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“大鍋”下暗河涌動 FAST克服世界級地質(zhì)難題
12月10日,,從500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(以下簡稱FAST)觀測基地傳來好消息,F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)的脈沖星已增至9顆,。
自從建成啟用后,,“中國天眼”總是不斷帶給人們驚喜。
當(dāng)初,,科研團(tuán)隊歷盡千辛萬苦,,在貴州平塘這片喀斯特地貌天然形成的洼地,為FAST找到了最合適的“家”,。鮮為人知的是,,這口舉世矚目的“大鍋”下面,其實隱藏著諸多世界級的地質(zhì)難題,。
12月12日,,科技日報記者從貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司獲悉,作為貴州省科技計劃項目“國家天文臺500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡臺址巖土工程安全性研究”的核心技術(shù),“FAST開挖系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及安全性研究”項目成果通過專家組鑒定,。項目成果揭示,,面對錯綜復(fù)雜的喀斯特地質(zhì)條件,,F(xiàn)AST臺址開挖系統(tǒng)技術(shù)團(tuán)隊攻克了前所未有的世界級地質(zhì)難題,成功將“中國天眼”建在了貴州最大的地下暗河之上,。
在此之前,,世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡是美國Arecibo望遠(yuǎn)鏡。但是,,比起Arecibo,,F(xiàn)AST顯然是一個更龐大復(fù)雜的工程,其臺址的開挖系統(tǒng)巖土治理規(guī)模是Arecibo的5倍,,總體建設(shè)規(guī)模是Arecibo的近3倍,,而且地下暗河涌動,山高坡陡,,溶蝕峰林,,各種巖溶不良現(xiàn)象發(fā)育集中??梢哉f,,在確定了選址之后,地質(zhì)問題決定了FAST建設(shè)成敗,。因此,,從一開始,巖土工程設(shè)計也就顯得至關(guān)重要,。
精準(zhǔn)。這是FAST工程臺址開挖系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)計工程師吳斌在接受科技日報記者采訪時反復(fù)提及的字眼,。不同于普通的工程設(shè)計,,開挖系統(tǒng)設(shè)計稍有偏差,抬高工程造價不說,,還會影響FAST的精確度和運(yùn)行性能,。吳斌說,技術(shù)團(tuán)隊進(jìn)駐現(xiàn)場后,,從球心的開挖設(shè)計著手,,“必須十分精準(zhǔn),如果出現(xiàn)偏差,,球心每抬高1米,,至少要增加100萬的工程造價”。歷經(jīng)4個階段的不斷優(yōu)化,,技術(shù)團(tuán)隊最終實現(xiàn)了最佳的開挖效果,,將FAST投資金額從1.85億元降為0.97億元,幾乎節(jié)省了一半的建設(shè)成本,。
在建設(shè)過程中,,地下河洪澇災(zāi)害是開挖系統(tǒng)面臨的一個極大難題,。FAST臺址地處貴州高原到廣西丘陵平原地區(qū)的斜坡地帶,表面上看,,它是一個完整的洼地,,實際上在洼地底部50多米深的地方,隱藏著貴州最大的地下暗河,。在正常情況下,,降雨會通過洼地固有的管道排到地下暗河,只有遇到極端暴雨,,地下河水才會上漲,。吳斌說,F(xiàn)AST開工建設(shè)后,,破壞了洼地原有的水文結(jié)構(gòu),,地下暗河的洪澇災(zāi)害便成了一個更加棘手的問題。
如果不能徹底解決洪澇災(zāi)害,,F(xiàn)AST的建設(shè)就是紙上談兵,。怎么解決?找不到文獻(xiàn)資料,,沒有可供借鑒的東西,。對此,技術(shù)團(tuán)隊另辟蹊徑,,通過在洼地底部開挖一個巨大的沉淀池,,以1公里長的泄洪隧道,將洪澇引到大山之外,,從根本上消除了FAST場地的洪澇風(fēng)險?,F(xiàn)在,即便是50年一遇的洪澇災(zāi)害,,也對FAST構(gòu)不成半點威脅,。
中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院總工程師殷躍平說,F(xiàn)AST臺址工程地質(zhì)及水文條件極為復(fù)雜,,觀測臺址建設(shè)面臨著諸多地質(zhì)問題,,這給FAST臺址建設(shè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。作為目前世界上利用大型巖溶洼地建設(shè)的最大工程,,F(xiàn)AST臺址巖土工程以全新的設(shè)計思路,,開創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。
經(jīng)過實地考察,、項目鑒定等環(huán)節(jié),,由中國工程院院士錢七虎、中國科學(xué)院院士何滿潮,、中國工程院院士任輝啟,、中國工程院院士鄭健龍等11位專家組成的鑒定委員會認(rèn)為,,以貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司為核心的FAST臺址開挖系統(tǒng)技術(shù)團(tuán)隊,在項目的實施過程中,,取得了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果,,為射電望遠(yuǎn)鏡國家科研重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的順利實施提供了重要支撐,取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,,項目成果創(chuàng)新性顯著,,總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。(記者 何星輝)
編輯:秦云
關(guān)鍵詞: FAST 世界級地質(zhì)難題 中國天眼