“天眼”遇到暴雨會裝滿嗎？怎么排水？看完不得不說厲害了我的國

2020年，我國“天眼”正式通過國家驗收投入到正式運營當中，“天眼”自從2016年建成以來就備受世界的關注。中國“天眼”作為世界上最大的球面射電望遠鏡，口徑達到了500米，遠遠看起來就是一個大鍋，而“天眼”的所在地貴州偏偏是一個多雨的省份，那這個大鍋遇到暴雨會裝滿嗎？

中國天眼

其實早在天眼設計之初，設計師們早已將這個問題考慮進去了，畢竟我國建立“天眼”是花了很多心血的，僅僅是對選址就進行13年的研究，投入建設資金就高達12億元。所以中國投入了這么多就是為了保障“天眼”的正常運作，接下來我們來說說中國“天眼”不會被暴雨裝滿的3個理由。

特殊的地理位置

“天眼”的選址工作開始于1994年，專家們首先通過衛(wèi)星遙感影像，建立了1:1000高清模型，利用現(xiàn)實虛擬技術，對300多個洼地進行篩選，同時考慮了水文、電磁干擾、地質(zhì)等因素，最后選出30多個比較合適的選址，然后通過實地考察，最后選中了貴州平塘縣大窩凼洼地。

衛(wèi)星遙感

不要小看這洼地，它可是“天眼”工程的三項自主創(chuàng)新之一。這個天然洼地不僅形狀圓，還非常符合“天眼”的尺寸，極大地減少了泥土的開采量和填補量。那把“天眼”裝在這個洼地里不怕被水淹沒嗎？其實這個大窩凼地勢相對周圍較高，海拔有1082米，當遇到大暴雨的時候，水流就會順著地勢往下流，很難發(fā)生水流積聚的情況。

喀斯特地貌

但不是僅僅地勢高就可以了，還有一個非常重要的原因，那就是“天眼”所在的大窩凼洼地具有特殊的喀斯特質(zhì)地條件，所謂喀斯特地貌，就是巖層中碳酸鈣與二氧化碳結(jié)合生成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣又不斷地被水溶解，形成了大量的地下溶洞，當遇到大暴雨的時候，水流就會通過溶洞流入地下河中，或者匯入地表河，具有強大的排水能力，不會發(fā)生地表積水的情況。這樣的天然排水管道，能極大地減少積水的發(fā)生。

地下溶洞

不過同時這樣特殊的地貌給施工帶來巨大的麻煩，由于所處的地勢非常傾斜，傾斜度高達70度以上，鋪設路線的時候施工機器無法上去，只能靠人力開挖。同時，科學家們考慮不僅僅只有排水問題，還有電磁干擾的問題，“天眼”需要的電磁環(huán)境非常高，需要5公里內(nèi)無任何電磁輻射，100公里內(nèi)需要限制強干擾源，而這個大窩凼洼地都滿足這個要求，所以說它是個得天獨厚的地理位置。

索網(wǎng)結(jié)構

當我們從高空中遠看“天眼”的時候，“天眼”看起來就是一個巨大的鍋，似乎一下暴雨就會被裝滿，其實當我們近距離觀看的時候就會發(fā)現(xiàn)內(nèi)有玄機，因為“天眼”采用的是索網(wǎng)結(jié)構。

索網(wǎng)結(jié)構

我國的“天眼”的索網(wǎng)體系是世界上精度最高、跨度最大的索網(wǎng)結(jié)構，所謂的索網(wǎng)結(jié)構就是短程網(wǎng)格劃分的方式。簡單來說，“天眼”的表面不是一塊完整的材料，它采用了4450塊反射面單元，每塊反射面單元之間都有一點空隙，并且反射面是可以運動的，也就是說可以調(diào)節(jié)它們之間的間隙。

同時，每塊反射面由100塊鋁制沖孔小面板拼接而成，意味著每一塊面板都有無數(shù)的小孔，無論是降雨還是天空中飄落的灰塵，都會通過這個小孔落入地表，而難以在“大鍋”里積聚。退一萬步講，即使地面發(fā)生了積水，也不會“天眼”造成影響，因為“天眼”并不是依著地面建立的，而是浮空的，離地面高達3米，一個成年人在下面行走也綽綽有余。

反射面

不僅如此，還有專業(yè)人員定期對“天眼”反射面進行維護和檢測，確保反射面的間隙以及上面的小孔沒有堵塞，防止水分和灰塵在上面聚積。并且在中心區(qū)域設置了收集裝置，將收集到灰塵和水分通過管道排送到外部。就連反射面板上也設計了緊急排水系統(tǒng)，當檢測系統(tǒng)檢測到反射面板壓力達到極限時，會自動脫落，這并不影響整體的使用，這樣進一步加強了排水能力。因為這些孔和間隙極小，我們平時看圖片和視頻都無法發(fā)現(xiàn)，只有近距離觀看才能發(fā)現(xiàn)其中的玄機。

孔洞

同時，采用間隙分布和反射面多孔設計能減輕“天眼”的重量，減輕天眼底座的受力，減少運輸材料的負擔，還可以使陽光透過，確保地面的植物能正常生長。“天眼”下的植被可是有大用處的，如果任由雨水沖刷地表，造成土質(zhì)疏松和水土流失，長久下去同樣會對“天眼”造成影響，所以保護“天眼”附近的生態(tài)環(huán)境至關重要。

大型人工排水系統(tǒng)

“天眼”作為我國重器，用于探尋宇宙的奧妙，設計者肯定考慮到百年一遇暴雨等極端情況，給“天眼”設計一套完善的排水系統(tǒng)。對于排水隧道，我國科研人員采用的是無壓隧道設計的方案，排水隧道總長1121米。隧道又分為暗挖段和明挖段，其中暗挖段1062.499米，明挖段58.588米。

排水隧道

除了排水隧道之外，“天眼”排水系統(tǒng)還包括道路邊溝、徑向水溝、底部排水溝、環(huán)向水溝等，可以說該有的排水設施都有了，確保“天眼”不會因為暴雨而導致工作故障。

結(jié)語

“天眼”經(jīng)過上述3方面的保障，并不可能被暴雨裝滿，面對極端天氣也游刃有余。截止2021年5月，中國“天眼”這500米口徑的“大鍋”發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量高達370顆，取得了前所未有的成就，推動了我國天文事業(yè)發(fā)展，同時使平塘縣從一個邊遠山區(qū)成一個世界著名國際天文學術中心。

天眼觀測

這僅僅是“天眼”投入使用幾年帶來的成果，相信未來“天眼”會給我們帶來更多成就，讓我們拭目以待吧。