北京新浪网
. R) u( l" h& a3 p T% C+ [* ~8 ?- {0 m/ T: n$ ?* w
出品:科普中国/ I4 f7 w5 {- L& y( ]
2 ?9 f: c- S: |& M' V 制作:铁流' T5 S* e+ R2 ?% v) Y6 O8 m" i
4 e- r( [2 C+ R) r2 S1 ]4 O- Z4 b 监制:中国科学院计算机网络信息中心0 m) ]1 J% E5 B! Y+ l
; C" r, p- v8 O
日前,中国自主设计制造的6600kW绞刀功率重型自航绞吸船“天鲲号”在江苏启东下水。自航绞吸船的称呼大家可能会听起来比较陌生,但它的另一个称呼——“造岛神器”恐怕是人尽皆知。* ]; p" O# u9 d ?
. v9 I$ }: ~ l) `( `3 h% @
相比于它的前辈“天鲸号”,“天鲲号”不仅拥有更加“纯正”的国产血统,在性能上有更胜一筹。那么,填海造陆到底有哪些意义?“天鲲号”究竟靠什么绝技填海造岛?与“天鲸号”相比又有哪些进步呢?
+ G5 Q+ L/ ]; G7 Y0 O# T3 D
+ s4 E( s- [7 {8 n% S+ d4 i8 G 填海造陆意义何在?+ D% W- b7 l6 a U! K0 D- v
+ R% h% L7 m, C. k$ e' ~
填海造陆自古有之。早在800多年前,荷兰人就开始用沙石填海造陆,以至于荷兰国土中20%的土地是大规模人工填海创造出来的。2 k5 F0 H, q8 ]6 Q- u( a
7 ]) U# F% N ]: ]" X8 n" o7 k# t
作为一个国土狭小的岛国,日本早在11世纪就有填海造地的记载,在二战后,日本更开展过大规模的填海造地,像日本关西国际机场,就是人工填海的产物。$ w) j: E( n, x# V% q
9 Q! w2 D# s& h- B1 `' m" x5 H 对于经济较为发达,土地空间又比较有限的地区,填海造陆就更加常见了,像中国香港、台湾、澳门等地区都有过一定规模的填海造陆工程。这些工程有效地缓解了一些地区紧张的人地矛盾,为当地的经济发展注入了新的活力。! Q2 U. w- F K+ S8 x" l. O' ~, e6 W
! r. O P) e+ _3 r4 a3 Z c 除了促进一方经济发展之外,填海造陆还对维护国家主权与领土完整,以及国家的经济安全具有非常重要的意义。. @- ~: Y8 g+ R7 A! B y1 O/ J
! B, b+ O4 ~1 `+ B- q. C2 P+ K, P6 i 一直以来,中国南海的一些岛礁被某些国家非法侵占,这对中国维护国家主权非常不利。由于在南海缺乏强有力的军事支撑点,无法实现军舰和战机常驻南海,这就使中国在南海的军事存在感很低,不利于中国对南海进行有效控制。; J2 Y" Q E% [( ]1 n4 w# s9 ^
: J5 {4 k6 A- c$ x4 C
在南海填海造陆之后,就可以建设永久性军事基地,不仅能够建设雷达站和监测站监视岛礁周边海域空域的一举一动,还能部署航空兵、导弹部队、水面舰艇维护祖国的合法权益。
9 ]8 n$ X& \+ I
7 X4 f! ~, f& p$ C o3 b 中国是世界第一大贸易国,进出口的物资大概有30%左右要通过南海。其中,中国进口的能源大概有60%要通过南海才能运到国内。
3 u* J( O9 {7 C* m5 w$ e) q4 y& R- `' i8 e' }5 |- Y
然而,南海海域是海盗多发区,世界上将近40%的海盗攻击事件是发生在南海地区。特别是在马六甲海峡附近,是海盗出没最频繁的地方。2 P( K5 @; U Y; d; k* U
' h! K% r1 h# ~4 A$ s# m4 j1 F
在这种情况下,在南海常驻一支精干的武装力量,有利于保护国家的能源安全和正常的商贸秩序。如果将J11、J16战机部署到某些南海岛礁上,其作战半径已经能够覆盖到马六甲海峡。这对于中国维护国家利益大有裨益。) P8 y o, ?: ^
* |4 x( \5 p, a$ |% h 传统填海方法局限性较大
$ K2 Y% @0 g+ r% g: s7 t
: n1 E" n4 t, h# I 在填海造陆中,传统的做法是打围堰或采用沉箱的方式,然后不断堆砌砂石料,制造出一片陆地。然而传统方法具有一定的局限性。, c2 l" ^& k" J$ t! z0 b# |1 c3 `
* `; l9 W& Z5 X9 D5 B 一是只适合于海岸线附件的填海工程,由于传统填海方法需要从陆地上运输填海材料,在远离海岸线的大洋中,比如在南海中填岛,传统方法就无能为力了。$ ?; |' w( L( d8 `9 Q# m
. B# F- K& D& u. ^ 二是成本较高,而且也会大幅拉长工期。由于中国大陆海岸线距离美济礁、永暑礁、渚碧礁等岛礁过于遥远,远距离运输砂石料不仅成本较高,而且也会大幅拉长工期。
. ?9 L8 ?4 a8 I# L1 |8 J- L) f2 \# V/ k
在国际政治局势风云变幻的情况下,采用传统放松填海造陆,不仅成本高昂,而且还会严重拖长工期,漫长的工期很有可能会导致南海填海造陆功败垂成。
- [, p4 @* V4 I( L# o' `! g! l8 p! A/ _* g& f3 @
在这个时候,就必须使用造岛神器——自航绞吸船。
4 r0 E4 y9 }( x1 [5 [( n2 M. t
. K, p- g2 X5 X: @+ ^ 由于南海距离中国大陆海岸线较为遥远,在南海填海造岛采用从大陆运输填海材料的做法并不现实。那么,最好的解决之道则是就地取材。由于在南海岛礁附近有大量的沙石,将这些沙石聚拢起来,就能实现在局部形成较大的岛屿。
7 G7 l, {" m& j( Z. v- }, N
) ~: R6 G# u! T# t( u 造岛神器“天鲲号”有何特点?+ S2 B/ ?3 w! L! F" _1 @; U- z0 c
! Z$ l* G3 C g/ G% e5 i8 |" ~% W 在11月初,重型自航绞吸船“天鲲号”成功下水。那么,“天鲲号”究竟有何特点呢?
D' G% W. T/ G" W3 ]. n3 f/ X, j5 a' y K: F! K: C* h
首先,“天鲲号”具有庞大的身躯。“天鲲号”长达140米,宽27.8米。比之前在南海造岛的“天鲸号”拥有更大的“块头”。这使“天鲲号”可以搭载更多、更加先进的设备。
4 `& _* e/ j, K3 F
# ~2 ^ \0 c. ? 其次,“天鲲号”拥有锋利无比的爪牙。“天鲲号”上装有绞刀,绞刀功率为6600kW,这使“天鲲号”可以挖开海底非常坚硬的岩石,并将其切成碎片。而再此之前,中国最好的造岛神器“天鲸号”的绞刀功率为4200kW。5 w9 o% J' l, d3 x+ c" y6 T6 q
& f3 @& S+ J. s M" D7 O* E
最后,“天鲲号”具有非常强的挖掘效率和输送能力。“天鲲号”的最大挖掘深度可以达到35米,可以在一小时内将6000立方米的海水、碎石、泥沙混合物送到1.5万米之外。7 |8 g J1 V, R' @
1 s2 G3 l+ Y9 P
换算过来,“天鲲号”能在不到一周的时间里,就在南海岛礁上搭起一个水立方大小的沙石堆。作为对比,之前在南海造岛中大放异彩的“天鲸号”,在这项能力上就逊色不少了——“天鲸号”的最大挖掘深度可以达到30米,可以在一小时内将4500立方米的海水、碎石、泥沙混合物送到6000米之外。
4 j/ K: l9 `2 ~
# S. K: @& _9 K! f' N3 L+ O 在工作时,“天鲲号”自航绞吸船的吸泥管会插入海中,吸泥管的前端装有绞刀,这些绞刀非常锋利,可以轻易切开坚硬的岩石。然后泵机会将海水、泥沙和碎石的混合物通过输泥管输送出去,使泥沙和碎石在万米之外的预定地点堆积。
' z" D4 l! u% ?+ X0 n: u4 v; w/ R# Q* R" `) e. G3 p4 J
由于“天鲲号”具有吨位大、爪牙锋利、挖掘和传输效率高,在以后的造岛工程中,将大有用武之地。 O9 X" L$ x/ ?* F, c
9 Z; c4 Q& a$ I3 J$ O 造岛神器效率惊人!商务部禁止出口( |7 _! s3 C! M" P0 ^8 N
0 p& k; s' p5 ~) [& ?9 O3 ~
自航绞吸船最初并非填海造陆的专用装备,而是用于航道疏浚的装备,主要用来清理航道中的淤泥。使用自航绞吸船进行吹填作业并非国内首次,在曹妃甸填海工程中,就使用过自航绞吸船。不过,那次填海是在海岸线附近近海作业,像在南海中填海造陆,在全球也不多见。
, l- ^ C9 F( ?/ m# W E/ N2 ~) r* W' E# d* o
自航绞吸船对于填海造陆最大的积极意义就是效率高!
, E4 A5 l% \8 C1 _4 K* C8 Z x; Q$ W- n: N9 [. Y
效率有多高呢?就以中国和越南的填海工程做对比。9 @: t9 |6 ^1 |- Y$ [/ x
( c, K9 I& g9 e9 r, Z( V
中国采用自航绞吸船在短时间内使美济礁、永暑礁、渚碧礁面积迅速扩大,其中永暑礁的面积还超过了中国台湾控制的太平岛,成为南沙第一大岛。; P2 T6 e+ [% a. b
! q) k' m9 g3 s+ y- ~; x
在中国南海人工填海的同时,越南也采用传统方式进行填海,然而越南的成果很有限,只完成了约4个足球场的填海面积,填海面积尚不及中国的千分之一。2 s/ q* M3 _( k# F& [
, A. f$ N7 O; h! ^: S6 ]1 N 正是因为“造岛神器”的工作效率异常惊人。在2017年5月,中国商务部发布公告:为维护国家安全,对大型挖泥船实施出口管制,未经许可任何单位和个人不得对外出口。
% Z9 s# G. p! n( |( T+ y
+ x9 P( L# f# T1 a# [( q7 W9 U* B (天鲲号)
2 k: I1 z8 e- ] O( Q “天鲲号”是中国智造
9 J6 u8 L3 h+ i4 H& ~6 M- z a( H6 K+ h8 O8 p. E7 R/ ^' |
在过去,中国并不具备独立设计制造造岛神器的能力。像之前的“天鲸号”就是由天航局投资,上海交通大学与德国企业共同承担设计的。) H6 O h: Y; ~3 O! e
3 B4 K. B$ U6 l0 O! [ { “天鲲号”是由中国自主设计、制造的。“天鲲号”的成功下水标志着中国在自航绞吸船方面走完了整船进口、中外合作设计制造、国内自主设计建造的全过程,成功复制了高铁的技术引进消化吸收再创新模式,是不折不扣的中国智造!; R' L# ^. X! ~2 R5 E% X
3 T+ V0 s. K0 ^5 r" z2 |2 S |