菲律宾盖亚坝概况

菲律宾盖亚坝概况

盖亚坝是菲律宾某大学团队设计的低成本水坝，旨在为贫困农户提供灌溉用水，并解决土壤养分流失问题。介绍了盖亚坝的相关构造、功能及优势，并对其未来的研究与发展进行了展望。。

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盖亚(Gaia)坝项目本是一个为期两学期的本科生课题，其中包括技术研究，实验室测试和原型设计，计划时间为2012年6月至2013年3月。后来，有关部门建议在菲律宾大学内开展原型现场试验。此项技术目前已经获得了数个国家竞赛奖项，并在菲律宾的各个电视与广播频道中得到宣传。

1水坝结构

盖亚坝由3个不同的部分构成：金属筐、土工布和一个特制的心墙。金属筐(塞满回收利用的坚固混凝土柱或岩石的钢丝网)为主体部分，能提供足够的稳定性以抵抗水流的冲击。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墙材料。

当水流经心墙，水中的少量腐殖酸、富里酸、几丁质酶、养分和矿物质便进入植物与周围土壤。众所周知，腐殖酸与富里酸等物质可以帮助植物根系吸收并分解养分。另一方面，几丁质酶可以帮助溶解几丁质或者昆虫的外骨骼以及真菌的细胞壁，所以起到了有机肥料和杀虫剂的作用。

2 功 能

盖亚坝的配置可以帮助解决一些现代农业面临的问题。现代农业活动排放的碳占人类碳排放总量的25%，这其中包括使用以化石能源为原材料生产的化肥。这些肥料加剧了土壤养分的流失，继而又增加了人们对其的依赖性。由于坝的心墙有利于恢复农田土壤中流失的养分，使得原来恶性循环的问题因此而得以解决。除此之外，盖亚坝还可以通过蓄水灌溉来应对农田干旱问题。

盖亚坝还有其他功能如下：

(1) 水力发电。盖亚坝可以整合一个小型水电系统向小型农场及社区提供清洁稳定的能源。

(2) 海岸沙坝。盖亚坝可以作为海岸沙坝来防止未来可能出现的洪水入侵，该坝还有助于减轻洪水带给社区移民的问题，并保护沿岸财产免受严重洪灾的破坏。

(3) 防洪。根据政府间气候变化专门委员会提供的数据，现在的气候湿度比以往高出5%～6%，并导致气温升高了0.75 ℃。城乡降雨量和降雨频率随着湿度的增高而增加，但现有的排水系统还无法应对这一变化。通过盖亚坝的战略部署，可以应对暴雨径流，以发挥防洪墙作用的方式来增加河道的蓄水能力，将洪水储存起来或通过蓄水起到径流调节的作用。

3 优 势

盖亚坝优势可以用4E来概括：经济(economic)、环保(environmental friendly)、易建(easy-to-construct)及高效(effective)。由于需要将沿岸的河水引入灌溉渠，如缺乏结构支撑，则建造高度不能超过10 m。当然，如果靠自身结构形成支撑，就可以解决这一问题。

4 发展规划

据称，团队已经完成了对盖亚坝的研究和发展规划，并完成了粒径分布和心样比重的检测，得到的结论是心样的比重为2.12，是水密度的两倍多。为了模拟流场并确定心墙的渗透率，团队进行了两个测试项目：降水头渗透仪测试以及明渠水流测试。

渗透率是某种介质传输液体的性质，描述了液体通过空隙的容易程度并且与流体的密度、粘度、特性及饱和度密切相关。为了确定心样的渗透率，研究者使用了渗透仪设备。

该设备可以测量水流通过介质的过程。降水头渗透仪试验的前提是，心样渗透率低，且归为细粒度材料。下一步工作是用一个标准的尖底捣锤将心样压实至不同的压实度，以测试心样的持水及透水率。

基于此结果，试验测得饱和-压实心样的平均导水率为1.473 6×10-7cm/s。 根据贝尔在1972年制定的导水率表，该心样属于半不透水性材料，因此是一种理想的心墙材料，它既可以保证蓄水，又可保证动植物群落所需的渗透量。

团队下一阶段的目标是针对此技术成立一个初创公司并携手多个国家政府、私人机构、以及非政府组织开发潜在项目并进行试点测试。

最初，盖亚坝的原型现场试验由菲律宾大学狄丽曼(Diliman)工程研究与发展基金和菲律宾的几个著名建设集团资助。这几个集团提供了项目所需的材料。现场试验经验证之后，分管研究发展的副校长办公室开始帮助项目创始人筹集资金，以使其开展申请水坝专利所需的更多实验室试验。

王子昂 方丽杰 译

(编辑：朱晓红)

2016-11-21

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