为何会选在贵州建造天眼?因喀斯特地貌,遇上大暴雨该如何解决?
为何会选在贵州建造天眼?因喀斯特地貌,遇上大暴雨该如何解决?
2020年1月11日,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜,简称(FAST)正式投用。截止至2022年7月,“中国天眼”已经发现了660余颗新脉冲星。
“远看就像一个锅,近看就真的是一个锅”。而且天眼又被建在地处偏远且雨水丰沛的贵州,你有没有想过当暴雨来临时,它是如何排水呢?
为何会选在贵州建造天眼?
利用地球上的优良台址贵州天然喀斯特巨型洼地作为望远镜台址。
也就是说,当地是独有的喀斯特地貌不仅能够让天眼获得足够适宜的环境,还不会让它在各种恶劣的天气条件下受到损伤。
喀斯特地貌
是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀,侵蚀与沉积,以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌,以斯洛文尼亚的喀斯特高原命名,中国亦称之为岩溶地貌,为中国五大造型地貌之一。
喀斯特地貌在中国分布最广,主要分布在我国的广西、云南和贵州等省(区)的可溶性岩石地区。中国是世界上对喀斯特地形现象记述和研究最早的国家,早在晋代即有记载。
喀斯特地貌的主要类型有石芽、石沟、石林、溶斗、落水洞、地下河、溶洞、溶蚀洼地、盲谷和峰林等。形成喀斯特地貌的首要条件是要有易溶性岩石,如石灰岩、白云岩等等。
水的溶蚀能力、岩石化学性质及透水性对喀斯特过程起着决定性作用。再者,喀斯特地貌与本地区的整体升降及其速度息息相关,如我国华南的喀斯特发育区都属于隆升区或强烈隆升区。
中国的云贵地区在第四纪冰期时没有大面积冰川覆盖,成为众多古老动植物的避难所。又喀斯特地貌区地貌复杂,生境多样,因此长期以来地区人类对环境的干扰较小,云贵地区得以物种遗存完好。
1994年底,中国国家天文台牵头国内20所院校,提出建设“喀斯特工程”。最终选址在具备稳定地质条件、大口径天坑和缺乏无线电干扰的位于贵州的大型落水洞大窝凼。
天眼在贵州建造还有一个原因:成本问题。
假设我们是人工建造,不仅仅是成本问题,我们还要考虑人工建造天坑怎么排水又是一个新的问题。
而在西南地区的喀斯特地貌就很好地解决了这一问题,当地存在许多天坑,这些天坑地下都有暗河链接,可以完美解决排水问题,同时也能大大减少了工程量,节约了大量的资金。
因此可利用天然形成的喀斯特洼地,工程开挖量小;喀斯特地貌区,岩石透水性强,有利于地表水向地下渗透,便于排水;人口稀少(地处偏僻),无线电磁的干扰小(干扰信息小);位于高原区(海拔高),空气稀薄(清洁或大气透明度高);周围高山环绕,能有效屏障周围的人为电磁波干扰。
大窝凼地貌图及其所在地局部区域图
那么该如何排水呢?
别担心!我们是有办法的。
因为这片洼地天生就是为了天眼存在的,天然的大口径圆形洼地恰好符合天眼的形状和尺寸,将人工开采和填补的工作量降到最低。
它的四周地势较高,即便遇到大暴雨也毫不畏惧,因为在此采用了独特的索网结构。
索网结构
总面积25万平方米的主动反射面系统由4450块反射面单元组成,每块反射面又由100块铆接式铝制冲孔小面板拼接而成,不但减少重量,并可使雨水渗漏,阳光透过,以保证地面植被正常生长。
无论是降雨,还是从空中飘落的细小灰尘,都会通过缝隙和小孔落下去,而不会在“大锅”中积聚下来。
地表植物是保障天眼不受暴雨影响的关键所在,如果放任不敢的话,就会导致天眼出现一系列的损坏。
索网作为当下世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。
事实上,早在我们建造时就想到了该问题,在此也有了很多的点子。
设计者也针对暴雨、暴雪等极端天气为天眼设定了较为完善的人工排水系统。
值得一提是,设计者们设计了长达1121米的排水隧道,该隧道利用无压隧道的设计理念,提升了排水的效率和稳定性。此外,排水系统还涵盖了道路边沟和环向水沟等装置。
不得不说,厉害了,我的“锅”!
它的成功又离我们探索太空近了一步!
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