大坝的高度为一百八十米,坝体全长两千三百多米,蓄水水位达一百七十五米,水面以下就是涡轮发电机的进水管。当打开大坝的水闸后,上游的水带着巨大的水压进入管道,这个是发电机的涡轮部分,叶轮在水压的推动下开始旋转,这是长江的能量给涡轮机源源不断的动力。涡轮机的上方是发电机的转子,转子上的磁铁用于产生发电所需的磁场,当转子外面的磁铁连续转动时,发电机就开始发电了。
每一台发电机的发电量相当于一座小型核电站。三峡大坝一共有三十二台这样的超大型发电机。大坝的选址在两面傍山的长江河谷。在建造三峡大坝之前,先要根据新的水位高度来决定它的设计方案,建造三峡大坝的第一步,先在三分之二的位置建造一个临时的石头围堰,围成一圈以后,抽干里面的江水,在干涸的河床上先建造大坝的前两部分建完,拆除围堰。
一切就绪后,就开始建造剩下的一段,这里先用石块填埋,然后用混凝土加固,水泥干了以后,在上面建造一堵混凝土围堰墙。随着坝体位置的水位受到控制,可以完成最后一段主坝的建设了,包括建造坝体、建造船闸、安装机房,最后拆除围堰,让水流通过里面的涡轮发电机。长江式交通,航运最繁忙的河流之一,来往的船只有两种方式可以通过三峡大坝。
一种是从阶梯式的船闸一层一层往上走,当船舶进入船闸后,先关闭闸门,然后通过管道往里面注水,利用水的浮力把船舶升到下个船闸的高度,然后继续用同样的方法继续往上走。船舶走完整个过程需要耗时三个多小时。还有一种快速通过的方式就是坐电梯,这是一部四十层楼高、一万五千吨载重量的超级电梯,船舶可以从航道直接开进电梯的水槽里面,在电梯的上方是与载重量相对应的配重块,配重的数量可以根据船舶的吨位随时增加。
每个配重一千吨,由滑轮驱动它的升降,滑轮的另一头连接到下面的大水槽。电梯启动以后,随着十六个配重缓缓下降,船舶和水槽就被提升起来,最后升到一百多米高的顶部时,大约需要三十五分钟。我们都知道,长江是自西向东的流水,从上游冲下来的泥沙会在大坝拦截的位置沉淀下来,而且会越积越多。
因此,工程师们在大坝的深处安装了一排闸门,每个闸门的重量将近十吨。他们通过一个强大的液压活塞来开启闸门,一旦打开闸门时,那些被阻挡的沉淀物会随着水压的释放迅速通过这里,然后继续流向下游。这是三峡大坝独特又巧妙的泄洪方式。这种设计灵感源于一百多年前的一次洪灾,美国宾夕法尼亚州连续强降暴雨,大坝里面的水位很快就越过了坝顶,奇怪的是,几十米高的坝体在几分钟内相继崩溃。
随着水坝主体轰。突然倒塌,巨大的水墙淹没了整个约翰斯顿小镇,造成两千五百多人在洪水中丧生。这次事故的原因是因为水流从较高的高处落下,会在大坝底部形成一股巨大的能量,这股能量直接对大坝的地基和承重结构造成破坏。根据这次教训,人们在大坝的底部会设计一个圆弧形的坡道,当高处的水流喷射到这个位置时,会形成两个对流的漩涡,这个阶段能消耗掉百分之八十以上的能量,也因此失去了大部分的破坏力。但是三峡大坝一百八十米的高度没有可以参照的先例,所以我们的工程师并没有贸然搬运这个设计。
三峡大坝的表面采用这种山格形状来消耗水流的能量,然后在接近底部的位置预留了这种用于泄洪的闸口,当大坝内的水位上升时,上游的水流就从这些闸口喷涌而出。由于这些闸口具有极高的水压,喷出的水流还是会对水下的坝体具有破坏力,因此工程师们在这些泄洪闸口的前面安装了一排弧形的混凝土。
导流板汹涌的水柱在向上喷射过程中被分解成能量分散的小水滴,然后落到大坝前面的一百多米处。通过这种方式,完美的阻止了世界上最凶险的流水对大坝地基的破坏。这是人类水利工程的一道奇观,看着惊险无比,但它却是最安全、最智慧的设计。三峡大坝于1994年开工建设,前后历时十七年,建成完工,每年的发电量超过一千亿度,居世界首位,是世界公认的超级基建工程。 |