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「巴拿马运河」为何有船闸?

(2018-10-18 13:43:43)
标签:

巴拿马运河

历史

知识

分类: 地理

我学生时,很困惑:『巴拿马运河有船闸,苏伊士运河却没有?』

同学都说:『苏伊士运河两端没有水位差,巴拿马运河则是太平洋端水位较高,所以需要有船闸』。我再问:『地球上所有海洋都是互通的,为什么还会出现水位差?』
同学们语塞了……

「巴拿马运河」为何有船闸?
(大西洋端的加通闸(Gatun Locks)。为三段式船闸,远方为加通湖)




【认知差很多】

多年后,我才知苏伊士运河两端其实也有25厘米水位差,巴拿马运河则有50厘米。
高潮时两端水位差,苏伊士运河仅2米,巴拿马运河则高达5、6米

巴拿马运河,长度仅是苏伊士运河的一半,高潮时两端水位差却大很多,
水位差产生的流速冲击会影响航行安全,
所以航道需用船闸升降,以保障船只航行。




【相关数据】
「巴拿马运河」为何有船闸?

巴拿马运河,北接大西洋的加勒比海、南接太平洋,
地处巴拿马地峡最狭窄段,
全长81.3公里,宽150至304米,水深13.5至26.5米。

由于运河有38公里在海拔26米的加通湖(Gatun Lake,如下图)中,
加通湖的两端各有设船闸,以便船只从低水位上升到高水位

「巴拿马运河」为何有船闸?
巴拿马运河平面、剖面图。
浅绿圈,是三组船闸(Gatun闸、Pedro Miguel闸、Miraflores闸)的位置




【雷赛布的失算】
「巴拿马运河」为何有船闸?

巴拿马运河,始建于1880年1月1日。

法国人费迪南德雷赛布(如上图),于1869年成功建造苏伊士运河,
名利双收之余,1879年成立了『巴拿马洋际运河环球公司』,
以74岁高龄担任总经理,准备再大干一场,比照苏伊士运河兴建方式,直接凿穿巴拿马地峡。

费迪南德低估了工程的难度,开挖量远超过预期;
而且,该地区属于热带丛林气候,天气潮湿闷热,多暴雨洪水,不利工程进行;
加上疟疾、黄热病肆虐,导致2万工人死亡。1889年,运河公司最后破产停工。




【直接凿穿 → 船闸抬高水位】

1904年,美国买下运河公司的资产,接续兴建。
首先大举扑灭蚊子,使疟疾、黄热病疫情得到控制。

「巴拿马运河」为何有船闸?
1906年,史蒂文斯(如上图)接任第二任总工程师,他在任仅两年,但对于运河兴建贡献卓著。
他鉴于法国直接凿穿巴拿马地峡的方案问题重重,决定改为多组船闸抬高水位的方案;
也由于他是铁路工程师出身,有效地改善施工铁路系统,大大提升了运输效率,
使开挖的土方迅速运走,工程因此取得很大进展。

尽管后来改采船闸抬高水位的方案,减少了开挖量,
整个工程的土方量,竟然还是高达法国原先估计的三倍半!

「巴拿马运河」为何有船闸?
(施工铁路系统。
同时铺设了五、六线,运输效率大增)




【水位差高的原因】

巴拿马运河两端水位差,之所以比苏伊士运两端水位差高很多,主要原因是:

太平洋端的雨量十分充沛,太平洋端的盐分浓度因此低于大西洋端,
海水密度变小,相对体积变较大,因此海平面产生了水位差。 

太平洋端的信风对升高水位也起了推波助澜的作用。

在大西洋端,圭亚那洋流沿着巴拿马北侧海域,向西流向墨西哥湾。
因这股海流产生的水位倾斜,使巴拿马运河大西洋端沿岸水域的水位降低了。 


「巴拿马运河」为何有船闸?
图左,为太平洋端新建的三段式船闸。
扩建后,通过运河的船只数量从每年1.4万艘增加到1.7万艘。
图右,为「Miraflores闸」;远方红色箭头处,为「Pedro Miguel闸」。

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