关于在我国台湾海峡修建隧道桥梁或填平海峡设立闽台省可行性研究

规划君何方洪 2024-02-28 16:20:18

台湾省及台湾岛是中国不可分割的一部分,台湾海峡两岸同胞同根同源、同文同种。台湾建省后的全称是“福建台湾省”。1945年台湾光复。当年12月,福建“省府行政会议”谓:“闽台原属一家,距离密迩,交通便利,唇齿相依,关系密切”,福建省参议会亦指出:“台湾为海疆重地,与八闽沿海为邻”,“与八闽人民唇齿相依,关系密切,光复以还,不啻福建多一分省”。

现在我国台湾省的很多老百姓祖籍地都在福建省沿海的地级市,比如厦门市、泉州市、漳州市,还有福州市、莆田市。比如泉州和漳州在我国明清时期就大量移民到我国台湾府。根据1926年《台湾在籍汉民乡贯别调查》结果表明,全台湾省375万人中,有311.5万人的祖籍为福建省,约占了台湾省总人口的83%。福建人中,漳泉府籍者共约300万人,约占闽省籍人的90%。

但是一道浅浅的台湾海峡,一度成为了横亘在我国台湾岛和我国大陆之间深深的伤疤。因此,从1948年宝岛台湾的大学生和中学生设想修建一条通往大陆的海底隧道,到上世纪八九十年代及二十一世纪初,我国一大群专家学者关于我国台湾海峡隧道和桥梁联通工程设想研究论证,再到近些年我国网友期盼能够在2035年实现“坐上高铁去台北”的梦想,于是很多网友就提出来了要填平台湾海峡的想法。城镇规划君何方洪从来不反对各种“头脑风暴”式的大胆设想。因为一切文明的进步都来自于每一个的个人和集体天马行空的想法。

因此,城镇规划君何方洪认为,无论是修建台湾海峡隧道工程或台湾海峡大桥,还是填海造陆把台湾海峡变成闽台平原,然后设立一个闽台省或海峡直辖市,都是值得我们去大胆设想,小心论证的。今天城镇规划君何方洪就来专题研究论证在我国台湾海峡修建海底隧道、海峡桥梁、填平台湾海峡设闽台省或海峡直辖市的可行性和必要性。

一、我国的台湾海峡基本情况

台湾海峡简称“台海”,是我国大陆福建省与台湾省台湾岛之间连通南海、东海的海峡,被称为我国的“海上走廊”。台湾海峡北起我国台湾省新北市富贵角与福建省平潭岛(福建连江北茭)连线,南至福建省东山岛(又有一个说法是广东省南澳岛)与台湾鹅銮鼻(台湾南端猫鼻头)连线。台湾海峡呈北东—南西走向,全长约370公里,总体上呈现北窄南宽的格局,海峡北口宽约200公里;而海峡南口宽约410公里,最窄处在我国台湾岛白沙岬与福建省海坛平潭岛之间,约130公里,整个台湾海峡总面积约9万平方公里。

台湾海峡是贯通中国南北海运的要道,处于中国东海大陆架上,地形起伏不平,整个台湾海峡的平均水深约60米。台湾海峡位于亚热带、北热带季风气候区。因为受到黑潮影响,海峡水温较高,海峡内的海水盐度和透明度较大、风浪较大。台湾海峡的各种资源十分丰富,尤其是海产资源特别丰沛,是中国重要渔场之一,鲯、鲔和鲨为这里三大渔产。台湾海峡底部富集油气资源,还有钛铁、磁铁、金红石、独居石和锆石等矿,品位高且储量大。

由于台湾海峡两岸都是中国领土(分别是我国的福建省和台湾省),且台湾海峡的宽度在200海里以下,根据《联合国海洋法公约》,台湾海峡水域除了两岸12海里以内的“领海”外,大部分为中国的专属经济区。

二、台湾海峡地形地质和地震的情况

(一)台湾海峡的地形情况

从总体上来看台湾海峡地形是西南高而东北低,而东南部分则又更低。若就台湾海峡的海底的形态来说,则台湾海峡又可分为五个单元一是台湾海峡中西部浅滩;二是台湾海峡盆地;三是台湾海峡南部浅滩;四是澎湖水道;五是 海底峡谷。

1.台湾海峡中西部浅滩位于台湾海峡的中部,靠近台湾的一侧,其范围以水深50米为界。浅滩上被两条深槽所切割其中南部一条,走向由南向北,即从澎湖水道的上头到台湾海峡中西部浅滩的南部,水深40米至50米间。另外北面一条,为平行台湾的西海岸,则由北向南延伸,走向北东,水深亦为40米至50米之间。而台湾海峡中西部浅滩东部邻近台湾西海岸是全区中最浅的,水深不到10米,而一般水深则在20米左右。

2.台湾海峡盆地由于它处于台湾海峡中西部浅滩及澎湖列岛以及台湾和福建近海之间的地区并向北延伸,其最大水深为74米,故称为洼地。这一地区的水深约在50米至60米之间,地形平坦,周围水深40米左右。

3.台湾海峡南部浅滩是台湾海峡南部的主要特征地形之一。浅滩的范围较大,水深浅,发育在台湾海峡的南端。浅滩西部以颈状台地与广东及福建交界的东山岛及南沃岛相连,东北接澎湖列岛,其水深一般在10米至25米间,故有人又称谓“水下浅滩”,主要由水下沙丘、孤立的长垣、高地和洼地等组成,且作高低相间的排列。

4.澎湖水道位于澎湖列岛的东南面,台湾南部的西侧,最大水深-185米,是台湾海峡最深之处。整个水道呈锐角三角形,锐角尖端向北。水道东侧坡度较陡东侧的坡度陡于西侧,大约在45°左右,而西侧坡度约20°左右。

5.海底峡谷位于台湾岛西南侧,高雄市以南、琉球屿西北侧,有一条作东北、西南向正对东港、直切陆架斜坡的海底峡谷。在东港之外的3公里处,水深即达-200米,离岸25公里,水深即增达-1000米以下。峡谷的上方谷底宽度竟达1公里左右。西壁水深落差更大,该处即达500米,谷口直插南海最大水深可达-1600米以下。

上述台湾海峡的地形分区是以国家海洋局第二海洋研究所的1987年版1/100万的原图为依据,其深点经与1989年“台湾海峡西部石油地质调查研究报告”所测水深核对是符合的。但是等深线的钩划并不完全一致。

(二)台湾海峡的地质特征

台湾海峡基本上是由一些断裂所围限的沉积盆地和沉积物不厚的沿大陆分布的前第三纪基底所组成。地质学上的盆地在不同的地质时代中,可因不同的构造运动而产生不同沉降幅度和构造变形,因此一个盆地在其发育的地质早期阶段和晚期阶段,其大小和沉积的岩层厚度和性质是有所不同的。这就是说,台湾海峡这一海域在古第三纪时所包含的盆地和新第三纪至第四纪的同一盆地的大小范围是不同的。

又据地震反射波测定的剖面显示,第四纪地层均呈水平状分布,下部的断层并未穿切至此层。这一情况显然对海底隧道工程选线十分有利,当然尚需做工程地质勘探进一步证实。

上述巅科山组主要含各色砂岩,中灰色砂质页岩、淡灰色泥质砂岩和砾岩所组成,总厚在1250米以上,但Ky-1钻孔所遇岩层层厚变薄。据原作者称,这一厚度有继续向近海海域延伸一定距离的趋势。大南湾组的岩性原作者未作说明,而据“台湾地质图”1986年版的编者何春荪的图例说明,上部更新统为含砾石的红土,粘性甚大。但据台湾陈汝勤教授的较新资料,苗栗的近海台西盆地内的第四纪层均为页岩。这就为隧道的防水(防止海水下渗)提供了较好的条件。

台湾海峡的大地构造位于欧亚大陆板块东角边缘,是东海大陆架的一部分,处于菲律宾板块和欧亚板块碰撞带中的前沿后侧,居于板块内部、自中生代白垩纪以来,这两大板块相互碰撞,其结果使得处于被撞击的欧亚大陆东缘地壳发生隆起,同时产生张裂,又继之以不断的升降。隆起带东部的纵向隆起成为今日台湾岛上的几条主要的山脉,隆起带西部台湾岛两岸,平原上及其以西,则由一些断裂了的陆壳不断下降而形成许多大小不一,深浅各异的盆地,继续接受来自隆起了的陆壳所产生的碎屑沉积物。目前抬升出海面的,即为今日的台湾西部的各沉积盆地,其没入海下部分的所有盆地即是今日之台湾海峡。它北连东海大陆架,南接南海大陆架,直至现阶段尚未发展成裂谷。

台湾海峡的地质构造为不对称状西北高而东南低的半堑型断陷盆地,其边界的主要断层大都为平行海峡的北东向断层,盆地南北两端则又为北西、及东西向断层所切割。因此,海峡通道工程(主要为北西向),将不可避免地穿越这些断层,但选线时应尽量避开顺轴向的断层。

(三)台湾海峡的地震情况

1.台湾海峡地震的特点

根据前述海峡的大构造特征以及历史地震和现代地震特征属于板内地震即浅源地震震源深度只有几十公里,其能量导源于板块碰撞时向前迁移时的应力,按闽东南大陆边缘的地震震源机制解,其主压应力轴近EW方向。据福建省地震局资料,都属浅源地震。

按照断裂力学的规律,这些应力必然向断裂的尖端集中,当其聚集至超过岩体的强度时便开始释放,产生地震,同时断裂延长。实际上在台湾海峡之内,是由一些长度不一、深浅各异的断裂所围限的断块形成的盆地所组成。

因之各盆地的形状、大小、深度是各不相同的。大体上是盆地较大,接受的沉积物较多,陷入地壳中的深度也较大。所以产生在这类盆地周边的地震震源也较深。这是一个总的趋向,并为当今的地震特征所证实。

因此,地震部门在统计海峡中近代地震的构造地质背景后发现强震震中绝大多数分布在构造强裂盆地内部或边缘,并且越向海峡越大,而且海外7级地震与九龙江海外大盆地相对应。南澳两次7级以上地震与韩江口外海外大盆地相对应等。

2.海峡地震的分布规律

为了研究海峡区的板内地震特征,有人将海峡内的大小地震,自米s=2.0~7.0统计并绘制出图件,发现海峡内的地震分布,并不是杂乱无章,而是密集成带或集中成团,即形成所谓地震带及地震巢,这些地震带和地震巢,恰好就和海峡中的已知的或推断存在的诸断裂带的交点位置相当。

而且海峡中已憎爱分明的历史地震震中也都与这些地震带和地震巢密切相关。这些规律指出,台湾海峡的地震震中经常在地震巢中出现,几月、几年、几十年甚至几百年都在重复出现,而且发生的地震强度能代表该地区的平均地震活动水平。这就是说,各个沉积盆地边缘断裂的规模与这些断裂相关的未来地震的等级是相关的。

根据福建省地震局实测资料,由彭阜南教授绘制的宏观烈度等震线图,可以看出“高烈度线受极震构造控制,低烈度线受区域性大构造线规律所控制”。其特点是椭园的长径是NE向与福建沿海大断裂走向一致,而且地震震中往往和断裂带及其交汇点相关,又常常重复发生”这一规律将为隧道选线,提供重要线索。

(四)台湾海峡的气象和水文情况

1.气象情况

台湾海峡处于亚热带的季风区,气温常年温和,冬季盛行东北风,夏季盛行西南风。冬季风一般出现在9月至翌年5月,盛行于10月至翌年3月,特点是平均风速大,大风日数多,盛行期长。每年10月到翌年2月,月均风速可达10~12m/s,6级以上的大风频率可高达50%,其中8级以上的大风频率在10%以上。

大风主要由热带气旋引起,1949~2003年间,平均每年有2至3次气旋进入海峡,最多时7次,其中超强台风(底层中心附近最大平均风速≥51.0m/s)占20%,台风以上强度(底层中心附近最大平均风速32.7~41.451.0m/s)62%。

2.水文情况

根据城镇规划君查询了相关权威数据,我国台湾海峡的水文情况是这样的:在秋季和冬季浪高较大,夏、春季浪高较小,历年最大波高为13.0m。海浪月平均周期为5.0至7.0s,历年最大周期也为14s。海峡最大浪高在北部为16m,南部为6.9m。

三、关于我国台湾海峡桥隧建设问题的提出和学术论证

台湾海峡位于亚洲大陆东南,是中国大陆福建省和我国海岛省份台湾省之间的黄金水道,又是我国的海洋开发区。我国大陆和我国台湾的经济快速发展的形势的需要,使台湾海峡两岸人民和专家们相继提出修建隧道的设想。早在1948年时,我国台湾省台北市的一群大学生和中学生,就提出过修条隧道到祖国大陆去,以利两岸交通,争取和平的口号。这个口号,虽然只是设想,却一直在台湾学者中留存着。

当时在台大任助教的方晓阳和彭阜南,曾经受到这种思潮的影响。在我国大陆内地,早在上世纪80年代,随着中国水利事业建设的兴起,中国的工程师和学者相继提出过修建台湾海峡隧道的初步建议。著名的工程地质学者姜达权曾在1987年向中央提出修建台湾海峡和琼州海峡两个隧道,作为2000年以后进行建设的设想,并曾经引起过当时台湾有关方面的高度兴趣。

后来,彭阜南从事并领导了台湾海峡及两岸地质对比研究!课题国家自然科学基金资助课题。在国家海洋局关心下,在福建省科协和一些单位(包括国家海洋局三所、福建省地震局和福州的台湾大专院校校友会)的支持下,由彭阜南和曾兼职台大海洋研究所的美籍华人陈琴教授共同发起,并由中国海洋、地震、地球物理3个学会以及国家自然科学基金委和福建省科协于1987年9月1日至4日在福州市组织召开了第一次台湾海峡两岸地质地震研讨会,两岸及香港学者共同讨论了台湾海峡的有关地质、地震及地域环境方面的问题,出版了论文集。这就为进一步研究台湾海峡地学环境聚集了两岸学者和海内外华人的思考和成果。

有多位在美的华裔台胞名学者参加合作,遗憾的是因台湾海峡海域调查的航线不能越过中心线而未完成。1987年彭阜南在北京全国政协科技组和中国国际科技会议中心联合举办的中秋佳节茶话会就此课题作了介绍。这是海峡两岸学者第一次在内地的直接的学术交流会议。1989年,土木及桥梁专家唐寰澄总工亦曾提出过跨海交通工程研究建议。

1996年,清华大学水利系教授吴之明在考察英吉利海峡隧道工程之后,触发出修建台湾海峡隧道的设想,正式撰文在清华大学学报及科技导报上发表,引起较大反应。清华大学在21世纪发展研究院下组成了一个台湾海峡隧道论证中心小组,直接开始从事台湾海峡隧道的研究以及有关工作。

1998年由清华大学21世纪发展研究院和台湾大学土木文教基金会共同主办,福建省文化经济交流中心以及省、市台办和国家海洋局参与,在厦门市成功地召开了第一次台湾海峡隧道会议,并出版了相应的论文集。

第一次会议出席者中,有从台大去美国的华裔学者方晓阳、台大土木系主任黄灿辉教授、福建省的朱明元和钦东明、厦门市的翁金珠。他们以及邀请参会或未参会的人士都为海峡隧道有关问题献策献议,比如方晓阳提出了台湾海峡隧道的可行性研究,彭阜南、叶银灿、戚筱俊等提出台湾海峡隧道工程的工程地质问题,吴之明就台湾海峡隧道工程提出了总的建议,台湾和大陆其他专家还对隧道工程桥隧方案以及一些前期具体工程作了报告。同时,也涉及了许多相关的问题,比如修建后对两岸经济发展的作用和时下存在的最大障碍等。

此外,国内外学者还就英吉利海峡隧道、日本青函隧道以及世界上其它海峡隧道作了介绍和述评,并放映了录相。会上,学者们论述了修建台湾海峡隧道的必要性:首先是两岸经济的高速发展、互补性和闽南经济区高速发展的需要,其次是两岸交通及其带动相关事业发展的需要,比如海港的开发和沿岸陆地的充分利用、海岛的开发、旅游的进一步拓展、海洋养殖的发展和海下资源的开发利用。

会上还就台湾海峡的自然地理、区域地质和地震的条件进行了讨论,认为虽然海峡的地质条件比较复杂,又是地震的常发地区,但是还是可以找到地震条件相对安全、地质条件相对单一的地段,作为桥隧修建的路线。会上初步提出了南线、北线和中线的设想,但从地震的安全角度来看以避开中线为宜。会议就这一项工程将面临的种种困难和风险,包括经济、社会、财务乃至技术各方面,也进行了讨论。

会议建议两主办单位今后加强联系,以促进更多的单位和专家学者参加这个研讨会,并在一定时间内,分别轮流在两岸召开台湾海峡桥隧修建的学术研讨会。最后呼吁两岸和海内外民间团体、企业、个人以各种方式支持和资助台湾海峡桥隧建设的论证和研究工作,并争取建立台湾海峡隧道论证研究基金会。

第二次台湾海峡隧道研讨会于1999年11月在福建省平潭岛召开。这是一次工作会议。平潭岛是拟选隧道北线的端点,风景秀丽,是旅游、游泳胜地,与会代表考察了岛上地质与水源条件。平潭岛作为拟建隧道北线的端点,其地质条件、地震条件和隧道长度都是优良的。在此会议之前,1999年8月24日至27日于南京召开的高原和生态敏感地区环境岩土工程国际学术讨论会上,还专项讨论了台湾海峡隧道的地域环境问题。

通过这几次会议,对台湾海峡的地质与地震条件,有了更深入的认识,并撰文在《中国工程学报》及《高校地质学报》上发表。第二次会议解决了选线问题,即因台湾海峡地质复杂、多地震,可以选适合修建海峡隧道的北线或桥隧结合的南线。

第三次会议由福建省文化经济交流中心与厦门大学和高雄应用科技大学、厦门市两岸交流协会、金马地区两岸交流协会联合主办。会议的名称进而定为台湾海峡桥梁隧道建设学术研讨会,于2002年3月在厦门市召开。在第三次学术研讨会之前,特别是第二次平潭会议期间,曾经讨论到隧道并结合平潭岛至福清(福建大陆间)的建桥问题。这一建桥计划已经另外立项并经勘测设计,且正和法国在商谈合资修建。在此启示之下,厦门大学蔡爱智教授提出草拟修建厦门—金门大桥方案的建议,并获得兼任厦大名誉教授的方晓阳和厦门市台办副主任翁金珠的支持。福建省文化经济交流中心和省、市台办亦曾拟单独召开厦—金大桥修建研讨会。

从后将此事和清华大学商讨,考虑到厦—金大桥可以作为台湾隧道南线的西端的一段,厦门市又是今日甚为发达的特区之一,而金门县又很热衷于建桥。因此,清华大学甚为支持。基于两岸人民对直接交通的迫切要求以及金门%厦门直航班船开通后的现状,特别是金门经济开发的需要,高雄应用科技大学及金门县(高雄应用科技大学分校在金门)非常积极,而且还邀请了台湾大学、中山大学、成功大学、义守大学等,以及香港和大陆的其他大学的一些学者参加。

参加第三次会议的还有陈吉余院士,吴之明、彭阜南、俞何兴、张益三、林仁益等教授和清华大学方前院长、国台办王金凤教授及省文化经济交流中心的领导。这就使得第三次会议有了一个很大的突破。第一次会议是双方学者的单纯学术性理论性探讨。第二次会议主要为大陆方面的学术性讨论,而且注意力集中在台湾海峡北线的地质环境的讨论上。而第三次会议则有了一个实质性的转变,已从纯粹理论探讨发展到具体讨论如何建桥,由比较集中地讨论地域的自然地理环境问题进而论证到经济发展的问题,特别是金门县的水源、厦—金大桥的兴建以及厦金经济生活圈的建立等等具体问题。

第三次会议出席者已由学者、工程专家,进而包括了金门县的工务局长和其他官员;学科方面,除地质、地震、土木工程、桥梁设计专家之外,还有经济学家、法学家,尤其突出的是来自台湾各方面专家的比例大为增加,由金门著名人士吴成典为首组成一个研讨会会议代表团自金门直航厦门。

第三次会议是一个很成功的会议。陈吉余院士在代表大会的总结中提到:这次提交大会论文达20余篇,其中台大俞何兴教授积30年之调研,以第一手资料论证了海峡地质发展史,年已8旬的彭阜南教授对台湾海峡地震地质仍孜孜研究,对于桥隧的北线和南线方案都有论述;桥隧联通,不仅对两岸的经济发展有重要意义,而且对全球经济发展也有深刻的影响。

自从海峡修建桥隧的构想提出后,已经召开3次研讨会了,大家一致认为厦—金大桥应该是这个伟大工程的起步,现在应该有一个实质上的启动,建议由厦门大学和高雄科技大学共同牵头、双方民间机构参加,欢迎企业单位参与、政府部门支持。这个建议受到当时福建省长的重视,批转有关方面阅研。

四、关于我国台湾海峡桥隧工程总体方案的设想

(一)台湾海峡桥隧线路的选定

台湾海峡隧道或桥隧不仅是我国大陆和我国台湾之间直接的快速交通要道,而且是联系我国大陆、海峡、我国台湾本岛之间的主心骨,它将起到联结大陆上和台湾岛上的关键性城市的作用,并能带动海峡中的岛屿的联贯与开发,同时带动海峡的海岸带开发和港口的建设。这样就有以下两条线路。

海峡北线从邻近福州的平潭为起点,用大桥跨过水道到达福清与福州相联;从福州通过福温高速公路到达浙江沿海重镇温州。从平潭岛东端到我国台湾的新竹或桃园沿岸,直线距离仅130公里,中间没有岛屿。据来往新竹和平潭之间的老渔民及老船长告知,其间有两处存在暗礁,其具体位置与可利用程度,尚需进一步确证。

海峡南线从福建南部的厦门市开始,向东穿过厦金水道,以大桥相联,到达大金门岛;然后从金门岛向东南到达澎湖列岛的吉贝岛(这一段水不太深,分布的是第四纪砂岩及页岩层);吉贝岛向东将跨越澎湖水道的源头,其基底为较坚硬的玄武岩,然后到达台湾中部西海岸的北港;由北港有高速公路北到台北、南达台南和高雄。

至于中线,西端起自晋江,但东端则到达南投。晋江(泉州)是历史地震地区,而南投是地震的危险区,1998年9月21日南投集大震带来的破坏极大,故此线不可取。

(二)北线和南线的地质地震条件及其优缺点

台湾海峡断陷盆地具有双层构造,这个不对称的倾斜断陷盆地的基底是前第三纪结晶质岩层,此层向西与福建沿岸的变质结晶岩相当,向东则为潜没于台西平原之下的西螺地块(即北岗高)。其顶面为第三纪不整合面,在此不整合面之上至上新世岩层之间有新生代岩层。其中具有褶皱和正断层以及多个不整合面。

至上新世末,地壳抬升量最大,形成的不整面遍及全台湾海峡盆地;其后的地壳缓慢下沉,在全盆地内形成了分布相当均一的水平砂岩及页岩层,特别是受到东面来的菲律宾板块的应力挤压而形成成层岩石。其特点是水平面无褶曲、固结成层;没有发现大的断裂带;厚达200米(西部近大陆的滨海大断裂带附近)至300米(海峡中部至东部)或更厚,故可以提供海峡隧道的良好地基,即既具有足够厚度的持力层,又是很好的隔水层。要着重指出的是从北至南的一系列震测剖面记录,没有发现在海峡轴部存在大的纵向断层带。

(三)北线和南线各段的具体情况和方案设想

北线从工程地质条件看,北线西端的平潭岛及其西的水道乃至福清的基底,都是花岗岩质及片麻岩质的结晶质岩体,岩石质地较硬。平潭岛作为隧道西端端点,可以修建大型的地下结构物,同时也可以提供大量的石材。从平潭岛(具体是水道中的灯塔岛)向东,滨海大断裂以东至新竹段,全长约130公里,全为砂、页岩,适宜用挖进机施工,开挖海底隧道。

由于北线区域所受地应力不大,水平岩层所处的层位又高,所以在开挖隧道中不存在岩爆问题;只是因中间缺少岛屿,在施工时出渣和通风是个问题,而且长隧道的施工进度缓慢,也会带来许多困难。另外,在隧道的东端桃园、新竹,有可能遇到数量不太多的断裂,其所在地点的预测地震烈度约为中等。但其优点是所有线路中距离(长度)最短。就结构物来说比较单一,基本上以海下隧道为主,西端配有平潭岛与福清市之间长不过数公里的跨海大桥。

南线从工程地质及地震工程地质条件来说,全线路可以分为4段,针对不同的地段可以采用不同的结构。隧道的东西两端都是地震相对安全的地区。西端厦门市(预测烈度为6至7级之间)离海峡中历史上最大地震的震中(泉州外海,1906年,米=7.5级)的距离,比平潭岛离该震中的距离为远。厦门市的地基和大、小金门岛及厦金水道的地基均为花岗岩质或片麻岩质的结晶岩石,且厦金水道长度极短,最长一段也不过7公里,故宜于修建大桥。

自金门至澎湖列岛中的吉贝岛,要穿越澎湖盆地。据几条横穿盆地的震测剖面和澎湖列岛西面-北面-东面直至台湾北港的钻孔所联结的剖面显示:最上部的为完整的砂岩层及页岩层,有足够的厚度,300米以上的部分没有被较大断层带所切割、无褶皱发生,是水平状良好的持力层和隔水层,只是在吉贝岛及其四周水下阶地有层状的玄武岩与砂岩间层,所以这一段岩层的性状适宜于开挖海下隧道。

至于澎湖列岛主岛马公岛,目前已修有环岛铁路大桥,将来可以延伸至吉贝岛,因为环澎湖列岛四周的水下阶地的深度很小,且均匀地分布着玄武岩层,可作为良好的海上大桥的基础。

从吉贝岛向东北,必将穿越澎湖水下阶地和澎湖水道源头。据前人调查的资料,其水深将超过60米,水道的中轴段可能更大,分布的岩石是玄武岩层。是否有较大断裂带通过,尚待详查。据毕庆昌资料:一系列较深的NE向断裂斜切澎湖列岛的东南海域而过;这些断裂的成因,是由于西螺地块向东突进潜没时和相邻地体的错动,并且沿着这些错动带还存在移动,因而也可产生相应的地震。毕氏的论文称,这些断裂已构成海峡和南海之间的大陆型裂谷;但是按毕氏的台湾地质图,这些断裂的位置已在澎湖列岛海域之外,故其必定是在我们拟定的海峡隧道南线之外。然而,为克服澎湖水道源头的深水困难和玄武岩质地过坚硬的难点,建议采用悬浮隧道的方案。

这条南线桥隧相结合方案的缺点就是线路长约240公里,但实际上若采用挖进机开挖海底下隧道总长亦不过130公里,而且这一段的水较浅,将来施工时困难要比北线小些。其优点在于:一是南线西端厦门市是发展极快的经济开发区,厦—金大桥的修建,可以带动金门县的发展;二是台湾海峡桥隧道工程项目太大,只有采取分段实施,才较易完成;三是厦—金大桥最先启动,较易成功,厦—金大桥营运的收益,至少可以提出一部分作为继续深入调研海峡隧道工作的基金或工程的投资;四是澎湖列岛及其四周水下阶地的分布范围极广,而且深度小,可以开发旅游、海洋养殖业,提高人类生活和休闲的水平。

海峡隧道工程的修建,尤其是台湾海峡这么巨大的工程项目,必须经过充分的调研和论证。我们的进度和以往修建成功的海底隧道相比是不慢的,但是我们也要充分估计到可能受到的阻挠和困难,因此我们提出桥隧结合、分段实施、先易后难的方案。

五、关于我国台湾海峡桥梁方案设想

(一)台湾海峡桥梁的桥位

从大陆到台湾大致有北线、中线和南线三条线路:北线是从福建省平谭至我国台湾省新竹市;中线是福建省莆田市至我国台湾省台中市;南线是我国福建省厦门市至我国台湾省高雄市。

海峡桥梁方案的北线跨海线路为100公里左右,水深50至60米,但不超过80米,线路上主要为浅海地区,为跨越海峡的桥梁工程提供了实施可能。据一些资料初步反映,北线区域埋藏的花岗岩、页岩等岩层较为完整,地震发生的可能性较少。中线、南线的基本勘察资料目前了解很少,对其工程实施的可行性尚难进行判断。

通过对各通道方案线路长度、水深、地质、综合交通路网布局、两岸城市区位优势等因素分析对比得出:鉴于北线方案海峡宽度最窄、线路长度最短,海洋地质、水深条件较好,地震影响较小,可先期规划形成北线通道。

(二)台湾海峡的桥梁设计方案

考虑到台湾海峡繁忙,本方案不考虑限速通航。从50WT、10WT自由合孔通航要求的通航孔尺寸分别为3000m、2000m,而采用分孔通航只需要1500m、1000m通航孔各两个,综合考虑海峡自然条件、工程材料、实践水平、经济性等因素,本方案采用分孔通航方案。

方案在离福建端约100km的位置布置一组50WT的通航孔(两个宽1500m并列布置的单向通航孔),在离福建端约20km和50km的位置各布置一组10WT的通航孔(各两个宽1000m并列布置的单向通航孔)。

单看1500m的主跨,建悬索桥是很有把握的。但是该桥所在的区间是一段长度超过10km、水深超过70m的连续深水区,在这种条件下采用悬索桥就得必须回答清楚一个问题——深水锚锭是否经济合理(目前琼州海峡桥梁方案未正面回答这个问题)。

因为要将悬索桥主缆巨大的水平力(江阴大桥公路6车道,主跨1385m,主缆力6.4万吨)从海平面以上近70m的高度传递到接近90m深的海底,由此产生的剪力和弯矩由高锚锭承受,不仅锚锭自身的造价高,而且处理地基以使其能够承受相应的剪力和压力的代价也很大。目前,常规悬索桥中,只有丹麦大海带桥将锚锭至于水中,不过是浅水区。

采用斜拉桥方案,完全回避掉悬索桥深水锚锭造价高昂的问题。近几年,千米级斜拉桥苏通大桥、昂船洲大桥、俄罗斯岛大桥相继建成,另外还有公铁两用沪通长江大桥也开建了,这表明对于千米级跨径,斜拉桥的竞争力在上升。再结合文献[18]的研究,可认为:对于1500m跨径,斜拉桥更具潜力。综上,本方案50WT、10WT通航孔分别采用两个并列布置的主跨1500m、1000m的斜拉桥。

六、台湾海峡填平建省设想研究

除了城镇规划君何方洪在上面已经分析论证的台湾海峡隧道方案和桥梁方案外,很多网友还设想了填平台湾海峡的方案。尽管城镇规划君何方洪认为填平台湾海峡方案是异想天开、不切实际的设想,因为其建造成本可谓天文数字,目前全世界没有任何一个国家有实力去实施这一工程。但是城镇规划君何方洪认为,既然是设想,就不要禁锢思想,要敢想敢干大胆设想,小心论证。

城镇规划君何方洪认为,假如真的要填平台湾海峡,那么也会有三个填海方案,分别是完全填平台湾海峡设立新省方案、部分填平台湾海峡留出海峡运河方案和填出一条陆路方案。这三个方案各有利弊,非常值得好好去研究和论证。

(一)第一方案是完全填平台湾海峡设立新省方案

把整个台湾海峡都填平,让我国大陆地区与我国台湾省的台湾岛完全连起来。这个方案不仅让台湾岛彻底由海岛变成了半岛,实现台湾岛永远留在祖国的怀抱之中。这个方案甚至可以为我国填出来一个约9万平方公里的平原—闽台平原,增加大量的稳定耕地和永久基本农田。

这个规模完全就可以考虑设立一个新的省或直辖市,因为9万平方公里的纯粹平原省,其土地面积比重庆直辖市、宁夏回族自治区、台湾省和海南省还要大,跟我国的江苏省、浙江省规模相当。完全可以考虑新建一个闽台省或海峡省,又或者叫闽台直辖市或海峡直辖市。

但是这个方案的弊端就是建造成本过高,这个成本简直就是天文数字。台湾海峡400公里的长度,130公里的宽度,外加60米的深度。如果按照这个数据算下来,据说是3.12万亿立方米,如果再加上要让地面高于海面,以防止海水侵蚀和洪水灾害,那么总的土石方量将会突破5万亿立方米。

而拿我国海南省三沙市永暑礁来说,我国历经4年的时间,将永暑礁扩建了2.6平方公里,将永暑礁变为了永暑岛,仅这2.6万公里就耗费了我国280亿元,平均1平方公里的填海造陆成本就高达107亿元(这还没有考虑台湾海峡深度问题)。如果填充把9万平方公里的台湾海峡全部填成陆地,则需要我国投资969.23万亿元,这完全就是天文数字,所以根本就不现实。

(二)方案二是部分填平台湾海峡留出海峡运河方案

方案二是由我国福建省和台湾省相向填海,然后到台湾海峡中间留出一个比较狭窄的海峡通道,形态就像运河一般。这个方案的好处就是能够缩短我国台湾省台湾岛与大陆的距离,能够让我国更好地管控台湾岛。

而且海峡中间的运河,还能够让台湾海峡继续发挥海运交通功能,成为我国南北海上货运的重要通道。而小于12海里的狭窄运河,完全就属于我国的领土,避免了台湾海峡的国际航道问题,杜绝美国航母等军舰进入我国台湾海峡。

但是方案二的弊端其实跟方案一一样,尽管方案二会比方案一少填不少面积,但是也没有少太多。所以方案二的填海造陆成本也是极高的,同样属于天文数字。而且方案二并没有将我国台湾省台湾岛与我国大陆完全连接起来,仍旧存在台湾岛“孤悬海外”的问题。

(三)方案三是填出一条海峡陆路纽带方案

鉴于方案一和方案二工程量巨大且建造成本属于天文数字的问题,于是城镇规划君何方洪又提出来了方案三。方案三就很简单了,具体说就是从我国大陆建造一条1公里宽的陆地通道到台湾岛,将我国大陆与我国台湾省台湾岛连接起来。

方案三是优点是将孤悬海外的我国领土台湾省台湾岛与大陆连接起来,由于这条海上陆地连接线的存在,相当于是我国台湾岛这个“孩子”与“祖国母亲”的之间的“脐带”,让台湾岛不再成为岛屿,而真正成为祖国大陆的一块半岛。我国可以通过这条陆地纽带修建一条高铁线路、一条高速公路,实现我国在2035年“坐上高铁”去台北的目标。

但是城镇规划君何方洪认为,方案三的缺点也很明显,因为方案三仅仅是一条1公路宽的陆地纽带,其主要就发挥了连接我国台湾岛与大陆之间的交通纽带作用,其实方案三的功能也可以通过台湾海峡大桥方案或者台湾海峡隧道方案实现,完全没有必要花费巨资去修建一条陆地通道。

尽管陆地纽带方案相比方案一和方案二成本极低,但是对于目前我国来说,台湾海峡最窄处126公里的填海造陆纽带工程,也需要大约1.35万亿元的建造成本,这对于当前我国的综合国力来说,成本也是巨大的,相对于藏水入疆、南水北调等更紧迫的工程来说,方案三也根本不现实。

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规划君何方洪

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