瑞士以其冰川美景为世人所知。其中的瓦莱州拥有瑞士国土上56%的冰川,同时也是欧洲水能最集中的区域。进入20世纪,这里的水道上已经架了几个小水电站,不过随着电力需求的增长,西瑞士能源公司急需一个电力巨无霸。 迪克桑斯大坝 图片来源:www.myswitzerland.com 1935年,能源公司在阿尔卑斯山区诺大的迪克桑斯湖上,建起了一个在当时看来非常壮观的大水坝。二战后,工业飞速发展,对电力的需求也飞速增加,瑞士在迪克桑斯上游又建了一个更大的坝,把迪克桑斯“大”水坝几乎全淹没了,只在水量小的冬日,才重见天日。而30年后,大迪克桑斯坝(Grande Dixence Dam)的出现,终令小水坝彻底成了水下城池。 1950年,大迪克桑斯坝(Grande Dixence Dam)工程正式启动,3000个工人夜以继日地劳动,1961年,世纪工程终于初步完工,水坝的整个工程耗费了600万立方米水泥,坝基厚达200米,坝顶长695 米,坝高285米。这个高度是什么概念呢?如果在坝底立上一座埃菲尔铁塔,站在坝顶几乎平视铁塔的塔尖。 屹立雪山之间的大迪克桑斯坝。图片来源:myswitzerland.com 大坝所在的河(迪克桑斯河)其实水量非常小,然而一个超过100公里的隧道系统,将迪克桑斯河与其他河流里的35条冰川水聚集起来。 这么高的坝,拦截了这么大的水量,面临的最大挑战在于它遭受的横向的水施加的压力。如何能让水坝在压力下不滑动?大迪克桑斯坝给出的答案是——摩擦力。 水坝受水平方向的力,水坝底部与地面的摩擦力,必须大于水压施加在坝身体上的横向的力。正如推动一个很重的盒子比推一个轻盒子要更费力,水坝和地面的摩擦力也和水坝本身的重量相关,同时,也取决于水坝和凹凸不平的岩石表面接触的紧密程度。 重力坝示意图 因此,这座混凝土水坝的大重量赋予了它绝对的可靠性,坝体与地面之间的摩擦力能够抵挡来自侧向水的推力,使之不滑动;而坝体自身的梯形结构占地面积大,提供了它不会侧翻的稳定性。这种用混凝土或砌石建成,利用自身重量产生的摩擦力来抵抗水的水平压力的坝,就是重力坝。 大迪克桑斯坝一度是世界上最大的大坝,至今也是世界最高的、教科书式的重力坝。夏天,冰川逐渐消融,大坝水量持续上升,到九月达到水量最大,冬天再逐渐减少,到4月达到水量的低谷,也是大坝底部所受摩擦力最小的时候。巨大重量所赋予的摩擦力,使它哪怕在丰水期,存储4亿立方米的水(相当于将近40个西湖的水量)的情况下,也能岿然不动。 中国的三峡大坝也是一座典型的重力坝,高程185米,坝顶宽度15米;底部宽度126米;轴线全长2300多米。它依靠自身巨大的体量而产生的巨大摩擦力,抵抗着滚滚长江水的力量。 三峡大坝也是一座重力坝。图片来源:维基百科 |
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