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问水 | 国外经典的洪水防控工程

每年,洪涝灾害都会给不同国家和地区造成大大小小的破坏,那些居住在海边、河流湖泊边的居民首当其冲。很久以前,在日本、英国和荷兰以及其他一些地势低洼的国家,建筑师和土木工程师就开始打造水利工程以进行洪水防控,并一直沿用至今,成为经典。


日本  岩渊闸


日本历史悠久的岩渊闸,在日本称为“Akasuimon”(红色闸门)

日本是被海水包围的岛国,内陆居住于河流旁边的居民经常遭遇洪水威胁。但是多年来,岩渊闸一直保护着日本东京北段的低洼地带,周边风景如画。

  岩渊闸所在河流在日本被称为“野河”,该防洪闸修建以前,野河经常发生洪水灾害,沿河居住的人民不得不使用竹竿制成篱笆,加以土建,以阻挡洪水进入房屋。但是对于较大的洪水,这种措施根本没有作用,河两岸的民宅经常遭受水淹,同时洪水还带来大量泥沙,给附件村庄和房屋造成大量财产损失。发生于1910年的“野河大洪水”,造成上百万人流离失所。于是,1910年后日本政府决定治理“野河”。政府不仅在野河旁修建了很多排水沟渠,还在河上修建了一个水闸,以保护城市的南部地区,这就是岩渊闸。岩渊闸建成于1924年,工程的总设计师还参与了巴拿马运河的修建,岩渊闸直到1982年还在发挥着作用。现在,日本的建筑师在岩渊闸的背后又修建了一道新闸,其作用和岩渊闸相同。岩渊闸和许多日本其他地方的泄洪闸一样,其闸门驱动方式一般是依靠水压进行,而不是电力,这样可避免暴雨洪水发生时,受电力中断影响。

  现在,日本的这座防洪闸已经成为一处风景区,防洪闸的周围种植着各种樱桃树和桑树,附件还有一个酿酒厂,在没有洪水的日子,这里是旅游者的胜地。


英国  泰晤士河水闸

在英国,工程师们进行了很多革新性设计,他们沿着泰晤士河修建了一个可移动的防洪闸,该防洪闸由中空的钢板制成。这个移动式的水闸平时是敞开着的,允许船只自由通过,当洪水来临,水闸关闭,以阻止大流量的洪水进入下游,以此来保证泰晤士河的防洪安全。


英国泰晤士河上的可移动水闸

泰晤士河水闸是世界上第二大移动式防洪闸(仅次于荷兰的东斯凯尔特海浪潮拦截坝),位于伦敦市中心下游,其目的是阻止潮汐和风暴潮。该闸只有涨潮时才关闭,在低潮时打开闸门释放水流。它的南岸就是著名的格林威治天文台。

  移动式防洪闸的设计理念源于查尔斯·德雷珀。20世纪50年代,他在父母的住所构建了一个移动式水闸模型,模型的取材来自家里当时拥有的东西,例如黄铜煤气阀。没有想到的是,他的设计理念被英国议会采纳,议会成立专门的研究小组进行详细的研究设计。防洪闸的建设开始于1974年,1982年基本完成。·移动防洪闸跨度约520米,将河流的横截面分为4个61米和两个30米的通航河道。还有4个较小的非通航渠道,由9个混凝土桥墩和两个桥基组成。整个闸门呈圆形,能进行旋转操作,闸门能够完成180度旋转。所有闸门都由中空钢板制成,厚达40毫米。

  这个可移动水闸已经成功为泰晤士河水拦截了100多次洪水。


荷兰  东斯凯尔特海浪潮拦截坝

荷兰60%以上的人口居住于海平面以下,为了生存,他们需要建设复杂的防洪体系以抵御海潮袭击。从1950年到1997年,荷兰建设了伟大的“三角洲工程”,这是一个复杂的系统工程,包括很多大坝、泄洪闸、水闸、堤防和防风浪潮的屏障。

  最令人印象深刻的是其东斯凯尔特海浪潮拦截坝工程,这并非普通的拦潮坝,而是一个漂浮式、可移动的闸门。从1986年东斯凯尔特海浪潮拦截坝工程完成以后,荷兰近海区域的浪潮平均高度从3.4米减小到了3.25米。


荷兰的东斯凯尔特海浪潮拦截坝

东斯凯尔特海浪潮拦截坝设计的一个重要优点就是闸门的关键部位并不需要放置水中,当然,设计本身对过往船只没有影响。


荷兰   梅斯南克拦潮闸

另一个比较著名是梅斯南克拦潮闸工程,位于荷兰的霍克城和梅斯路丝之间,被称为地球上最大的人工可移动建筑之一,工程于1997年完成。当水位上升时,洪水会充满拦潮坝上的水箱中,拦潮坝的重力就会增加,使得坝体能够更加稳定地固定于海底,阻拦海潮对海岸的冲击。


荷兰的梅斯南克工程

梅斯南克拦潮闸工程的主要目标是保护著名城市鹿特丹——荷兰西南部最大港市。

  1997年5月,经过6年的建设,梅斯南克拦潮闸工程进入使用阶段。该拦潮闸与一个自动操作的计算机系统连接在一起,计算机系统又与气象系统和海水位数据采集系统连接在一起。在正常的天气条件下,拦潮闸的两扇门在干旱的甲板上受到了很好的保护,中间保留有360米的缝隙,为过往船只通过提供足够空间。根据鹿特丹市的气象预测,当台风造成的海浪超过正常海平面3米以上的时候,拦潮闸会自动关闭,在闸门实际关闭前的4小时,过往船只会接到警告远离船闸。到实际关闭前2小时,切断所以交通。当时间距离实际关闭只有30分钟时,支持闸门的甲板被潮水淹没,同时,拦潮闸开始悬浮起来,闸门的两扇页面开始合拢。这种方式将莱茵河的水流截断在后面,水位升高,水闸部分中空,多余水量流入大海。

  这一系列决策制度由计算机完成,梅斯南克拦潮闸的设计标准为防御万年一遇的台风。


荷兰  海格斯丁堰流桥


荷兰的海格斯丁堰流桥

海格斯丁堰流桥是荷兰的三大可移动水坝之一,该堰流桥沿莱茵河修建,大约在1960年完成。海格斯丁有两个巨大的拱形门,控制洪水的流通并产生电能,该堰流桥横跨54米,其铰链闸门连接到混凝土的桥墩上。与荷兰的很多工程一样,海格斯丁也已成为世界各地的水利工程师学习洪水控制的样板。

来源:水利家园

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