我學生時,很困惑:『巴拿馬運河有船閘,蘇伊士運河卻沒有?』
同學都說:『蘇伊士運河兩端沒有水位差,巴拿馬運河則是太平洋端水位較高,所以需要有船閘』。我再問:『地球上所有海洋都是互通的,為什麼還會出現水位差?』同學們語塞了,當時無資料可查,答案始終是個謎。

(大西洋端的加通閘(Gatun Locks)。為三段式船閘,遠方為加通湖)
【認知差很多】
多年後,我才知蘇伊士運河兩端其實也有25公分水位差,巴拿馬運河則有50公分。高潮時兩端水位差,蘇伊士運河僅2米,巴拿馬運河則高達5、6米。
巴拿馬運河,長度僅是蘇伊士運河的一半,高潮時兩端水位差卻大很多,水位差產生的流速衝擊會影響航行安全,所以航道需用船閘升降,以保障船隻航行。
【相關數據】

巴拿馬運河,北接大西洋的加勒比海、南接太平洋,地處巴拿馬地峽最狹窄段,全長81.3公里,寬150至304米,水深13.5至26.5米。
由於運河有38公里在海拔26米的加通湖(Gatun Lake,如下圖)中,加通湖的兩端各有設船閘,以便船隻從低水位上升到高水位。

巴拿馬運河平面、剖面圖。淺綠圈,是三組船閘(Gatun閘、Pedro Miguel閘、Miraflores閘)的位置
【雷賽布的失算】

巴拿馬運河,始建於1880年1月1日。
法國人斐迪南·德·雷賽布(Ferdinand de Lesseps,如上圖),1869年成功建造蘇伊士運河,名利雙收之餘,1879年成立了《巴拿馬洋際運河環球公司》,以74歲高齡擔任總經理,準備再大幹一場。比照蘇伊士運河興建方式,直接鑿穿巴拿馬地峽。
斐迪南低估了工程的難度,開挖量遠超過預期;而且,該地區屬於熱帶叢林氣候,天氣潮濕悶熱,多暴雨洪水,不利工程進行;加上瘧疾、黃熱病肆虐,導致二萬工人死亡。1889年,運河公司最後破產停工。
【直接鑿穿 → 船閘抬高水位】
1904年,美國買下運河公司的資產,接續興建。首先大舉撲滅蚊子,使瘧疾、黃熱病疫情得到控制。
1906年,史蒂文斯(John Frank Stevens,如右圖)接任第二任總工程師,他在任僅兩年,但對於運河興建貢獻卓著。他鑑於法國直接鑿穿巴拿馬地峽的方案問題重重,決定改為多組船閘抬高水位的方案;也由於他是鐵路工程師出身,有效地改善施工鐵路系統,大大提升了運輸效率,使開挖的土方迅速運走,工程因此取得很大進展。
儘管後來改採船閘抬高水位的方案,減少了開挖量,整個工程的土方量,竟然還是高達法國原先估計的三倍半!

(施工鐵路系統。同時鋪設了五、六線,運輸效率大增)
【水位差高的原因】
巴拿馬運河兩端水位差,之所以比蘇伊士運兩端水位差高很多,主要原因是:
| 太平洋端的雨量十分充沛,太平洋端的鹽分濃度因此低於大西洋端,海水密度變小,相對體積變較大,因此海平面產生了水位差。 |
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太平洋端的信風對升高水位也起了推波助瀾的作用。 |
| 在大西洋端,圭亞那洋流沿著巴拿馬北側海域,向西流向墨西哥灣。因這股海流產生的水位傾斜,使巴拿馬運河大西洋端沿岸水域的水位降低了。 |

(2005年,美國布希總統夫婦,由巴拿馬總統夫婦陪同,參觀「Miraflores閘」的控制中心)
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圖左,為太平洋端新建的三段式船閘,《巴拿馬運河擴建計劃》,於2006年動工,在運河南北兩端各新建一個大型船隻專用的船閘。擴建後,通過運河的船隻數量將從每年1.4萬艘增加到1.7萬艘。
圖右,為「Miraflores閘」;遠方紅色箭頭處,為「Pedro Miguel閘」。
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