网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

中国最大南极科考站开站,怎么建出来的?

0
分享至

出品|网易新闻

导语:全世界已有30多个国家在南极建立了70多座科考站,中国占了5座,面积最大的秦岭站今日正式开站。我们为什么要建造科考站?又如何建造一座科考站?

中国面积最大的南极科考站

作为世界上发现最晚、科学研究程度最低的地方,南极洲一直都吸引着无数科学家和国家。这里有极端的气候环境,与航天、航空、航海和人类生存等问题密切相关,也有大量陨石遗存和丰富的矿产、水资源,以及许许多多的未知,具有极大的科研价值。目前为止,全世界已有30多个国家在南极建立了70多座科考站,中国占了5座,第5座秦岭站今天正式开站。


图注:南极秦岭站建设中

从1985年起,中国陆续建成了长城站、中山站、昆仑站和泰山站4座科考站。分别位于

西南极乔治王岛、东南极拉斯曼丘陵和南极内陆冰盖、东南极内陆冰盖伊丽莎白公主地区,各自承担了不同的科研任务。比如第一座科考站长城站,所在的西南极乔治王岛区域生态系统活跃,适合开展亚南极生态监测和研究。而昆仑站位于南极冰盖最高点冰穹A地区,是进行冰芯钻探、开展大气科学和天文科学研究的不二之地。





第5座科考站秦岭站与此前科考站的位置完全不同,位于南极洲东部维多利亚地罗斯海沿岸的恩克斯堡岛。罗斯海是地球上受人类活动影响最少的海之一,这里保存了地球最后一块完整的海洋生态系统,海洋生物丰富、生态网完整,至少观察到10个哺乳动物物种、6个鸟类物种和95个鱼类物种,还有许多非脊椎动物物种,是研究地球系统中能量和物质交换、海洋生物和全球气候变化的理想之地。地球上最大的冰架——罗斯冰架,也在罗斯海附近。

目前为止,很多南极研究强国都在罗斯海沿岸建立了科考站。比如美国的麦克默多站、新西兰的斯科特基地、意大利的马里奥·祖切利站以及韩国的张保皋站等。为了填补罗斯海区域研究这一空白,我国从2013年南极第29次考察队就开始了选址工作,历经四个队次的筛选与勘察,从科研方向、气候条件、建设条件、海上可达性和空中可达性等多个因素,最终在2018年确定了恩克斯堡岛作为中国第五座南极考察站的站址。

恩克斯堡岛于1912年被英国水手发现,岛上一直无人居住。它西邻南森冰架,东临终年不冻的特拉诺瓦湾冰间湖,因为岛上岩石裸露,盛行超强、超干、超冷的离岸风,常常风雪交加,铺天盖地白茫茫一片,自然条件非常恶劣,所以又叫“难言岛”。难言岛长12公里、宽4公里、面积50平方公里。新建在恩克斯堡岛的中国考察站,主体建筑设计理念来自郑和下西洋导航所使用的南十字星,包括主体建筑(含海洋科学观测平台)、地球物理观测栋、高空物理观测栋、大气观测栋等独立科研设施,主要功能包括科研实验、人员住宿、物资车辆维修存放、航空支持、通讯保障等功能。秦岭站主楼分A、B、C三个区。其中中间的B区是公共区域,有餐厅、办公室等,两翼的A区和C区呈镜像对称,包括了海洋实验室等区域。上到二层,则是度夏和越冬人员宿舍。整体建筑面积5244平方米建成后将是中国南极科考站中面积最大的一个,预计可容纳度夏队员80人、越冬队员30人,分别比长城站多20人、10人。



像搭积木一样建科考站

由于南极大陆是中部隆起向四周倾斜的高原,一旦沉重的冷空气沿着南极高原光滑的表面向四周俯冲下来,便会狂风大作,形成南极内陆典型的“下降风”。秦岭站所处区域位于下降风盛行区间内,给工程建设带来很大难度,科考站的建筑和供能等多方面都跟日常状态不同,需要特殊定制。

为了对难言岛区域恶劣的天气,秦岭站必须要确保坚固。所以秦岭站主楼采用了钢结构体系,钢材为特种钢材,强度等级为Q355NH E级耐候钢,低温冲击性能-40℃。

用钢量超过了每平方米300公斤,是同类建筑的2到3倍。作为南极洲下降风最强的地区之一,新站区域已知最大风速超过43米/秒。通过结构设计,秦岭站的设计抗风能力达到65米/秒,相当于17级以上的风力。




图注:南极秦岭站主楼钢构

极地气候给施工建设带来极限挑战,800多斤的幕墙板在极风的作用下就像飘在空中的树叶,非常难以控制。为了抓住短暂的施工窗口期,科考站的建筑采用了装配式、模块化的建造体系,在国内就已经量身定做了装配式钢结构件和功能模块,运到南极现场拼装即可。而且为了保证在南极现场拼装施工顺利,秦岭站钢结构提前就在国内进行了预拼装

首先在H型钢自动组立机上将腹板和其中一块翼缘板组装成T型,然后再将T型与另一块翼缘板组装成H型,合格后转入后续各工序。中铁建工集团南极秦岭站项目工程班班长吴兆兵介绍:“整个结构九百六十多根构件,在国内都一比一全部搭上去了。通过预拼装这个环节,能够检验设计方面能不能满足要求、构件的几何尺寸有没有问题。”



材料都准备好且运输到南极后,真正的搭建就开始了。由于南极现场不具备焊接条件,秦岭站的钢结构搭建都是通过耐候性高强螺栓来完成,因为南极低温,常规的高强螺栓容易发生冷脆断,所以还采用了耐候性高强螺栓。

完成钢结构“骨骼”的搭建之后,第二步就是安装功能模块。科考站根据功能,可以划分为度夏、越冬、办公室、实验室、厕所五大类,一共84个。所有功能模块都事先在国内加工好,到了南极现场安装即可。


图注:南极秦岭站主楼模块安装

接下来就到了最后一步安装幕墙板,考察站建筑的最外层。幕墙板外面是一层不锈钢板,背面是铝型材复合板,最里面的一层有聚氨酯泡沫板,既保暖,也美观。



秦岭站的幕墙板超过1100块,因为都是模块化生产,所以对安装精度的要求非常高。中铁建工集团南极秦岭站项目幕墙板负责人李月强介绍说,必须把龙骨校正到误差5个毫米以内,手工板才能够装得进去。条件具备的情况下,每天可以安装40到50张板。


图注:南极秦岭站主楼手工板安装

极地如何维生

建筑有了,更重要的问题是,生活在科考站的科研人员们如何维持生存。

秦岭站以被动式建筑技术应对极端环境,采用可再生能源和传统能源相结合的能源系统,优先采用风能和太阳能等清洁能源,设计方案中,风能、太阳能等新能源占比超过60%。新站根据功能分区的使用特点,分别对越冬、度夏区域实行独立能源供应,根据工况状态灵活设置和调节。度夏宿舍及海洋实验室在冬季无人状态下仅维持值班温度,降低能耗。

秦岭站除了新站之外,还有很多的配套工程,它们共同形成了一套完备的建筑体系。后勤中心和主楼相连,面积超过2000平方米,未来将主要负责提供后勤保障。主要功能包括车库、未来的发电、污水处理、海水淡化以及生活设施的仓库,此外还具备整个新站的生活保障的条件以及设施。

能源站设有光伏发电还有风力发电两种方式,建成之后,新站60%的能源供应都将由新能源来完成。整个微电网系统能够实现无人值守,建10个这种10千瓦的风机,加上10个光伏阵列,光伏和风机各自每小时发电都是100度电,能够满足新站所有负载的正常供应。


图注:南极秦岭站的建设者们

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
哈姆吐槽:我百分之一千认真地说一遍 我真的不知道什么是犯规了

哈姆吐槽:我百分之一千认真地说一遍 我真的不知道什么是犯规了

直播吧
2024-03-03 08:25:26
案件通报!温州梁某(女,20岁)、刘某甲(女,27岁)遇害身亡,过程极其残忍…

案件通报!温州梁某(女,20岁)、刘某甲(女,27岁)遇害身亡,过程极其残忍…

温百君
2024-03-02 21:17:13
南海爆发冲突,两个亚洲大国大打出手,美:该来的终究还是来了!

南海爆发冲突,两个亚洲大国大打出手,美:该来的终究还是来了!

绝对军评
2024-03-04 00:10:03
为了帮我放松,老公带我出国体验异域按摩,结果我却沦陷了

为了帮我放松,老公带我出国体验异域按摩,结果我却沦陷了

亲爱的落落
2023-10-13 16:42:15
湖南打学生的老师身份曝光,家长对她嘘寒问暖,她是不是好老师?

湖南打学生的老师身份曝光,家长对她嘘寒问暖,她是不是好老师?

汉史趣闻
2024-02-29 17:08:21
“变性人”河莉秀:结婚十年后,老公跑了,身体垮得不如80岁老人

“变性人”河莉秀:结婚十年后,老公跑了,身体垮得不如80岁老人

东哥讲故事
2024-03-03 18:55:06
让60年代的自由成为当下的新风貌

让60年代的自由成为当下的新风貌

iWeekly周末画报
2024-03-02 19:09:11
88-140!库里三分9中0+仅得4分,勇士52分惨败,送凯尔特人11连胜

88-140!库里三分9中0+仅得4分,勇士52分惨败,送凯尔特人11连胜

ALL体育
2024-03-04 06:51:21
小S的公公去世第二天,她老公就开始在网上发文了,不理解这种人

小S的公公去世第二天,她老公就开始在网上发文了,不理解这种人

名字是浮云
2024-03-03 21:10:03
CBA全明星投丢60个三分,留下6大尴尬时刻!姚明的表情说明了一切

CBA全明星投丢60个三分,留下6大尴尬时刻!姚明的表情说明了一切

嘴炮体坛
2024-03-04 00:31:54
马克西24分 东契奇38+11+10 欧文28+5 76人力克独行侠

马克西24分 东契奇38+11+10 欧文28+5 76人力克独行侠

直播吧
2024-03-04 04:48:15
给詹姆斯都不换,只有5位球员值得,哈登或成为马刺崛起的关键

给詹姆斯都不换,只有5位球员值得,哈登或成为马刺崛起的关键

千百度篮球视角
2024-03-02 06:11:51
恭喜,他们官宣复婚!网友:这一次终于爱对了

恭喜,他们官宣复婚!网友:这一次终于爱对了

知鉴明史
2024-02-23 12:40:10
扎卡:在枪手时积分领先但没夺冠,我与队友分享了这个经历

扎卡:在枪手时积分领先但没夺冠,我与队友分享了这个经历

懂球帝
2024-03-04 07:07:16
北大才女用铊毒死清华老公,病床前喂毒汤,涂唇膏,亲眼看丈夫死去

北大才女用铊毒死清华老公,病床前喂毒汤,涂唇膏,亲眼看丈夫死去

古今档案
2024-01-07 12:25:20
报应来了!反华国家宣布破产,欧美拒绝救援,服软向中方借200亿

报应来了!反华国家宣布破产,欧美拒绝救援,服软向中方借200亿

环球Talk
2024-02-27 23:48:25
安徽一学院更名“科技大学”,获官方全力支持

安徽一学院更名“科技大学”,获官方全力支持

极目新闻
2024-03-03 15:51:40
为什么要珍惜改革开放?看一看六、七十年代的生活状况就知道了!

为什么要珍惜改革开放?看一看六、七十年代的生活状况就知道了!

汪汪观世讲解
2023-10-19 18:09:22
这一次,《烟火人家》里的国家一级演员徐帆,给娱乐圈敲响了警钟

这一次,《烟火人家》里的国家一级演员徐帆,给娱乐圈敲响了警钟

象牙三
2024-03-02 10:46:54
今周气温30℃+,回暖回南,冷空气也要来!茂名天气在玩“过山车”??

今周气温30℃+,回暖回南,冷空气也要来!茂名天气在玩“过山车”??

茂名圈
2024-03-04 00:10:27
2024-03-04 07:26:44
了不起的中国制造
了不起的中国制造
从未停止追赶
1014文章数 5214151关注度
往期回顾 全部

头条要闻

"撤辣"后香港楼市火爆 有内地专才周末坐高铁去买楼

头条要闻

"撤辣"后香港楼市火爆 有内地专才周末坐高铁去买楼

体育要闻

袁悦2-0王曦雨!夺巡回赛首冠,成中国女网第14人,排名跻身前50

娱乐要闻

周星驰为《女足》选角,网友反应平淡

财经要闻

金融圈突发!退休7年,被查!

科技要闻

马斯克终于对OpenAI出手了

汽车要闻

售48.95万元起 全新梅赛德斯-奔驰GLC轿跑SUV上市

态度原创

亲子
房产
本地
艺术
军事航空

亲子要闻

宝宝吃奶挨打日常

房产要闻

重磅!海南又一区域官宣:取消300㎡销售限制,产权式酒店不限购!

本地新闻

春色满城关不住|借着春天的名义,一起上春山

艺术要闻

给画布做一场解剖,看看表面之下都藏了什么?

军事要闻

台海巡艇被目击与大陆海警船"并行"

无障碍浏览 进入关怀版