菲律賓蓋亞壩概況

菲律賓蓋亞壩概況

蓋亞壩是菲律賓某大學團隊設計的低成本水壩，旨在為貧困農戶提供灌溉用水，并解決土壤養分流失問題。介紹了蓋亞壩的相關構造、功能及優勢，并對其未來的研究與發展進行了展望。。

壩；低成本；蓋亞壩；菲律賓

蓋亞(Gaia)壩項目本是一個為期兩學期的本科生課題，其中包括技術研究，實驗室測試和原型設計，計劃時間為2012年6月至2013年3月。后來，有關部門建議在菲律賓大學內開展原型現場試驗。此項技術目前已經獲得了數個國家競賽獎項，并在菲律賓的各個電視與廣播頻道中得到宣傳。

1水壩結構

蓋亞壩由3個不同的部分構成：金屬筐、土工布和一個特制的心墻。金屬筐(塞滿回收利用的堅固混凝土柱或巖石的鋼絲網)為主體部分，能提供足夠的穩定性以抵抗水流的沖擊。土工布扮演了“茶包”的角色，其中包含了特制的具有透水作用的心墻材料。

當水流經心墻，水中的少量腐殖酸、富里酸、幾丁質酶、養分和礦物質便進入植物與周圍土壤。眾所周知，腐殖酸與富里酸等物質可以幫助植物根系吸收并分解養分。另一方面，幾丁質酶可以幫助溶解幾丁質或者昆蟲的外骨骼以及真菌的細胞壁，所以起到了有機肥料和殺蟲劑的作用。

2 功 能

蓋亞壩的配置可以幫助解決一些現代農業面臨的問題。現代農業活動排放的碳占人類碳排放總量的25%，這其中包括使用以化石能源為原材料生產的化肥。這些肥料加劇了土壤養分的流失，繼而又增加了人們對其的依賴性。由于壩的心墻有利于恢復農田土壤中流失的養分，使得原來惡性循環的問題因此而得以解決。除此之外，蓋亞壩還可以通過蓄水灌溉來應對農田干旱問題。

蓋亞壩還有其他功能如下：

(1) 水力發電。蓋亞壩可以整合一個小型水電系統向小型農場及社區提供清潔穩定的能源。

(2) 海岸沙壩。蓋亞壩可以作為海岸沙壩來防止未來可能出現的洪水入侵，該壩還有助于減輕洪水帶給社區移民的問題，并保護沿岸財產免受嚴重洪災的破壞。

(3) 防洪。根據政府間氣候變化專門委員會提供的數據，現在的氣候濕度比以往高出5%～6%，并導致氣溫升高了0.75 ℃。城鄉降雨量和降雨頻率隨著濕度的增高而增加，但現有的排水系統還無法應對這一變化。通過蓋亞壩的戰略部署，可以應對暴雨徑流，以發揮防洪墻作用的方式來增加河道的蓄水能力，將洪水儲存起來或通過蓄水起到徑流調節的作用。

3 優 勢

蓋亞壩優勢可以用4E來概括：經濟(economic)、環保(environmental friendly)、易建(easy-to-construct)及高效(effective)。由于需要將沿岸的河水引入灌溉渠，如缺乏結構支撐，則建造高度不能超過10 m。當然，如果靠自身結構形成支撐，就可以解決這一問題。

4 發展規劃

據稱，團隊已經完成了對蓋亞壩的研究和發展規劃，并完成了粒徑分布和心樣比重的檢測，得到的結論是心樣的比重為2.12，是水密度的兩倍多。為了模擬流場并確定心墻的滲透率，團隊進行了兩個測試項目：降水頭滲透儀測試以及明渠水流測試。

滲透率是某種介質傳輸液體的性質，描述了液體通過空隙的容易程度并且與流體的密度、粘度、特性及飽和度密切相關。為了確定心樣的滲透率，研究者使用了滲透儀設備。

該設備可以測量水流通過介質的過程。降水頭滲透儀試驗的前提是，心樣滲透率低，且歸為細粒度材料。下一步工作是用一個標準的尖底搗錘將心樣壓實至不同的壓實度，以測試心樣的持水及透水率。

基于此結果，試驗測得飽和-壓實心樣的平均導水率為1.473 6×10-7cm/s。 根據貝爾在1972年制定的導水率表，該心樣屬于半不透水性材料，因此是一種理想的心墻材料，它既可以保證蓄水，又可保證動植物群落所需的滲透量。

團隊下一階段的目標是針對此技術成立一個初創公司并攜手多個國家政府、私人機構、以及非政府組織開發潛在項目并進行試點測試。

最初，蓋亞壩的原型現場試驗由菲律賓大學狄麗曼(Diliman)工程研究與發展基金和菲律賓的幾個著名建設集團資助。這幾個集團提供了項目所需的材料。現場試驗經驗證之后，分管研究發展的副校長辦公室開始幫助項目創始人籌集資金，以使其開展申請水壩專利所需的更多實驗室試驗。

王子昂 方麗杰 譯

(編輯：朱曉紅)

2016-11-21

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