入海之门

    上天的路通了，人们发明了火箭，建立了空间站，甚至雄心勃勃地要在月球和火星上建立永久性的基地，可是入海之门的钥匙在哪里呢？海洋那么辽阔，资源那么丰富，离我们又是那么贴近，我们能在海洋里寻求生存的空间么？阅读本文你会觉着入海之门的钥匙已经在你手中了。

拥挤的生存空间
    踏进21世纪的门坎，人类社会在迅猛地发展着，人口在不断增加，人们的生活质量在不断提高，平均单个人的资源消耗量在不断地增大，已经使我们赖以生存的家园——地球不堪重负。由于人类过度的开发，许多耕地在沙化，许多森林草场变成荒漠，许多沼泽冰川在萎缩消失，人类自己的居住地也在不断地蚕食那些最有价值的土地，使土地丧失了其原有的职能,相应造成自然环境的不断恶化，各种自然灾害正侵害着我们的生活。——人类社会对土地资源的使用已经到了极限，人们必须学会有节制地使用现有的各种资源,使土地的职能得到休养生息,保持可持续性的发展,可是21世纪人类应该向哪个方向发展呢?

广袤的海洋世界
    海洋占地球表面积71%，有着丰富的资源，是生命发生发展的摇篮。作为最有智慧的生物——人类，应该有资格在海洋世界里寻求一块生存之地，向海洋世界拓展人类生存发展的空间将是21世纪极具挑战性的课题。海洋表面虽然波澜起伏，风浪等因素影响较大，但人类毕竟在开发利用这一领域,而在海洋里表层波浪的下面，是一个相对稳定的环境,有着大纵深活动空间,有着丰富的资源储量,人类应该在那里寻求生存发展的空间.如果有一天，人们把海洋建成生存发展的家园,一定会使陆地资源得到休养生息，人与自然和谐相处，以达到可持续性发展。

开启海洋空间的钥匙——等压厅。
    水生动植物在陆地上生存的最简单办法就是在陆地上建一个大水池,把水生动植物放养在里面。同样的原理，人或陆生动植物要想进到水里去，也可以在水下建一个大气室,人或动植物就可以在里面生存、居住了。可水下一个大的空间必将面对浮力、压力等一些必须解决的问题,由此我设计出一种供人及陆生动植物在水下生存设施——水下开放式等压厅（以下简称等压厅）。

    其主要结构（如图1）是在水下把盆状透明罩盖（4）扣在一个中间凹形的基础凸台（3）上，罩盖与基础凸台联接,里外是开放的。当送风室（1）将压缩气体通过气体通道（2）送入罩盖,就把水从罩盖的边缘排出，形成气体流通，基础凸台内凹坑等低处的水用水泵排出，等压厅就形成了人们可以生存的空间，由于等压厅内与外界水体是开放的，使人在水下活动开放自由。特别是在水下有多个这样的等压厅时，人们会用很少的呼吸气体来往于这些等压厅之间,那将成为一个真正的水下城市。应该说等压厅这把钥匙已经打开海洋空间的门锁,下面介绍解决等压厅技术问题的方案。首先需要说明的几个参数（如图2）:

   H是等压厅的内高，H+是等压厅正压空间的高度，H-是等压厅负压空间的高度，Y是凸台围堰所处的高度位置,D是最大等压线所处的高度位置,图中蓝色区域代表水体,黑色区域代表与水底联在一体的基础凸台,黄色区域代表等压厅最小空间,其中浅黄色区域为正压空间，深黄色区域为负压空间，黄色区域加上红色区域代表等压厅最大空间,红色区域代表水体可以侵占的调整空间。

    通过上面简单的介绍，我们先来解决压力问题。等压厅是一个非正常压强的设施，等压厅内的压强和等压线处所处的水深压强是一致的，这样就大大减轻水压对设施的影响。等压厅的内高H是等压厅内空间最高处与最低处之间的垂直距离，H值在合理的情况下要尽量地小,H值越小等压厅内部高低处与外部的压差就会越小,建造难度和成本就会越小。等压厅内最大等压线以上的正压空间和最大等压线以下的负压空间配制要合理,一般地说，水位差变化较大，环境因素影响较大的区域，正压空间要设计的足够大，相对环境因素较稳定的水域就可以把负压空间设计的大一些,这样建造难度和成本都会降低。等压厅的等压线并不是一个恒定位置,水深变化时，等压线会有一定量调整，我们把D到Y的水体侵占空间称为压力调整空间。在自然水域压力调整空间要尽量地大。等压厅与水体之间要有最大的开放度，以适应水体深度变化。

    第二要解决是浮力问题，正压空间越大，水体对罩盖的浮力就会越大。负压空间都产生在基础凸台之内。基础凸台都建在密封较好的水底岩层之上，与水底形成一体，所以水体一般对负压空间产生压力（浮力的因素较小），其效果与水库堤坝大体等同,其所承受的作用力与负压空间高度相同的堤坝承受的力是一样的。其建造成本不会很大，所以在自然条件允许的范围内负压空间要尽量地大.浮力的最大解决难度是罩盖,罩盖即承担着较大的浮力,还要解决浮力波动问题，水位不稳定，浮力就会有波动,浮力的控制一方面增加联接件的固定强度，也可以把等压厅内设施尽量悬挂在罩盖上。关健是罩盖自身要求最好是透明材料,还要能承受很大的浮力,最开始的办法就是要小规模，小内高等压厅建造。如果规模较大，等压厅中间的罩盖可以是中凹的,这样就减轻了中间部位浮力大，联接件少的问题,达到内部空间尽量地大. 
      
    第三是气体通道的问题.气体通道是人进出建筑物的通道，也是外界资源供应的通道，它的水面以上部分是装有气泵的送风室和供人进出的压力交换室,值提注意的是这些建筑最好因地制宜，或建在山体内或建在地下，可以降底压力空间的建造费用和难度。

    再则等压厅透明的罩盖再加上人工辅助照明使等压厅内形成陆地植被生长环境，植被增加了等压厅内氧气的内循环，以减轻机械风循环的成本。

    总之等压厅开启了水域之门，使人在水下拓展出生存的空间，虽然有许多如深水麻醉、减压病等枷锁限制着人类的活动范围，但海洋不可能永远是鱼虾贝藻的世界，她将象一个伟大的母亲一样敞开怀抱，迎接她曾经孕育过的孩子——人类的回归。

鹰隼试翼——人工泳池内的等压厅
    人类要在水下拓展生存发展的空间，要从简入繁，从易到难。自然水域有着诸多不确定因素，水的深度会不断地发生变化，水体流向也会有所变动，水中所含物质复杂,对水下设施有较大侵蚀等，见于上述原因，我们可以首先在人工水池内建等压厅。人工水池内水体可以排放。便于建造。人工水池等压厅内压强较小，对人影响不大，等压厅内自然光照也会很好，其内尽量植被，可以最大地减少机械风循环成本.

    在这里我们可以设计一个人工泳池内的等压厅。（其特点是上面是深浅区域泳池，下面是供人休闲、餐饮、娱乐的场所）如图（图3）所示：

泳池周围(1)植被，环境应极清洁，最好有清洁的水源，泳池池堰（2）要宽阔,（6）为深水域，跳水表演等,（5）为浅水域儿童娱乐，其下为不连贯凸起供人进去等压厅的罩盖，不连贯部位用玻璃面支撑连接。（5）为中度水域，为成人娱乐水域，其下为等压厅透明罩盖(8)。（9）为建在地下的进出等压厅的交换室。其上有风力系统(4),前后都有密封的阀门。（7）为水体净化装置，可使水体循环使用，净化后的水从罩盖上喷出，以保证罩盖上清洁。（11）为弧形挡水墙，透明可增大视野,弧形有利于承压，形成一个中空的凸台装置供人在水下活动，其下有排水设施，排出的水进水体净化室，可根据情况排放或重新净化使用，挡水墙有供人上下的扶梯，既是挡水墙支承件也是罩盖凸起的连接件，其下都与事先做好的地基基础连接。（12）为等压线，其所设计的位置使罩盖的产生的浮力等于罩盖的自重，罩盖边沿设排气孔，使排放的气体不排进水中。等压厅的特点是上面是深浅区域泳池下面是供人休闲、餐饮、娱乐的场所。通过使用人们可以充分地检验其结构的合理性，了解人及陆生动植物对密闭压力环境的适应性，为向着自然水域拓展生存空间做好准备。

明天的海洋
    海洋波澜壮阔，其广度占据着地球大部分面积，其深度在纵深几千米都分布着不同的生物群落，有着占地球90%的生物总量，海水里、海床上蕴藏着丰富的矿产，21世纪人类向海洋拓展生存空间的大方向是毋庸置疑的，等压厅将是人类打开海洋之门的钥匙，她将是人们在海洋里的生存基地，人们将这样的等压厅在水下连成片，就是一个地道的水下城市，那样人们将永久地在水下生活，有一天人们找到克服深水麻醉的办法就可以向更深的水域发展下去，当然任何资源都是有限度的人类不论向哪一个方向发展，都要首先保护好那里的环境，人类需要一个充满绿色植被的陆地，也一样需要一个蔚蓝清澈的海洋。

   (马先伟先生，来自吉林省长白山化工有限公司。此稿仅代表马先生个人观点，欢迎行业人士与马先生交流切磋，马先生的联系方式：31415926maxianwei@163.com)