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从下游向上游方向俯瞰水布垭大坝/摄影 李顺武
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水布垭大坝位于湖北巴东水布垭镇。图中左侧即为水布垭大坝，坝高233米，是世界上最高的面板堆石坝。坝体上游便是库区。坝体上可见Z字形折线，是用于排水、检修、交通的马道。右侧为溢洪道，因土石料的表面难以抵抗洪水的冲刷，必须在远离大坝的位置增设泄洪通道，以保障坝体的安全。
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从上游向下游方向俯瞰水布垭大坝/摄影 李云飞
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图中左侧为溢洪道，水流可以下泄。右侧为坝体，其上游一侧的混凝土面板清晰可辨。
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贰 一夫当关
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不妨想象，在江河之中有一块重量足够的巨石，凭借其自身重量与地基产生的强大摩擦阻力，巨石便可岿然不动地立于河道之上，阻挡住上游来水。人们试图打造一块这样的“巨石”，让它以一己之力抵挡住奔腾的江河之水。这块“巨石”便是“一夫当关，万夫莫开”的重力坝。
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为打造一座重力坝，人们再次将视线聚焦到坚硬且致密的混凝土上，混凝土重力坝就此诞生[1]。它不仅能够拦水截流，而且由于其坝体本身足够坚固，坝身可以设置泄水孔，甚至建造可直接溢流的坝段[2]。在大江大河之上，每逢汛期水位暴涨，混凝土重力坝便如“定水神针”，成为防洪的中坚力量。
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在诸多混凝土重力坝中，三峡大坝无疑是其中的“巨无霸”。它是一座高181米、全长2309米的庞然大物，用超过1600万立方米的混凝土建造而成，能拦蓄221.5亿立方米的洪水，这与约4个太湖的蓄水量相当。自大坝竣工以来，在2010年、2012年和2020年三次长江大洪水中，削减洪峰40%左右，极大地缓解了长江中下游地区的防洪压力。
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2020年夏季三峡大坝泄洪场景/摄影 李心宽
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三峡大坝位置特殊，它地处长江上游与中游分界附近，控制流域超过100万平方千米，占到长江流域面积的56%，加之长江上游的众多水流仅在三峡这一处通道下泄，因此通过三峡大坝可以有效控制长江上游的洪水，缓解中下游地区的防洪压力。
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2020年7月新安江水电站大坝九孔泄洪场景/摄影 方君尧
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1957年开工、1960年首台机组发电的新安江水电站，是我国第一座自己设计、自制设备、自己施工的大型水力发电站。该电站大坝也是我国的第一座宽缝重力坝，为20世纪60～80年代我国多座宽缝重力坝的建成奠定了基础。
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稳立于洪涛之中的重力坝并非无懈可击。它必须战胜一个“看不见的敌人”——扬压力。这种特殊的作用力由两部分组成，其一是地基渗水和坝体渗水所产生的渗透压力，其二是淹没于水下的坝体所承受的上浮力。在扬压力的作用下，坝体向上被“托举”，极不利于坝体的稳定。
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为避免产生过大的扬压力，工程师使尽千方百计，试图在保证重力坝坝体稳定性的同时，尽可能减小坝体与地基的接触面。比如，将每一段坝体的中部向内收缩，再拼成具有一节节空腔的完整大坝，成为“宽缝重力坝”；直接将坝体的下部掏空，形成一座空腹的“空腹重力坝”。我国的第一座空腹重力坝是位于江西赣州的上犹江水库大坝。
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到这里，重力坝就完美无缺了吗？答案是否定的。无论是宽缝重力坝，还是空腹重力坝，它们的体形都非常庞大，对混凝土浇筑的温度条件要求较高，施工步骤也更为复杂。工程师并没有知难而退，而是继续对重力坝进行改进。
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首先是改进用料，改用掺杂粉煤灰的特殊混凝土，其次是采用与土石坝相同的碾压方式，建成碾压混凝土重力坝。这种筑坝技术将混凝土坝的结构优势与土石坝的施工优势相结合，既能够减少混凝土用量，简化施工步骤，也便于大型机械施工，从而缩短工期，降低造价，可谓一举多得。正因如此，众多越发宏伟的重力坝拔地而起。从101米高的水口大坝到200.5米高的光照大坝，再到目前世界上最高的碾压混凝土重力坝——龙滩大坝，其高度已经达到216.5米，远超我国最高的常规混凝土重力坝三峡大坝。
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当然，人们对大坝的要求不止于此。大坝是否存在更加精巧的结构，既能突破高度，又能控制用料和成本？
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