中國超級工程:穿越南方喀斯特,美到炫目,驚到震撼!
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水滴石穿
大地,被高達億萬噸的水量
持續(xù)沖刷億萬年的成果
就是造就了中國南方
山岳奇秀特異的
中國南方喀斯特
(喀斯特是水對可溶性巖石改造后形成的一系列地貌,因西方地理學(xué)家最早在南歐的喀斯特高原進行研究而得名,也被稱為巖溶地貌;下圖為中國南方喀斯特分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所,依據(jù)王世杰等《中國南方喀斯特地貌分區(qū)綱要》)
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世界上規(guī)模最大、最壯觀的
喀斯特地貌
分布面積高達55萬平方千米
其中不乏著名的
等超級風(fēng)景
(中國南方喀斯特主要景點分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)
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北盤江大橋、宜萬鐵路
以及口徑達500米
世界最大單口徑的射電望遠鏡
中國天眼(FAST)等超級工程
盡在其中
(中國南方喀斯特主要工程分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)
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中國南方喀斯特
為什么會擁有如此眾多的美景?
又為什么會出現(xiàn)
如此眾多的超級工程?
Ⅰ
緣起
數(shù)億年前,大量海洋生物的鈣質(zhì)骨骼
以及其他碳酸鹽類物質(zhì)
沉積形成了厚達10千米的
中國南方碳酸鹽巖地層
抬高成陸地后
經(jīng)過南方濕熱、水流
以及大量降雨(1000-2000mm/年)
日久年深的沖刷
(碳酸鹽巖的沉積與抬升,制圖@鄭伯容/星球研究所)
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碳酸鹽被被不斷溶解
被水流穿鑿,才形成了今天的
四道超級風(fēng)景
Ⅱ
超級風(fēng)景
第一道超級風(fēng)景
30-40米的微型山“峰”成片
有如石林
重慶的萬盛石林
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因夾雜了氧化鐵等物質(zhì)而呈現(xiàn)紫紅色
(古丈紅石林,圖片源自@圖蟲創(chuàng)意)
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云南石林
狀如劍狀、塔狀、柱狀……
(云南石林,攝影師@姜軻)
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方圓400平方千米的云南石林
仿佛刀墻劍陣一般
(請將手機橫屏觀看,云南石林全景,攝影師@姜軻)
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這類石林多達40余處,散布于南方各處
(中國南方喀斯特區(qū)域主要石林分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)
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還有一類“峰”,是更為雄壯峰叢
在廣西大化縣七百弄
486平方千米的范圍內(nèi)
分布著9000多座800米以上的石峰
平均每平方千米18.51座
仿佛千刀萬仞,氣勢恢宏
(廣西大化七百弄峰叢,攝影師@江海榮)
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廣西桂林漓江兩岸
典型的喀斯特峰林地貌
秀麗挺拔
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云海飄浮,金霞映照
有如仙境
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都說林山水甲天下
殊不知
全國喀斯特峰林峰叢分布面積
高達14萬平方千米
相當于一個安徽省大小
云南羅平縣
狀如小饅頭、小窩頭的喀斯特山峰群
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如同天然水墨畫的
丘北縣的普者黑
(請將手機橫屏觀看,云南普者黑,攝影師@覃光輝)
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長200多千米、寬30-50千米的
超大喀斯特峰林
近兩萬座奇峰翠巒,氣勢磅礴
(興義萬峰林,攝影師@陳喆)
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當峰林繼續(xù)溶蝕
許多山峰消失無蹤
廣袤的平原上有時會徒留一座山峰
是為孤峰
(孤峰,桂林伏波山航拍,攝影師@陸宇堃)
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不僅如此,
流水的溶蝕還造就了
地下世界的大門
(貴州紫云縣格凸河燕子洞,攝影師@李貴云)
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南方的充沛降水透入地下
穿鑿出巨大的洞穴與地下河系統(tǒng)
形成了第二道超級風(fēng)景
目前流量在50升/秒以上的地下河
在中國南方已知超過2800條
僅廣西的地下河,總長就超過1.3萬千米
相當于兩條黃河的長度
這樣龐大的地下河水系,偶爾露出地面
所形成的瀑布
“口若懸河”,異常壯觀
(貴州清鎮(zhèn)市暗流河,攝影師@李貴云)
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喀斯特洞穴更是以數(shù)十萬計
深度大于400米的有20個
其中實測長度超過5千米的有79個
長度大于10千米的有26個
絕大部分位于中國西南部
(上述的數(shù)據(jù)源自張遠海等《中國大型巖溶洞穴空間分布及演變規(guī)律》;下圖為中國南方喀斯特主要大型洞穴分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)
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貴州 雙河溶洞
是中國目前已知最長的喀斯特洞穴
長達257.4千米
(貴州雙河洞,攝影師@無影)
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洞內(nèi)的洞穴大廳
最大者廳高200米以上
面積11.6萬平方米
相當于16個足球場
有如地下世界的“殿堂”
(目前已知最大的洞穴大廳為貴州紫云縣的苗廳;下圖為雙河洞大廳,注意下方的探洞者,攝影師@趙揭宇)
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溶解了碳酸鹽的水,從洞頂?shù)蜗?/p>
其中的碳酸鹽再次沉積
形成千奇百怪的鐘乳石
(刺豬洞,位于黔西縣素樸鎮(zhèn)塘山村營盤坡觀音巖,攝影師@趙揭宇)
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如洪鐘
(荔波天鐘洞,攝影師@李貴云)
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如神燈
(廣西樂業(yè)的溶洞,攝影師@韋革寧)
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如幽冥世界
(廣西樂業(yè)溶洞中的湖水鏡像,攝影師@韋革寧)
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當洞穴的溶蝕繼續(xù)
洞穴大廳發(fā)生坍塌
第三道超級風(fēng)景便孕育而生
天坑
(請將手機橫屏觀看,云南鎮(zhèn)雄縣天坑群,攝影師@柴峻峰)
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位列全球前三的大型天坑
全部位于中國西南部
目前已知的全球最深天坑
重慶小寨天坑,深達666米
可以將上海“三件套”
(環(huán)球金融中心、金茂大廈、上海中心三座地標建筑)
輕松放入
(奉節(jié)小寨天坑,上海三件套中最高的上海中心為632米,攝影師@李貴云)
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廣西樂業(yè)縣的地下溶洞系統(tǒng)坍塌頻發(fā)
造成天坑數(shù)量和密度
居于世界首位
堪稱“天坑王國”
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著名的大石圍天坑
容積高達751萬立方米
可以盛下半個西湖的水量
巨大的凹陷,令人眩目
(廣西樂業(yè)大石圍天坑,攝影師@覃光輝)
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如果天坑四周巖壁溶蝕坍塌
還會形成天然的橋梁
人稱“天生橋”
(廣西鳳山江洲天生橋,天生橋的成因有多種,地下河通道坍塌也是其中一種,攝影師@李貴云)
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湖南張家界的鍋灶天坑
其南側(cè)溶蝕崩塌后
跨度50米的天生橋應(yīng)運而生
(湖南鍋灶天坑,攝影師@童迪)
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穿過峽谷而過的蜿蜒江河
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穿過森林
(貴州荔波樟江風(fēng)景區(qū),攝影師@盧文)
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但,巖與水的化學(xué)反應(yīng)并沒有停止
適宜條件下
水中的碳酸鹽離子因為飽和而沉積
這就出現(xiàn)了第四道超級景觀
鈣華
在河流跌水處
碳酸鈣堆積形成鈣華壩
以及瀑布
(九寨溝鈣華瀑布,攝影師@魏煒)
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在高山海子的底部
鈣華表面生長著大量微生物群落
湖池色彩斑斕
(九寨溝的海子,攝影師@曾勇前)
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由石壩相圍而成的鈣華池
數(shù)量眾多
藻類層層疊疊、絢麗多姿
(黃龍,攝影師@劉夙培)
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峰、洞、坑、鈣華
這便是中國南方喀斯特的
4道超級風(fēng)景
2007年、2014年
以“中國南方喀斯特”為名
入選世界遺產(chǎn)名錄
得到了世界的認同
Ⅲ
超級工程
南方這些超級秀美的喀斯特地域
并不都是桂林一樣的田園生活
(桂林興坪鎮(zhèn)大面山,攝影師@桂林大河)
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很多地方,已經(jīng)被溶蝕得
支離破碎、峰谷密布
(衛(wèi)星拍攝的都安瑤族自治縣隆福鄉(xiāng)的喀斯特地形,制圖@鞏向杰/星球研究所,底圖源自@Esri World Imagery)
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道路阻隔
閉塞落后
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全國14個連片特困地區(qū)中
有3個位于喀斯特集中分布的區(qū)域
(中國南方喀斯特范圍內(nèi)的集中連片特困區(qū),制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)
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云南、貴州等地的人均GDP
更是曾經(jīng)常年位居全國末位
(以2010年各省人均GDP排名為例,云南貴州廣西排名都靠后,制圖@鄭伯容/星球研究所)
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要改變這種落后
必須先要改變
但在喀斯特地質(zhì)條件下架橋修路
難度極大
首先
這里峽谷縱橫,群峰連綿
大量路段都需要打隧道
或架橋穿越
(廣西河池市小三峽,攝影師@江海榮)
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其次
交通工程多以樁作為基礎(chǔ)
碳酸鹽巖脆弱,極易溶蝕坍塌
所以必須鉆筑到更深處
需要進行大量的混凝土充填加固
(貴昆鐵路天生橋大橋,這幅作品中可以明顯看到大橋建于暗河之上,形成了橋上橋的奇觀,攝影師@高坤煜)
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第三
建設(shè)過程中
發(fā)達的地下河水系會帶來大量涌水
給施工安全帶來嚴重威脅
必須先將水疏導(dǎo)、排出
(施工中的地下涌水,源自紀錄片《講述:中國建設(shè)者穿越喀斯特》)
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最后
即便建設(shè)完成
一些隱匿的地下洞穴也可能隨時會引發(fā)塌陷
毀壞道路
(地面塌陷)
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建設(shè)、維護成本勢必巨大
一旦在這些地區(qū)開工建設(shè)
必將是高難度、高技術(shù)含量、高投入的
超級工程
宜萬鐵路
2003年開工
直到2010年才得以建成
7年間
平均每年只能推進50余千米
(宜萬鐵路龍鱗宮隧道施工場面,攝影師@文林)
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這段總長377千米的鐵路
共有橋梁253座、隧道159條
橋隧相加長度,占全部里程的74%
其中的齊岳山隧道(長達10千米)
歷經(jīng)6年才打通
相當于一天推進5米
宜萬鐵路橋梁的橋墩
墩高超過100米的橋梁5座
平均高度達到50米
最高的主墩,高達128米
有40幾層樓那么高
為當年世界鐵路橋梁墩高之最
堪稱“云中筑路”
(宜萬鐵路大橋,拍攝于建始縣境內(nèi)野三河,攝影師@文林)
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宜萬鐵路穿越的
大型溶洞多達100余處
20余條暗河
戰(zhàn)勝了100余次嚴重地質(zhì)災(zāi)害
至少20名工人付出生命的代價
平均每千米投資6000萬元
是青藏鐵路的兩倍
被稱為中國鐵路史上最難修的鐵路
(湖北恩施市白果鄉(xiāng)的宜萬鐵路與高速交匯,攝影師@文林)
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2008年
作為普速鐵路的宜萬鐵路還沒建完
便已同時開工
它的隧道長度高達464千米
相當于有一半工程都是穿行于地下
這不是在修高鐵
簡直是在修建“超級地鐵”啊
(剛從隧道中鉆出的貴廣高鐵,幸福源水庫大橋,攝影師@劉慎庫)
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雖是高難度
但貴廣高鐵的標準卻并沒有降低
沿線通訊信號全面覆蓋
不僅可正常接打電話
玩微信、刷微博…統(tǒng)統(tǒng)不在話下
(貴廣高鐵穿越桂林農(nóng)田,攝影師@黃一駿)
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2010年開工建設(shè)的貴昆高鐵
同樣不容小覷
僅在貴州境內(nèi)
就有橋梁126座63千米
隧道92座144千米
相當于每100千米
就有77.5千米的橋梁和隧道
(貴昆高鐵北盤江大橋,高鐵列車正在通過,攝影師@王璐)
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不單是鐵路,
跨越峽谷的公路建設(shè),
也奇跡不斷
2005年開建的滬昆高速壩陵河大橋
大橋跨度達到1088米
用了25萬立方米的混凝土
6.5萬噸鋼材
80萬個螺栓組
在高山峽谷區(qū)建造跨度如此大的橋梁
在世界建橋史上,還是首次
(滬昆高速壩陵河大橋,攝影師@李貴云)
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一山更比一山高
一橋更比一橋長
2013年開建的貴甕高速清水河大橋
隨即打破了壩陵河大橋的記錄
主跨度1130米
(貴甕高速清水河大橋,攝影師@龔小勇)
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同年開工的杭瑞高速北盤江大橋
則在又一個指標上,開創(chuàng)了奇跡
其橋面到谷底,垂直高度達到565.4米
相當于近200層樓的高度
是世界橋面最高的橋梁
自橋上俯瞰
奔突的北盤江渺小如溪流
(杭瑞高速北盤江大橋,攝影師@龔小勇)
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截止到2017年年底
僅貴州一省便在喀斯特高原上
架起公路橋梁 2.1萬座
世界高橋前100名中
有46座在貴州
是名副其實的“橋梁博物館”
(2016年10月7日清晨,湖北宣恩縣境內(nèi)的恩來高速公路貢水河大橋宛如仙境,攝影師@文林)
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虎踞龍盤在
溶蝕的大地之上
(百色合那高速,攝影師@韋革寧)
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連通四方
(請將手機橫屏觀看,合那高速,攝影師@江海榮)
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而運作最巧妙的超級工程
當屬赫赫有名的
中國天眼(FAST)
它是一個接收面積相當于30個足球場
超大口徑的
大型射電望遠鏡
令選址成為首要破解的難題
經(jīng)過反復(fù)比較,發(fā)現(xiàn)
喀斯特的峰叢洼地
呈天然的碗口型
可以降低工程建設(shè)成本
(FAST原址:克度鎮(zhèn)航龍村大窩凼洼地,攝影師@李貴云)
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歷時22年
“中國天眼”,于2016年9月25日
在貴州的大窩凼洼地落成
成為世界上最大的
單面口徑球面射電望遠鏡
(中國天眼,攝影師@李貴云)
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Ⅳ
魔幻的溶洞、秀麗的峰林
奇異與神秘吸引著世界的目光
長橋橫亙,高鐵穿行
讓內(nèi)外的往來溝通,便捷通暢了
(請將手機橫屏觀看,桂林陽朔興坪鎮(zhèn)全景,攝影師@李一鳴)
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在中國南方喀斯特的土地上
不單有大自然締的
神秘的超級風(fēng)景
更有中國人創(chuàng)造的
驚天的超級工程
(桂林平樂縣粉巖,攝影師@黃俊霖)
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來源 星球研究所
(撰稿:GentleGeGe、王昆,設(shè)計:鄭伯容,地圖:鞏向杰,審校:云舞空城、紀秋梅)
P.S. 本文主要參考文獻:楊景春等《地貌學(xué)原理》、李高聰《中國南方喀斯特地貌全球?qū)Ρ燃捌涫澜邕z產(chǎn)價值研究》、尤聯(lián)元等《中國地貌》、張遠海等《中國大型巖溶洞穴空間分布及演變規(guī)律》
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