趣味几何学
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6.河流能量

你可曾到过那遥远的地方,

那里是一派繁荣富庶的景象,

河水荡着碧波,

微风从草原吹过,

樱桃园中掩映着座座农舍。

——阿·托尔斯泰

所谓的小河一般指长度不足100km的河流。在苏联,这样的小河竟然多达4.3万条!如果把它们连在一起,其长度会有1300000km,相当于围着赤道转30圈(赤道约长40000km)。

虽然小河的水流得很慢,但是权威人士发现,如果将小河流贮存的能量集聚到一起,将是惊人的34000000kW。如此大的能量,足以让河流两边的村庄电气化了。

即使放肆的河水仍在奔流,

但是我们的蓝图已经画就,

山脊般的拦河大坝将从深深的河底筑起,

大河横流之路不再有。

——斯·希帕乔夫

大家知道,要想电气化就得建造水力发电站,筹建者需要获得和河流有关的所有数据:河宽与水速、河床最有效的横截面的面积及河岸的承压能力。不过,这些都能通过一些简单的器械加以实际测量,甚至还可利用上节的知识加以计算。

我们下面就来具体看看。在这之前须得听取亚罗升与费奥多罗夫这两位行家的意见,这些意见关系到后面拦河坝在河流上的选址。

这两位工程师提议,村子周边只适合修建小型水电站,功率通常在15kW~20kW。

“大坝适宜修在距源头10km~15km之外的地方,最远不超过20km~40km。”这是他们对水电站大坝选址的忠告。理由是,如果远离源头且水量过大,会导致建造大坝的成本上升,但是若将大坝修筑于不足10km~15km处,会因水量过小或水力不足而导致发电量不足。“另外大坝要建在河床不太深的河段,否则只能将坝底造得足够大,这样会增加水坝的建造预算。”