巴拿马运河如何使水流上坡

经过:约翰·多诺万|

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美国土木工程师学会认为巴拿马运河是七个现代世界奇观之一。巴拿马运河

在1900年代初的中美洲丛林中,成千上万的工人在雨中辛劳,泥泞,试图将巴拿马划成两半,以加入太平洋与加勒比海。不过,艰难而肮脏的工作比挖掘和炸药更重要。早期在巴拿马运河上工作是关于生存的。

但是,对于制造巴拿马运河(美国土木工程师学会之一),所有开创性的工程壮举都取得了成就七个现代世界奇迹- 这是一个与人相比,与机器相比,这是最关键的决定。

成千上万的工人也许多达22,000- 当法国人第一次试图挖管时死亡。黄热病猖ramp疟疾。乔布的事故丧生并致残。当美国人在1903年接任这项工作时,近80%的劳动力正在逃离。

当著名的工程师约翰·弗兰克·史蒂文斯(John Frank Stevens)于1905年到达时,他的第一份工作是停止屠杀。这意味着接受控制蚊子的相对较新的想法,这是美国陆军医生所青睐的一项措施威廉·克劳福德·戈尔加斯(William Crawford Gorgas)- 将使工作现场更安全。

“那个时代的人无法想象蚊子能够杀死一个坚强的男人。他们只是无法尊重这一点。”J. David Rogers,地质工程教授密苏里科学技术大学。“您必须征服的项目工作是卫生问题。”

借助戈尔加斯的指导和史蒂文斯的命令,沼泽被排干,切开了接近工人的草原以控制蚊子。使用杀虫剂。筛选了工人的宿舍。捕获了成年蚊子。奎宁是对男人管理的。结果:该地区的黄热病几乎被根除了。而且,根据疾病预防与控制中心,疟疾总人口中的死亡人数从1906年7月的最多16.21降低到1909年12月的2.58人为2.58。

这一医疗成功为随后的工程奇迹铺平了道路。

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巴拿马运河的建设始于1900年代初期,残酷而缓慢。在施工期间,有22,000多名男子死亡,其中许多人来自疟疾。
国会图书馆

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为什么要建造巴拿马运河?

在看到另一道水路的相对成功之后 - 埃及的苏伊士运河该公司于1869年开业 - 美国设想了通过中美洲的捷径,以加强其作为两东力的地位。

在巴拿马运河开放之前,船只必须一直绕过南美洲才能到达该国的另一端。缅因州号号航空母舰于1898年在哈瓦那港口沉没后不久,俄勒冈州号号航空公司从西海岸航行于智利南端的霍恩角(Cape Horn),一直到古巴。这次旅行花了66天。如果巴拿马运河运行并节省了约8,000英里(12,874公里)的旅行,那将花费大约21天。

多年来,美国一直在考虑通过尼加拉瓜建造一条运河。但是,工程的担忧 - 更不用说对该地区的活火山的担忧 - 促使泰迪·罗斯福总统继续在巴拿马发生失败的法国遗址。1903年,他同意支付法国4000万美元(现在大约是12亿美元),美国人承担了一个需要十多年才能完成的项目的控制。

罗杰斯说:“法国人(帮助在埃及建造了苏伊士运河)并没有意识到这是多么复杂和复杂。”“这就像两个不同的世界。”

随着美国人的控制,巴拿马运河的建造成为了美国创造力和专业知识的大胆例子。罗杰斯说:“这是一个国家的骄傲项目。”“我们只是一直在写支票。”

到最后,美国已经付出了约3.75亿美元(今天接近110亿美元)。该项目超过预算约为444%。

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巡航衬里接近巴拿马运河锁的第一个lock锁,锁门刚刚打开以允许进入。货船在第二平行锁中。两艘船只都向西驶向太平洋。
Elmvilla/Getty图像

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障碍面对

除了困扰建筑早期的致命疾病,艰难的天气(热带降雨和强烈的热量)以及成本外,工程师还辩论了巴拿马运河的本质。他们最终放弃了关于海平面运河(例如苏伊士)的想法,而史蒂文斯则坚持要根据需要抬起或降低船只的一系列锁。但是该设计需要建造另一个大项目。

冈通大坝曾经是世界上最大的水坝,必须在有时越来越多的瓦格雷斯河上建造,以确保太平洋和大西洋之间的水流适当。那是加通湖(Gatun Lake),这是运河行动的主要组成部分(以下更多内容)。

然后是该项目的巨大范围:在法国和美国建筑商之间,必须挖掘约72亿立方英尺(2.68亿立方码)的地球和岩石,三倍于建造苏伊士运河。大部分渣土被放在铁路车上,运到海岸上,倒入海洋中的巨大堆中。现在,它形成了防波堤和城镇和军事基地的基础。很多人也被丢进了相邻的丛林。

罗杰斯说:“地球移动的效率令人震惊。”“地球以前从未见过这样的东西。

也是一个持续的问题:滑坡。尽管面临持续的挑战,但巴拿马运河于1914年8月开业,党卫军安康成为第一艘正式进行这次旅行的船。

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巴拿马运河的大规模扩张扩大了锁定门,以使更大的货船和航空母舰通过。
巴拿马运河

罗杰斯说:“他们在去时必须学到很多东西。”“他们用来在美国生产的所有玻璃粘土管,以及在美国生产的所有水泥,以及在美国生产的所有炸药。在整个10年中,所有水泥都转移了下来去巴拿马。”

在头五年中,由于第一次世界大战一系列滑坡(几乎整个1915年都关闭了通道,并且将持续数年),几乎没有使用运河。那很快就会改变。

巴拿马运河是第二次世界大战中美国军舰广泛旅行的,现在已成为东西方之间的主要运输路线。

一次,工程师再次考虑使通道成为海平面运河,这将消除对锁的需求并减少旅行时间。这个想法被报废了。第二次世界大战后,当军船变得太大而无法通过时,工程师还考虑了“核发掘”,实际上是通过使用地下核装置来制造运河的。那也被解雇了。

1977年,签署Torrijos-Carter条约1999年12月31日,从美国返回运河到巴拿马。此后,巴拿马运河已经扩大了- 锁曾经约100英尺(30米)宽;现在,它们是175至185英尺(53至56米)宽的,因此,即使是最大的航空母舰和货船也可以通过。

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锁的工作方式

一艘船进入巴拿马运河后的目标是将它们抬起,并在海拔85英尺(26米)的地形上,到达盖顿湖(Gatun Lake)。那就是锁定系统进来。为巴拿马运河设计选择了一个锁定系统,因为太平洋位于比大西洋更高的海平面。所以而不是挖掘向下到海平面,工程师确定一系列巨大的锁定大门可以饲养船只多于进入大型人造湖(Gatun Lake)的海平面将是最好的选择。

从大西洋进入巴拿马运河的船只进入三个盖顿锁中的第一艘2670万加仑水。到填满房间用水并饲养船,关闭了斜切门和下锁阀,而上阀则打开。来自加通湖的水冲入房间地板的20个孔。房间完全填充并抬起船,大约需要八分钟。该过程再重复两次,直到船与Gatun Lake保持水平。

然后,该船穿过Gatun Lake,直到它到达Pedro Miguel锁进入的太平洋,并且该过程反向 - 从Gatun Lake从Gatun Lake降低到海平面。从大西洋到太平洋的整个旅程平均需要8到10个小时。

这些船并不能免费穿过巴拿马运河。他们付钱收费根据每次进入船只的测量值。它的赚钱比每年25亿美元。50英里(80公里)长管宿主每年将近14,000次旅行,主要是通过集装箱船和其他携带燃料,煤炭,谷物和矿物/金属的人,尽管其他小型船也可以穿越。

现在,开业后100多年,您可以看到为什么它仍然是工程奇观。

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