位变动区的钢筋混凝土构件进行养护。

世界上许多岛屿、沿海地区和沙漠地区的淡水奇缺,人们都是靠远距离运送淡水或就地对海水进行淡化,不但技术上困难重重,而且价格昂贵。因此,长期以来,各国建筑界,特别是从事沿海工程的部门,都希望能找到一种办法,用海水和未经清洗的海底砂石拌制混凝土,而且质量能符合要求。为此,人们做出了不懈的探索和研究。

现在,建筑界多年来的希望已经变成了现实:英国伦敦混凝土高技术公司研制出的一种称为Z-12/C的化学掺合剂,可以改进水泥的特性,从而使得海水和未经清洗的海底砂石可直接用于拌制混凝土。Z-12/C掺合剂是由18种无机化学品混合而成的,它已在法国南太平洋海岛核试验场的钢筋混凝土围墙工程、摩纳哥港口建筑物的基桩工程和其他几个国家的海岸工程中使用,均得到了满意的结果。使用Z-12/C掺合剂后,用海水拌制的混凝土易合性好,孔隙率和裂缝现象减少,凝固时间短,表面干燥、光滑,而且在钢筋表面还能形成一层无机聚合物,起到保护作用。

南极科学考察站的建筑物有什么特点?

南极是地球上自然环境最恶劣的地区之一,正因为如此,南极科学考察站的建筑物都有其独到之处。在60年代,那里的建筑一般是普通的本质材料房屋,外形很像集装箱,直接落地。70年代后,多是钢铁骨架,以复合材料为墙板和顶板,均属组合式房屋建筑。在露岩区的建筑物通常是离地1米,下面留有风雪通道的高架式建筑;在冰原上则根据当地积雪情况选择建筑物的样式。因为南极地处高寒低温地带,常年风大雪多,对各种建筑物的物理破坏性很大,又因为不少考察站多建在沿海,因而考察站内的所有设备常年处在盐腐蚀作用下,所以人们在选择考察站的建筑材料时要求很严格,特别是在材料的强度、御寒、耐腐蚀、防火等方面要求更为苛刻。

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