巴拿马运河是连接大西洋和太平洋的世界著名黄金水道之一。它的建成不但极大的缩短了两大洋之间航行距离和时间,而且降低了从麦哲伦海峡与德雷克海峡绕行的航运风险,有效的节约了航运成本,在现代全球航体系中发挥着至关重要的作用。
巴拿马运河建造过程
人们很早就认识到了修建巴拿马运河的价值,纵观历史,它的修建大致可划分为三个阶段
构想阶段
修建巴拿马运河的构想最早可追溯至1534年,当时巴拿马地区还是西班牙的殖民地,西班牙国王查理五世为了减少秘鲁至西班牙本土的航程,曾经下令勘察可以穿越美洲的通道。在随后的三百余年间,随着海洋贸易的兴起,巴拿马的战略位置突显,修建运河的建议被不断涌现。最早明确提出在巴拿马修建运河可行性的,大概是英国的托马斯·布朗「Thomas Browne」,他在其著作中提到从巴拿马地狭修建运河可行且非常有价值,这段距离只有数英里宽,但却可以提供一条欧亚之间的捷径。随后苏格兰王国、西班牙、英国、美国、法国等国家的工师多次对巴拿马地区过行勘查,起草了多份建设巴拿马运河的计划。受制于政治、资金、工程规模和难度等因素,这些计划最终都停留在纸面上,并没有真正付诸实施。
尝试阶段
经过多年的准备,1879年,苏伊士运河的负责人,法国的费迪南·德·雷赛布「Ferdinand de Lesseps」组建了巴拿马洋际运河环球公司起动运河建设工作。本以为曾经成功的经验可以为新运河的建设提供助力,但整个工程开展并不顺利,从1881年1月1日动工开始至1889年2月4日公司破产为止,项目总共运营了约八年左右的时间,大约只完成了工程进度的三分之一。造成这种结果的主要原因是,项目方低估了巴拿马地区气候和地形条件对工程的不利影响,一是,巴拿马地区处于热带,暴雨多发,容易造成泥石流、塌方等地质灾害;二是,当地潮湿闷热的气候容易造成瘟疫流行,疟疾等疾病造成了大量的人员损失,据事后统计多达22000人在工程中丧生;三是,项目最初的方案是参照苏伊式运河,直接连但两大洋。但巴拿马地区地形复杂,沿海地区是狭窄的平原,中部大部分是海拔700米左右的高原,采用直接联通的方案,显然会造成工程量陡增。苏伊士运河开挖土方7400万立方米,而巴拿马运河达到2亿5千9百万立方米,两者相差数倍。
建设阶段
1894年,法国成立了新巴拿马运河公司接手雷赛布的工作。这家公司主要是起到过渡作用,主要承担巴拿马铁路的运营,对既有建设成果和设备的维护等事项,并且寻找新的买家,并没有进行实质意义上的建设。最终该项目,以1902年以四千万美元卖给美国。新的工程放弃了原有的直接连通方案,而是采用了更加可行的附建船闸方案,最终获得了成功。整个项目于1904年动工,并于1914年8月15日正式开通。为了增加运河的蓄水能力,马登大坝于1935年建成,形成了阿拉胡埃拉湖「Lago Alajuela」,为运河提供水源。2007年为了满足日益繁忙的海上运输需求,巴拿马进行了扩建,主要包括在运河两端新建了两个新船闸和拓宽加深航道。扩建工程于2016年完工。
巴拿马运河空间布局与关键设施
巴拿马运河贯穿整个巴拿马地峡,所谓的地峡,也就是连接两块陆地的狭长地带,所以在这里建造运河,从距离上来看是最短的。巴拿马运河的长度存在两种计算标准,若以海岸线为标准长约65公里,若以大洋深水区计算长约82公里,通常以后者为准。运河全程水深13至15米不等,宽度最窄处约150米,最宽处约为304米。运河的建成大幅度的缩短了航线的长度,北美东西海岸间的航程减少了约15000公里,欧洲至东亚的航程减少约3700公里。
从地图上看,南北美洲在巴拿马地区形成了一个横向的S型,这种地理特征造就了巴拿马运河的走势与大洋相对位置相反的奇特现象,大西洋位于运河的西北方,而太平洋位于运河的东南方。
船舶从大西洋的利蒙湾驶入运河,历经15个关键航点,由另一侧的太平洋驶出。船闸、湖泊、大坝、防波堤等关键设施所组成的运河系统,共同承担着这条世界上最繁忙黄金水道的高效运转。
大西洋一侧的加通船闸「Gatun Locks」是最早修建的船闸之一,它采用了双通道的设计,每条通道被四组闸门分隔为三个闸室。单个闸门由左右两扇闸门组成,每扇闸门宽约20米,厚约2米,高度从14到25米不等。每个闸室长约300米,宽约33米,深约12米。整个船闸可以将船只抬升26米,进而驶入加通湖。
与加通船闸相对应的是太平洋一端的佩德罗米格尔船闸「Pedro Miguel Locks」和米拉弗洛雷斯船闸「Miraflores Locks」。前者为单级船闸,可以将船只抬升约9.45米,后者为二级船闸,可以将船只抬升约16.54米。船闸与闸室规格与加通船闸相同。
2007年后扩建的两座新船闸是位于大西洋一侧的阿瓜克拉拉船闸「Agua Clara Locks」和太平洋一侧的可可立船闸「Cocoli Locks」。新船闸的闸门曾经是世界上最大的闸门,其长约58米,高约33米。闸室宽约54.86米,长约426.72米,深约18.29米,可以通行超巴拿马级货船。
利用多级船闸实现船只跨越陆地,会消耗大量的水资源,为了满足巴拿马运河巨大的供水需求,人们在查格雷斯河「Hagres River」上修建了加通大坝「Gatun Dam」,形成了当时世界上最大的人工湖加通湖「Gatun Lake」。加通湖总占地约470平方公里,起到了蓄水和通航的双重作用,除了为巴拿马运河提供水源,还是巴拿马城和科隆饮用水源。
巴拿马运河开通以后,迅速成为海上交通要道,至20世纪30年代初期,运河的缺水问题随着日益增长的运河通行需求日渐显现,特别是在每年长达四个月的枯水期,表现的尤为严重,因此修建新的水库便提上日程。马登大坝「Madden Dam」完工于1935年,位于查格雷斯河「Hagres River」上游,大坝高约67米,宽约274米,它的修建形成了另一个人工湖马登湖,后来又被称为阿拉胡埃拉湖「Lake Alajuela」,该湖最高海拔约76米,总蓄水量可达60000000立方米,整个水库至少可以为运河提供1/3的水源,同时兼具蓄洪、发电、饮用水源多重功能。
运输费用
船舶通过巴拿马运河需要收取一定的通行费,收费的标准主要依据船舶类型、通过巴拿马运河收费主要是根据船型、使用船闸、载运率等因素收取, 整个计费体系非常复杂,大致来讲主要由以下几个部分构成:
- 固定费用。主要是根据船型和通过的船闸一次性收费的基础费用。比如,新巴拿马型货船通过运河收取的固定费用为30万美元「2023~2025」。
- 载重费。主要是根据船型及载货量收费的费用。比如,新巴拿马型 LPG运输船在2024年的载重费为1.84美元/立方米。
- 可选服务费。为通行船舶提供附加的增值服务而收取的相关费用,比如预约通行费、插队费等。
- 附加费。主要用于巴拿马运河每年的保险成本、维护费用等方面的费用。
近年来,巴拿马运河的通行费用水涨船高,货船通行费用动辄数十万美元。当然,比起绕行还是经济的多。
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