日本人认为海洋空间是一项大自然资源。因为在将来能够被开发利用的陆地空间有限，所以，日本人正在建筑业中开辟新的领域。年轻的海洋开拓先驱正在努力开发海洋以满足在21世纪中期将面临的严重的空间需求。他们那些雄心勃勃的设想——有人称之为幻想——包括浮在海面的，用自身桩脚支承的，和坐落在人工岛上的等各种海上城市，以及现代化的沿岸渔村，海上能源工厂和化工厂等，他们甚至设想在印度和东南亚地区的水域建造纺织和其它类型的工厂以发展工业。
作为一个多山的岛国，日本380000 km2国土中只有30%的可居住面积，人口却达到1.17亿。据估计，到21世纪中期，人口增长到1.4亿。目前的大部分居住用地主要仍然是耕作地。
目前，在水深20 m范围内适合建造人工岛的近岸海域约为30000 km2，其中有一半已被用于海上养殖、捕捞、航道等各种用途_在未来20年内，对这类的海洋空间需要估计将超过目前可用面积约15000 km2。所以，海洋工程建筑专家正在设想在较深的海域发展他们的规划。
运输省和政府其它部门的研究表明，应用建造港口，海底隧道，大跨距桥梁，海上建筑以及大量砂土搬运等领域的先进技术来建设大型的海上城市和人工岛是完全可能的。
在日本，建造人工岛并非新鲜事物，早在19世纪初期，出于防卫目的，日本就在东京湾开始建造筑防的岛屿，在本世纪50年代，也曾建造了一些岛屿用于开采水下煤矿。在经济高速发展的60年代，日本在各地区围里沿海地带以发展工业。到了70年代，围垦的重点转移到海岸以外的人工岛，作为避免工业污染的一种途径。而目前的主要应用是扩建港口设施和机场。
日本的海洋建筑专家进而正在规划建设新的海上城市，发电厂，工业联合企业，教育和科研基地，渡假村，渔业联合企业和大量的其它类型常规土地空间利用，总的说来，海上人工岛有六种类型——围垦式，桩墩式，基底固定式，自升式、漂浮式和半潜式（图1）。
围垦式人工岛是用沉箱，隔层板桩和其它材料筑成护堤，然后围垦护堤以内海区而成。这种类型的人工岛不能承受强烈的地震，但是却能够抗御中到高的波浪。桩墩式人工岛是在插入海底的桩墩顶部架设平台，然后在平台上建造其它建筑物。这种类型的建筑受地震活动和波浪作用的影响，基底固定式人工岛由沉箱或是被拖曳到海区的浮体以及修筑在它们上面的建筑物组成。这类人工岛适合于较浅的水域，自升式人工岛也是由被拖到海上的浮体及其上面的建筑物组成，一旦抵达预定海区，浮体被提升到一定高度，支承在固定于海底的桩墩上。在英国北海，许多石油钻井平台就是应用这种自升原理。这类人工岛的建筑物总重量受到桩墩自身强度和提升能力的限制。漂浮式人工岛需要将建筑物系泊锚定。它易受到波浪颠簸摇晃的影响，然而受地震的影响较轻微。半潜式人工岛是将一部分浮体下沉以减轻波浪颠簸的影响。在许多年前，就曾经在冲绳湾建造过这一类建筑以举行世界博览会。
海上通讯城市
在日本的建筑规划蓝图中，最庞大的计划之一是要建造海上通讯城市。由海上通讯城市研究会秘书长寺井教授所规划的大型海上城市被舆论界誉为一项“21世纪的技术奇迹”。如果这个设想一旦实现，它将是自意大利威尼斯建成以来最伟大，最辉煌的海上工程建筑业绩。它甚至可以与美国载人登月的成就相媲美。
海上城市的基本计划包括4层建筑物，每层长、宽各5 km，高20 m。底层高出海面20 m，顶层距离海面80 m。每层建筑的面积为25km2，总面积达100 km2。
据估计，海上城市将能容纳100万常住人口，还能够接待50万游客。这项计划的标价估计达2000亿美元，合计400000亿日元。
在城市的顶层将建一个有两条6 km跑道的国际机场，另外还建一个体育中心，包括8个高尔夫球场，400个网球场，2个圆顶空调式捧球馆和游泳池等。还计划建一个国际海洋开发研究中心和其它的国际性科学研究中心。第三层将用作包括一个金融市场的大型国际商业中心。第三层是住宅区，其中，40%的面积为道路和停车场，20%用于建旅馆，酒店和商场，其余的40%建造五层高的楼房作为私人住宅。底层用于城市公共服务事业，例如垃圾收集，供水系统和能源设施等。在底层还有一个码头，可以停泊装载1000乘客的水面效应船（Surface-Effect Ship）。水面效应组与气垫船相类似，但航速要快得多，时速可达80 ~ 100浬，航线可通东京，千叶，神奈川，静冈和日本其它城市。
在研究阶段，研究会已经设想采用一套非常先进、尖端的中央电子计算机系统来协调和实施城市设计中所应用的广泛领域的新技术。讨论的结果建议，这套系统应将包括第七代计算机。
寺井教授说，支承城市的桩脚自上而下由柱，压载舱，墩座等部分组成，各条桩腿搁置在经过特殊设计的地基上。柱和压载舱必须要有足够的强度以承受静负载的压力，而整座建筑物呈半漂浮状态，所以，墩座和地基将承受较轻的压力，整个工程需要大约1亿吨钢材，这将是世界上最巨大的钢结构建筑物。
桩腿上的传感器随时监视由于局部的重量和浮力之间的差异所引起的压力变化。从传感器所测得的数据被馈送到主计算机，然后，由计算机控制各条桩腿上分立的调节器，以补偿压力变化。如果各桩腿之间的压力出现不均衡，相应的压载舱将通过升降舱内的水位重新进行调整。
寺井教授说，海上城市的结构大体上如同船体的结构一样，受到不同波长、波高的波浪形成的外部压力的影响。一般而言，波和波高越大，产生的外部压力越大。以往通常是增加建筑物的体积和壁板的厚度来进行补偿，因而导致建筑物总重量的显著增加。可是，应用调节重量和浮力的计算机系统去解决这个问题，就不需要增加建筑物的规模。现在，材料外表波皱的新技术能够使得大大减轻材料重量的同时极大地增强其强度。
在各条桩腿上均内装有减震器，使城市在地震和海啸中仍能确保安全，另一个安全因素是把城市设计成半浮式和部分固定式的混合结构，因而，要将城市按蜂巢状密室形式分隔建造。
寺井教授承认，筹集这笔用于建设海上城市的资金将是非常困难的。他期待通过政府和私人机构筹集2200亿美元的项目费用。目前，他已向日本政府提交一份建议，在日本政府为美国建立军用机场的计划中选择相模湾外的伊豆群岛附近水域建立一个军用训练机场。他说，这项工程的标价为2亿美元，这也使日本取得一个机会以较小的规模试验，评价若干不同的海上通讯城市的工程设计规划，以及把密集的人口安置在海洋中一个小区域的社会效应。
海洋建筑师的培养
日本许多海洋建筑专家都是出自东京的日本大学科技学院，该学院设有海洋建筑工程系。学院院长加藤教授说，随着许多国家建立200浬经济专属区，日本也把海洋空间视为一项目然资源。多用途而有效地利用海洋空间的需要已不仅仅是日本所面临的课题，而是一项重要的国际性计划。海洋建筑工程的基本宗旨是维护人类舒适的生存条件，保护与人类生活和社会活动密切相关的沿岸和近海地区的陆地及海洋环境。
1985年，在加藤院长的努力下，日本大学主持召开了首届海洋空间利用国际研讨会。会议云集了世界上的海洋工程专家，会议的论文集囊括反映了目前广泛的学术观点。
日本大学海洋建筑工程系有63位教师，每个成员都具有研究生和大学本科的学历。据我们所知，这是世界上专门培养海洋建筑学家的唯一机构。
该系的堀田副教授是一位在国际上倡导在环境特性允许条件下利用海洋空间的学者，他向研究生灌输现在需要寻求新的海洋建筑理论的思想。堀田说，学生们必须应用日本目前现有的高密度利用海洋空间的知识，如航道，渔场，工业联合企业等，来形成他们自己的学术观点。
堀田博士相信其它太平洋和沿岸的国家有可能应用该系正在研究的某些观点，事实上，他正期待着外国海洋建筑业对他及其学生们的挑战。1986年秋天，他访问了一些东南亚国家以讨论各种海洋空间项目。
面临的问题
在实现这些设想的过程中，还存在着许多的问题，包括与渔民共处，开发必要的工程潜力，集中管理海流，水深，海底条件，风，浪等资料，另外还有所需的大笔建设资金。
然而，日本似乎并不会被这些大规模的工程问题所难倒。目前，他们正在着手在东京湾建设一个连接跨越东京湾的高速公路的人工岛，以及一项长达15 km，横跨东京湾的隧道和桥梁的联合工程，它类似于美国的切萨皮克湾隧道桥工程，但规模更为庞大。
据预计，这个人工岛将用作各国人民进行文化，技术交流的场所，也将提供多用途的近海空间以满足都市东京不断增长的对于海上娱乐的需要和退休老人住房的需要。1986年正式开始动工的高速公路是一个为期10年的工程，围垦式人工岛就坐落在木更津市兵库县4 km以外水深达25 m的海域。
［Oceanus，Vol. 29，No. 3］