建造島嶼/施工指南

漂浮漁網

首先，最好在陸地上建造這些，然後將它們運送到水裡。

材料

• 土壤
• 漁網
• 空水瓶和/或空飲料瓶。
  • 確保瓶子是封閉的，並且氣密；最好是塑膠。
  • 不要使用玻璃瓶，它們會破裂！

以下是計算島嶼所需瓶子數量的方法

• 計算島嶼所需的土壤重量（以公斤計）。
• 計算島嶼所需的其它設施重量（以公斤計）。
• 計算您預計在島嶼上的人數，並將該數字乘以 70 公斤。
• 將上述數字加起來，並在此基礎上額外增加約 5~15% 以確保安全。
• 所得數字即為所需的瓶子總容量（以升計）。將此數字除以您使用的瓶子尺寸（以升計）即可得到所需的瓶子數量。
• 250 毫升 = 0.25 升；500 毫升 = 0.5 升

步驟

1. 將漁網鋪在植物能夠長到土壤中但不能長到地下的平坦區域（在水泥等上面建造）。
2. 確定您想要將空瓶子如何放置在漁網中。您可以嘗試將它們綁在漁網上，或者只是將它們平放在一邊（如果您認為您將在下一步中使用的植物的根系會將它們固定在土壤中）。
3. 用土壤覆蓋並種植植物，因為它們有望將瓶子困在它們的根系中。您將必須確定所需的土壤深度。如果太薄，您的重量不會被充分分散，您可能會掉下去。如果太厚，它可能會直接沉下去。

模組化施工

預計島嶼將以模組化方式生產，可以根據需要新增部分。模組可以是自由漂浮的，並錨定到海床上，可能使用現有的海山作為錨定點，或者從海床本身向上建造。

模組可以是任何形狀和設計，但最容易部署和建造的形狀是矩形平臺。六邊形模組也應該被考慮，因為有其他原因。其中最主要的是，在給定表面積的情況下，體積更大。

建議模組能夠在水中升降，以使模組能夠根據需要移動。一個完全空的模組的慣性較小，對於拖船或其他推進系統來說更容易控制。例如，半滿水的模組會更穩定，只要水被阻止從一側移動到另一側（這是船舶穩定器和汽車油箱中使用的相同原理）。最簡單的方法是在浮力艙中設定擋板，防止流體從艙的一側移動到另一側。

一種可能可行的設計是箱體設計，除了底部以外所有側面都是實心的，底部將覆蓋有網狀物（如果要使用內部提升袋）或所有側面都是實心的，並且具有能夠控制氣流進出箱體的閥門。建議箱體被分成幾個部分，以允許在箱體損壞時提供冗餘。還建議閥門應以這樣一種方式設計，即如果它們失效，則有一個備用閥門能夠阻止它以危險的方式失效。

任何島嶼最大的風險是暴風雨的破壞性力量。如上所述，漂浮島嶼應該能夠透過增加浮力艙中的水量來應對風暴。這樣做會使它變得更重，並更低地坐在水中。它也會有更少的橫截面面積被風推向。唯一真正的問題是海浪。海浪能量隨著深度的增加而減小。深度取決於海浪的波長。在平靜的水域中，海浪的地下影響很小，但在風暴期間，波長會增加，因此地下影響也會增加。

對於漂浮島嶼的一種可能性，雖然在實踐中很難實現，但實際上是在風暴期間將島嶼沉入水中，並在風暴過後重新浮起來。這可能是一個最後的手段，因為它需要大量的破壞，除非模組是為此操作而設計的。

模組浮力艙的隔間化應該能夠透過限制重心在結構中的偏移來提高對水侵入的容忍度，從而使模組更穩定。這可以透過一個小思考實驗來證明。如果我們有一個球形模組，它不太可能，但這使我們更容易演示基本思想，並且它的 25% 體積被水填充。那麼，沒有任何東西可以阻止整個模組圍繞它的重心在任何方向上旋轉。如果我們現在將這個球體分成許多小隔間，並將這些隔間的最低 25% 填充上水，那麼我們基本上就有一個模組，其質量分佈與搖搖車非常相似。每次它被從其穩定位置推開時，它就會傾向於回到這個平衡點。這被稱為擺式穩定性。對於我們在模組內部建立的每個細分，我們都有一組權衡取捨。對於每個細分，我們都會傾向於具有固定重心的理想模組，但這是一種遞減收益的情況，因為雖然最初的細分會有很大的影響，但隨著您不斷新增更多細分，效果會減弱，並且會為結構增加更多質量，也會減少可用的浮力艙體積。這不是非常科學的，但我的直覺告訴我，理想的細分數量在 3 到 5 之間，這使我們有 9 到 25 個獨立的浮力艙，但這將取決於應用。

我們將透過一個工作示例來介紹立方體漂浮模組的粗略設計。

如果我們需要一個矩形模組，其表面積為 5 米 x 5 米，並且除了自身的質量外還可以承載 4 噸的有效載荷，那麼我們需要計算結構的質量、結構內部的水的質量以及我們需要多少水才能使其漂浮。

結構的體積由矩形物體的高度 x 寬度 x 長度給出。我們現在將高度設定為 3 米，我們始終可以回頭更改它。

這使我們得到 75 立方米的體積。

如果我們假設我們將使用海泥或水泥作為結構的基礎，那麼計算如下。對於其他材料，步驟將類似，但數字不同。

如果我們使用 0.1 米的壁厚，那麼牆壁的體積由 (高度 x 寬度 x 厚度 x 2) + (寬度 x 長度 x 厚度 x 2) + (高度 x 長度 x 厚度 x 2) 給出

或者

(3x5x0.1x2) + (5x5x0.1x2) + (3x5x0.1x2) = 體積

      3       +      5      +      3       = 11m3

牆壁的質量由牆壁體積 x 密度給出

如果我們使用海水的質量為 1020 公斤/立方米，空氣的質量為 1 公斤/立方米，水泥的質量為 2750 公斤/立方米

對於水泥來說，這將是

11 x 2750 公斤/立方米 = 30250 公斤

如果我們將結構內部的空氣質量加到這個數字上，我們將得到 30325 公斤的總值

結構完全浸沒時會排開的水的體積為 75 立方米（結構內部的體積）+ 11 立方米（牆壁的體積），總計 86 立方米。它會排開水的質量為 86 立方米 x 水的密度

或 86 立方米 x 1020 公斤/立方米 = 87720 公斤

由於這大於結構的質量，因此它應該漂浮，並且應該能夠承受 57395 公斤的有效載荷，然後它才會開始下沉。但是，除非您仔細分配載荷，否則結構更有可能在您達到這個點之前失效。

到目前為止，我們還沒有在計算中考慮箱體的細分。如果我們想要計算細分浮力艙所需的額外質量，我們可以執行以下操作。

決定我們將如何細分箱體。

例如，為了將其分成 9 個子箱，我們需要 4 個額外的面板。2 個在長度方向上，2 個在寬度方向上。這些面板的體積可以按如下方式計算。

(w x h x thickness x #panels) + (l x h x thickness x #panels) = total additional volume.

以我們之前的例子為例，這將產生 6 立方米的額外體積（當充滿空氣時，這還需要從箱體的可用體積中減去），其質量為 6 立方米 x 2750 公斤/立方米 = 16500 公斤

只要已知或可以計算出結構和被排開水的質量，我們就可以對更復雜的結構使用這種技術。

錨

有許多技術用於將物品錨定到海床上。最簡單的技術是簡單地將一個大型物體掉到海床上，然後用繩索將其與物體連線起來。然而，這種解決方案既不是一個特別優雅的解決方案，也不是在原材料方面有效的解決方案。

近年來，一種技術在結構設計師中越來越受歡迎，那就是將一個大型鐘形物體沉入海底，然後從裡面抽水。在抽水過程中，鐘形物體將被沙子填充，要麼透過將大量沙子吸入自身，從而增加其質量，要麼透過將其埋入海底，從而增加錨的靜摩擦力。發生哪種情況將取決於錨的設計和安裝時的吸力大小。目前尚不清楚第一種情況是否具有長期耐久性。

生物礁

第一步是用金屬製作一個鋼架。（金屬來源可以是鋼筋、粗線、扎線、雞籠網、金屬網等）。為了建立堅固的結構，終端之間的間距應儘可能小。（目前正在建造的礁石結構的間距為半英尺或更多）。對於一個島嶼，1/4 到 1/2 英寸可能最有利。保持陽極（正極）與陰極（負極）網之間的距離為 4-6 英寸。金屬結構可以錨定在海洋的淺水區，由漂浮的太陽能電池板供電。將陽極放在島嶼兩側半英尺處，石灰石將在外部生長，然後內部將被填充。為了增加尺寸，陽極將被移到遠離島嶼兩側的位置。

增生效率

電壓（伏特）	效率（百分比）
1.23	100
1.5	82
3	41
6	20.5
12	10.25
17	7.24