欧洲闸坝参观随感(四)

                                            ——索佩坝鲜为人知的经历

 

朱诗鳌

 

 

索佩（Sorpe）坝位于德国鲁尔河流域，建于1927～1935年，是一座有80年历史的大坝，枢纽具有调节流域水量、供水和发电等效益。索佩坝坝区风景优美，是游客休闲佳地 ( 图1); 而它的另一面是其不平常的、鲜为人知的经历。为此, 作者特地参观了这座水坝 ( 图2) 。

 

图1  索佩坝枢纽鸟瞰图 (引自dtkinfo.de)

 

 图2  作者参观索佩坝留影 (2010年9月13日)

二战后期，英国皇家空军对纳粹德国最重要的工业区——鲁尔区进行了猛烈的轰炸。其中引人注目的是在1943年5月16日夜，轰炸了鲁尔区的3座水坝。这3座水坝是默讷（Möhne）坝、埃德尔（Eder）坝和索佩坝， 其地理位置如图3所示。

           图3  二战时期英国空军轰炸的德国鲁尔区三座水坝地理位置图

       （引自dambusters.org.uk）

 

在这次空袭中，因坝被炸垮所产生的洪流冲毁了25座桥梁，125个军工厂瘫痪，纳粹德国损失惨重。而在这次轰炸中被炸垮的只是默讷坝和埃德尔坝（图4和图5），索佩坝并未被炸垮。

          

                        图4  默讷坝被炸后的情景（引自en.wikipedia.org）

         图5  埃德尔坝被炸后的情景（引自en.wikipedia.org）

索佩坝虽未被炸垮，但很少有人知道它被轰炸过多次。

索佩坝是一座土坝，而默讷坝和埃德尔坝均为重力坝，见图6。图6中索佩坝坝体中部的竖墙称之为“混凝土心墙”，用于坝体防渗。

     图6  鲁尔区三座水坝横断面图   （引自web.mst.edu）

      左—— 默讷坝（花岗岩砌石重力坝, 坝高36.6m）；

中—— 索佩坝（混凝土心墙土坝, 坝高60m,上游边坡为1:2.25，下游边坡为1:2.5）；

右—— 埃德尔坝（花岗岩砌石重力坝, 坝高44m）

 

英国空军为轰炸默讷坝和埃德尔坝这两座重力坝，设计了一种可以避开防雷网的、能在水库水面上跳跃前进的“跳跃炸弹”（bouncing bomb），外形为圆筒型，其直径1.27m，高1.6m，弹重4.3t ( 图7)。 这两座坝果然都被这种炸弹炸垮了，但同时也用它来轰炸了索佩坝。

       

             

图7   跳跃炸弹（引自century20war.co.uk）

                 图8  轰炸默讷坝时飞机飞行的方向（引自directart.co.uk）

       图9  轰炸索佩坝时飞机飞行的方向（引自military-art.com）

 

英国飞机在轰炸默讷坝和埃德尔坝时，是从水坝的正前方对着坝体方向飞行与投掷跳跃弹的（如图8所示）。因为重力坝的横断面相对较单薄，故容易被炸垮。而索佩坝是土坝，横断面庞大，混凝土心墙前后有较厚的土体保护。因此，就只有先将防渗的混凝土心墙炸裂使之漏水后，坝体才有可能破坏。因而英军飞机在轰炸索佩坝时，是沿着坝顶长度的方向飞行与投弹的（如图9所示）。

    轰炸索佩坝的飞机叫兰卡斯特（Lancaster）轰炸机，共动用了4架。索佩坝并未设防，但因当晚有雾，又因地处山区，左岸山头上还有教堂尖顶建筑物，要沿着坝的长度方向飞行并准确投弹就很困难。第一个进行轰炸的是飞行员麦卡锡（Joe McCarthy），他是在第10次试投时才击中坝体的，然而只是使坝顶的防浪墙受了轻微的破坏，整个坝体仍然完好（如图10所示）。

                                 

图10  索佩坝防浪墙被炸的情景（引自www.airrecce.co.uk）

 

    第二个飞行员伯佩 (Burpee) 连坝的位置都未找到。第三个飞行员布朗 (Ken Brown) 驾机轰炸时，雾的浓度加大了，很难找到合适的飞行路线，冒险进行了8次高度仅18m的低空飞行，都未能投弹。最后投了一次，也只是溅起了高达300m的水柱，坝体仍未炸垮（图11）。最后是飞行员安德森(Anderson) 驾机轰炸，由于雾的浓度越来越大，便取消了飞行。

          

            

图11  轰炸索佩坝时击起的水柱（引自www.posart.com）

 

到第二年，1944年10月15日，英空军又对索佩坝进行了第二轮轰炸，这次使用的是一种重型炸弹，名叫“高脚柜炸弹”(tallboy bomb)，高6.35m，直径0.95m，弹重5.443t（12000lb）[ 如图12（a）所示 ]。高脚柜炸弹和上述的跳跃炸弹都是由英国航空技术专家巴恩斯•沃利斯（Barnes Wallis，1887～1979）研发的。高脚柜炸弹和当时另一种炸弹“地震炸弹”（grand slam）是二战时期各种炸弹中最重的两种[地震炸弹重9.979t（22000lb）]。然而索佩坝仍未被高脚柜炸弹炸垮，只是使坝体出现少量的溢水，而留下的是一些巨大的弹坑，有的弹坑达12m深。

据统计，索佩坝前后共受到11次轰炸。

     

                           (a)                                                                  (b)

图12  高脚柜炸弹

(a)——现在做的复制品（引自en.wikipdia.org）；

(b)——水库放空后排爆现场（引自www.rafbdhistory.co.uk）

二战结束后，在1945年、1946年、1951年、1956年和1958年，德国对索佩坝的混凝土防渗心墙和弹坑等不同部位进行了修复，一直到1962年完工。在灌浆处理中，共钻孔53000m，用了3950t水泥和550m³黏土。

在1958年的那次修复中还放空了水库。出人意料的是，水库放空后，工人们竟在淤泥中发现一枚二战时遗留下来的未爆炸的高脚柜炸弹，当时正值圣诞节前夕。该炸弹还装有2.5t的高爆炸药，而且还保留有高灵敏度的导火索。之后13天，即1959年1月 6日，便由德国北莱茵-威斯特法伦（Northrhine-Westphalia）州首席排爆官员麦兹克(Walter Mietzke) 和英国空军上尉沃特斯 (James M. Waters) 共同排除了这枚炸弹 [如图12（b）所示]。在排爆开始前，索佩坝附近村庄的全体居民都疏散了。

索佩坝不平常的经历已成过去，但这段史实告诉我们：就抵抗空袭的能力而言，砌石重力坝较差，而用混凝土心墙防渗的土坝则较强。不过，在上世纪60年代，有人从这次鲁尔空袭中得出这样一个结论：对砌石重力坝来说，只要坝顶宽度超过15m，就能保证坝体的安全(默讷坝的坝顶宽度为7.6m，埃德尔坝为6.0m)。这些，可作为我们维护我国水坝在今后可能战争中的安全的借鉴。

 

 

 

参 考 文 献

1  Robert B. Jansen. Dams and Public Safety. U.S. Department of the Interior, Water and Power Resources Service,1980

2  Edward  Gruner. Dam Disasters. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, January 1963

相关专题：游记
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自朱诗鳌科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-264137-400137.html

上一篇：国际大坝会议议题简介——谨以此篇献给新的一年2011年
下一篇：漫谈大坝加高(一)