深不見底的大洞
地球上有許多令人感到驚奇和迷人的景點(diǎn)，有的令人感到心曠神怡，有的則令人感到畏懼。
在葡萄牙，瓜爾達(dá)的一處湖泊中有一個超大的破洞便是如此。
不少人慕名而來，都想來看看這個壯觀的大洞。
后來葡萄牙破洞的傳聞越來越多，宣傳它的人都將其稱作地球破洞。
更有人認(rèn)為，這個破洞在不停地吸收湖水，從而將地球上的淡水帶走。
更有腦洞大開的人認(rèn)為當(dāng)?shù)氐钠贫雌鋵嵤峭ㄏ蛄硪粋€世界的入口，只要從洞口進(jìn)入，就能抵達(dá)未知的領(lǐng)域。不過至于能不能活下來那就另當(dāng)別論了。
葡萄牙當(dāng)?shù)鼐用癖硎?，大家不要大驚小怪，這只是一個非常普通的洞口。
另外這個洞口確實連接著另一個地方，但是它不是通向異世界的大門，而是湖底下游。
科旺杜斯孔喬斯位于葡萄牙塞拉達(dá)埃斯特雷拉山脈，當(dāng)?shù)氐?/span>湖泊是一處較大的淡水資源地。
事實上從1955年開始，這個超級大洞就已經(jīng)存在于當(dāng)?shù)亍?/span>
洞口本身其實是當(dāng)?shù)?/span>水電站系統(tǒng)的一部分，洞口高度在4.6米，周長為48米，收集水的隧道長度超過1500米。
從這個數(shù)據(jù)來看，如果洞口是完全垂直，掉下去應(yīng)該會花點(diǎn)時間。
洞口的重點(diǎn)在當(dāng)?shù)氐囊粋€水壩水庫中，每當(dāng)水位超過漏斗邊緣時，水便會從這里傾瀉而下。
然后從隧道中迅速轉(zhuǎn)移到另一個地點(diǎn)，除了科旺杜斯孔喬斯的洞口，湖區(qū)還有一個洞口的深度達(dá)到了2354米，同樣也是為了解決水位問題。
不過由于年代久遠(yuǎn)，相關(guān)的數(shù)據(jù)資料已經(jīng)很難查證。大壩的建立在1912年，當(dāng)時它是葡萄牙第一個代行水利工程。
現(xiàn)在經(jīng)過幾十年的改建升級，如今大壩的高度在28米，長為2500米，寬約130米，并且壩體基本都是由花崗巖建造。
科旺杜斯孔喬斯洞口經(jīng)過多年的維護(hù)，如今已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刂?/strong>旅游景點(diǎn)。
所以很明顯，這又是一起宣傳營銷“事故”。
60多年過去，洞口也早已不是原來的樣子，洞口周圍長滿了雜草和植物，所以不知情的旅客會在第一時間將其誤認(rèn)為是大自然的杰作。
讓水流迅速下落
科旺杜斯孔喬斯洞口的主要作用為溢洪，只不過這是一種較為特殊的溢洪方式。
泄洪道在水利設(shè)計方案中為一種常見的結(jié)構(gòu)，通常用于下游的大壩或者堤壩中為其提供水位排放。
在英國，溢洪道可以確保大量的水不會損壞非設(shè)計用的輸水結(jié)構(gòu)。
溢洪道的主體部分可以分成閘門和可折疊大壩，以此調(diào)節(jié)水流和水庫水位。
這樣在水庫水位被完全灌滿以前就可以進(jìn)行放水，以此防止不可控的大量放水活動。
當(dāng)然也不是所有大壩都會設(shè)計溢洪道，少部分壩體完全依賴自身底部的出水口。
溢洪道的設(shè)計很大程度上與當(dāng)?shù)氐乃奶攸c(diǎn)有關(guān)，如果某地區(qū)全年的降雨和融雪保持一致，那么大壩的設(shè)計就會很簡單，甚至完全不需要建造一座大壩。
但這只是理想情況，實際情況中，不同地區(qū)的水文變化比較復(fù)雜而且多變，這是大壩在人類歷史中如此重要的原因。
早在古羅馬時期，人類就已經(jīng)在水壩建設(shè)方面取得了不錯的成就。
水壩為其提供蓄水和平滑流入的漲落和洪峰，以此保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用衩馐芎樗蛩那忠u，同時還能保證全年的用水需求。
科旺杜斯孔喬斯洞口下方便是連接著當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)，并為其提供淡水資源。
就大壩本身來講，水壩需要根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)大小和下游的情況進(jìn)行最大洪水模擬的建設(shè)。
但是建造一個能夠完全攔截洪水的大壩往往會提升大量的建造成本，同時另一方面還不能讓洪水把大壩給淹沒，因為流動的水體帶來的能量會破壞壩體結(jié)構(gòu)。
所以在大多數(shù)情況下，大壩的設(shè)計至少會有一個溢洪道，這是一種可以安全排放洪水，同時還不會對壩體造成損害的一種方案。
儲存在大壩后面的水被稱為蓄水池，溢洪道會在蓄水池滿蓄狀態(tài)下自動釋放并流入其中。
由于流入量的可變性，許多大型水壩會有兩個或者多個溢洪道。較小的被稱為主溢洪道，當(dāng)水庫滿蓄狀態(tài)時正常通過。
而另一個則是輔助溢洪道，又或者被稱為緊急溢洪道。
在極端水文的情況下，輔助溢洪道可以分擔(dān)主溢洪道的壓力，由此保證壩體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
科旺杜斯孔喬斯的溢洪道會將水安全地運(yùn)輸?shù)酱髩蔚南掠?，所以別再認(rèn)為這是通向異世界的大門了。
另外，洞口下方也不是什么都沒有，為了保證輸水合理，洞口下方還有專門的分水渠道和輸水通道來完成剩余的任務(wù)。
更重要的是，它們能夠緩解水流帶來的沖擊，高速流動的水會帶來嚴(yán)重影響，所以洞口下方通常會有相應(yīng)的管道設(shè)施。
管道設(shè)施基本由混凝土構(gòu)成，以此保證管道主體能夠承受水流的沖擊和破壞。
國外流行的溢洪通道
溢洪道的設(shè)計方案有很多種，例如虹吸式、明渠式、喇叭口式和其他替代方案。
科旺杜斯孔喬斯洞口則屬于喇叭口設(shè)計，大多數(shù)情況下我們只能看見洞口，但它的主體部分就像一個倒立的撞鐘。
為了避免冬季時洞口出現(xiàn)結(jié)冰，喇叭口溢洪道還會有相應(yīng)的破冰裝置來剔除冰渣，并且表面也有特殊材料處理以防止結(jié)冰。
但不管是哪種溢洪方式，溢洪道都需要保證對水流進(jìn)行能量抵消。
正如前文所講的那樣，高速水流會帶來極大的沖擊和侵蝕，如果不加以控制，這種侵蝕便會向上游發(fā)展，最終導(dǎo)致整個大壩倒塌。
所以對于大型溢洪道來講，通常它們還有一個靜水池的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)可以迫使水流發(fā)生水躍，當(dāng)高速流動的水體以超臨界流進(jìn)入低流速的亞臨界流中，流體的速度會突然放慢。
因流體部分的動能被紊流消散，部分動能轉(zhuǎn)變成位能。
所以就溢洪道來講，這是再普通不過的人工建設(shè)了，并且在國外十分流行。
例如美國西部的餓馬壩，該水壩位于蒙大拿州落基山脈的南?？烁ダ睾诘潞由稀?/span>
這座大壩同樣也有一個巨大的溢洪道，壩體在1953年竣工，是世界上第三大和第二高的混凝土大壩。
除了以上介紹的內(nèi)容，這類大壩構(gòu)造設(shè)計也可以進(jìn)行水利發(fā)電。
溢洪道大壩建設(shè)不像國內(nèi)的大壩結(jié)構(gòu)，溢洪道水壩設(shè)計主要針對于湖泊，而非流動較大的江河。
如果是降水量多，河流上下游落差大，那么這種構(gòu)建方式則明顯不太適用。
國外流行這類大壩還有一個原因在于淘金熱時期，混凝土面板堆石壩概念的出現(xiàn)。
該設(shè)計提供了混凝土板作為不透水的墻面防止水體泄露，并且還提供了一種不需要考慮抬升壓力的結(jié)構(gòu)。
最重要的一點(diǎn)在于，這種設(shè)計對地形要求靈活，建造速度更快，成本低于填土壩。
當(dāng)時的礦工只需要建造堆石工作面水壩就能進(jìn)行水閘作業(yè)，這對當(dāng)時的淘金活動來講也很有幫助。
如今大壩的變化發(fā)展多種多樣，人們在為自己謀求福利的同時也在挑戰(zhàn)自然的極限。
像科旺杜斯孔喬斯洞口并不是個例，它為我們提供了另一個觀察水利工程的視角。
