各国洪水防控的技术革新

每年，地球上的一些地方都不同程度地遭受着洪水的破坏，那些居住在海边、河流旁边和湖泊边的人们尤其容易遭受洪水的威胁。但是，只要下雨，任何地方都有可能发生洪水。

随着城市的建设和发展，洪水的爆发变得更加频繁，城市建设导致很多城市的地面成为不透水层，而且城市的基础设施达不到很好的排涝效果，极易形成洪水。另外，年久老化的大坝和堤防容易出现失效或者垮坝的情况，会造成像2005年美国新奥尔良卡特里娜飓风那样的破坏。

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已经研发了新的革新技术，以进行洪水防控。

日本，作为四面环海的岛国，经常遭受洪水的破坏。日本内陆居住于河流旁边的人们也经常遭受洪水破坏的威胁。

多年来，风景如画的岩渊闸或Akasuimon（红色闸门），保护着日本东京北段的低洼地带。

岩渊闸所在的河流，在日本被称为“野河”。岩渊闸未修建以前，野河经常发洪水。沿河居住的人们不得不使用竹竿制成篱笆，以阻挡洪水进入房屋。但是，大的洪水到来时，这种措施根本起不到作用，河两岸的房屋经常遭到水淹，造成的生命和财产损失无法估量。1910年野河发生大洪水，造成上百万人流离失所。日本政府决定治理野河，政府修建了很多排水沟渠，还在河上修建了一个水闸，即现在的岩渊闸，以保护城市的南部。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。直到1982年，岩渊闸还在日本发挥着作用。现在，日本的建筑师们在岩渊闸的背后又建设了一道新闸，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，而不是普通的电力。这样，可避免洪水发生时电力中断对其造成的影响。

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樱桃树和桑树，附近还有一个酿酒厂。在没有洪水的日子，这里就成为旅游者的胜地。

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——泰晤士河水闸，它是世界上第二大移动式防洪闸（仅次于荷兰的Eastern Scheldt拦潮坝），位于伦敦市中心的下游。修建这个移动式的水闸是为了阻止从海上来的潮汐和风暴潮。水闸由中空的钢板制成，平时，闸门处于开放状态，可以释放水流，允许船只自由通过；当洪水来临的时候，水闸可以保持关闭，以阻止大流量的洪水进入泰晤士河的下游，以此保证泰晤士河的安全。泰晤士河水闸的南岸就是著名的格林尼治天文台。

移动式防洪闸的设计理念来自查尔斯·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。这个模型的取材来自于他家当时拥有的东西：旋转的圆柱、黄铜煤气阀等。没想到他的设计理念被英国议会所采纳，议会责成专门的研究小组进行详细的研究设计。最后，他们决定采用查尔斯的设计，原因是伦敦泰晤士河河岸相对较直，河底河床又比较坚硬，能够提供足够强大的支撑。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2个桥基组成。所有闸门均由厚度为40毫米的中空钢板组成。整个闸门呈圆形，能进行旋转操作，允许闸门完成一个完整的180度旋转。

截止到目前，英国泰晤士河上的可移动水闸已经为泰晤士河成功拦截了100多次的洪水。

荷兰有着与海洋作斗争的长期历史，全国有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的袭击。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。

荷兰令人印象深刻的“三角洲工程”就是东斯凯尔特（Eastern Scheldt）海浪潮拦截坝工程。这一工程并非普通的拦潮坝，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工程完成以后，荷兰近海区域的浪潮高度从平均3.4米减小到3.25米。

东斯凯尔特（Eastern Scheldt）拦潮坝设计的一个主要优势是，拦潮坝的施工可以在干旱的条件下进行；另一个优势是闸门的关键部位不需要放置在水中。当然，这种设计对过往的船只并没有造成不方便的地方。

荷兰另一个比较著名的“三角洲工程”是梅斯南克工程（Maeslantkering），位于荷兰的霍克城和梅斯路丝（Maassluis）之间,被称为地球上最大的人工可移动建筑之一。该工程于1997年完成，当水位上升的时候，洪水会充满拦潮坝上的水箱，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，阻挡海潮对海岸的冲击。

梅斯南克工程的主要保护目标是荷兰的著名城市鹿特丹——荷兰西南部最大港口城市。

1997年5月，经过6年的建设，梅斯南克工程进入使用阶段。拦潮闸与一台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能受到很好地保护。两扇闸门相距360米，为过往的船只通过提供足够的空间。根据鹿特丹市的预测，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，拦潮闸系统即进入关闸操作状态。这时，过往的船只接到警告，远离船闸。到实际关闭前2小时，所有水面交通被切断。当时间距离实际关闭只有30分钟时，支撑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，允许多余水量流入大海。

这些决策制定都是由计算机完成，软件驱动是由C++ 计算机语言实现，代码约20万行。另外有20万行代码是用于模拟系统的。

梅斯南克拦潮闸的设计标准为防御万年一遇的台风。

荷兰的海各斯丁（Hagestein）堰流桥是荷兰的三大可移动水坝之一。堰流桥沿莱茵河修建，大约在1960年完成。海各斯丁堰流桥横跨54米，由两扇巨大的拱形门控制洪水的流通和产生电能，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，海各斯丁也已成为世界各地的水利工程师学习洪水控制的模型。