现代坝有如下的特点。
(1)建坝范围遍及全球
最早的一批古代坝主要集中在具有“河流文明”史的几个文明古国。16世纪后,由于西班牙与法国建成了一批重要的古代砌石坝,欧洲因而成了世界古代坝建坝中心。18世纪时,欧洲的砌石坝技术还传到了美洲。
近代坝诞生在法国,并在法国及欧洲其他国家得到较大发展,因而欧洲也是世界近代坝的建坝中心。随着殖民地活动的发展以及科技信息传播的进步,近代坝技术也传到美国以及非洲、亚洲和大洋洲的少数国家。
到20世纪坝工建设进入现代坝阶段后,建坝中心便逐渐从欧洲转移到美国。这是因为:一方面,欧洲是两次世界大战的主要战场,无力顾及坝工建设;另一方面,相反的,美国趁两次世界大战之机极大地发展了经济,特别是集中精力在其西部领土上以坝工建设为重点大力进行了经济开发,并早在1902年就成立了以建坝为主要任务的垦务局。20世纪三四十年代是美国坝工建设的鼎盛时期。第二次世界大战后坝工建设的高潮则在全球普遍兴起。发展迅速的有前苏联、巴西、加拿大和中国等国家。
(2)建坝数量迅速增长
现代坝的数量以古代坝和近代坝无法相比的速度增长。
以美国为例,1900年以前所建大坝[8]的总数仅148座,可是到1973年便增加到4918座。73年间增加了33倍,平均每年建大坝65座。
从全世界来说,如果不包括中国,截至1950年,已建大坝数为5188座,到1982年则增加到16203座,32年间增加了11015座,平均每年建造大坝344座。
然而,更加突出的是中国。中国在古代坝建造方面曾经有过光辉的历史,但在19世纪中叶以后,由于处于半殖民地半封建社会,中国几乎与近代坝建设无缘。当世界坝工建设在20世纪初期进入蓬勃发展的现代坝阶段时,中国又几乎与现代坝建设无缘。一直到20年代,中国才开始建造用理论进行设计的坝,而且高度有限。1927年建成的福建省厦门市的上里砌石拱坝,坝高只有27.3m。20世纪40年代建成的甘肃省金塔县鸳鸯池土石坝,坝高仅30m,而且施工条件极其艰苦,施工设备相当落后。到1949年止,连同日本帝国主义入侵时在东北建造的丰满、水丰等质量低劣的水坝在内,中国的大坝总数仅寥寥8座,这显然不能与美国当时所建大坝总数1886座相比。可是就在这难以置信的薄弱基础上,中国的坝工建设在1949年中华人民共和国成立后竟出现了奇迹般的发展:截止到1972年,大坝总数达12571座,而美国到1973年也只有4918座;截止到1982年为18595座,而包括美国在內的世界其他各国所建大坝的总数也只有16203座。以上数字用曲线表示于图1。比较这些曲线可以清楚地得出如下结论。
中国在20世纪50年代前期,就赶上了美国大坝总数,这就意味着中国在1949年后只用了几年的时间就走完了美国在100多年走过的路程(见图1中A点)。
图1 世界大坝数量统计曲线
①—美国近100年来所建大坝数;②—世界各国(不包括中国)近100年来所建大坝数;③—中国在1949年后30多年所建大坝数
在20世纪70年代前期,中国大坝的总数竟然与世界其他所有国家大坝总数之和相等(见图1中B点)。
在20世纪80年代前期,中国大坝总数快为美国的3倍,占世界大坝总数的53%。
从建坝速度看,中国在1949~1982年的33年间,平均每年建大坝563座,这是世界上任何一个国家无法相比的。(www.xing528.com)
(3)高坝大库不断涌现
进入20世纪后,无论是混凝土坝还是土石坝,坝高的增长速度都是很快的,如图2所示。表2为世界高于165m的大坝统计表。
在库容方面也有很大的发展。库容最大的为乌干达欧文瀑布(Owen Falls)坝水库,库容为2048亿m3。库容超过1000亿m3的水库现在世界上有7座。俄罗斯最大的水库为布拉茨克水库,库容为1693亿m3。中国最大的水库为三峡水库,库容为393亿m3。美国最大的水库为胡佛坝所形成的水库——米德湖,库容为348.5亿m3。
图2 世界大坝坝高发展图
1—混凝土坝;2—土石坝
表2 世界的高坝(坝高165m以上)
续表
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注 表中“在建”是指2005年还在施工中。
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