漂浮城市可能有助于解决全球城市未来的挑战

11.02.2020 /Ulf Kjellerup蒂娜Vejrum

几个世纪以来,亚特兰蒂斯的神话一直吸引着人们的想象力。但是,当这个虚构的岛屿沉入海底,再也见不到的时候,现代漂浮城市或特别设计的人工岛屿开始出现,成为世界各地城市面临的一些最大挑战的真正解决方案:人口过剩和气候变化。在哥本哈根,两个这样的项目也将帮助城市摆脱许多建筑项目中大量的过剩土壤。

今天,世界上大约55%的人口生活在城市地区,预计到2050年,这一比例将上升到68%。到2050年,城市化和全球人口增长将使城市人口增加25亿。与此同时,通常位于沿海地区的城市地区正面临气候变化带来的巨大威胁,尤其是海平面上升和洪水。

需要新的可持续解决方案来解决这些挑战。一个曾经被认为是纯粹的乌托邦或过于牵强的解决方案,现在经常被吹捧为解决人口过剩、住房短缺以及海平面上升威胁的真正解决方案:浮动城市。

在城市郊区填海造岛并不是什么新发明,但在未来,这些岛屿可能被设计成适应气候和居住的地方。

锚定在海床上的漂浮结构物

漂浮的城市坐落在锚定在海床或岸边的大型漂浮建筑物上。这些结构可以是适用于靠近海岸水域的浮筒结构,也可以是石油工业中用于深水的半潜式结构。

漂浮城市的概念仍处于发展阶段,尽管正在应用的技术不是新技术,可能不需要很多年,我们就会看到第一个原型被测试。

漂浮城市背后的技术已经从漂浮桥上知道了,比如挪威的Bjørnafjord桥,它将成为世界上最大的漂浮桥。世界各地已经建造了许多浮桥,包括挪威的诺德兰德桥和Bergsøysund桥,以及加拿大的奥卡那根湖桥。

COWI是研究跨越5公里宽的Bjørnafjord河的桥梁方案的工作组之一。研究人员考虑了许多不同的浮桥概念:基于张力腿平台(TLP)技术的多跨悬索桥、边锚直桥(可将系泊线拖至550米深的海底)以及端锚弯曲桥。

COWI工作组利用内部几个部门的顶级专业知识进行了大量分析,这些部门包括:海洋作业、水动力学、风动力学、结构工程、风险分析和船舶荷载响应。

然而,在漂浮城市成为现实之前,需要在波浪水槽中进行大量的测试,例如证明结构的弹性、安全性和可靠性的测试;风险分析;以及锚定方法和水动力分析,即结构在波浪作用下的动力效应。

流动城市——它们适合人们居住吗?

舒适性是一个必须彻底调查的领域。人们住在漂浮的建筑物上会有什么影响?运动和振动会影响人吗,比如在睡觉的时候?很有可能,传统的工程工作将需要结合生理学和心理学研究,以确定人们对生活在浮动城市的反应。

即使浮动城市的概念是新的,许多正在应用的技术也远非新的。这是一种利用现有技术的新方式,也是一种新的思维方式。将从许多领域收集专业知识和诀窍,如浮桥、海洋结构物和海上设施,如石油平台。但石油平台的设计寿命约为25年,而浮动城市的寿命至少为100年。

能在特大风暴中生存

首批浮动城市的规模可能较小。以荷兰为例,其沿海地区地势低洼,人口密度高,是流动城市的理想之地,亚洲的一些特大城市如新加坡和香港也是如此。

目前受到媒体广泛关注的更有趣的项目之一是Oceanix城,由丹麦建筑师比亚克·英格尔设计,是联合国人居署新城市议程的一部分。Oceanix City的目标是成为世界上第一个具有弹性和可持续性的浮动社区,但同时也是防洪的,旨在抵御特大风暴。在天气模式发生长期重大变化的情况下,可以将漂浮的城市卸下并拖到另一个位置。

在过剩土壤上建造的人工岛屿

在周边水域填海造地以扩大城市面积并不是一个新想法,而且已经使用了多年,例如在新加坡。在丹麦,在哥本哈根郊区的阿梅格和诺德哈芬,土地复垦是众所周知的。利用哥本哈根许多建筑项目的过剩土壤,后者已经扩大了50%。

漂浮城市和人工岛都需要巨额投资,但在哥本哈根,Nordhavn扩建项目和两个新项目的主要目的是去除多余的土壤,再利用城市的自然资源。COWI参与了这两个项目,即哥本哈根港的Lynetteholmen和大哥本哈根南部的Avedøre群岛。

每年,至少有300万吨的土壤被从哥本哈根地下挖掘出来。Lynetteholmen和Avedøre群岛将在20到30年的时间里总共需要9000万吨土壤,这将帮助城市摆脱多余的土壤,同时为住宅和企业提供新的土地。

城市化预计将在未来几十年加速,政治家和开发商必须彻底解决城市发展对环境的影响,并确定资源(如建筑项目产生的多余土壤)的最佳利用。毫无疑问,全国有大片地区可以建造住宅和办公室,创造全新的城市区域,但更可持续的做法是将人们集中在现有的城市区域,这些区域已经有了运188竞彩网转良好的基础设施。这也将有助于解决如何重新利用多余的土壤而不是将其处理掉的难题,这将带来一个全新的挑战。188金宝博网址

开垦土地时,在海上建立一个周界,并将某种框架(例如板桩)打入海床。然后将该区域的水排空,并用延伸至水线上方的土壤填充排空的体积,直至足以抵抗未来海平面上升的水平。

Lynetteholmen将位于水深高达13米的地方,而Avedøre的9个小岛的水深将在3.2-5.5米之间,这使得它是一个更容易处理的项目。与将板桩打入海底不同的是,大型海石将被放置在Avedøre的水域中,形成一个框架,然后可以填充土壤。

主要挑战:土壤运输

Lynetthelmen将于2070年竣工,占地282公顷,可容纳35000人。它将位于哥本哈根港口的北部,在大约40年的时间里,每天都有数百辆运土卡车通过哥本哈根市中心进入现场,可能会对居民和工作场所造成干扰。

占地300万平方米的Avedøre群岛将为清洁技术和高科技公司创建一个绿色工业区。由于它位于大哥本哈根的南部,靠近高速公路,土壤运输将容易得多,对哥本哈根市民的危害很小。

Lynetteholmen正在考虑的另一种选择是海运,但这非常昂贵,将对环境产生更负面的影响。土壤仍然需要用卡车运到诺德哈芬,然后用驳船运到350米远的Lynetteholmen工地。

另外,也可以在瑞典南部获得土壤,例如在哥德堡,那里目前是北欧地区最大的城市发展项目的所在地。188竞彩网

这一瓶颈是需要解决方案的主要挑战之一,有望在18个月内得到解决。这将是环境影响分析(EIA)的一部分,在政客们对Lynetteholmen项目做出决定之前,必须进行环境影响分析。

在洪水期间作为防波堤的岛屿

Lynetteholmen和Avedøre群岛将位于哥本哈根港口的两端,它们旨在为哥本哈根未来的洪水保护做出贡献。在高海平面的情况下,它们将作为最初的堡垒,该计划是设计一个智能解决方案:一个可以用来防止洪水的防洪装置。该装置可以是海床上的一个窗帘或闸门,在洪水泛滥时膨胀,以防止水进入内港。

Lynetthelmen将在南行事件期间担任洪水防护,即当水从北海流入海峡和波罗的海时。类似地,阿维德øre岛将在北行事件中起到防洪作用,也就是说,当风向转向时,水被推回海峡并流回北海。

如上所述,浮动城市或人工岛屿可能成为沿海城市面临的一些主要挑战的更常见的答案。

技术解决方案已经可用。需要进一步处理的是可能对环境产生不利影响的潜在挑战以及如何消除这些挑战。此外,它将如何影响人们生活在一个浮动结构?这需要通过生理和心理研究进行进一步的研究。

我们期待着一段激动人心的旅程。


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Ulf Kjellerup
主要专家
水与自然,丹麦

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蒂娜Vejrum
副总统
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