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中國(guó)超級(jí)工程:穿越南方喀斯特,美到炫目,驚到震撼!

聲明:

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正文:

文/來(lái)源 星球研究所,有改動(dòng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該公號(hào)

原標(biāo)題:中國(guó)南方喀斯特,有多美?

水滴石穿

大地,被高達(dá)億萬(wàn)噸的水量

持續(xù)沖刷億萬(wàn)年的成果

就是造就了中國(guó)南方

山岳奇秀特異的

中國(guó)南方喀斯特

(喀斯特是水對(duì)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(jìn)行研究而得名,也被稱為巖溶地貌;下圖為中國(guó)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(guó)南方喀斯特地貌分區(qū)綱要》)

世界上規(guī)模最大、最壯觀的

喀斯特地貌

集中見于湖北、湖南、四川、重慶、貴州

云南廣西、廣東等多個(gè)省市自治區(qū)

分布面積高達(dá)55萬(wàn)平方千米

其中不乏著名的

云南石林、桂林山水

重慶武隆天坑、天生橋

貴州荔波水上森林

以及黃龍九寨溝的鈣華堆積

等超級(jí)風(fēng)景

(中國(guó)南方喀斯特主要景點(diǎn)分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)

北盤江大橋、宜萬(wàn)鐵路

以及口徑達(dá)500米

世界最大單口徑的射電望遠(yuǎn)鏡

中國(guó)天眼(FAST)等超級(jí)工程

盡在其中

(中國(guó)南方喀斯特主要工程分布,制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所)

中國(guó)南方喀斯特

為什么會(huì)擁有如此眾多的美景

又為什么會(huì)出現(xiàn)

如此眾多的超級(jí)工程?

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(dá)10千米的

中國(guó)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)

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(jí)風(fēng)景

超級(jí)風(fēng)景

第一道超級(jí)風(fēng)景

30-40米的微型山“峰”成片

有如石林

重慶的萬(wàn)盛石林

(重慶萬(wàn)盛石林,攝影師@彭渤)

湖南的獨(dú)特的古丈紅石林

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

云南石林

狀如劍狀、塔狀、柱狀……

(云南石林,攝影師@姜軻)

方圓400平方千米的云南石林

仿佛刀墻劍陣一般

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,云南石林全景,攝影師@姜軻)

這類石林多達(dá)40余處,散布于南方各處

(中國(guó)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)

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(wàn)仞,氣勢(shì)恢宏

(廣西大化七百弄峰叢,攝影師@江海榮)

廣西桂林漓江兩岸

典型的喀斯特峰林地貌

秀麗挺拔

(桂林陽(yáng)朔興坪鎮(zhèn)相公山,攝影師@蒙洪中)

云海飄浮,金霞映照

有如仙境

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,桂林堯山云海日出,攝影師@黃一駿)

都說(shuō)林山水甲天下

殊不知

全國(guó)喀斯特峰林峰叢分布面積

高達(dá)14萬(wàn)平方千米

相當(dāng)于一個(gè)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

(云南羅平金雞嶺峰林,攝影師@韋革寧)

如同天然水墨畫的

丘北縣的普者黑

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,云南普者黑,攝影師@覃光輝)

貴州興義市萬(wàn)峰林

長(zhǎng)200多千米、寬30-50千米的

超大喀斯特峰林

近兩萬(wàn)座奇峰翠巒,氣勢(shì)磅礴

興義萬(wàn)峰林,攝影師@陳喆)

當(dāng)峰林繼續(xù)溶蝕

許多山峰消失無(wú)蹤

廣袤的平原上有時(shí)會(huì)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)

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)

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(jí)風(fēng)景

目前流量在50升/秒以上的地下河

在中國(guó)南方已知超過2800條

僅廣西的地下河,總長(zhǎng)就超過1.3萬(wàn)千米

相當(dāng)于兩條黃河的長(zhǎng)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)

喀斯特洞穴更是以數(shù)十萬(wàn)計(jì)

深度大于400米的有20個(gè)

其中實(shí)測(cè)長(zhǎng)度超過5千米的有79個(gè)

長(zhǎng)度大于10千米的有26個(gè)

絕大部分位于中國(guó)西南部

(上述的數(shù)據(jù)源自張遠(yuǎn)海等《中國(guó)大型巖溶洞穴空間分布及演變規(guī)律》;下圖為中國(guó)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)

貴州 雙河溶洞

是中國(guó)目前已知最長(zhǎng)的喀斯特洞穴

長(zhǎng)達(dá)257.4千米

相當(dāng)于北京五環(huán)路的2.6倍

(貴州雙河洞,攝影師@無(wú)影)

洞內(nèi)的洞穴大廳

最大者廳高200米以上

面積11.6萬(wàn)平方米

相當(dāng)于16個(gè)足球場(chǎng)

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)

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(yíng)盤坡觀音巖,攝影師@趙揭宇)

如洪鐘

荔波天鐘洞,攝影師@李貴云)

如神燈

(廣西樂業(yè)的溶洞,攝影師@韋革寧)

如幽冥世界

(廣西樂業(yè)溶洞中的湖水鏡像,攝影師@韋革寧)

當(dāng)洞穴的溶蝕繼續(xù)

洞穴大廳發(fā)生坍塌

第三道超級(jí)風(fēng)景便孕育而生

天坑

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,云南鎮(zhèn)雄縣天坑群,攝影師@柴峻峰)

位列全球前三的大型天坑

全部位于中國(guó)西南

目前已知的全球最深天坑

重慶小寨天坑,深達(dá)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(biāo)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)

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

堪稱“天坑王國(guó)

(廣西河池市鳳山縣江州向地下長(zhǎng)廊,攝影師@蒙洪中)

著名的大石圍天坑

容積高達(dá)751萬(wàn)立方米

可以盛下半個(gè)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)

如果天坑四周巖壁溶蝕坍塌

還會(huì)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)

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(yùn)而生

(湖南鍋灶天坑,攝影師@童迪)

穿過峽谷而過的蜿蜒江河

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,貴州安順油菜河,攝影師@陸宇堃)

穿過森林

(貴州荔波樟江風(fēng)景區(qū),攝影師@盧文)

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?yàn)轱柡投练e

這就出現(xiàn)了第四道超級(jí)景觀

鈣華

代表地貌如:著名的九寨溝、黃龍

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)

在高山海子的底部

華表面生長(zhǎng)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)

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)

峰、洞、坑、鈣華

這便是中國(guó)南方喀斯特的

4道超級(jí)風(fēng)景

2007年、2014年

以“中國(guó)南方喀斯特”為名

入選世界遺產(chǎn)名錄

得到了世界的認(rèn)同

超級(jí)工程

南方這些超級(jí)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)

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)

道路阻隔

閉塞落后

(廣西河池市大化縣蓮花山,攝影師@江海榮)

全國(guó)14個(gè)連片特困地區(qū)中

有3個(gè)位于喀斯特集中分布的區(qū)域

(中國(guó)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)

云南、貴州等地的人均GDP

更是曾經(jīng)常年位居全國(guó)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)

要改變這種落后

必須先要改變

交通

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)

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(jìn)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)

第三

建設(shè)過程中

發(fā)達(dá)的地下河水系會(huì)帶來(lái)大量涌水

給施工安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅

必須先將水疏導(dǎo)、排出

(施工中的地下涌水,源自紀(jì)錄片《講述:中國(guó)建設(shè)者穿越喀斯特》)

最后

即便建設(shè)完成

一些隱匿的地下洞穴也可能隨時(shí)會(huì)引發(fā)塌陷

毀壞道路

(地面塌陷)

建設(shè)、維護(hù)成本勢(shì)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(jí)工程

連通湖北宜昌和重慶萬(wàn)州

宜萬(wàn)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(jìn)50余千米

(宜萬(wàn)鐵路龍鱗宮隧道施工場(chǎng)面,攝影師@文林)

這段總長(zhǎng)377千米的鐵路

共有橋梁253座、隧道159條

橋隧相加長(zhǎng)度,占全部里程的74%

其中的齊岳山隧道(長(zhǎng)達(dá)10千米)

歷經(jīng)6年才打通

相當(dāng)于一天推進(jìn)5米

宜萬(wàn)鐵路橋梁的橋墩

墩高超過100米的橋梁5座

平均高度達(dá)到50米

最高的主墩,高達(dá)128米

有40幾層樓那么高

為當(dāng)年世界鐵路橋梁墩高之最

堪稱“云中筑路”

(宜萬(wàn)鐵路大橋,拍攝于建始縣境內(nèi)野三河,攝影師@文林)

宜萬(wàn)鐵路穿越的

大型溶洞多達(dá)100余處

20余條暗河

戰(zhàn)勝了100余次嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害

至少20名工人付出生命的代價(jià)

平均每千米投資6000萬(wàn)元

是青藏鐵路的兩倍

被稱為中國(guó)鐵路史上最難修的鐵路

(湖北恩施市白果鄉(xiāng)的宜萬(wàn)鐵路與高速交匯,攝影師@文林)

2008年

作為普速鐵路的宜萬(wàn)鐵路還沒建完

第一條穿越南方喀斯特的高速鐵路

貴陽(yáng)廣州,全長(zhǎng)857千米的貴廣高鐵

便已同時(shí)開工

它的隧道長(zhǎng)度高達(dá)464千米

相當(dāng)于有一半工程都是穿行于地下

這不是在修高鐵

簡(jiǎn)直是在修建“超級(jí)地鐵”啊

(剛從隧道中鉆出的貴廣高鐵,幸福源水庫(kù)大橋,攝影師@劉慎庫(kù))

雖是高難度

但貴廣高鐵的標(biāo)準(zhǔn)卻并沒有降低

沿線通訊信號(hào)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)

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(dāng)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)

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(dá)到1088米

用了25萬(wàn)立方米的混凝土

6.5萬(wàn)噸鋼材

80萬(wàn)個(gè)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)

一山更比一山高

一橋更比一橋長(zhǎng)

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)

同年開工的杭瑞高速北盤江大橋

則在又一個(gè)指標(biāo)上,開創(chuàng)了奇跡

其橋面到谷底,垂直高度達(dá)到565.4米

相當(dāng)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)

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(wàn)座

世界高橋前100名中

有46座在貴州

是名副其實(shí)的“橋梁博物館

穿越云霄虹橋

(2016年10月7日清晨,湖北宣恩縣境內(nèi)的恩來(lái)高速公路貢水河大橋宛如仙境,攝影師@文林)

虎踞龍盤在

溶蝕的大地之上

百色合那高速,攝影師@韋革寧)

連通四方

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,合那高速,攝影師@江海榮)

而運(yùn)作最巧妙的超級(jí)工程

當(dāng)屬赫赫有名的

中國(guó)天眼(FAST)

它是一個(gè)接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)

超大口徑的

大型射電望遠(yuǎn)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)

歷時(shí)22年

“中國(guó)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(yuǎn)鏡

(中國(guó)天眼,攝影師@李貴云)

魔幻的溶洞、秀麗的峰林

奇異與神秘吸引著世界的目光

長(zhǎng)橋橫亙,高鐵穿行

讓內(nèi)外的往來(lái)溝通,便捷通暢了

(請(qǐng)將手機(jī)橫屏觀看,桂林陽(yáng)朔興坪鎮(zhèn)全景,攝影師@李一鳴)

在中國(guó)南方喀斯特的土地上

不單有大自然締的

神秘的超級(jí)風(fēng)景

更有中國(guó)人創(chuàng)造的

驚天的超級(jí)工程

(桂林平樂縣粉巖,攝影師@黃俊霖)

來(lái)源 星球研究所

(撰稿:GentleGeGe、王昆,設(shè)計(jì):鄭伯容,地圖:鞏向杰,審校:云舞空城、紀(jì)秋梅)

P.S. 本文主要參考文獻(xiàn):楊景春等《地貌學(xué)原理》、李高聰《中國(guó)南方喀斯特地貌全球?qū)Ρ燃捌涫澜邕z產(chǎn)價(jià)值研究》、尤聯(lián)元等《中國(guó)地貌》、張遠(yuǎn)海等《中國(guó)大型巖溶洞穴空間分布及演變規(guī)律》

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