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珊瑚岛礁的成因

珊瑚岛礁，是大自然的鬼斧神工。其实所谓岛礁，并非字面所指的岛屿或礁石，根据与海平面的关系和自身特点，珊瑚岛礁地貌可分为岛屿、沙洲、干出礁、暗沙和暗滩五类。南海的永暑礁就是干出礁，这类礁石生长在接近海平面的位置，高潮时被淹没，低潮时部分礁坪露出，根据地貌特征细分，永暑礁属于干出环礁。

环礁是由珊瑚礁形成的环状或部分环状岛屿。由于形成过程中环境的变化，环礁的轮廓除圆形外，还有椭圆形或其他不规则形状。海洋中间环礁的形成与火山有关，海底火山喷发流出的岩浆使海底不断升高，高过海平面的就形成火山岛，夏威夷就是一个典型的例子，而火山口生长至刚刚探出海平面后，由于重力或其他地质原因，塌陷后沉没水中，剩下的环状珊瑚礁岛屿持续增长，便成为环礁，中间的火山口就形成了潟湖。

因为适合珊瑚生长的环境在热带、亚热带的温暖水域，所以环礁仅分布在此范围，比较著名的环礁有马绍尔群岛和马尔代夫群岛，印度洋最著名的环礁是英属迪戈加西亚岛，由于地质条件优越，这里现已成为美国在印度洋重要的海空军基地，可对东非、中东地区形成有效力量覆盖。

既然位于海洋中间的珊瑚岛礁有很高的价值，那么如何将这些天赐宝礁变为一颗“永不沉没的珍珠”，在岛礁上施工又与在陆地上有什么不同？

岛礁工程难点

想要在珊瑚礁上进行建筑施工，首先要了解其地质构成。珊瑚礁是造礁珊瑚死后，其骨骼和外壳聚集在一起形成的无生命地质构造，造礁珊瑚则是能分泌碳酸钙形成骨骼和外壳、以群体固着生活的腔肠动物。我国南海分布有许多珊瑚礁，其面积相差很大，从不足1平方千米到100平方千米以上不等，这些厚达两千多米的珊瑚礁经历了上百万年漫长的地质变化。珊瑚礁的顶部，又分为礁前斜坡、礁坪和潟湖三大地貌单元，陡峭的礁前斜坡是所有珊瑚礁的共同特征。礁坪上凹凸不平，堆积了礁砾块、砂屑，并在某些礁体的适宜位置发育了灰沙岛。因此，想要在凹凸不平，布满砾块、砂屑，半沉于海面之下的礁坪上进行混凝土施工，远比在坚实的陆地上复杂。

由于远离大陆的岛礁上没有适合普通混凝土施工的碎石、河沙等常规建筑材料，施工用淡水也十分匮乏，人们不得不千里迢迢从大陆用船舶运输，而这无疑会使施工成本大大增加，不仅如此，受风浪等自然条件限制，施工工期也难以保证。因此，在岛礁施工，就必须充分利用当地条件，就地取材，用疏浚港池、航道挖出的珊瑚礁砾代替石沙，用海水代替淡水，配制具有当地自然环境特点的特殊混凝土。但由于岛礁建设在全球的数量都不多，美国等发达国家也不会轻易传授相关技术，因此我国科研施工人员都必须独自面对种种困难。

除建筑工程本身外，在岛礁施工，还要面对十分恶劣的气候环境。南海属热带海洋性季风气候，具有高温、高湿、高盐和台风多的特点，海区6级以上大风天每年平均超过200天，8级以上大风超过150天，每年各种台风、强热带风暴等极端天气频率达6～7次，这些天气会给工程施工带来很多不确定因素。

不仅如此，施工所需的人员、机械、物料装卸也会受礁盘结构、可利用面积、水位深浅以及水下暗礁的影响。首先，由于珊瑚礁水域底部结构相对脆弱，运输船只不易下锚，大型船只更是难以抵达浅水区；其次，潮汐起伏与涌浪可能会对火工品与油料的装卸与贮存带来危险，如果在装卸阶段造成爆炸或泄漏，将会造成人员与环境的重大损失；此外，这些不可控因素还会使投资预算难以控制，停工停航等费用难以核算。

自然环境的恶劣也会对人员的生理心理造成极大影响。由于施工海域纬度低，日照时间长，加上高温，会导致人员心生燥气，体虚乏力；淡水如果供应不足，靠雨水或井水会滋生皮肤病；高湿度海洋大气环境还容易患风湿性关节炎，而小型岛礁的医疗条件极度匮乏，这些都是对施工，或是以后在岛礁工作生活的人极大的挑战。此外，由于近些年经济形势的变化，沿海地区劳动力价格的增长也会为征集上岛施工人员带来一定困难。

除上述所说，还有很多能预料或未曾预料的困难，这些都给岛礁的建设带来了很大阻力。但值得高兴，永暑礁的建设者们克服了一切困难，为美丽富饶的南沙群岛新添一景，从今以后，人们就可以乘坐飞机，前来欣赏这颗镶嵌在南海上永不沉没的一颗“珍珠”。

在岛礁上建造机场，首先要从礁坪的面积考虑，礁坪面积、长、宽都必须满足要求，高程不能太低，否则容易被海水侵蚀，也不能太高，否则填方量太大，经济成本高。另外，岛礁机场的建造还面临两点与陆地截然不同的情况——跑道方向与地基承载能力。

为保证安全，飞机起降时会选择逆风条件，利用风速提高飞机空速，缩短起降距离，因此在修建跑道时，会根据当地气象条件，顺全年盛行风向铺设跑道，以北京为例，北京冬季盛行北风、西北风，夏季盛行南风、东南风，因此，北京市界内的首都、南苑、通州等机场都为南北走向。但在岛礁上修建机场，跑道必须沿着环礁较高的边缘走向而建，很大程度上限制了其主风向的适应性。

由于南海地区盛行东北、西南季风，跑道建设时应尽量顺应风向，拜大自然所赐，永暑礁长轴成东北—西南向，长约25千米，短轴为西北—东南向，长约6千米，面积约110平方千米。礁顶中部为一 开放式潟湖，面积约105平方千米，水深20～30米。在礁坪西南端，有足够的空间修建一条长度超过2 000米、宽60米的跑道。单有跑道滑行道还不够，一座设施完备的机场还需建设停机坪、导航台、油库等相关设施，而建造这些都需要额外的空间。

目前，飞机跑道道面选用的材质大多为水泥，因为水泥硬度高、抗腐蚀能力强。但是珊瑚礁盘能否承受水泥道面的重量，能否承受飞机降落时的冲击，则是另一个考验，需要工程师从建筑的根源——地基开始研究。

从地基开始，建设跑道前，需对珊瑚礁所在区域进行地质考察，判断工地是否处于地壳多动断裂带上；其次，要判断礁体岩层是否为缓坡或台阶式结构，以确保稳定性；第三，要考察构成礁坪的沉积生物礁是否已经发生成岩变，若以成为致密胶结礁灰岩，那么地基条件就成熟了一大半，之后要做的便是对礁体进行断面、溶洞检查，检查的方式有卫星遥感与声呐探测等，后者类似金属探伤。

如果地基都没有问题，下一步就该考虑跑道土基的稳定性了。由于珊瑚礁的礁坪在高潮位时淹没于水下，低潮位时露出，因此在礁坪上修建机场跑道，首先要填筑一道高于水面的人工岛。由于填方量大，从陆地运输土方成本极其高昂，因此现在多采用就地取材的方式——吹沙造陆，由专门在水中抽取泥沙的特种船只实现。在珊瑚礁区域工作时，会将珊瑚礁捣碎，利用钙质砂填筑堤岸，而道面、护坡与其他少量结构则使用其他传统建筑材料。

在珊瑚礁上铺设土基，最担心的现象便是土基沉降，工程师们需通过多种方式计算土基的沉降形态与沉降量，并通过打水泥柱、加固边缘等多种方式对土基进行加固，以确保土基连同礁盘稳稳地趴在坚硬的海底，不发生倾覆。

在珊瑚礁上建造机场的主要困难解决之后，接下来需要面对的便是飞机降落珊瑚礁后的保障问题了。

民航客机的飞行安全需要多方面的保障，如电力、油料、通信、导航以及航前航后的基本维护与检修。岛礁机场囿于空间等因素，虽无法像大机场一样拥有完备的保障设施，但基本的油、电、导航不可或缺。此外，岛礁机场与陆地机场最大的不同在于前者处于高温、高湿、高盐的自然环境下，这对飞机等所有金属设备的寿命影响巨大。众所周知，海水味咸，是因其含有大量游离态的正负离子，金属与海水直接接触时会发生电化学腐蚀，海水中的大量氯离子能破坏金属钝化膜，使其遭受严重腐蚀，海水中含氧量越高，腐蚀速度越快。当海水受太阳照射蒸发后，在海平面以上形成盐分极高的海洋大气会在金属表面形成薄水膜，它也是腐蚀性极强的电解质，在这种空气环境下金属的腐蚀速度是干燥大气8倍。因此，此类自然环境对飞行安全的保障提出了更高的要求。

如果飞机需要长时间驻留，针对此类情况，美国人在迪戈加西亚岛上为B-2轰炸机配备了蚌式软体机库，这种机库具有质量轻、容积大、结构简单、便于组装与运输等诸多特点，看似轻柔的机库可为飞机遮阳挡雨，配套的空气净化设备还可使内部空气变得干燥清新，十分适合岛屿等偏远机场使用。另外，长期执行岛屿航班任务的客机，也需要对一些敏感部件，如空速管、起落架等进行重点维护，或在购买飞机时，就配套选择适合此类气候条件的配件。

因为执行岛礁飞行的航班大多只是经停折返，所以飞机通常会携带满足全部航程的燃油。但为应对突发情况，更好的为航班追踪、搜寻救援提供空地支持，油库的建设也是不可或缺的。除上文所述的应严控土基沉降外，建设油库还应当严格符合消防安全的标准，因为无论油库发生火灾或泄露，都将对岛礁上的人员设备，以及周边海域造成难以估量的损失。

南沙群岛自古以来是我国领土不可分割的一部分，它不仅是一个美丽岛群，而且还是一个大宝藏，不仅有极其重要的地理战略地位，南沙群岛北起礼乐滩北的雄南礁，南至亚西南暗沙，独特的地理位置决定了南沙群岛重大的战略价值。南沙群岛属热带海洋性季风气候，月平均温度在25～29度之间，雨水充沛，岛上灌繁茂，海鸟群集，盛产鸟粪，两栖生物丰富，水产种类繁多，是我国海洋渔业最大的热带渔场，有浮藻植物155种，浮游动物200多种，贝壳66种，海域蕴藏着大量的矿藏资源，有石油和天然气、铁、铜、锰、磷等多种，其中油气资源尤为丰富，地质储量约为350亿吨，有“第二个波斯湾”之称。

因此，在南沙群岛建设与发展岛礁可以更进一步的拉近人们与自然的关系，让更多人树立保护环境的意识，也可以让我们以此为原点，保护好大自然赐予我们的这片神奇、美丽、富饶的南沙群岛。