在荷蘭，有一句俗語叫“上帝創(chuàng)造了世界，荷蘭人創(chuàng)造了荷蘭”。這句話生動體現(xiàn)了荷蘭的國土特點：五分之一的國土面積都是填海而來。
荷蘭國土面積為4.15萬平方公里，陸地面積不到 3.4 萬平方公里（相當于海南島的面積），而且有三分之一的陸地在海平面以下。面對國土面積受限和洪水威脅的雙重挑戰(zhàn)，荷蘭人早在十三世紀就開始了填海造陸工程，堪稱這一領(lǐng)域的祖師爺。
圖源：地球知識局
01悄悄變大的土地，都在哪里？
在人類與海洋的漫長互動歷史中，填海造陸成為城市拓展空間、實現(xiàn)發(fā)展的獨特手段。繼荷蘭開創(chuàng)先河后，新加坡、香港、日本和迪拜等地也相繼開展了填海造陸工程。新加坡是一個海島國家，國土面積較為狹小。從建國初期至今，其國土面積由最初的581.5平方公里增長為728.6平方公里，增加了約20%。
新加坡各10年段填海區(qū)域｜圖源：周韻
中國香港為山地丘陵海岸，可用平地面積小。自19世紀中葉開始，香港不斷通過填海擴展土地，從最初的劈山傍岸到如今的深海開發(fā)，填海工程使香港陸地面積從原有的1033平方公里增至1114平方公里。
香港歷史填海區(qū)域及未來填海計｜圖源：Cathay Pacific
日本作為地震多發(fā)的海島國家，其填海造陸面臨獨特挑戰(zhàn)。為避免近海填埋可能因地震沉沒的風(fēng)險，日本主要在內(nèi)海和海灣區(qū)域開展填海工程。自1945年至1974年填海造陸新增領(lǐng)土1180余平方公里。
東京灣鋸齒狀的人工海岸線，幾乎覆蓋一周｜圖源：澎湃新聞
為發(fā)展旅游業(yè)，迪拜在波斯灣打造了獨具特色的人工群島。其中被譽為世界第八大奇跡的朱美拉棕櫚島是全球最大的填海造陸項目，耗時10年建成，占地12平方公里，耗用550萬立方米石頭，實現(xiàn)了在海上“無中生有”的造陸奇跡。
朱美拉棕櫚島全貌｜圖源：中國建筑
02無中生有，如何在海上造陸？
“填海造陸”是人類在沿海或海島附近，利用砂石、泥土等材料，通過工程技術(shù)手段，將海域轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙氐幕顒印８鶕?jù)不同場景，可以采用“圩田法”、“沉箱法”、“吹沙填島”等多種方式。“圩田法”
“圩田法是荷蘭傳統(tǒng)的填海技術(shù)，其工藝獨特而精妙：先在海上建造防波堤，再在堤壩頂部安裝動力系統(tǒng)以抽排防波堤后方的海水，最終形成可用的旱地。
“圩田法”填海｜圖源：差評君
早期荷蘭人巧妙地利用風(fēng)車作為抽水動力，因此風(fēng)車遍布荷蘭境內(nèi)。這些風(fēng)車不僅承擔著工程功能，更成為了荷蘭獨特的文化符號。
荷蘭風(fēng)車｜圖源：百家號“沉箱法”
“沉箱法”的工藝好比在海底“搭積木”：先在陸地預(yù)制鋼筋混凝土沉箱，然后將其運至預(yù)定海域沉放。沉箱沉入海底后，多個沉箱組合會形成支撐底座，再在其上澆筑鋼筋混凝土層形成地基并鋪上土壤，即完成填海造陸。
沉箱入海｜圖源：國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會
無論是“圩田法”還是“沉箱法”，都面臨一個共同困境：大量填料需要從陸地運輸。這不僅成本高昂，耗時費力，而且難以應(yīng)用于遠離大陸的海島工程。為解決這一問題，"吹沙填島"技術(shù)應(yīng)運而生。“吹沙填島”
“吹沙”填海造陸｜圖源：新浪
“吹沙填島”技術(shù)通過挖泥船將海底的沙土和海水一起“吹”至目標島礁，這種方法取材便利，可快速造陸，且成本低、對環(huán)境影響也較小。
在我國南沙群島的開發(fā)中，由于遠離大陸且缺乏岸基條件，這項技術(shù)發(fā)揮了其優(yōu)勢。通過利用南海海床的泥沙，我國已在南海美濟礁、渚碧礁、永暑礁等8座島礁上成功實現(xiàn)了“吹沙填島”。
03填海“神器”，有多強？
“填海造陸”工程的核心裝備是重型挖泥船，絞吸挖泥船、耙吸挖泥船是目前體量最大的挖泥船類型。
“天鯨號”
“天鯨號”是我國自主建造的首艘大型自航絞吸式挖泥船，擁有127.5米的船身長度和30米的最大挖深。2010年建成時，其裝機功率、疏浚能力均居亞洲第一。
“天鯨號”｜圖源：人民網(wǎng)
配備4200千瓦絞刀（疏浚能力的關(guān)鍵）的它，每小時能挖掘4500立方米海底混合物——足以填滿標準足球場大小、半米深的坑。2013年，“天鯨號”開往南海，創(chuàng)造了歷時200天建造8座島礁的奇跡，展現(xiàn)了中國工程實力。
“天鯨號”絞刀，配備了45顆絞刀齒
能啃挖抗壓強度40兆帕的巖石｜圖源：廣西新聞頻道
“天鯤號”
2019年，基于“天鯨號”的制造經(jīng)驗，我國又完全自主研制了“天鯤號”重型自航絞吸式挖泥船，船長140米，最大挖深35米，是目前亞洲最大的自航絞吸船。
“天鯤號”｜來源：造就
施工時，它先將兩根鋼樁插到水下固定位置，配合定位系統(tǒng)和6600千瓦超強絞刀進行精準挖掘，每小時可挖6000立方米的泥土。挖掘的泥沙通過管道系統(tǒng)輸送至目標填區(qū)。
絞吸式挖泥船施工過程｜圖源：狄斐
“新海鱘”號
“新海鱘”號是全球最大、我國首艘以液化天然氣和柴油作為雙燃料動力系統(tǒng)的大型耙吸式挖泥船，2023年建成，全船長155.7米、寬32米。它擁有一個重達23噸的耙頭（疏浚能力的關(guān)鍵），如同海底巨型“吸塵器”，能將海底淤泥吸入17000立方米的泥艙。耙頭挖泥裝滿艙后，再運到卸泥區(qū)，通過底部的泥門拋泥或通過首部的排泥管系吹到指定區(qū)域。僅需一個半小時，就能挖掘足夠的泥沙，將一個7000多平方米的足球場墊高2米多。
“新海鱘”號｜來源：央視新聞
從"精衛(wèi)填海"的遠古傳說，到現(xiàn)代化的硬核技術(shù)，“填海造陸”見證了人類智慧的進步。這項在古代被視為是"逆天而行"的工程，如今已成為展現(xiàn)各國工程實力的重要領(lǐng)域，為人類開拓更廣闊的發(fā)展空間提供了新的可能。
參考資料
[1]周韻,陳天,張赫.新加坡填海造地區(qū)域的空間演變與規(guī)模變化趨勢[J].國際城市規(guī)劃,2016,31(03):71-77.
[2]羅章仁.香港填海造地及其影響分析[J].地理學(xué)報,1997,(03):30-37.
[3]潘牧.利用沉箱填海造陸的方法[P].天津:CN201510688583.6,2017-05-03.
[4][科普中國]-“天鯤號”：填海造陸新神器！- · 科普中國網(wǎng)
[5]從“天鯨”到“天鯤”：中國疏浚重器揚帆遠航--央企--人民網(wǎng)
[6]近觀中國造島神器“天鯨”號 自航能力世界少有--軍事--人民網(wǎng)
[7]中交上航局“新海鱘”號雙燃料動力耙吸挖泥船正式下水_要聞圖片_中國政府網(wǎng)
本文作者：孫月，同濟大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院在讀碩士策劃&編輯：小小蒲公英科學(xué)審核：陳新權(quán)，上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院副教授
封面圖源：上海科普，圖為“天鯤號”絞刀
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