2001年8月20日,中国最优秀的水利学家,在国际上受到尊敬,却淡出国内媒体多年的黄万里先生度过了自己90岁的寿辰,这一天,清华大学水利系在清华二教室———一个老式大教室为他举行了90寿辰的祝贺会。参加会的有100多人,大部分都是老同事、亲朋好友和他的学生。
这个生日祝贺会,朴素而平实,来宾也没有什么显赫的人物。但多数人并不知道,大洋彼岸的另一个国家———美国,却有一位政府使者参加了黄万里90寿辰祝贺,并亲自来到黄万里的病榻前,向这位中国科学家表达了另一个国家对他的敬意。
一周以后,2001年8月27日15时05分,黄万里与世长辞。
在众多的唁电唁函中,有这样几句话:“黄先生是20世纪后半叶有良知的中国知识分子的典范,是20世纪中国水利史上的一道亮光,是20世纪优秀的中国传统文化与现代西方文明珠联璧合的最后几颗仅存的硕果。先生一去,大树凋零。先生为天下苍生,不避斧钺,言其所知,先生之头可悬于国门之上矣!”
“听说黄河是最难治理的,我便立志学水利治黄河”
黄万里的父亲黄炎培是从传统中国向现代中国过渡中,得风气之先的那批杰出人物之一。他是传统社会中的举人,又是转型社会中较早接受现代教育,在清廷统治下就走上了追求中国现代化道路的现代教育家和社会革命家。
他们这批人,以改造中国社会为终身追求,并以此为职业。
辛亥革命前夜,1911年8月20日,黄万里出生在上海川沙县(当时属江苏省,现上海浦东南市区)一个家庭。
黄炎培时年34岁,是同盟会上海地区的负责人。母亲王辑思,是一读书人家的女儿。
黄万里在黄家男姓中排行第三,儿时十分淘气,但父亲却十分喜欢,从未对其苛责,只是有时笑嘻嘻地说:“你总要闹出个名堂才好。”
10岁以后,黄万里在老师、校长的关心下,学习有了很大进步。黄万里在《自述》中说:“1921年至1924年为浦东中学附属小学校长王则行、班主任王夔钧先生所看重,严加培养,课学加速进步,小学时以第一名毕业。从此中学大学都以最优秀生毕业。”据徐刚先生记:王则行与王夔钧先生“在朝夕相处中,看中了这个顽皮学生的可爱处:聪明、正直、有极强的记忆力。便让他多背古文,学写旧体诗,并告诉黄炎培:‘此子可造。’”
1924年,黄万里小学毕业,入无锡实业学校(该校设高中课程和土木专业),1927年毕业时,门门功课均列榜首。
从无锡实业学校毕业后,父亲曾请沪江大学校长、留美博士刘湛思考查黄万里将来宜学什么专业。刘博士考查后,得出的结论是:宜学文学。从后来黄万里的诗文造诣上看,的确如此。
但那时,黄炎培先生正在提倡职业教育的兴头上,而黄万里的大哥黄方刚学哲学,二哥黄竟武学经济学,二人均从清华毕业后留美,与父亲提倡有所差距,父亲就决定让黄万里学桥梁工程。1927年,黄万里考入唐山交大学习。
1932年12月19日,还不满22周岁的黄万里,在学满五年之后,以优异的成绩毕业。他毕业时,用英文发表了颇有创见的三篇论文,由桥梁界学者茅以升审定作序,由学校出版。毕业后,黄万里在杭江铁路任助理工程师。
黄炎培先生为培养中国的水利人才,曾奔走筹划,在南京成立了河海工程学校。1931年长江、汉水泛滥,水淹武汉三镇100天,湖北省云梦县一夜间淹没县城,淹死七万人。1933年黄河决口十几处,人命财产损失无算。年轻的黄万里受到了震撼。他后来说:“这激励了许多青年奋志学习水利。当时唐山交大同学有三人放弃了铁路桥梁工程师之职,出国改学水利,我是其中一人。听说黄河是最难治理的,我便立志学水利治黄河。”
黄万里把这个想法告诉了父亲,得到了赞许。经父亲介绍,他拜见了父亲的学生——当时中国水利界的重要人物、曾任过黄河水利委员会委员长的许心武先生。许心武先生对黄万里说:“这次大水之后调查全国水利工程师的所长专业,竟皆长于土木工程之设计施工,没有一个懂得水文学的”,“而不通水文学等于未入水利之门,只是能设计施工罢了”。于是,黄万里决定从水文学入门学习水利。
1934年,黄万里参加了庚款赴美留学考试并被录取。此后三年间,黄万里先后获得了康乃尔大学硕士、伊利诺伊大学工程博士,还同时学习了天文、气象、地理、地质、水文、数学等多门学科。他的博士论文《瞬时流率时程线学说》创造了从暴雨推算洪流的方法,当时即在世界上处在学科领先地位,并使他始终在美国科学界享有盛誉(美国总统克林顿曾亲自写信向他询问过对修建三峡大坝的意见)。
在美国期间,黄万里亲自驱车四万五千英里,看遍了美国各大工程,在田纳西河域治理专区坝上实习了四个月。1936年密西西比河特大洪水之后,该河管理机关邀请黄万里坐船参观整条河流。这些经历,使黄万里眼界大开,也认识到水利工程将改变河流中的水沙流状态,从而使河床演变。
黄万里是一个悟性极高之人,他明白了以前所学土木结构理论远不足解决洪水问题,“开始对治河有了一些认识”。
“沿河边步行了三千公里,才自己在头脑里建立了水文地貌的观点”
1937年春,黄万里学成回国。一个月内,浙江大学、北洋大学、东北大学三所高校请他去教书。时任浙大校长的竺可桢亲自登门并宴请,邀他去浙大任水利系主任。但黄万里志在治河,他感到自己实际经验不足,想先当一个水利工程师,做点实际工作。他以自己尚年轻为由,婉拒了竺校长和其他两所大学的盛邀,而选择了南京政府经济委员会,从事水利工作。
半年后,抗战爆发,黄万里赴四川水利局道滩委员会,任工程师、测量队长、涪江航道工程处处长等职,曾用四个月的时间在长江支流上修建了小水利灌溉工程,仅花了四万元,节约预算5/6,灌溉农田1.5万亩。
在四川期间,长江上游和在四川境内所有主要支流他都亲自沿河实地踏勘过。他自己说过“曾步行六次勘察岷江、乌江、涪江、嘉陵江,行程3000公里”。
报到约一个星期后,水利局派他带四川水利局的几个人参加全国水利勘测,到金沙江考察。去的时候是乘飞机,先到昆明,回来时步行,从昆明出发,沿金沙江支流普渡河,走到普渡河与金沙江交汇处,再沿金沙江河道,顺流而下,经昆明、昆阳、安宁、富民等云南十县,四川省、雷波、屏山、宜宾等县一直步行回到重庆,对河道水情进行勘察,历时三个月。沿途,他们除了对河道水情的勘测外,对云南的贫困和少数民族问题都有所观察。
在回来的报道里他这样写道:“扬子江在叙府(宜宾)以上,称为金沙江,绵延数千里,上游直通西康青海,一路山峦起伏,步履艰难,其山势每直逼江边,道路崎岖,莫此为甚。昔丁文江君,考察地质行过巧家县老君洞村,称为世界最难走之路。此处江宽测得159公尺,两岸皆峭壁耸立,测得深谷竟达1300公尺,较世界闻名之美国巍谷(Grand Canyon)为尤深,实世间最深之谷也。……自普渡河口到叙府长约550公里,高度以降落为550公尺,平均坡度为千分之一,……奈何河中险滩过多,纵使毁去,翌年大水时,支流将砂石冲入正河,复成一滩,必将淘不胜淘。”
从金沙江回来途中,在重庆遇到日机对重庆轰炸,不久,黄万里被任命为成小滩道委员会测量队长,成天在山谷间、河道上,进行实地勘测。60多年后,妻子回忆起这一段日子时,脱口而出“不停地派他出差”。
他沿着岷江从河口,一直到源头,包括岷江的几个支流,大渡河、青衣江等,都进行了实地勘察。晚年他回忆道:在美国学习时,“当时还没有形成地貌学,在回国工作十年后,沿河边步行了三千公里,才自己在头脑里建立了水文地貌的观点。这才开始对治河的问题有了一些认识。”
在当时的条件下,对长江水系江河进行开拓性勘测,其危险性,可以说仅次于战场。黄万里曾亲口对笔者讲过,当年在那些水流湍急、人迹罕至的悬崖峭壁的河道上测量时,固然有危险;而那些看似平静的河面,也暗藏杀机。他们在看似平静的川江上工作时,曾有三人为之丧命,其中还有一个康乃尔毕业的李凤灏硕士。这些悲剧的发生,盖因人们当时对川江河道的河床缺乏认识。他们有的是汛期站在河道中卵石坝上督工,虽无洪水直接冲击堤坝,而堤坝下卵石河床却仍在移动,以致造成堤坝塌陷,使站在上面的人在毫无防备的情况下而丧命。
黄万里记述道:
“……查勘组黄万里、张先仕等方走过江油旧城址几十公里,忽见上游来人急报:詹国华分队在平武旧城下五公里处测量涪江横断面时因船破两人淹死。等到黄、张赶到出事地点,天已近暮。眼见水如此之浅,流虽急,但怎可能淹死人?黄等亲自伸一脚轻轻入水,乃知河底卵石是移动的,而且不是仅仅一层,是多层移动着的。乃知两人因无法站住而被拖倒在大河里,大石头撞破头而淹毙。
“总结这次事故,对于河床演变获得了意外的认识。1.四川盆地原是处在受侵蚀或被水流刷深的过程中,其河床质乃是砾卵石,床面上的较细小,看得到的乃0.015米直径。下层的卵石看不到,应更大。2.当冬季枯水无雨时,水流清晰见底,绝无泥沙悬移,只见河床卵石慢慢移动,估计表面卵石的速度约每秒0.15米,连底沙也没有。说明在坡陡流急的河段,在没有悬沙底沙的情况下,河床卵石仍能运移。不像黄河下游堆积性河段里,悬沙、底沙、床沙可以按同一机理一起运动。3.一遇降雨,两岸风化了的泥沙立刻被地面流冲入河流,河水立刻高涨而变浑,水流率和床石移运率立刻加大。雨停则一切很快复原。估计水大时全部多层卵石移运。这样磨擦基岩,才可能降低那里的河道坡降,使其成为名副其实的冲刷性河段。4.这河床卵石是一年四季终日夜运移着,并非限于汛期或大雨时,所以其量不少。黄万里依据横断面和卵石运动平均速度估计,卵石年输量达50万吨,那里集水面积5510平方公里,合单位面积年输沙量为90.7吨/平方公里。因为整个四川盆地是属于侵蚀性阶段,凡山沟里不停地滚出来的卵子石沿途虽然可以走走停停。但最终必然颗颗石子逐出夔门。”
早年的这些勘察,为以后他关于水文地貌学的形成奠定了基础,也对他晚年关于长江干流是否可修高坝的学术观点形成有重要的影响。
1947年,他任甘肃水利局长。1949年解放后,任东北水利总局顾问。
这几年中,黄万里对全国的河流进行了大致的考察,从而在头脑里建立了水文地貌学的观念,同时,他坚持在工作之余对工程师和技术人员进行培训,亲自授课,讲述实际工程中的问题,培养了一大批水利技术人才。
1950年,因感到“顾问”的工作无法在水利规划和具体实施上有所作为,同时,在具体工作中有许多看法与领导不和,他的建议得不到采纳,黄万里毅然辞去了官职,回唐山交大教书。
他利用魁梧肥胖体态,把一只脚往后一撑,说:“这就是重力坝。”
1950年6月,黄万里一家抵达唐山交大,他开始了后半生的教书生涯。
初到学校时,黄家六口人挤在两间不到9平方米的学生宿舍里,家具十分简陋,衣箱全都塞在床底下,也没有厨房。
但学生们对他却是一种“既洋派又传统的特殊感觉”:西装革履,留着日式小胡子,喜欢跳舞,翩翩起舞时,神态悠闲潇洒,但对爱穿长衫的老教授又十分恭敬,使得学生们对他都十分好奇。
然而最吸引人的,还是他生动风趣、深入浅出的授课。
一次,他暑期带领学生们去淮河考察。黄万里头顶草帽,身穿背心短裤,顶着烈日,肥胖的身躯,在曲折的山路上一步不停地缓慢攀登。他一边爬山,一边轻松地对学生说:“你们知道吗,我登山不累的诀窍,就是慢慢走。这样与快步走到山顶做的功是一样的,但功率小多了,就省劲多了。”
他话锋一转:“率的概念很重要,现在很多人不注意。比如‘流量’的叫法,是错误的。这不是指多少水量的概念,而是指单位时间的来水量,所以应叫‘流率’。一场洪水总量是多少当然重要,但流率多大更要紧。洪峰来得猛,流率大、水位高,堤防挡不住就要成大灾。”
在黄万里的课堂上,大自然就是教科书,自然现象就是问题。这些授课内容,事隔50年,仍被他当年的学生、今天的中国工程院院士王三一所牢记:
记得在淮河上,看见船工张帆行船时,黄先生就出了一道船行八面风的题,让我们用力学观点分析风力、水力、帆、舵的相互作用;
在淮河润河集看见了巨大的钢闸门,黄先生说:“这门要挡很大水压力,结构很强,压不垮,但是如不注意水流对闸门可能产生的振动,也会溃于一时。(润河集水利工程竣工后第三年便被一场大水冲毁。———作者注)”当时他还打了个“鲁智深倒拔垂杨柳”的比喻,边说边做拔树的姿势,“其实花和尚没有那么大的力气,拔不起一棵大树,而是他找了一个窍门,反复摇动这棵大树,有节奏震它,松动了方能一股足气拔起大树”。
当到梅山水库时,设计人员正在设计大坝,黄先生就即兴谈到坝型,他利用魁梧肥胖体态,把一只脚往后一撑,说:“这就是重力坝,因为我重,你们推不倒我,稳是稳了,但并不算聪明,拱坝就巧妙了,利用拱结构向两岸传递水压力”,他说着把脚一收,然后双手向左右方向一撑,“这样撑着两边,即使我是一个瘦小个子也未必能被推倒,材料可就省多了。”
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