本文摘要：↑一群国家地理控，专注于探索极致世界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织遍布960万平方千米的大地（上述河流数量仅包罗流域面积50平方千米及以上的河流，下图为中国主要河流漫衍，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纪录以来1092次水灾、1056次旱灾让数千年的中华文明生长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

↑一群国家地理控，专注于探索极致世界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织遍布960万平方千米的大地（上述河流数量仅包罗流域面积50平方千米及以上的河流，下图为中国主要河流漫衍，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纪录以来1092次水灾、1056次旱灾让数千年的中华文明生长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生长成为全球大型水利设施最蓬勃的国家没有之一其中最为突出的即是遍布中国大地拦蓄近9000亿立方米库容的近10万座水坝（凭据《水利水电工程品级划分 SL252-2017》的划定：库容10万立方米以上称为水库（对坝高无要求）。下图为中国高度100m以上大坝漫衍，制图@郑艺/星球研究所）▼它们可以挡水拦截滔滔洪流（请横屏寓目，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、浇灌（请横屏寓目，新丰江水库是香港、深圳等诸多都会的重要饮用水源之一，摄影师@剑胆琴心）▼也可以抬高水位生长水电、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洪流电站，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（凭据《碾压式土石坝设计规范（2001）》，坝体根据高度可以分为：＜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以上的大坝数量漫衍，制图@郑艺/星球研究所）▼我们究竟是如何制作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降生了（土坝的制作型式众多，下图为均质土坝示意，制图@罗梓涵/星球研究所）▼经由压实的土料颗粒依靠相互间精密咬合大大增强了坝体的稳定颗粒间显着减小的孔隙又能阻碍水的流动令其具备较强的防渗功效从而实现“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）▼固然除了土料卵石、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差别石料颗粒粗、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）▼于是工程师们使用石料、土料“双管齐下”或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）▼（碧口水库大坝即是一座心墙堆石坝，位于甘肃文县，画眼前方是经电站流出的水体，图片泉源@视觉中国）▼或是将防渗墙倾斜部署则为斜墙堆石坝（斜墙堆石坝结构示意，制图@罗梓涵/星球研究所）▼家喻户晓的小浪底大坝高达160米是中国最高的斜墙堆石坝（请横屏寓目，气势如虹的小浪底大坝，坝顶长1667米、宽15米，位于黄河中游，摄影师@林治坤）▼正是这样一座大坝让小浪底水库的蓄水量到达126.5亿立方米凌驾2个太湖也正因如此黄河下游的防洪尺度得以提升至1000年一遇让近1亿人口免于水患（太湖的蓄水量约为56亿立方米，下图为小浪底大坝泄洪场景，摄影师@张子玉）▼然而能够防渗的并非只有土料混凝土甚至拥有更小的孔隙、更强的防渗只不外相对于颗粒松散且在水体挤压下易发生轻微变形的堆石坝混凝土还是太过“坚硬”二者截然差别的变形水平令它们无法“齐心协力”配合反抗飞跃的江河直到20世纪80年月我国开始引入一种新型设备振动碾它如同一台超强力“压路机”经其碾压后的石料颗粒密实、硬度增大抗变形能力大幅增强足以与混凝土旗鼓相当（堆石坝的制作场景，图片泉源@视觉中国）▼自此以后堆石坝终于能获得混凝土的加持只要在坝体的上游一侧铺设一层混凝土面板便能完成防渗这即是面板堆石坝（面板堆石坝结构示意，制图@罗梓涵/星球研究所）▼由于这种坝型施工快、造价低一经问世便迅速风靡全国其中位于湖北恩施的水布垭大坝高度到达233米一举成为其时世界最高的面板堆石坝（清江上的水布垭大坝，坝体上可见Z字型马道，用于排水、检验、交通等，摄影师@李云飞）▼以上种种由土料和石料堆筑的大坝统称为土石坝由于它的质料易得、结构简练、施工轻便因此应用极为广泛据相关数据统计在我国近10万座水坝中种种土石坝的数量占到95%以上险些是大江南北、各处着花（东圳水库大坝，一座设有心墙的土石坝，位于福建莆田，摄影师@DJY飘逸）▼可即便数量如此庞大可是土壤、碎石等筑坝质料自己属于松散颗粒这便注定了土石坝并非十全十美一方面无论如何压实颗粒间的孔隙依然存在经年累月下发生渗流在所难免另一方面松散的土石料外貌难以反抗猛烈的水流冲刷因此土石坝不允许洪水漫顶必须在远离坝体的位置增设专门的泄洪通道（水布垭大坝和右边的溢洪道：泄洪场景，摄影师划分为@李顺武@谭江弘）▼那么我们如何才气建起越发结实的大坝呢？02一夫当关不妨想象将一块巨石置于水中只要其重量足够就能与地基间发生足够强大的摩擦力令其在汹涌的水流中岿然不动类似地如果能够人工打造一块这样的巨石便能以其“一己之力”抵抗飞跃而来的江河之水堪称“一夫当关，万夫莫开”这即是重力坝（重力坝示意，制图@罗梓涵/星球研究所）▼为此坚硬、致密的混凝土再次进入人们的视线以其浇筑的混凝土重力坝不仅能够拦水截流而且其自己足够结实。

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