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中部水域為天然良港 東大嶼位處地利優勢(文:劉偉棠) (09:00)

在8月,奧雅納聯合團結香港基金、麥肯錫顧問公司、ERM香港環境資源管理顧問和奧世傲交通規劃及工程顧問,發布了我們從多方面進行初步研究的「強化東大嶼都會」報告。奧雅納完成了對「強化東大嶼都會」擬議填海工程各方面的初步技術評估,其中包括初步水動力和海浪評估,以及提供初步填海設計。報告推出後引來社會熱議,筆者希望在此作更深入解說,使市民能有更清楚的了解。

具天然屏障  中部水域相對平靜

香港自古以來都是一個良港。所謂良港,不但是指維多利亞港作為一個內港水深港闊,而且更是指在維港以外的水域也是相對平靜,因此適合輪船到達。在地圖所見,位處中部水域東南方的擔桿列島,及位處中部水域以東的香港島及南丫島,能夠形成一個天然屏障,使中部水域成為一個相對平靜的水域。

由於中部水域在風暴中風浪仍然屬於相對平靜的特質,因此現時喜靈洲除了有避風塘之外,附近亦設置了不少貨櫃船用的錨地。倒過來說,避風塘及錨地並不會設置在「無遮無擋」及大風大浪的水域。

當颱風或熱帶氣旋在香港以外形成並掠過香港時,在海面會產生巨浪,產生的巨浪可從較遠的海面湧入本港水域。由於大部分颱風是由香港南面從東至西掠過,湧浪會由東面、東南面湧入香港水域,東面來的湧浪會被香港島和南丫島阻隔,能進入中部水域的湧浪能力已大大削弱。從東南面或南面來的湧浪,香港水域外的擔桿列島一字排開成為一條天然防波堤,將湧浪衍射(diffract),大大減低了湧浪到港水域時的威力。

電腦模型顯示中部水域浪高比外海大減

在「強化東大嶼都會」的初步研究裏,我們對於在香港何處水域適合填海也已經考慮過以上因素。另外,我們也特地做過一個電腦數位模型,當中模擬的情况是如果有一個颱風襲港,在特定的某一個瞬間(snapshot),南中國海產生的10米湧浪來到香港中部水域,因為擔桿列島充當屏障,浪的高度降至約2米(Hmo)。這電腦數位模型只是一個例子,旨在表達在颱風時期,擔桿列島能有效將由外海南向北移的湧浪的威力減弱,並不表示任何時間「強化東大嶼都會」附近水域的波浪皆不會超過2米。

簡單而言,該數據是在說明「強化東大嶼都會」會被附近島嶼保護,相對平靜。

當然,每次颱風下中部水域的波浪高度都會因着颱風位置、路徑、風速、環流帶的大小及天文潮水高度而變得有差異。事實上,我們在8月發布會的簡報裏也有解釋,除了我們這個模擬的模型外,在現實中土木工程拓展署也有測量波浪,也羅列了有關水域的最大紀錄波高數據。

有心水清的讀者可能會問:在「山竹」吹襲香港期間,海怡半島岸邊不是湧起幾層樓高的巨浪嗎?大家應該留意到,海怡半島岸邊為直立式的海堤設計。當大浪湧至時,直立式的海堤設計因為無法有效將大浪帶來的大量能量(energy)消弭,因此能量激起高於原本波浪高度的浪花。

堆石斜式海堤  有效消弭波浪強度

在工程學上而言,如果海堤的斜度和闊度增加,並以堆石形式建設海堤,將能令海堤有效地承受較大波浪。港珠澳大橋香港口岸人工島亦有運用堆石斜式海堤設計。斜式海堤能將波浪的能量徐徐卸下,比直立式海堤直接反射波浪好得多。這種海堤的消波能力比較好,可以大大減低波浪的能量及越堤的情况。

新基建對氣候變化抗韌性更高

事實上關於應對因全球暖化而帶來的水位上升的影響,國際是有一套公認標準。政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)預計至本世紀末2100年,在最極端的估算下,全球水位將上升最高約1米(註)。另外,根據現時香港土木工程拓展署所要求的填海準則,亦必須將因為氣候變化而應該會發生的水位上升一併考慮。而政府亦在今年初頒布最新的《海港工程設計手冊》,提供了如何因應海平面上升和風速增加設計海堤的相關導則。因此在「強化東大嶼都會」的設計階段,國際及本地準則也會被融入其中。

在我們初步評估裏,一如既往地用最專業和最國際化的標準,已經綜合了以上種種因素和考慮。而由於「強化東大嶼都會」的選址適中,海水本身不深,而且中部水域有以上談到的天然屏障,填海工程本身就已經省卻不少費用,整體填海造地的成本合理。

其實全世界所有城市,不論是填海還是非填海的近岸,甚至是內陸的低窪地區,也會受氣候變化影響。故此,其實所有城市及地方也需要有氣候變化的應對措施。當然「強化東大嶼都會」也不例外,將會在工程丶設計丶技術方面應對,提高人工島對抗氣候變化的抗韌性(resiliency)。而在新基建上落實這些工程及設計上的新技術,當然會比在現有基建上提升舊有硬體來得容易。所以,「強化東大嶼都會」將會比其他地方對氣候變化的抗韌性更高。

舉個例,大家可以留意最近日本關西機場受到嚴重水浸影響的,其實是屬於機場的第一期填海,第二期的人工島並未出現水浸情况。由於第一期設計當時氣候尚未惡化,設計階段低估了水位上漲的威脅。翻查學術期刊發現,關西機場人工島第一期於1987年開始填海時,由海牀起計,填料高度只有30米,後因應沉降預測而調整至37米。而較後期興建的人工島第二期汲取了經驗,填料高度上升至超過40米,說明了該期人工島經過填海工程設計上的進一步優化,因此可以抵受颱風吹襲。至於香港國際機場,其設計及建造是根據政府相關標準及準則而完成,並考慮到機場附近的地理環境,以及可能因極端潮汐或其他惡劣情况出現水浸風險,所以機場於「山竹」侵襲期間也沒有受到風暴潮淹沒。

應對氣候變化方法已有相當進展

事實上,全球暖化會令水位上升及帶來更激烈波浪,此乃全球科學界一個已知及已被充分研究的共識。故此,相關的應對方法也已經早有深入研究及相當程度的進展。當全香港也要加固現有基建以應對氣候變化的同時,我們也需要有新的丶對氣候變化更具抗韌性的基建。我們參考了一系列因素,包括過去經驗及未來預測後,認為「強化東大嶼都會」所處的水域是建立一個高抗韌性未來新城市的地點。

註:聯合國政府間氣候變化專門委員會每6年發表一次《全球氣候評估報告》,2013年正式發表《第五次氣候評估報告》。第五份評估報告利用4個全新設計的溫室氣體濃度情景,以考慮大氣中溫室氣體濃度在21世紀的可能變化。在高溫室氣體濃度的情景下,2081至2100年全球平均表面溫度及全球平均海平面,有可能較1986至2005年平均分別高2.6至4.8攝氏度及上升0.45至0.82米。

作者是奧雅納院士及董事

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