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南海造岛:我国有了天鲲号,为什么渚碧礁和美济礁还有部分没填?

2016年5月18日,BBC在其网站发表了一篇文章中有一句不怀好意却又非常有趣的描述:

“中国过去4年的用沙量比美国过去1个世纪还多,中国甚至还在暗礁上堆积大量沙子,以此建设新的岛屿,扩大该国在南中国海的据点。”

这篇文章介绍的是全球沙子紧缺已经到了非常严重的程度,现在每年消耗沙子已达数百亿吨,而随着全球基建狂潮的再次兴起,各国沙子进口量大增,已经严重影响了生态环境!

但作者却搞错了一个情况,因为中国在南海填岛的沙子并非是进口或者从大陆运过来的,而是直接在岛礁上进行吹填工作!

什么是吹填?天鲲号究竟有多厉害?

吹填就是一种人工制造陆地的方式,一般会用在河道清淤以及填海造地等场合,操作时会使用大型吹填船,沿着主航道前进时将挖泥头深入航道,吸出的淤泥通过一条长长的管道通,将淤泥运送到远方的淤泥堆场。

这样的方式是一般用在清理航道上,另一种方式则是填海造陆或者填湖造陆,绞吸挖泥船选择合适深度的区域挖出淤泥,将其运送到需要造陆的位置,就是将一处的淤泥搬家到另一处,当然造陆时有一个边界,有的是淤泥自然扩散形成的,有的则需要打下一个个桩基连成片,避免新造的陆地被海浪瓦解。

为何南海造陆需要大型绞吸挖泥船?

我国已经在南海完成吹填的有华阳礁、美济礁、赤瓜礁、东门礁、南薰礁、渚碧礁、永暑礁等,其中最大规模的有三个,分别为永暑礁、美济礁和渚碧礁,

1、永暑礁吹填

永暑礁呈椭圆形,主礁盘约4平方千米,延伸礁盘长26千米,宽7.5千米,总面积108平方千米,湖水深14.6~40米。

2014年8月开始,我国开始在永暑礁的吹填工程,到2015年4月25日时,吹填工作基本完成,新形成的岛屿面积已达到2.8平方公里,面积现次于美济岛和渚碧岛。

2、美济礁吹填

美济礁是一个椭圆形珊瑚环礁,东西长约9千米,南北约6千米,总面积46平方千米,四周礁盘涨潮时全部淹入水下,退潮时也就1.8米左右,环礁湖36平方千米,水深20~20米,南部和西南部有三个出口。

2015年初开始我国在美济礁开始吹填工作,2015年6月完成吹填工作,吹填后面积达5.52平方千米,成为南海诸岛中面积最大的岛屿。

3、渚碧礁吹填

是一接近梨形的封闭形环礁,呈NE―SW走向,长约6.5千米,宽约3.7千米,面积约16.1平方千米,环礁内湖7.05平方千米,水深10~22米,礁盘涨潮时淹没,低潮时有小部分露出水面。

2015年1月开始,我国在渚碧礁开始吹填工作,到2015年6月10日吹填基本完成,卫星图像显示面积已超过4平方公里,超过永暑岛而仅次于美济岛位列南沙群岛第二。

不知道各位有没有发现,高达数平方公里岛屿,短短数月内成型,当然前期的围堰工程和后期的岛礁建设工程没有包含在内,本文主要讨论吹填问题。

比如美济礁吹填5.52平方千米,按露出水面3米,水下2米计算,那么至少要吹填土方约2760万方,按一吨沙土大约为2吨计算,总重量超过5500万吨,短短数月内吹填完成,这需要超级强大的吹填设备,

从美济礁施工现场来看,十几艘吹填船同时工作,将湖内比较浅位置的珊瑚礁挖出,输送到数千米外的礁盘上堆积,排水后形成新的陆地。

在珊瑚礁上挖掘,并且在水深十几米的位置,一定需要大型绞吸挖泥船,绞吸就是将前方航道上的礁石破碎,并通过穿屁股后面长长的排泥管输送到远方,这个绞刀能破碎的石头硬度,速度和耐磨程度,还有绞吸头能伸入的深度等综合因素决定了岛礁吹填的速度。

比如2019年完工的天鲲号,尽管它没赶上南海吹填的好时光,但它的性能真的非常优秀,从下面几个基本参数,各位就能知道了它有多厉害了:

“天鲲号”船长140米,型宽27.8米,型深9米,设计吃水6.5米,挖深范围6.5-35米,总装机功率25843千瓦,设计每小时挖泥6000立方米,绞刀额定功率6600千瓦,设计航速12节。

最大挖掘深度35米,配置有通用、黏土、挖岩及重型挖岩4种不同类型的绞刀,可以开挖单侧抗压强度50兆帕以内的岩石,大部分石头都能在这样的单侧作用下破碎。

此前最大功率的“J.F.J De Nul”绞吸挖泥船船铰刀额定功率为4250千瓦,大约只有天鲲号的2/3,不过卢森堡Jan De Nul集团于2015年3月在克罗地亚Uljanik Brodogradiliste船厂下单订造了一艘全球最大的绞吸挖泥船。新船新船铰刀功率为8500kW,铰刀架重约2000吨。

这条绞吸挖泥船也是超级牛逼,各位一定很担心越南会不会弄到这样的船,至少从目前来看越南没有这样的机会。

为什么不把渚碧礁和美济礁全部填满?

相信很多朋友都有一个疑问,渚碧礁和美济礁的形状可以更完美一些,比如渚碧礁的梨形和美济礁的苹果形,甚至永暑礁的延伸礁盘也被大家惦记上了,但事实上礁盘上吹填并不是具备绞吸挖泥船船就能率性而为的工程。

网友们想象的美济岛

它需要考虑多个因素,首先就是工程的性价比,比如满足现阶段以及可以预测的未来发展的面积大小,这是一个科学评估后的数据,不是各位拍脑袋决定的。

第二个就是能满足这个这个吹填的礁盘,如果不能满足,那么尽量接近,或者创造条件来接近。

第三个则是吹填这些礁盘的湖面积有多大,挖多少深,从多少距离外挖,因为绞吸挖泥船船最大输送距离比如“天鲲号”也就15千米,因此取料范围不能超过这个距离。珊瑚礁是从海底逐渐向上生长的,礁盘外水深增加很快,很快水深就会超过1千米,这已经远远超过了绞吸挖泥船的最深挖掘35米的深度。

最后则是礁盘结构改变,是否会影响安全,另外除了吹填以外,是否还要因环保与未来的海产养殖等综合因素考量。

比如美济礁的东南和西南侧就保留了一大片礁盘没有吹填,而南部测水道出口处有一小块已经吹填(原来中国渔政在美济礁驻扎的哨所),这些没有吹填的区域是大量的水产养殖以及珊瑚礁生态的保护区。

渚碧礁则保留了东南方一个缺口没有吹填,其中在中央位置疏浚了一条航道,理由也和美济礁类似,主要也是周围填满后,只有水道与外界连通,湖内外水交换过慢,会导致严重的环境恶化问题,因此为保证生态以及湖内的生态,必须保留足够的珊瑚礁。

永暑岛的礁盘很大,但吹填的环境不如渚碧礁和美济礁,因为它礁盘和湖发育不完整,湖深度过大,要吹填的话必须有足够并且不能太深的湖供给绞吸挖泥船来挖掘沙土方吹填,各位应该看到了永暑岛内部留下一个巨大的方坑,这就是吹填的骨料来源,保留外部礁盘则更多的是生态考虑了。

所以吹填是一项综合考虑后向各方妥协的工程,并不是有了天鲲号之后就能想吹多大就多大,当然有天鲲号们,假如下次还要造岛的话,效率应该会更高!