第599章 巩秋官的新方案
“是什么预案？”王伦有点好奇，为什么之前闻焕章并不提出，要等到会议快结束时才说。
“是巩科长提议的，有关新的水库预案”。
“新水库？”王伦疑惑的看向巩秋官。
“还是请先生到实验场，我实地向先生汇报，这样有个直观的了解”。
王伦一愣，继而就同意了：“也好”。
又环视一眼：“如果没有其它事情了，会议就结束了”。
“呃，先生，等会希望您也到我们船厂去一下，我们也有些东西需要先生您的把关”，李胜犹豫了一下，还是开口提议道。
“可以”，也许是两个来月里只有聊聊几次到公社转了一下，倒确实积攒了一些问题吧，王伦心里猜测，应该都是技术方面的问题，否则李助和闻焕章应该早就决断了，并不需要等自己来拍板。
又看向代替乔道清列席会议的扈三娘，小姑娘正跃跃欲试准备发言：“三娘，我一会就会去电磁研究所，看看上次安排的东西是不是已经完成了”。
“好的，大哥”，从扈三娘兴奋的小表情就可以看得出来，任务应该完成得很好。
会议结束之后，王伦和李助、闻焕章三人就跟着巩秋官一起前往基建科的试验场。
在这片占地足有三亩的场地里，经过了全面改造，主要就是测试各种建筑材料、以及各种建筑模型的抗压抗冲击、抗日晒雨淋等多方面的性能。
除了少数几间房屋，全部都是露天试验场。
其中巩秋官测试水利设施的场所就占了一亩地，模拟了山涧、河流、水库等多种水势，有舒缓、也有湍急，反正是能想到的水流形态都涉及到了。
“先生，请看”，巩秋官带着王伦来到了一条模拟小溪旁边。
王伦打眼一看，这条模拟小溪并不大，差不多就是20厘米宽、10厘米深的样子，水流缓慢，在小溪里面，每隔开几米就设了一道堤坝。
最前面的是一道熟悉的宽底土坝，中间一道是木板堤坝，最后面的是一道水泥堤坝。
“巩大哥，你这是什么试验？”王伦虽然看得出这是堤坝实验，但是巩秋官肯定有一定的设计创新在里面。
巩秋官解释道：“这三座堤坝模型，都是采用了常规的两侧嵌入和底下筑基的模式，截流面完全相等”。
指着最上游的土坝：“那座土石坝也完全采用了同比例的土石结构，表面用薄木板替代了防渗的水泥面，包括嵌入部分，长度30厘米、高10厘米、顶宽4厘米、底宽45厘米，总体积大约7500立方厘米，按照平均比重为2计算，总重量为15公斤左右”。
王伦跟三个水库的土石坝简单对比了一下，应该是这个数值，于是点点头表示明白。
巩秋官又指向第二个木板堤坝：“那个木坝底部埋入地下部分还有一块厚度3厘米、长30厘米、宽10厘米的水平木板，跟同规格的竖立木坝形成了倒T形结构，总体积大约1800立方厘米，总重量只有1.5公斤，只有土石坝的十分之一”。
“这么轻吗？”王伦有点惊讶，不过转念一想，也是，木头的密度一般都低于水，应该就是这点重量了。
不过，实验用木板做堤坝还就算了，真实的堤坝自然不可能采用木头了，王伦的目光转向最后的水泥板堤坝。
巩秋官的目的当然也是这个水泥板了：“这个水泥堤坝，所有数值都跟木坝一样，只是因为比重不同，总重量接近4公斤”。
王伦点点头表示明白：“那这三个堤坝模型都建好多久了？”
因为这水泥板和木板上都可以看到青苔了，应该时间不短。
“三个多月了”，巩秋官马上又补充了一句：“这是最后的定型，从去年初就一直在实验各种模型，直到今年初才定型”。
“我明白了，你是发现了水泥板和木板只需要很薄的一层就能挡住水流，所以才设计了原来那个桶形水库吧”。
巩秋官不好意思的笑了笑：“当时也是想节约地方，在工厂区附近直接提供水力供应”。
“巩大哥你的构想自然是好的”，王伦自然要鼓励创新精神了：“那么，今天你要提议的还是桶形水库吗？按照现在公社的原料储备，倒也可以进行尝试了”。
“并不是那个方案，既然已经有了蒸汽机，那个方案就没有意义了”，巩秋官摇了摇头：“我打算直接建造一个全用钢筋混凝土建造的水库堤坝，为今后更大型的堤坝做准备，毕竟，传统的土石坝很难应对那些大江大河”。
“也对，你考虑得很长远，相信你拖到现在才提出建议，应该采集了足够多的数据了，对于新型堤坝的建造应该有通盘考虑了”。
“是的，先生”，巩秋官自信的回答道：“经过我们水力小组的研究，发现不论是土石坝还是钢筋混凝土坝，关键在于受力平衡”。
“哦，怎么说”，王伦一喜，巩秋官这个受力平衡一出，证明了他带领的水力小组，已经在堤坝研究方面从经验性研究转向了科学原理性研究了。
“首先，堤坝需要面临的主要就是迎水面来水的作用，其中主要包含了水流冲击力、水本身的压力、水对堤坝的上浮力和水的渗透”，巩秋官一一讲解：
“传统的土石坝因为渗透，最容易出现意外，这个在水泥混凝土堤坝上就不容易出现了，而且我们可以定时通过泄水孔排水，减少了这部分的渗透压。
而没有水渗透进堤坝，上浮力也微乎其微。
至于水流冲击力，目前公社水库来水都是很小的溪流，影响也不大”。
王伦点点头：“所以关键点是水本身的压力”。
“没错，我们以前有个误判，堤坝需要对抗的是整个水库的重量，有一次观察姚兄弟他们进行的材料承压实验，发现墙体承压实验中，一侧堆积的物体重量远超墙体本身，才恍然大悟，原来我们误判了”。
“巩大哥，你这么一点出，我也发现了好像是这么回事，那你们研究出来了什么结论呢？”
“先生你看，这模拟堤坝，其前端至少都有6米的水流，重量超过120公斤，而最重的土石坝也才15公斤，按理说早就被冲垮了”，巩秋官指了指眼前的小溪：
“所以，我们分析之后认为，堤坝受到的水压，一部分是直接接触到的，另外一部分是后面的水传导过来的挤压。
因为堤坝挡住的水是相对静止的，我们把它叫做‘静水压’。
这个静水压，最底部压力最高，最顶部的水面几乎没有什么压力”。
王伦三人点了点头，这个道理倒是很好理解。
“在怎么计算这个静水压时，我们思考了很久，最后还是发现可能跟重力加速度有关，这就好比水头功率一样，最低部的水压水头最高，最顶部为零，平均下来就是高度的一半乘以重力加速度，这个平均压力再乘以水头高度，就是总的静水压了”。
“好，太好了，如此一来，我们就可以根据这个公式预算相应的工程了”，王伦大喜。
“嗯，按照这个静水压再乘以坝体迎水面，就是堤坝需要抵抗的一个主要作用力了。也就是说，单单以静水压来说，我们只需要坝体总重量超过它，就可以抵消这个作用力了”，巩秋官又看向眼前的模拟堤坝：
“就比如这个模拟小溪，我们不算功率，就可以撇开重力加速度这个常数项，高度10厘米，平均水头就是5，再乘以高度等于50，乘以宽度20，就是一千立方厘米，乘以水的比重，最后得出1公斤的推力，三个坝体的重量都超过了它”。
虽然一时不能理解，但是从现象来看，应该是这样的了，王伦点点头表示认可。
“所以，我们只需要在修筑堤坝时用倒T形结构，将重心下移，并且嵌入山体和地下，使得坝体不滑动、不翻覆，就达到了基本的要求了”，说到这里，巩秋官双目放光：
“而我们采用钢筋混凝土结构，其内部的应力远超土石结构，其它流程按照之前三个水库的成熟措施，完全可以采取模拟堤坝的形态修筑安全的堤坝。
甚至，为了更加的安全，我们可以给基座下打入稳固的基桩，并且在背水面用斜坡形态稳固坝体”。
说到这里，巩秋官掏出了自己的笔记本，翻到工程结构图，展示给王伦看。
王伦自己也不懂，不过他决定相信巩秋官：“巩大哥，你这个方案，原理清晰，我觉得可行”。
“先生，为了安全起见，我们可以选择一个接近水平面的位置修建这个堤坝，即使出现意外，堤坝也只是冲垮到水泊之中，对公社造不成安全威胁”，巩秋官继续巩固了安全考量。
“很好，你考虑得很周全，这个方案可行性就更大了”。
“我预设了一个位置，加上嵌入山体的长度，也就40米，高度20米，基桩的钢筋用量为百分之二，基座钢筋用量为百分之一，坝体只需要保证强度和应力，钢筋用量有千分之五形成混凝土的筋络就足够了”，
巩秋官根据基建材料的研究成果，给出了一个安全合理的钢筋用量：
“基座厚度3米，坝体顶宽4米，总体积六千立方米，总重量远超静水压的两倍以上。其中钢筋总量需要40立方米，将近320吨。水泥用量900立方米。”
报完这个数字之后，巩秋官忐忑的看向王伦：“万一，这个方案是错误的，这个损失就太大了”。
王伦这才明白闻焕章和李助为什么不敢直接决定了。
确实，即使现在公社的水泥用量已经大幅下滑，每个月的产量绝大部分可以用来修筑这个水库。
但是，加上钢筋，也还是需要公社半年左右的储备了，这还是得益于铁矿石的开采指数级的提升了。
但是，如果患得患失，这一步不敢迈出去，以后怎么修建更大的水利工程呢。
就算把储备耗光，可以常规利用的水泥和钢铁，也远远超出了自己的预期。
光是囤积在那里，可体现不了价值的。
“巩大哥，你把详细的工程方案书提交上来，讨论经过之后，我们就尽快实施，不论成败，至少，也验证了工程设计的可靠性”，王伦当机立断。