书城科普读物认识海洋系列丛书:海洋中取之不尽的宝藏
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第21章 海水利用业(4)

上一节我们谈到的日本的人工岛,还有一座建在东京湾里,形成一个离岸7千米的钢铁生产基地,面积达510万平方米,年产钢600万吨,有海底隧道通到岸边。日本打算用100年时间,耗费30亿吨钢在日本列岛周围建设一条环状的钢铁大堤,离岸50千米,高出海面100米,宽150米,总长8,000千米。计划投资39万亿日元建设9个海洋开发项目,其中一个是在离东京120千米、水深200米的太平洋中建一座海洋城,用1万多根钢铁立柱支撑,要用1亿吨钢,是一座4层的大平台,城里有商业中心,还有公园、球场,可以把100万东京人搬过去。建成以后,可就是名副其实的海上宫殿了。

日本、美国已建了许多大型的海底混凝土建筑物,当做海中的石油、煤炭仓库,不但不占宝贵的土地资源,而且比陆地上的仓库更安全。人类向海底发展的步伐将会越来越大。

黄金海岸

海洋空间资源还有一个重要的用途,就是用来发展旅游业。这门无烟产业的地位已经赶上或超过一些传统的海洋产业。

夏威夷风光湛蓝的海水、金黄色的海滩、美丽的海上景色、迷人的海岸风光,都是宝贵的旅游资源。人们可以在海水中畅游,在沙滩上晒太阳,在碧海中驾驶快艇兜风,在海中垂钓。游览性的潜水运动、冲浪运动在发达国家也很流行。面对大洋的海滩波浪的波长特别长,像美国的夏威夷、加利福尼亚的海滩,很适合于开展冲浪运动。夏威夷海滩是世界著名的旅游胜地。我国昌黎的黄金海岸除了细沙海滩以外,大自然还把沙子堆成一座几十米高的沙山,朝向海滩的一面比较陡,游人可以在山坡上滑沙,惊险有趣。海南的亚龙湾号称“中国的夏威夷”,有清洁的海水和沙滩,现在还建了海洋世界。

日本、美国和中国香港等地不论是海洋乐园还是海洋生物博物馆,游人可以在透明走廊里走到水下,观赏各种瑰丽的热带鱼、珊瑚以及千奇百怪的海洋生物,也可以坐着透明底船俯视海洋生物的生活状况。很多娱乐中心建在海里,甚至建在海底。海滨自然保护区也能开辟成旅游胜地,像美国的佛罗里达、澳大利亚的大堡礁和日本南部海岸等,使游人在游览海洋美景的同时,增强环境保护意识。

海上宫殿

“泰坦尼克”号人们最舒适最有趣的旅游恐怕要算乘坐豪华海上游轮了。这种旅游客船是一座活动的海上游览娱乐场,要求豪华、舒适、环境优美,使乘客在享受着人间富贵的同时饱览海上风光。至于船的运输功能反而是次要的了。

最著名的,也是命运最悲惨的豪华海上游轮是“泰坦尼克”号,它长270米,排水量46,000吨,有11层楼高,在当时算是世界最大的船了。1912年4月10日,刚下水不久的“泰坦尼克”号从英国的南安普敦出发开始它的处女航,驶往美国波士顿。这是一次历史性的航行。船上载着许多名人、巨富。这艘船号称永远不沉、万无一失。它有双层船底,分隔成16个水密舱,4个舱破损进水也不会沉。当时没有雷达、声呐等导航设备,靠人瞭望导航。开到加拿大的纽芬兰以南处被流动冰山所撞沉没,船上的2,200位乘客中有1,513人不幸遇难。1985年科学家乘着潜水器找到了沉到大洋4,000米深处的“泰坦尼克”号的残骸,发现它已经断成三截,船体很多部位被海底400个大气压的压力挤破。前些年的报道,包括电影《泰坦尼克号》中都认为这艘巨轮右舷被划开一条100多米长的口子,进水沉没,最近又有人认为“泰坦尼克”号悲剧的发生是因为当时的冶金工业技术不高,炼出的钢比较脆,受到冲击时出现很多小裂纹所致。

沉入海底的“泰坦尼克”号“泰坦尼克”号的悲剧已经过去,发达国家的富豪们还对在海上享受奢华生活情有独钟。现在世界上比“泰坦尼克”号大的5万吨以上的新型豪华客轮有10多艘,而且大部分是20世纪90年代建造的。这些巨轮大部分在加勒比海、地中海和大西洋航行,生意相当兴隆。其中“皇冠公主”号和“皇家公主”号是姊妹船,是在意大利建造的,排水量7万吨,全长247米,宽32米,吃水7.9米,用柴油发电,电力推进,航速19.5节,能载1,590位乘客。这些船上拥有一切五星级宾馆的设备,例如带玻璃天窗的大游泳池、按摩治疗室、能眺望海景的大餐厅和单间餐厅等。意大利建造的“狂欢节命运”号,是10万吨的270米高的巨轮,有16层甲板。船上有9座大厅、16,000个座位的剧场、各容1,050位和750位客人就餐的餐厅、4个游泳池,载1,000名船员和3,400位乘客。

维系世界文明的海上运输

豪华海上游轮豪华海上游轮是当前客轮发展的一个方面,客轮发展的另一个方面是向渡轮发展。在发达国家,家家有汽车,出门必开车,渡轮已经不是过去摆渡的那种较小的船只,而是能装载大量汽车越过大河、海峡、海湾的较大的轮船。渡轮的设备也很好,汽车开上船停好,人可以到上层甲板休息、购物和娱乐。

飞机、火车和汽车都比轮船快,客轮的优越性就越来越小了。在信息社会里,人的时间宝贵,谁还有耐心坐十几天十几夜的轮船横渡大洋办事呢?只能发挥轮船较舒适、便宜的特点,开辟一些夕发朝至的航线,才能与空运、陆运竞争,否则就要被淘汰了。只有豪华游轮和渡轮是海运的专长,不怕竞争。

船舶的主要用途是货运。现代的货运分工很细,载运的货物不同,要求不同,所用船的结构也不一样。集装箱船是近年来发展最快的货船,钢铁制造的标准集装箱可以把需要运输的物品装在里面,搬运装卸都有特殊装置、设备,货物在箱内可以固定,不会被碰坏,集装箱可以密闭,可以固定在船的甲板上,箱子是标准的,垒在一起节省空间。散装船用来装矿砂、煤和粮食之类的零散货物,船上有很大的舱,用传输机械装卸。货轮都做得很大,每次可以多运一些货物,5万吨到10万吨的大货轮已是很平常的了。这种船虽然经济性好,可是船大,船宽,吃水深,要求航道、码头的水深在12米以上。有的船太宽太大,连巴拿马运河都通不过。滚装船适于装运汽车、工程机械等能够自己开上船的货物。

油轮油轮是很重要的一种货轮,它是为运输石油设计的,船上有储油舱和装卸用的管道。为了防止万一触礁碰撞损坏,溢出原油,新型油轮都装上双壳双底。有一段时间以为油轮越大越好,建造了50万吨的大油轮,后来发现这么大的船风险太大,万一出了事故后果严重,又改建10万~20万吨级的。50万吨级的大油轮吃水太深,通不过运输最繁忙的马六甲海峡,只能绕行印度尼西亚的龙目——马加撒海峡。我国为国外船东建造过15万吨的大油轮,完全是照国际标准机构船级社的标准设计的,丝毫不比外国人造得差。

我国现在已经是一个海运大国了。从北到南有大连、塘沽、青岛、连云港、上海、宁波、厦门和广州等200多个港口,大型的港口有20多个。港口中靠船的泊位有1,263个,能靠深水巨轮的泊位有394个,每年吞吐的货物有8亿吨以上。我国有远洋运输船4,000多艘,总吨位2,700万吨。我国香港是世界上最大的集装箱装卸港,超过欧美所有的大港。

可以毫不夸张地说,世界文明是靠海洋运输维系着的。

船的大家族

船不仅用来载客、运货和装油,还有其他的许多用途。设计师为适应各种需要,设计出形形色色的船,组成一个船的大家族。

集装箱船货船我们来看看船的基本构造。船在水中前进时,它的外壳受到的阻力应当尽量的小。水对船壳有摩擦阻力,船壳越光滑,阻力越小,所以船的表面都做得很平整。钢铁船壳用平滑的焊接代替过去高低不平的铆接,阻力可减小10%。船在海水中停泊时,讨厌的牡蛎、藤壶会附着在船壳上,使船的表面粗糙不平,增加航行阻力,必须及时清除。在船壳表面还需要涂防生物污损的漆。船前进时,船头劈开水面,产生很高的波浪,使船头抬高,船上下摇摆,阻碍船前进。科学家发现把船舶做成球形,能抑制航行产生的波浪。如果你看到在船坞里修理的大船时,就会发现船头有一个球形的大鼻子,叫做球鼻艏。就是这个其貌不扬的结构,可以使船航行的速度提高,而且更加平稳。船高速航行时,在船的周围产生涡流,船上凹凸不平的地方和有孔洞的地方都会产生涡流。推进船用的螺旋桨旋转时,形成的涡流更为重要。为了减小这部分阻力,把船体做成流线型。在水下航行的潜水器、潜艇的整个外壳就像水滴,这种形状阻力最小。在螺旋桨和固定在船壳外的设备外面套上光滑的导流罩,也可以降低阻力。鱼和鲸的力量比人造的巨轮小得多,可是它们却能游得那么快,秘密在它们那柔顺的皮肤,能在水流冲击时顺着水势变形,上面还有一层黏性的物质,使皮肤变得滑溜溜的,从而减小了阻力,提高了游速。人们以这些生物为师,研究出类似海豚皮的有机材料聚氨基甲酸乙酯,蒙在潜艇外壳上,也能使潜艇在水下减小阻力,提高航速。

古船在古代,船壳是用结实耐久的木材制成的。现代的船壳是用更结实、更宜于大量生产的钢板焊成的。船像鱼一样,在船底的中轴有一根龙骨,两边隔一段距离装上一根垂直于龙骨的肋骨,船的这套骨骼使它能够支撑重量,乘风破浪地航行。船的水下部分横断成几个舱,各个舱之间是水密的,有不透水的门可以相通,把门关起来,即使少数舱进了水也不会沉没。这种有隔舱结构的船还是我们中国人的祖先发明的呢!生于1254年的意大利旅行家马可·波罗,元朝时在中国住了几十年,他回国时就是坐的这种船,从泉州出海回到意大利,他十分佩服地向西方介绍了这种船的特点——隔舱结构,四桅四帆,还有指示方向用的罗盘,使西方人惊叹不已。

帆船船前进的动力有一个很长的发展过程。最早是人划的桨。古希腊人的划桨船曾称雄爱琴海;太平洋小岛上的波利尼西亚人划着独木船向西航行几千千米到了澳大利亚、新西兰;一直到公元800年,北欧的海盗船仍然是人力划桨的。

用帆巧借风力,使船长上翅膀,开始了帆船时代。帆利用空气流,在帆的两面产生压力差,推动船前进。风的方向不一定符合船前进的方向,改变帆的角度,能利用各个方向的风,使船以之字形航行,最终达到前进的目的。西方的帆船在13~16世纪才发展起来。帆船发展的关键在于用结实的麻织成帆布,这种帆布比棉布结实,耐风吹雨淋太阳晒。整块的大帆很重,折叠起来很费人力,于是把一块大帆分成横幅较宽、纵幅较窄的几块较小的帆,再靠增加帆杠组合成一张大帆。不同位置、各种形状的帆各司其职,使18~19世纪的西方帆船成为一种工艺十分复杂的艺术品。由于帆船的动力有限,航速不高,操纵又很麻烦,需要很多水手,还有一定危险性,所以帆船在19世纪后期被蒸汽机轮船淘汰。近年来,有人提议给巨型轮船再装上帆或者能在风中旋转的转子圆筒,用计算机控制操纵,利用风的能量,以节约燃料。