国际大坝委员会荣誉主席贾金生教授审定推荐：大坝建成了！
旧文好文返场→科普 ▏漫画展示大坝修建过程
本期内容精选自
加古里子的绘本《大坝建成了》
该书由
国际大坝委员会荣誉主席
贾金生教授
审定推荐
贾金生
1963年1月生，中国水利水电科学研究院教高，博士生导师，流域水循环模拟与调控国家重点实验室副主任，国际大坝委员会荣誉主席，中国大坝工程学会秘书长。长期从事高坝结构优化和新坝型研究，是水工结构学科带头人。承担了国家科技攻关、“973”、“863”、国家自然科学基金和国际合作等90余项课题，承担了小湾、水布垭、三峡、南水北调等世界级工程的关键技术攻关。首创了一种新坝型即胶结坝，对大坝设计理论完善和技术提升做出了重大的、创造性的贡献。研究成果、产品推广应用到20多个国家200多项工程。研究成果获国家科技进步奖6项、国际大坝委员会创新奖1项，获巴西大坝委员会、印度电力委员会颁发的国际奖各1项。获全国创新争先奖、光华工程科技奖和钱正英水利水电科技创新奖。大坝建成了
该绘本讲述了修建印度尼西亚希拉塔大坝和发电站的故事。这座大坝由日本、澳大利亚、法国、德国以及印度尼西亚合作修建而成，书上写着这是一座“现代金字塔式的大型工程”，金字塔的高度是约136m，希拉塔大坝的高度是125m，确实是可以和金字塔相媲美的高度。绘本的末尾写着“建设者们付出全部智慧和力量建造的这座大坝，今后一定会一直受到大家的喜爱与珍视。”如果真是这样，几千年后大坝说不定还屹立在世界上。
👇先给张大图来一次视觉冲击
从采石场采集石料，
运到工地堆积起来建造大坝，
是不是很震撼？
让我们从头开始。
大坝分很多种，
这里仅以印度尼西亚希拉塔水电站为例，
讲讲堆石坝的修建过程。
1地质勘查
★ 工程师们先要调查山脉的形状、岩石的硬度以及河流的情况。
★ 针对地形及地质构造等所做的调查研究工作叫地质勘查。
★ 针对水的质量所做的调查研究工作叫作地质勘查水质分析。
★ 勘查的目的是绘制精确的地形图。
2 设计研究
★ 确定大坝工程的设计方、根据设计图承担修建大坝及隧洞工作的公司，以及发电机、变电站和输电设备的负责方。
★ 河流的情况、周围山脉的开关以及岩石的硬度不同，建造大坝的方法就不同。
★ 印度尼西亚芝塔龙河地区适合采用堆石筑坝的方法建造堆石坝来拦截河水。
3 施工阶段
★ 用来建造大坝的先进机械和大型车辆等工具也从世界各地运到了印度尼西亚的港口。
★ 抵达港口的机械设备、车辆和行李等必须迅速转运到建造大坝的山坳里，否则工程就会延误。
★ 穿过城镇来到修建大坝的地方，这里的崇山峻岭上正在开山凿石——一条可供大型车辆通过的道路正在修建之中。
★ 各国工程师相继来到工地，工人们的宿舍建在希拉塔山谷附近的山里，他们在这里要一直住到工程结束。
★ 从工人们住的地方俯瞰山谷，能够看到河流从左向右蜿蜒奔流，然后拐了一个弯。
★ 大坝将建在河流拐弯的地方。被拦截的河水会蓄积到白色虚线所在的位置，形成一个大湖。
★ 河水通过进水口后，来到发电站推动机器发电。
★ 泄洪隧洞是调节大坝内的蓄水量，下雨时开闸放水。
★ 导流隧洞是在修建大坝的过程中，河水经导流隧洞流走。
★ 因此，要建造大坝，就要先挖掘导流隧洞，改变河流路线。
★ 山谷中没有水了。工人们用岩石粉碎机粉碎山谷中的岩石，用凿岩机打洞，用火药炸掉碍事的岩石。
★ 各种机械震耳欲聋的轰鸣声在山谷里回荡。
★ 挖掘机尖锐的钢爪在河床上挖掘着，大型自卸汽车将堆积的泥沙运走。
★ 易碎的岩石也被清走，直到露出坚硬、结实的岩石。自卸汽车跑了一趟又一趟，尘土四处飞扬。
★ 最后，像用抹布擦东西一样，用大型机械把残余的泥沙一扫而光，河底坚硬的岩石就完全露出来了。
为了避免蓄积的河水渗漏，工程师们用混凝土在岩石上建造了“趾板”，用来连接混凝土防渗面板和基岩。
★ 建好与坚硬的岩石连为一体的趾板后，工人们便按照设计图在上面堆放石料。
★ 这些石料是附近的山石初步破碎而成的，大小不一，被翻山越岭运到这里。
★ 这里有一张制造砂石料的细节图
★ 它们从大型自卸汽车上卸下来以后，被推土机推平，然后被浇上水，最后被振动碾来来回回地碾压平实。
★ 就这样，这些大小不一的石料随着振动碾的振动被密实地压集在一起。
★ 一辆接一辆的自卸汽车不停地运来石料。日子一天天过去，石料堆得越来越高，被碾压得结结实实的。
★ 正午，太阳火辣辣地照射着大地。工人们大汗淋漓，但仍然热火朝天地工作着。
★ 即使到了晚上也不停止施工，因为必须在规定的日期建成大坝，让附近的人们早日用上电。
★ 他们不停地搬运、堆放石料……
★ 几个月过去了，几年过去了，工程还在继续。
★ 现在，炎热少雨的季节已经过去，硕果累累的丰收季节到来了。每到午后，天空就会下起大雨。不一会儿，道路上就积水成河。
★ 突然，悬崖发生坍塌，卡车的轮胎开始打滑。危险！司机来不及调整方向，卡车一头撞了过去。车的前部损坏严重，车上装载的石料倾洒出来。
★ 工人们经常面临这样的危险，需要不断地克服各种各样的困难。
4 大坝雏形
★ 终于，石料整整齐齐地堆到了设计图规定的高度。于是，山谷中出现了一座的三角形的“山”。
★ 这座用石料堆成的三角形的“山”便是用来拦截水流的大坝。
★ 在这座状如三角形“山”的大坝拦截水流的那一面，要建造混凝土防渗面板，以防止河水渗入堆积的石料之间的缝隙。
★ 分7步来进行：
1.在大坝表面铺上石子并压平。
2.在接缝处安装止水板。
3.安装模子和滑升模板用的轨道。
4.组装钢架。
5.安装滑升模板。
6.用混凝土搅拌机不断地将混凝土注入滑升模板，从下往上建造厚厚的混凝土防渗面板。
7.让混凝土凝固。
★ 当混凝土防渗面板建成，大坝的样子已经初步呈现的时候，建在大坝不远处的进水口和水闸也相继完工了。
★ 大坝控制中心是管理大坝，确保一切正常运转的地方。在这里，工作人员可以与发电站保持联系，根据所需的发电量调整大坝的水位及流量。
5 地下厂房
★ 在大坝左侧的大山深处，也有人正在为一项重要的工程日夜奋战。
★ 这是一项巨大的工程，任务是在山中挖洞建造地下厂房。这里说的“挖洞”并不是在大山里随随便便挖个洞，因为有的山岩沉重无比，极易塌落。
★ 因此，在施工过程中要一边确保重力的平衡，一边一点儿一点儿地开凿岩石，最终挖好一个横截面为蛋形的洞。
★ 同时，还要在周围的岩石上密密麻麻地插入很粗的钢丝（锚杆）和铁棒（岩栓）——隧洞看起来就像刺猬一样。这样一来，岩石就被牢牢地固定而不会塌落了。
★ 图中的长线代表锚杆（20m），短线代表岩栓（7m）。锚杆可以牵引100吨的重量，从而维持岩层的稳定。锚杆一般由一束钢丝制成，为了防止生锈，表面会被包上，直径在10cm以上，可以深入基岩20m,将其牢牢固定。
★ 下图是岩洞最初的样子。喷浆机器人往洞顶喷涂混凝土。工人不断探测岩石的情况，选择锚杆和岩栓插入的位置。洞顶突出的部分便是插入的锚杆和岩栓留在外面的部分。
★ 下图是挖掘到③时的样子。利用覆带式潜孔钻机和双臂凿岩台车钻出孔洞，然后插入锚杆和岩栓。
★ 下图是挖掘到⑤时的样子。液压挖掘机正在挖掘。
★ 巨大的隧洞终于挖好了，里面可以同时举行15场网球比赛。
★ 将这个隧洞与以下建筑物和飞机进行对比之后，大家明白它有多大了吧？
6 机电设备
★ 在这个巨大的空间内还要建造一个台子，用来安放沉重的发电机。台子要正好能放下发电机。
★ 要想保证发电机正常运转，安装时就不能出现一丝一毫的误差。
★ 下面两张图可以更清晰地看到转子、定子、水轮机蜗壳等。
★ 发电机是利用大坝上、下游的水位差产生水的势能来发电的。
★ 细节图如下。
7 输电设备
★ 发电站外面建造了很多输电设备。
★ 要将发电机生产的电能输送室远方的城镇和工厂，就必须使电压升高。这就要用到变电站。
★ 从变电站输出的高压电通过结实的电线传输出去。
★ 一座座高高的铁塔沿着山脉竖了起来，每座铁塔上面都架着几根电线。
★ 高压线细节图如下。
★ 配电装置：进行电力传输和再分配的电气设施，如下图。
★ 变电站
8 大坝建成
★ 大坝竣工、希拉塔水电站的发电设备安装完毕后，导流隧洞的闸门关闭，大坝开始蓄水。
作者简介
加古里子，日本绘本作家，儿童文学作家，工学博士。1973年退休后，业余从事绘本、纸芝居、戏剧的创作和儿童游戏的调研工作。主要作品有《河流》《大海》《你的家我的家》《地铁开工了》“加古里子的身体科学绘本”系列（全10册）等。
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来源：水利水电快报整理编辑
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