每年,洪澇災(zāi)害都會(huì)給不同國家和地區(qū)造成大大小小的破壞,那些居住在海邊、河流湖泊邊的居民首當(dāng)其沖。很久以前,在日本、英國和荷蘭以及其他一些地勢低洼的國家,建筑師和土木工程師就開始打造水利工程以進(jìn)行洪水防控,并一直沿用至今,成為經(jīng)典。
日本-巖淵閘
日本歷史悠久的巖淵閘,在日本稱為“Akasuimon”(紅色閘門)
日本是被海水包圍的島國,內(nèi)陸居住于河流旁邊的居民經(jīng)常遭遇洪水威脅。但是多年來,巖淵閘一直保護(hù)著日本東京北段的低洼地帶,周邊風(fēng)景如畫。
巖淵閘所在河流在日本被稱為“野河”,該防洪閘修建以前,野河經(jīng)常發(fā)生洪水災(zāi)害,沿河居住的人民不得不使用竹竿制成籬笆,加以土建,以阻擋洪水進(jìn)入房屋。但是對于較大的洪水,這種措施根本沒有作用,河兩岸的民宅經(jīng)常遭受水淹,同時(shí)洪水還帶來大量泥沙,給附件村莊和房屋造成大量財(cái)產(chǎn)損失。發(fā)生于1910年的“野河大洪水”,造成上百萬人流離失所。于是,1910年后日本政府決定治理“野河”。政府不僅在野河旁修建了很多排水溝渠,還在河上修建了一個(gè)水閘,以保護(hù)城市的南部地區(qū),這就是巖淵閘。巖淵閘建成于1924年,工程的總設(shè)計(jì)師還參與了巴拿馬運(yùn)河的修建,巖淵閘直到1982年還在發(fā)揮著作用?,F(xiàn)在,日本的建筑師在巖淵閘的背后又修建了一道新閘,其作用和巖淵閘相同。巖淵閘和許多日本其他地方的泄洪閘一樣,其閘門驅(qū)動(dòng)方式一般是依靠水壓進(jìn)行,而不是電力,這樣可避免暴雨洪水發(fā)生時(shí),受電力中斷影響。
現(xiàn)在,日本的這座防洪閘已經(jīng)成為一處風(fēng)景區(qū),防洪閘的周圍種植著各種櫻桃樹和桑樹,附件還有一個(gè)釀酒廠,在沒有洪水的日子,這里是旅游者的勝地。
英國-泰晤士河水閘
在英國,工程師們進(jìn)行了很多革新性設(shè)計(jì),他們沿著泰晤士河修建了一個(gè)可移動(dòng)的防洪閘,該防洪閘由中空的鋼板制成。這個(gè)移動(dòng)式的水閘平時(shí)是敞開著的,允許船只自由通過,當(dāng)洪水來臨,水閘關(guān)閉,以阻止大流量的洪水進(jìn)入下游,以此來保證泰晤士河的防洪安全。
英國泰晤士河上的可移動(dòng)水閘
泰晤士河水閘是世界上第二大移動(dòng)式防洪閘(僅次于荷蘭的東斯凱爾特海浪潮攔截壩),位于倫敦市中心下游,其目的是阻止潮汐和風(fēng)暴潮。該閘只有漲潮時(shí)才關(guān)閉,在低潮時(shí)打開閘門釋放水流。它的南岸就是著名的格林威治天文臺(tái)。
移動(dòng)式防洪閘的設(shè)計(jì)理念源于查爾斯•德雷珀。20世紀(jì)50年代,他在父母的住所構(gòu)建了一個(gè)移動(dòng)式水閘模型,模型的取材來自家里當(dāng)時(shí)擁有的東西,例如黃銅煤氣閥。沒有想到的是,他的設(shè)計(jì)理念被英國議會(huì)采納,議會(huì)成立專門的研究小組進(jìn)行詳細(xì)的研究設(shè)計(jì)。防洪閘的建設(shè)開始于1974年,1982年基本完成。•移動(dòng)防洪閘跨度約520米,將河流的橫截面分為4個(gè)61米和兩個(gè)30米的通航河道。還有4個(gè)較小的非通航渠道,由9個(gè)混凝土橋墩和兩個(gè)橋基組成。整個(gè)閘門呈圓形,能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作,閘門能夠完成180度旋轉(zhuǎn)。所有閘門都由中空鋼板制成,厚達(dá)40毫米。
這個(gè)可移動(dòng)水閘已經(jīng)成功為泰晤士河水?dāng)r截了100多次洪水。
荷蘭-東斯凱爾特海浪潮攔截壩
荷蘭60%以上的人口居住于海平面以下,為了生存,他們需要建設(shè)復(fù)雜的防洪體系以抵御海潮襲擊。從1950年到1997年,荷蘭建設(shè)了偉大的“三角洲工程”,這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包括很多大壩、泄洪閘、水閘、堤防和防風(fēng)浪潮的屏障。
最令人印象深刻的是其東斯凱爾特海浪潮攔截壩工程,這并非普通的攔潮壩,而是一個(gè)漂浮式、可移動(dòng)的閘門。從1986年東斯凱爾特海浪潮攔截壩工程完成以后,荷蘭近海區(qū)域的浪潮平均高度從3.4米減小到了3.25米。
荷蘭的東斯凱爾特海浪潮攔截壩
東斯凱爾特海浪潮攔截壩設(shè)計(jì)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是閘門的關(guān)鍵部位并不需要放置水中,當(dāng)然,設(shè)計(jì)本身對過往船只沒有影響。
梅斯南克攔潮閘
另一個(gè)比較著名是梅斯南克攔潮閘工程,位于荷蘭的霍克城和梅斯路絲之間,被稱為地球上最大的人工可移動(dòng)建筑之一,工程于1997年完成。當(dāng)水位上升時(shí),洪水會(huì)充滿攔潮壩上的水箱中,攔潮壩的重力就會(huì)增加,使得壩體能夠更加穩(wěn)定地固定于海底,阻攔海潮對海岸的沖擊。
荷蘭的梅斯南克工程
梅斯南克攔潮閘工程的主要目標(biāo)是保護(hù)著名城市鹿特丹——荷蘭西南部最大港市。
1997年5月,經(jīng)過6年的建設(shè),梅斯南克攔潮閘工程進(jìn)入使用階段。該攔潮閘與一個(gè)自動(dòng)操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又與氣象系統(tǒng)和海水位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接在一起。在正常的天氣條件下,攔潮閘的兩扇門在干旱的甲板上受到了很好的保護(hù),中間保留有360米的縫隙,為過往船只通過提供足夠空間。根據(jù)鹿特丹市的氣象預(yù)測,當(dāng)臺(tái)風(fēng)造成的海浪超過正常海平面3米以上的時(shí)候,攔潮閘會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,在閘門實(shí)際關(guān)閉前的4小時(shí),過往船只會(huì)接到警告遠(yuǎn)離船閘。到實(shí)際關(guān)閉前2小時(shí),切斷所以交通。當(dāng)時(shí)間距離實(shí)際關(guān)閉只有30分鐘時(shí),支持閘門的甲板被潮水淹沒,同時(shí),攔潮閘開始懸浮起來,閘門的兩扇頁面開始合攏。這種方式將萊茵河的水流截?cái)嘣诤竺?,水位升高,水閘部分中空,多余水量流入大海。
這一系列決策制度由計(jì)算機(jī)完成,梅斯南克攔潮閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為防御萬年一遇的臺(tái)風(fēng)。
海格斯丁堰流橋是荷蘭的三大可移動(dòng)水壩之一,該堰流橋沿萊茵河修建,大約在1960年完成。海格斯丁有兩個(gè)巨大的拱形門,控制洪水的流通并產(chǎn)生電能,該堰流橋橫跨54米,其鉸鏈閘門連接到混凝土的橋墩上。與荷蘭的很多工程一樣,海格斯丁也已成為世界各地的水利工程師學(xué)習(xí)洪水控制的樣板。
防汛器材中的產(chǎn)品分類較多,其中包括:
堵水類: 折疊堵水墻、鋁合金堵水墻、防汛沙袋、吸水膨脹袋、裝配式子堤、裝配式圍井。
拋射類:美式拋投器、韓式拋投器、遠(yuǎn)距離拋投器、手動(dòng)拋投器、船用手動(dòng)拋繩器、75式拋投器。
打樁類:ZL-020型打樁機(jī)、ZL-120型打樁機(jī)、ZL-200型打樁機(jī)、汽油打樁機(jī)。
照明工具/設(shè)備:防爆照明燈、手提照明燈、落地照明燈、移動(dòng)照明燈、升降照明車、頭戴照明燈、強(qiáng)光手電筒。
救援運(yùn)輸:水路兩棲車、玻璃鋼沖鋒舟、充氣橡皮艇、救生浮船、氣墊船。
搶險(xiǎn)工具:鐵鍬、洋鎬、工兵鏟、鈀、鋤頭、十磅錘、砍刀、方鏟、電鋸、切割機(jī)、擴(kuò)張器、救生繩、千斤頂、塑料袋。
穿戴裝備:防汛戰(zhàn)斗服、防寒雨衣、雙背帶、救生衣、水鞋、毛巾、水壺、頭盔、氧氣瓶、潛水服、氧氣罩。
水上自救裝備:救生圈、救生浮筒、手環(huán)式救生衣。
儀器類:水濃度測量儀、水位測量儀、水質(zhì)測量儀、水位監(jiān)測儀。
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