本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
索契!奧運會即將開始,您將看到各種閃亮的新建築和滑雪坡道,您會因賽事而興奮,可能不會停下來思考它們是如何建成的。您可能花了一兩分鐘想知道為什麼冬季奧運會在一個夏季度假勝地舉行。我為您找到了答案,以及更多您可能從未想過要問的問題。好奇心被激發了嗎?讓我們去索契!
(如果您不想讓您的奧運會熱情受挫,請不要繼續,因為我有一些令人不安的東西以及引人入勝的內容。明白了嗎?)
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好的,好吧。讓我們首先了解一下這個夏季度假勝地的事。黑海沿岸的索契是一個非常溫和的地方,是俄羅斯少數幾個可以沐浴在宜人亞熱帶氣候中的地方之一。它擁有美妙炎熱的夏季、美麗的溫暖秋季和涼爽但不寒冷的春季。事實上,它很像西雅圖,讓我告訴你,我們現在沒有滑雪。和我們一樣,索契的人們在每年的這個時候也必須準備一些好的雨具。冬天多雨!來自黑海的所有水分都猛烈地撞擊高加索山脈,徹底滋潤了索契茂密的植被和佈滿鵝卵石的沙灘。如果下雪,也不會停留太久。基本上沒有冬季冰凍。哦,天哪,這是一年中大自然樂隊開始在海岸邊演奏“暴風雨天氣”的時候。
所以:沒有雪,沒有冰,有雨,有時還有猛烈的暴風雨。當人們選擇這裡舉辦 2014 年冬季奧運會時,他們在想什麼?
好吧,他們認為俄羅斯最漂亮的度假小鎮之一非常適合舉辦這樣的盛會,就是這樣。我的意思是,對於室內冬季運動專案,您只需要建造非常大的建築物並保持內部寒冷即可。像西雅圖一樣,索契的冬季氣候並非完全糟糕——有很多日子您可以愉快地四處走走,享受一些冬日的寒意而不會凍死,這使得在奧運村散步成為一種享受。至於那些你無法塞進建築物裡的高山運動,*我確實提到了索契緊靠高加索山脈,對吧?距離一些有史以來最偉大的滑雪坡道僅 25 英里(40 公里),那裡有那種讓滑雪者喜極而泣的可愛雪。您可以快速前往回轉場地,然後再回到城市觀看花樣滑冰,而不會在交通上浪費大量時間。完美!這讓我認為西雅圖也是舉辦冬季奧運會的好地方——我們簡直是雙胞胎。
但我們不僅僅是擁有宜人的溫和冬季(當然,降雨量很多)以及不到一小時路程的壯麗滑雪可能性的雙胞胎。這兩個城市都地勢低窪,位於含水沉積物和溼地上。這兩個城市都容易發生洪水和滑坡。這兩個城市之所以成為現在的樣子,都是因為背後高聳的山脈——這些山脈是由於板塊碰撞的力量而形成的,並且容易受到由此產生的所有地震危險的影響。
在這樣的地區從零開始建造奧運村是一項艱鉅的任務。它始於對場地構成的特殊挑戰和風險的評估。我讀到一篇關於此的論文:索契奧林匹克公園地區工程地質條件與保護。讓我告訴你:這篇論文讀起來並不特別令人愉快。作者們很樂觀,但毫不含糊。這絕非易事。
未來奧運村的選址是所謂的伊梅列京斯卡亞窪地的中間部分,這是一個狹長的階地,就在水邊。作者說,這個位於大索契阿德勒區的地點“荒涼而沼澤”。一點沒錯。這些是溼地,人口稀少,除了候鳥和其他溼地地區的居民外,人類很少,基礎設施老化。這裡的土地主要是三角洲,是當西部的姆濟姆塔河和東部的普索河完成從山脈的旅程並排放入大海時傾瀉的河流沉積物的混合物。當您從海岸向山脈前進時,那些河流沙礫和卵石,與黑海偶爾氾濫留下的海洋沉積物混合在一起,被滑坡碎片、冰川沉積物和更易碎的河流沉積物覆蓋。
一千萬年來,河流、海洋和冰川一直在這裡留下土地,但這不是那種會讓建築商高興得尖叫的土地。特別是對於那些瞭解地震知識的人來說:這是一種含水、大部分未固結的沉積物,在地震中很容易發生液化。當這些土壤受到足夠強烈的震動時,它們開始表現得像液體而不是固體物質。
這對建築物來說可不好。再加上索契位於真正大地震的黃金地段這一事實,您就得到了一份沖積湯的配方,裡面還卡著建築物。
似乎這還不夠讓人頭疼,規劃者和建築商不得不應對河流喜歡在所有季節洪水氾濫的事實,但尤其喜歡在冬季決堤。而且,平均海拔約為海平面以上 1-1.5 米(3-4 英尺),那些冬季風暴可能會將海浪直接推上海灘並進入奧運村。在人類開始認真地亂搞之前,大海喜歡向內陸延伸 20-200 米(66-656 英尺)。哇。
正是在這片潮溼、狂野、危險的地區,俄羅斯人被要求為奧運會建造100 個設施。您必須為運動員、他們的後勤人員以及其他促成奧運會發生的官方人員提供住房。您需要舉辦賽事的競技場和體育場館——8 個設施旨在一次容納 3,000-40,000 人。您需要為數萬名奧運會觀眾、媒體設施、商店、餐廳以及舉辦重大賽事所需的所有附帶額外建築物建造酒店。您必須考慮交通運輸、觀景點、海港和海岸保護結構、消防站、泵站、汙水處理廠……您基本上是在建造一座完整的城市。在喜歡洪水氾濫的地面上,並且基本上當地震發生時會變成液體的地面上。太棒了。
現有的排水系統簡直是個笑話。因此,集水排水溝必須清理乾淨,這使得俄羅斯人至少擁有 5000 立方米(176,573 立方英尺)的汙泥,這些汙泥不能用於回填低窪地區——必須妥善處理。(不幸的是,事實證明,建築並沒有像俄羅斯政府計劃的那樣清潔。)
計劃要求將地上排水系統改為地下系統。現有的運河和溝渠將被填埋,取而代之的是,將建造管道、連線坑和泵站網路。當前的地下水位將保持穩定,多餘的水將被輸送到處理設施,然後透過深海排放口排入大海。地表池塘不僅可以美化地面,還有助於控制水位。人工填土經過仔細壓實後,可以將地表高度額外提高 2.5-3.5 米(8-11 英尺)。那是 480 萬立方米(超過 600 萬立方碼)的材料被卡車運進來並壓實。
所有這些都必須考慮到地震。我希望建築師是天才,因為雖然我不願意看到溼地消失,很多人擠在危險的地面上,但我不能否認結果是美好的
下一集:我們將花半小時車程前往山區,參觀高山村莊。從海邊到山坡,您甚至來不及問,“我們到了嗎?!”
*好吧,不是奧運會級別的滑雪坡道,無論如何——你實際上可以在室內做一個像樣的滑雪勝地,雖然!
參考文獻:
Koff, Gregory and Chesnokova, Irina (2008): 2014 年冬季奧運會籌備背景下索契地區的地址災害評估。國際地質大會,奧斯陸 [摘要]。
Osipov, V.I. et al (2011): 索契奧林匹克公園地區工程地質條件與保護。水資源,第 38 卷,第 7 期,第 859-867 頁。
“索契 2014:為什麼夏季度假勝地是完美的冬季奧運會舉辦地。”俄羅斯之聲,2013 年 8 月 16 日。最後訪問日期:2014 年 2 月 3 日。