當(dāng)我們憧憬在海島上享受時，是否思考過這些被無邊大海包圍的小島是如何與外界連接的？無論是跨海大橋的雄偉、海底隧道的神秘、渡輪的悠然，還是航空的便捷，每種交通方式都有獨特的優(yōu)勢和工程挑戰(zhàn)。讓我們來看看，人類是如何通過工程建設(shè)登上一座島的。

地理啟蒙

·七年級地理下“擬定保護(hù)生態(tài)環(huán)境的計劃”

·良好的生態(tài)環(huán)境是人類社會可持續(xù)發(fā)展的保證，建設(shè)和維護(hù)良好的生態(tài)環(huán)境，與每一個人息息相關(guān)，沒有人可以置身事外。

堤路：一條路將島變成半島

連接陸地和島嶼的最直接方法是使用建筑材料在水中堆砌出略高于水面的堤路。古代的堤路，是通過人群或牲畜踩踏泥土層層壓實建成?，F(xiàn)代工程中，工程師通常借助圍堰來完成堤路施工，即通過工程手段創(chuàng)造適合施工的環(huán)境，然后在其中澆筑混凝土。除了交通用途，堤路還具有防洪、抵御外敵等作用。

堤路能提供穩(wěn)定的陸地連接，且具有技術(shù)簡單、建設(shè)成本較低的優(yōu)勢。這使其成為預(yù)算和技術(shù)有限時滿足適中交通需求的首選。然而，堤路的缺點也比較顯著：大多數(shù)堤路使用不透水材料建成，這將徹底改變水域的水流模式，影響海洋生態(tài)系統(tǒng)；同時，堤路阻斷了水路，導(dǎo)致水面失去通航能力。此外，堤路的通行能力較低，難以滿足大規(guī)模交通需求；遭遇較大潮汐和海浪時，可能無法正常使用。

我國比較有名的堤路是修建于20 世紀(jì)50 年代，連接廈門島與內(nèi)陸的高集海堤，為廈門島的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。隨著時代變遷，海堤對生態(tài)環(huán)境的影響逐漸顯現(xiàn)，廈門于2012 年正式對高集海堤進(jìn)行開口改造，廈門島因此也由半島恢復(fù)為全島。

跨海大橋：直面風(fēng)浪的超級工程

跨海大橋與陸地橋功能相近，但設(shè)計和建造的標(biāo)準(zhǔn)和難度更高，須面對海洋環(huán)境中的水流、臺風(fēng)、腐蝕等多重考驗。盡管如此，跨海大橋仍是世界上最高效和常見的連接島嶼的交通方式，能夠提供穩(wěn)定的交通連接，使人和貨物快速方便地往返于海島和大陸之間。

跨海大橋的長度從幾百米到數(shù)十千米不等，其主橋通常由航道橋和引橋組成。航道橋跨越航道，允許船舶通過，通常具有較大的跨度，以在橋下提供足夠的凈空和寬度。跨海大橋可能包含若干個航道橋，其設(shè)計結(jié)合美學(xué)和工程學(xué)，氣勢磅礴，建成后往往成為地標(biāo)建筑，通常采用懸索橋、斜拉橋、拱橋等形式。引橋部分由于沒有通航需求，其結(jié)構(gòu)形式更注重經(jīng)濟(jì)性和施工簡易性，因此多選擇簡支梁橋或連續(xù)梁橋。引橋的搭建通常是先在水中打樁制造橋墩，再用船將預(yù)先制作好的梁跨運至現(xiàn)場拼接起來，使得搭建速度更快，質(zhì)量更容易控制。（如果想了解更多橋梁知識，你可以去把2023年11期的《科學(xué)少年》翻出來看看喲?。?/p>

跨海大橋的建造，體現(xiàn)了一個國家的工程技術(shù)水平和綜合實力。例如，中國的港珠澳大橋，不僅是世界上最長的跨海大橋，還融合了橋、島、隧道的綜合工程技術(shù)，展示了中國在跨海橋梁建設(shè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

海底隧道：工程難度大，但確實好用

跨海大橋?qū)ι鷳B(tài)的影響雖有改善，但橋梁的橋墩仍然會改變水流，進(jìn)而影響海洋生態(tài)系統(tǒng)。并且，船舶的高度和承載能力也仍受橋梁高度和跨度的限制。為了徹底解決這些問題，人們想到了把路鋪在海底。

最早的構(gòu)想可以追溯至1802 年的英法海底隧道計劃。但由于政治、技術(shù)和資金等因素，這座隧道直到1994 年才完工，也展現(xiàn)了早期海底隧道建設(shè)的復(fù)雜性。

海底隧道不僅在通航性能和環(huán)境友好方面具有優(yōu)勢，還不受天氣和海況的影響。無論海面上是狂風(fēng)暴雨還是冰封嚴(yán)寒，海底隧道都能提供穩(wěn)定、安全的交通連接，確保車輛和人員的順暢通行。

盡管有著諸多優(yōu)勢，其建設(shè)和運營過程依然面臨巨大的挑戰(zhàn)。首先，海底隧道的設(shè)計和施工技術(shù)要求極高。隧道建設(shè)通常需要應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)條件，并在深海承受巨大的水壓，這對隧道結(jié)構(gòu)的強度和密封性提出了極高要求。其次，海底隧道是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，除了確保結(jié)構(gòu)安全外，還需依賴可靠的通風(fēng)、排水、消防、照明、通信、供電和緊急救援等系統(tǒng)，確保高效、安全運行。

根據(jù)不同的施工方法，海底隧道主要分為鉆爆法隧道、盾構(gòu)隧道和沉管隧道等。鉆爆法是一種傳統(tǒng)施工方法，通過鉆孔爆破巖體形成隧道斷面，然后使用噴射混凝土或錨桿固定支護(hù)，最后在內(nèi)部進(jìn)行襯砌保證隧道的穩(wěn)定。

盾構(gòu)法類似于城市地下隧道的建造，是一種機械化施工方法，利用盾構(gòu)機同時進(jìn)行隧道的開挖、支護(hù)和襯砌。這種方法速度快、質(zhì)量可控，但設(shè)備投資較高。

沉管法的施工過程是將岸上預(yù)制好的隧道管段運輸至現(xiàn)場并放置于開挖好的基槽內(nèi)，然后對相鄰的管段進(jìn)行連接和密封，最后對隧道進(jìn)行回填和加固。這種方法效率高，對環(huán)境影響小，但對施工條件和環(huán)境的要求較高。

航空：速度快，但運力小

航空是一種高速、靈活的跨海運輸方式。其不受地形限制，能夠跨越較遠(yuǎn)的海域，特別適合高價值、緊急或易腐貨物的運輸。

然而，從工程角度來看，在島上建設(shè)機場面臨諸多挑戰(zhàn)和限制。首先，島嶼上需要足夠大、穩(wěn)定且平整的場地修建跑道供飛機起降。其次，機場不僅易受環(huán)境影響，還可能破壞島嶼脆弱的生態(tài)系統(tǒng)和自然棲息地。此外，當(dāng)島嶼資源不足時，將足夠的建筑材料運輸?shù)綅u上也是一大挑戰(zhàn)，尤其是缺乏深水港口的情況下。

相比之下，另一個前沿方案電動垂直起降航空器（eVTOL）運輸顯得更為方便。與傳統(tǒng)的飛機相比，它無需建設(shè)龐大的機場和跑道，更適合短距的按需客運和無人貨運服務(wù)。目前，世界上首條跨海eVTOL 航線已在我國完成首次飛行，從深圳飛至珠海僅需20 分鐘。

渡輪：來來來，上船就走

渡輪是一種靈活且前期建設(shè)成本低的連接方式，最低投入只需一條船和一個簡單的碼頭，而且一旦擁有碼頭，便可與多個目的地連接，實現(xiàn)人員和貨物的多點流動，極大促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

渡輪的主要挑戰(zhàn)是受天氣和海況的影響較大。在暴風(fēng)雨等惡劣天氣下，渡輪可能停航或延誤；海況惡劣時，航行的安全性和舒適性也會大打折扣。此外，渡輪的通行速度較低，世界上最快的渡輪航速也僅為60 節(jié)左右（110千米/ 小時）。

渡輪主要應(yīng)用于短距離島嶼連接，如城市附近的小島，便于日常通勤和旅游；它還適合季節(jié)性交通需求，如旅游旺季的高峰需求。此外，渡輪還適用于交通需求較低的區(qū)域，滿足偏遠(yuǎn)小島居民的出行需求。目前，世界上最繁忙的渡輪航線是位于紐約市的史泰登島渡輪，每年客運量達(dá)2200萬人次。

除了這些交通方式，工程師們還在不斷探索其他可能性。比如，水下懸浮隧道，它可以避開復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對海底生態(tài)的影響也更小。目前，挪威正在努力打造世界上首條懸浮隧道，預(yù)計在2050 年實現(xiàn)通車。那么，關(guān)于登上島的方式，你還有哪些想象呢？