主要观点总结
本文主要介绍了填海造陆的背景、方法、核心装备以及全球各地的应用案例。荷兰、新加坡、香港、日本和迪拜等地都开展了填海造陆工程，其中中国在这一领域也取得了显著成就，拥有自主建造的大型自航绞吸式挖泥船“天鲸号”和“天鲲号”，以及全球最大、以液化天然气和柴油作为双燃料动力系统的大型耙吸式挖泥船“新海鲟”号。
关键观点总结
关键观点1: 填海造陆成为城市拓展空间、实现发展的独特手段。
随着国土面积受限和洪水威胁的挑战，荷兰、新加坡、香港等地相继开展了填海造陆工程。
关键观点2: 荷兰开创先河，开展填海造陆工程。
荷兰国土中有五分之一是填海而来，面临洪水威胁和国土面积受限的双重挑战，早在十三世纪就开始了填海造陆工程。
关键观点3: 填海造陆工程的核心装备是重型挖泥船。
绞吸挖泥船、耙吸挖泥船是目前体量最大的挖泥船类型，中国在这一领域取得了显著成就，拥有自主建造的大型自航绞吸式挖泥船“天鲸号”和“天鲲号”。
关键观点4: 填海造陆工程面临的技术挑战包括大量填料需要从陆地运输，成本高昂且耗时费力。
为解决这一问题，“吹沙填岛”技术应运而生，取材便利，可快速造陆且成本低。
正文
在荷兰，有一句俗语叫“上帝创造了世界，荷兰人创造了荷兰”。这句话生动体现了荷兰的国土特点：五分之一的国土面积都是填海而来。
荷兰国土面积为4.15万平方公里，陆地面积不到 3.4 万平方公里（相当于海南岛的面积），而且有三分之一的陆地在海平面以下。面对国土面积受限和洪水威胁的双重挑战，荷兰人早在十三世纪就开始了填海造陆工程，堪称这一领域的祖师爷。在人类与海洋的漫长互动历史中，填海造陆成为城市拓展空间、实现发展的独特手段。继荷兰开创先河后，新加坡、香港、日本和迪拜等地也相继开展了填海造陆工程。新加坡是一个海岛国家，国土面积较为狭小。从建国初期至今，其国土面积由最初的581.5平方公里增长为728.6平方公里，增加了约20%。香港为山地丘陵海岸，可用平地面积小。自19世纪中叶开始，香港不断通过填海扩展土地，从最初的劈山傍岸到如今的深海开发，填海工程使香港陆地面积从原有的1033平方公里增至1114平方公里。
香港历史填海区域及未来填海计｜图源：Cathay Pacific日本作为地震多发的海岛国家，其填海造陆面临独特挑战。为避免近海填埋可能因地震沉没的风险，日本主要在内海和海湾区域开展填海工程。自1945年至1974年填海造陆新增领土1180余平方公里。东京湾锯齿状的人工海岸线，几乎覆盖一周｜图源：澎湃新闻为发展旅游业，迪拜在波斯湾打造了独具特色的人工群岛。其中被誉为世界第八大奇迹的朱美拉棕榈岛是全球最大的填海造陆项目，耗时10年建成，占地12平方公里，耗用550万立方米石头，实现了在海上“无中生有”的造陆奇迹。“填海造陆”是人类在沿海或海岛附近，利用砂石、泥土等材料，通过工程技术手段，将海域转变为陆地的活动。根据不同场景，可以采用“圩田法”、“沉箱法”、“吹沙填岛”等多种方式。“圩田法是荷兰传统的填海技术，其工艺独特而精妙：先在海上建造防波堤，再在堤坝顶部安装动力系统以抽排防波堤后方的海水，最终形成可用的旱地。早期荷兰人巧妙地利用风车作为抽水动力，因此风车遍布荷兰境内。这些风车不仅承担着工程功能，更成为了荷兰独特的文化符号。“沉箱法”的工艺好比在海底“搭积木”：先在陆地预制钢筋混凝土沉箱，然后将其运至预定海域沉放。沉箱沉入海底后，多个沉箱组合会形成支撑底座，再在其上浇筑钢筋混凝土层形成地基并铺上土壤，即完成填海造陆。无论是“圩田法”还是“沉箱法”，都面临一个共同困境：大量填料需要从陆地运输。这不仅成本高昂，耗时费力，而且难以应用于远离大陆的海岛工程。为解决这一问题，"吹沙填岛"技术应运而生。“吹沙填岛”技术通过挖泥船将海底的沙土和海水一起“吹”至目标岛礁，这种方法取材便利，可快速造陆，且成本低、对环境影响也较小。
在我国南沙群岛的开发中，由于远离大陆且缺乏岸基条件，这项技术发挥了其优势。通过利用南海海床的泥沙，我国已在南海美济礁、渚碧礁、永暑礁等8座岛礁上成功实现了“吹沙填岛”。“填海造陆”工程的核心装备是重型挖泥船，绞吸挖泥船、耙吸挖泥船是目前体量最大的挖泥船类型。“天鲸号”是我国自主建造的首艘大型自航绞吸式挖泥船，拥有127.5米的船身长度和30米的最大挖深。2010年建成时，其装机功率、疏浚能力均居亚洲第一。配备4200千瓦绞刀（疏浚能力的关键）的它，每小时能挖掘4500立方米海底混合物——足以填满标准足球场大小、半米深的坑。2013年，“天鲸号”开往南海，创造了历时200天建造8座岛礁的奇迹，展现了中国工程实力。“天鲸号”绞刀，配备了45颗绞刀齿
2019年，基于“天鲸号”的制造经验，我国又完全自主研制了“天鲲号”重型自航绞吸式挖泥船，船长140米，最大挖深35米，是目前亚洲最大的自航绞吸船。施工时，它先将两根钢桩插到水下固定位置，配合定位系统和6600千瓦超强绞刀进行精准挖掘，每小时可挖6000立方米的泥土。挖掘的泥沙通过管道系统输送至目标填区。“新海鲟”号是全球最大、我国首艘以液化天然气和柴油作为双燃料动力系统的大型耙吸式挖泥船，2023年建成，全船长155.7米、宽32米。它拥有一个重达23吨的耙头（疏浚能力的关键），如同海底巨型“吸尘器”，能将海底淤泥吸入17000立方米的泥舱。耙头挖泥装满舱后，再运到卸泥区，通过底部的泥门抛泥或通过首部的排泥管系吹到指定区域。仅需一个半小时，就能挖掘足够的泥沙，将一个7000多平方米的足球场垫高2米多。从"精卫填海"的远古传说，到现代化的硬核技术，“填海造陆”见证了人类智慧的进步。这项在古代被视为是"逆天而行"的工程，如今已成为展现各国工程实力的重要领域，为人类开拓更广阔的发展空间提供了新的可能。[1]周韵,陈天,张赫.新加坡填海造地区域的空间演变与规模变化趋势[J].国际城市规划,2016,31(03):71-77.
[2]罗章仁.香港填海造地及其影响分析[J].地理学报,1997,(03):30-37.
[3]潘牧.利用沉箱填海造陆的方法[P].天津:CN201510688583.6,2017-05-03.
[4][科普中国]-“天鲲号”：填海造陆新神器！- · 科普中国网
[5]从“天鲸”到“天鲲”：中国疏浚重器扬帆远航--央企--人民网
[6]近观中国造岛神器“天鲸”号 自航能力世界少有--军事--人民网
[7]中交上航局“新海鲟”号双燃料动力耙吸挖泥船正式下水_要闻图片_中国政府网
本文作者：孙月，同济大学海洋与地球科学学院在读硕士科学审核：陈新权，上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院副教授
