10万座大坝的诞生!

来源:chapelguesthouse.com  编辑:xin   时间:2021-03-03 03:38

  
中国
是世界上河流最多的国家之一

4.5万余条江河

纵横交错

遍布960万平方千米的大地

(上述河流数量仅包括流域面积50平方千米及以上的河流,下图为中国主要河流分布,制图@郑艺/星球研究所)

中国  

还是世界上水旱灾害最多的国家之一

有文献记载以来

1092次水灾、1056次旱灾

让数千年的中华文明发展史

成为一部人与水旱灾害的抗争史

(上述数据仅统计至1949年,下图为洪流中的钱塘江,摄影师@肖奕叁)

一边江河奔流、哺育众生

一边灾害频发、民不聊生

两种截然相反的特征

也促使中国发展成为

全球大型水利设施最发达的国家

没有之一

其中最为突出的

便是遍布中国大地

拦蓄近9000亿立方米库容的

近10万座水坝

(国际大坝委员会规定,坝高超过15米,或者库容超过300万立方米、坝高在5米以上的坝为  大坝  ,下图为中国高度100m以上大坝分布,制图@郑艺/星球研究所)

它们可以挡水

拦截滔滔洪流

(请横屏观看,2020年7月,新安江水库九孔泄洪,摄影师@吕杰琛)

可以蓄水

保障供水、灌溉

(请横屏观看,新丰江水库是香港、深圳等诸多城市的重要饮用水源之一,摄影师@剑胆琴心)

     

也可以抬高水位

发展水电、  改善航道

(灯火通明的白鹤滩水电站,建成之后将成为仅次于三峡水电站的世界第二大水电站,摄影师@柴峻峰)

中国也因此成为了

世界上拥有水库大坝最多的国家

(根据《碾压式土石坝设计规范(2002)》,坝体按照高度可以分为:<30m为低坝,30-70m为中坝,>70m为高坝;下图为世界主要国家坝高30m以上的大坝数量分布,制图@郑艺/星球研究所)  


我们究竟是如何建造出

数量如此众多的大坝的?



        01           水来土掩  

人们就近取土、层层夯实

筑起上窄下宽的高墙

拦住上游来水

最古老的


土坝


便诞生了

(土坝的建造型式众多,下图为均质土坝示意,制图@罗梓涵/星球研究所

     


经过压实的土料颗粒

依靠彼此间  紧密咬合

大大增强了坝体的稳定

颗粒间明显减小的孔隙

又能阻碍水的流动

令其具备较强的防渗功能

从而实现

   “兵来将挡,水来土掩  

(土料压实前后防渗对比,制图@罗梓涵/星球研究所


甚至在条件足够理想时

无需机械夯实

凭借土料  自身的重量

就能层层压实、筑起大坝

(上述筑坝方式称为水中填土法,黄土高原上的汾河水库大坝,是全球首个使用水中填土施工的大坝,位于山西太原,摄影师@王蒙)

     


当然

除了土料

卵石、砂石以及人工开采的块石等

均可用来堆筑大坝

   人称  


堆石坝

 

但与细密的土料不同

石料颗粒粗、硬度大

极易发生渗水

即便机械压实

也收效甚微

(堆石坝渗水示意,制图@罗梓涵/星球研究所


于是工程师们

利用石料、土料“双管齐下”

 在堆石坝中央

增设一道直立的土质防渗墙

成为

心墙堆石坝

(心墙堆石坝结构示意,制图@罗梓涵/星球研究所


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