荷兰的筑坝技术

筑坝技术的进化

泽兰省海岸地势低矮，缺乏天然屏障，是荷兰受海潮威协最厉害的地区.8世纪泽兰省人民开始使用柳条筐装上泥土或石头沉人海底，并修建海底护堤进行防护，减轻了威胁。1813年以后，中央政府在保护沙丘屏障上发挥了更大的监督作用，经常性地对堤坝进行维护，在沙丘上种植耐盐性护沙植物。在整个19世纪使新沙丘高度有所提高。20世纪以来这些沙丘才稳定在这一水平上。

但是，暴风狂浪不断地威胁着堤坝，造成堤坝的决口。1717年的台风冲破格罗宁根省的堤坝达50多处。后来发生的台风破坏了弗利水道(Vlie)和马斯狄普水道(Marsdiep)。这次风暴的影响，整个须德海地区都能感觉到。1825年发生的暴风使弗里斯兰省2/3土地都没入水中，并对须德海上的乌尔克(Urk)和斯霍克兰(Schokland)两个小岛带来巨大的灾难。1859年斯霍克兰岛上的居民被迫放弃了这个小岛，全部迁到坎本(Kampen)和沃伦霍夫(Vollenhove)去寻找新的栖身之地。

早期的海堤都是土堤，而且比较矮。土堤虽经夯实但防渗水性并不高。土垒的海堤要面对海浪和潮水的冲刷。河堤的。情况与海堤不太一样。河堤陡峭的向水面不必承受海浪的冲击，承受的风浪压力稍少一些，面临的主要问题是如何加强防渗漏性，而平缓的背面的结构却要考虑能够支撑住河水的强大压力。在两三个世纪以前水泥和沥青未得到使用，土堤坝的防渗性很低，堤坝的渗漏是一个大问题。因此，当时一般要在堤坝背面的底部修筑一条水沟，用来排除从土坝中渗漏出来的水。这种比较简单的土堤形式在过去漫长的年代里也用于海堤。19世纪出现了一种新的堤坝形式，即海草堤，荷兰文叫slikkerdijk。北荷兰省北部沿海使用比较普遍。这种堤坝的外侧用粘性很高的泥土筑成，这层泥土墙上很快就会长满海草，成为堤坝的特殊防护层。虽然堤坝向海面陡峭的坡度事实上并不适合抵抗海浪的冲击，但附着在坝上的海草却能吸收海浪的冲击力，对海堤起了保护作用。这种特性使得这种形式的堤坝具有很高的实用价值。斯哈亨(Schagen)老堤坝采用了这种形式。1612年修建的威灵沃德(Wieringer-waard)的防护堤就采用了海草堤的建筑形式。

利用海草作海堤抗浪防护层的做法早在15世纪就有了，但那时的结构有些不一样。15世纪的土坝采取的形式是，在大坝的向水面利用海草垫子做抗浪防护层，海草垫子塞在两排木桩之间，如果可能的话，大坝的基脚还用石块或砖头加固。这种海草防护层有的高达5米，常常高过坝顶。海草层在自身的重量作用下，以及在吸收了海水以后能够紧密地缠绕在一起，形成一个富有弹性的防护垫，对于海浪的冲击具有很好的抵抗性。有的地方土坝的向水面还用成捆的芦苇作防护，芦苇的根部向着大海，代替海草吸收海浪的冲击力。但这种防护层的缺点是不耐久，五到六年就得更换一次。无论是海草坝还是芦苇坝都必须用木桩固定在坝面上。

海草垫坝用木桩固定，需要用大量的木材作辅助材料。其实，还有一种真正的木桩坝，将木桩一根紧挨着一根打在海底，做成木墙。每根木桩截面约30平方厘米，长约5-6米。1440年重建的阿姆斯特丹与穆登之间的狄默大坝(theDiemerdijk)就采用了这种形式。1446年修建的恩克卉森与梅德姆布里克(Med。mblik)之间的大坝也是最早采用木材作原料的大坝。这些大坝一直使用到19世纪。

木制的大坝虽然有防浪效果好、修建起来较方便的优点，但它有一个致命的弱点，那就是木桩一旦受到蛀虫的侵蚀便造成木墙大段大段的朽塌。蛀蚀这种木桩的是一种双壳贝类，其外壳像一种锉刀，能将木头锉空。当这种蛀虫在海堤上蔓延开来时，荷兰举国上下一片恐慌。人们眼睁睁地看着木墙一段一段地朽塌，海草和芦苇防护层被海浪冲走。据史书记载，由于蛀虫的侵蚀，1732年西弗利斯海坝有50公里出现坍塌，另外有20公里也受到严重破坏。

蛀虫的蔓延，为荷兰整个沿海地区敲响了警钟。其他省份未雨绸缪，纷纷寻找措施进行预防。弗里斯兰省沿须德海岸的大堤大多采用木桩墙固定海草垫层，为预防虫害，设法加固了所有的海堤木墙。其他有的省份则采用坚硬的热带木材来替换了原来的普通木材。泽兰省瓦赫伦岛(Walcheren)的居民将暴露在外的木桩都用铁皮包了起来。从1732年到1790年的58年间，瓦赫伦岛的居民为此耗费了270万盾的金钱。人们最后终于明白过来，解决木桩蛀虫的根本办法是放弃用木材作大坝的原料，而改用石头作大坝的护面。这种石坝护面必须与地面成一角度，最好是1比1.5或1比3。石头护面必须从坝基砌起，向上延伸到海面平均最高潮位以上至少1米。不久，石料筑坝的技术推广到水闸和运河的船闸等建筑。荷兰自身缺乏石料，必须从国外进口。在当时，石料的进口成本高达每立方米100盾。石坝的成本虽高，但可以从其耐久性上得到补偿。

后来，形状不规则的卵石也被用来做大坝的材料。1775年西旺浮地(Zeewangpolder)建筑新坝时就采用了卵石。由于卵石比较容易从国内取得，既节约金钱也大大缩短了工程周期，所以这种建筑法后来被广泛采用。但这种材料的缺点也是十分明显的，那就是卵石形状不规则，筑成的坝墙缝隙太大。克服的办法是将缝隙用碎石充填。石头砌成的护面上后来还种上了草，用来吸收海浪的冲击力，并起到进一步充填石头缝隙，防止渗漏和防止渗水侵蚀大坝的作用。荷兰历史上的拦海堤坝修建样式见图3-1。

18-19世纪的排水造地运动兰最宝贵的东西就是土地。荷兰是国土面积中人工围垦部分比例最高的国家。17世纪由于蛀虫的侵袭造成海堤木墙的坍塌，使沿海失去大片宝贵的耕地。恢复这些被潮水淹没的土地成了荷兰人民的当务之急，经过艰苦的努力他们逐步修复了大坝，恢复了耕地。这其中就有泽兰省斯海尔德河道南岸的西乌斯一弗兰德伦(Zeerws-Vlaanderen)和瓦赫伦岛的许多被潮水淹没的浮地。后来，泽兰省还重新开垦了新的耕地。例如，1808年在南比伏兰岛(ZuidBeveland)开垦出了一片新的浮地，命名为威廉敏娜浮地。这片浮地是鹿特丹的企业家投资修建的，并首次采用蒸汽机作排水的动力。

以往荷兰人筑堤围海主要是保护沿海的耕地。从18世纪开始，荷兰人开始利用围圈海滩，向大海要地。1717年的圣诞节发生了一次台风，将格罗宁根省的堤坝冲毁多处。暴风过后，原来的沙滩外形成了一片广阔的滩涂，实际上将海岸线向外推移了许多。人们在新的海岸线外沿建起了新的堤坝，获得了比原来更多的可耕地，这片土地叫做外坝地(Uiterdijksland)。这样靠围海造成的浮地有1811年圈成的北浮地(Noordpolder)和1827年圈成的外卉泽浮地(Uithuizerpolder)。按当时的惯例，滩涂毗邻的地产所有人有围垦开发并拥有这些滩涂的权利。这种围海造田的办法后来被荷兰北部沿海其他地区的人纷纷仿效，大量滩涂被围垦出来。格罗宁根沿海出现了许多由滩涂改造而成的浮地。

当今的荷兰有40%的国土，包括弗里斯兰省一部分，南、北荷兰省的大部分，地势都低于海平面。正是这个原因，荷兰被称为“低地国家”。南、北荷兰省的这些低洼地区中，有相当一部分原来就是湖泊。历史上北荷兰省的哈勒姆市附近原来有一大片水面，被称为哈勒姆湖。这片湖水在1700年时大约有1.6万公顷。由于不断地开采泥煤，到1810年时，这片湖水面积扩大到了1.8万公顷，其边沿往东几乎延伸到阿姆斯特丹市，往南几乎达到莱顿城。现代荷兰著名的花卉市场阿尔斯梅尔(Aal。mee，)和最大的国际空港斯基浦机场(LuchthavenSchiphol)当时就处于这个湖泊的湖底。每逢雨季，这个湖泊就对附近的农田，甚至城市造成威胁。1836年，一场来自西南方向的风暴将湖水推到阿姆斯特丹城下。一个月后，另一场来自西北的风暴又使莱顿城墙浸泡在水中。事后，荷兰王国政府成立了一个委员会研究排于湖水的可行性。这样的方案早在17世纪就有人提出过，但当时蒸汽机还未投入使用，同时缺乏政府的支持，这个设想无论在技术上和财力上都缺乏实施的可能性，便被长期搁置起来。

1838年排干哈勒姆湖的详细方案制定出来。1840年工程开始启动。工程包括在希勒贡(Hiligom)附近修建一条环形堤，挖掘一条长60公里的运河，以及沿着运河修建几个抽水站。大堤于1845年竣工。第一座蒸汽抽水站雷瓦特抽水站(Leeghwa-ter)在英国工程师的指导下安装成功。其余两座主要的抽水站，莱恩顿抽水站(Lynden)和克鲁求斯(Cruquius)抽水站，也分别于1848年和1849年完工。希勒贡是现在的南荷兰省的一个小镇，而克鲁求斯是北荷兰省紧挨着哈勒姆市的一个小村庄。在今天，这条运河仍旧还发挥着重要的作用，但这片浮地的排水任务已由功能更强大、技术更先进的电动抽水站担任了。老式蒸汽抽水站还完好地保留着，作为历史的见证，为国内外的游客们提供了一个观光的景点。

哈勒姆湖排干后，湖底袒露出来，获得了1.8万公顷土地。这个工程的首要目的是防洪而不是造地，但对于土地资源极其缺乏的荷兰来说，新获得的土地也是一笔宝贵财富。新出现的浮地由政府划段出售，购买者主要是殷实的投资者。这片土地的标价很低，甚至低于排水工程的成本，因此政府不再负责在浮地修建道路、村庄、学校、教堂或农舍。由于这个原因，首批拓荒者在这片荒芜的土地上的创业生活相当艰难。像其他新垦浮地上的拓荒者一样，他们采取了掠夺式的经营方式，尽量利用湖底淤泥在数个世纪中积累的肥力，而不实行正常的施肥制度。

这个浮地的开垦不很成功。这里土壤的天然肥力有高有低，排水设施也不完全，因此土壤生产力很快就降了下来。这里与阿姆斯特丹、莱顿、哈勒姆毗邻，但由于没有道路，基本与外界隔绝，还经常流行痢疾。移民们沿着环形的大堤建造他们的农庄，既不利于他们的社会交往，也不利于提高农场的生产效率。拓荒者们感到极度的孤独和失望。19世纪80年代，第一次拓荒终于以失败而告终。许多拓荒者离开了这片浮地。以后，政府改变了土地开垦方式，将浮地划分成矩形的地块，每块地20公顷，重新将土地出租给开垦者。每户农庄20到100公顷。由于科技的进步和缺乏劳动力，大量机械投入了这片浮地的开垦。新来的农户大量使用农业机械，包括蒸汽拖拉机和脱粒机。哈勒姆湖浮地成了当时欧洲最现代化的大规模农牧业生产区。

除了哈勒姆湖浮地，北荷兰省北部还有许多历史上留下的浮地。这些浮地围垦的时间比哈勒姆湖工程稍早一些。其中包括1817年在北荷兰省北部沿海地区卡兰苏(Callantsoog)与卉斯杜嫩(Huisduinen)之间围垦成的布吞维尔特(Buitenveld)浮地①、1844年围垦成的瓦登·恩·赫罗特浮地(WaardenGroet)及1847年围垦成的安娜·保罗娜浮地(AnnaPaulowna)。除了北荷兰省，另一个大规模排水造田的地区是弗里斯兰南部的泥煤地区。17世纪以来，弗里斯兰成为大规模挖掘泥煤供应当地燃料市场的主要生产基地。省会吕伐登和北荷兰省北方各市场就是南弗里斯兰泥煤的最大消费者。这里的泥煤开采留下大片的废坑，形成了湖泊。1810年以后，这些湖泊也被围垦成浮地。这里的改造工程要比北荷兰省的简单得多。大多数围垦工程只需修建一些低坝和围堰；排水的风车甚至无须塔楼，风车轴低低地斜撑在地面上，风力就足以将水抽到一定的高度。水排干后，湖底的泥土与人畜粪便混在一起形成了极富肥力的土壤。这些浮地，现在大多成了荷兰重要的奶牛繁殖基地和牛奶生产基地。

历史上的河水改道工程了风暴海潮和湖泊积浪外，内陆河流雨季的洪水也是荷兰人民的心腹之患。荷兰国土虽小，但欧洲两大河莱茵河和马斯河都经过这里进入北海。大量河水从境外干、支流流入，两条大河在冬天雨水较多的季节常常会泛滥成灾。马斯河以南广阔的土地常常淹没在水中。在18世纪和19世纪200年里，两河的水灾频度和严重程度都十分突出。荷兰人民历史上曾长期与这两条河流水患做斗争。

莱茵河进入荷兰境内后不远处就分岔成下莱茵和瓦尔两条河流。北去的瓦尔河紧接着莱茵河的那段河流名字叫做潘纳登运河(PannerderdenKannaal)。从罗马人时代起，莱茵河就在海尔德兰省与德国接壤的一个村庄罗比特(Lobith)附近分岔，分别形成下莱茵和瓦尔两条河。随着时间的推移，流入瓦尔河的河水渐渐增多，结果下莱茵河和海尔德艾瑟尔河开始淤积，水位降低。为了防止河流进一步淤积，从1706年到1710年间，人们用了4年时间加宽瓦尔河从潘纳登(Pann。，derden)到昂格伦(An-geren)之间的一条古代作界河的壕沟，修成一条新的河道。这条河道就是现在的潘纳登运河(PannerdensKannal)。这条人工运河建成后，莱茵河从此改道在这里进入下莱茵河。

这一工程十分成功，原来经过罗比特的下莱茵河老河道后来完全淤积和干涸了。在今天的荷兰地图上，下莱茵河与瓦尔河的分岔口不再在罗比特附近。通过新的潘纳登运河河道流入下莱茵河和海尔德艾瑟尔河的河水大大增加，瓦尔河的水位成功地降了下来。由于这一工程的效果过于强烈，流入下莱茵河和下游的菜克河的河水陡然增加，超过了南荷兰省原来旧河堤的抗洪能力，在雨量特别多的年份更成了对下游的压力。1740年，莱茵河因上游普鲁士境内的克雷夫(Kleef)附近决堤，使下莱茵河和艾瑟尔河河水泛滥。后来，荷兰7省联合共和国与普鲁士达成一个协议，按比例负担莱茵河不同河段的防洪工程。1773年到1776年拜兰德运河开凿成功后，将旧瓦尔河一段弯曲的旧河道拉直，使下游的危害得到进一步减缓。