清华岁月之十二,水文学教授黄万里
我们1957年学习的水文学课程,讲授者是黄万里教授。他身材魁梧、体态略胖、经常着西服、打领带,很有些大学者的派头。
水文学是水利工程的技术基础之一,它包括水文测验、水文计算、水文预报三大板块,并以水循环、径流形成、洪水推求、泥沙输移等核心理论为基础,为水利工程的规划、设计、施工与运行管理提供必须的水文参数。它研究水文要素的时空变化规律,推求工程规划与设计所需的水文参数,为工程施工期提供洪水预警与调度依据,为工程运行期提供水库调度、水质评价等支撑。我深知这门课程的重要性,所以非常认真地听黄先生讲课。
黄教授走进教室时步伐不快,他讲话声音不高,却极有穿透力。他几乎不用讲稿,黑板上只写关键公式或示意图。他常用手势比划河道弯曲、泥沙运动等,动作简洁但极具画面感。他最常说的一句话是:“河流是活的,不是死的“。他强调“看河、读河”,课堂上经常说:“工程师不能只看图纸,要到河边去。”
黄先生既有扎实的理论根底,又有丰富的实践经验。他1911年8月20日生于上海,1932年毕业于唐山交通大学,1935年获得美国康奈尔大学硕士学位,1937年获得美国伊利诺伊大学香槟分校工程博士学位。旋即回国,任经济委员会水利技正。半年后赴四川水利局任工程师,测量队长,曾步行3000公里,查勘岷江、沱江、涪江、嘉陵江等河流。1943年—1945年任长城工程公司经理。1947年,任甘肃省水利局长兼总工程师。1949年,任东北水利总局顾问。1950年,到唐山交大母校任教,1953年转清华大学水利系任教。在随后的年间,他编写了重要的学术专著《洪流估算》和《工程水文学》。
我对黄先生感兴趣,不止是听了他的课,还听说他是著名教育家、全国人大常委会副委员长黄炎培的儿子。又听说他是当时建造三门峡水库的唯一坚决反对者。
上世纪50年代,治理黄河被视为国家战略任务。三门峡水库作为“黄河安澜”的标志性工程,于 1955年进入论证阶段,1957年正式开工。工程方案深受苏联模式影响,强调大坝拦沙、库容调节和“人定胜天”的理念。在当时流传的“圣人出,黄河清”的言论氛围中,工程被赋予强烈的象征意义,反对意见极难被容纳。黄万里是唯一反对建造三门峡水库的与会者,他与其他专家在会上进行了七天的辩论。
他的核心观点包括:黄河泥沙含量极高,拦沙必致淤积,库区将迅速淤高,导致库容丧失。渭河与黄河交汇区将出现倒灌与灾害,渭河平原将被淹没,农田盐碱化。河床抬高将威胁关中平原与西安安全。工程效益难以维持,长期运行成本巨大。这些观点后来被证明一一应验,具有高度科学性、预见性。但他的意见被否定,随后还被政治上打压。
就在1957年春天,我从清华校刊《新清华》上,看到署名黄万里的小说《花丛小语》。文中以三个虚构人物的对话,抨击了当时北京的城市规划、交通问题,以及最核心的水利建设中的盲目决策。
有文章爆料:毛泽东在接见黄炎培时说:“你们家里也分左、中、右啊。”毛特别点出了《花丛小语》开头《贺新郎》词中的句子:“春寒料峭,雨声凄切,静悄悄,微言绝。”毛质问:“这是什么话?” 以后,毛亲自撰写了题为《这是为什么?》的《人民日报》社论,将《花丛小语》定性为“毒草”。 黄万里因此被划为“右派”,开始了长达22年的下放与劳改生涯。
事实证明,三门峡水库蓄水不到两年,潼关以上的渭河河床就淤积严重,大片良田受损。 三门峡工程不得不经过多次耗资甚巨的“大手术”改建。才得以维持大为降低效益的运行。黄先生当年关于“泥沙与水利”的思辩,至今仍是中国水利界的重要学习材料。
黄先生被定为右派分子后,不能讲大课了,但我们的水文习题课仍有他参与。我记得他那时为了戒烟,嘴里常常含着薄荷糖,在教室里就能闻到他身上的薄荷味。
在戴着“右派”帽子的22年间,黄万里经历了极大的精神与身体折磨。他先后被下放到三门峡工地、密云水库等处参加体力劳动,如清理厕所、挖土方等。虽然他在这一时期仍坚持对长江、黄河的默默研究,但其研究成果无法发表,也不能正式参加授课。
1980年2月26日,清华大学召开大会,正式宣布为黄万里平反。校方宣布,1957年将黄万里划为右派分子的决定是错误的,应予改正,并恢复其名誉和工资级别。时年已69岁的黄万里终于重新获得了教书育人的权利。
八十年代我在武汉水利电力学院任教时。听到来武汉出差的清华老同学提到,黄先生正在竭力反对上三峡工程。凡是在北京举行的涉及三峡的会议,他虽然不是被邀请的参加者,但他也会去到会场,散发他不同意上三峡的书面意见。一个忧国忧民、刚正不阿、不屈不挠的黄先生的形象,立刻出现在我的脑海中。
黄先生反对上三峡,主要有以下理由。第一,泥沙与库区演变:他认为长江上游不仅携带泥沙,更重要的是携带大量的砾卵石。这些沉重的卵石会顺着江底移动,在进入水库的回水区后,由于流速减慢,卵石会迅速沉积在库尾,它们无法通过大坝底部的排沙孔排出,最终会导致重庆港淤塞,甚至使“川江变成死水”,迫使大坝最终被“炸掉”。第二,地质与安全:库区地质结构复杂,可能诱发滑坡、地震等严重次生灾害。第三,生态与水质:水库可能出现富营养化、水质恶化,使长江生态系统改变,影响鱼类洄游与生物多样性。第四,航运:水位变化将造成航运不畅,甚至影响长江中下游的整体水文节律。第五,移民:大规模移民将带来长期社会经济压力,移民安置成本可能远超预期。第六,战略安全:大坝体量巨大,成为潜在攻击目标,一旦受损后果严重。
对于黄先生的这些观点,我持不同看法。我作为三峡工程技术设计审查专家组成员、国家自然科学基金重大项目“三峡水利枢纽工程应用基础研究”中一个子题的负责人,并领导课题组承担三峡水利枢纽升船机及临时船闸高边坡、大坝导墙及泄洪坝段、电站厂房坝段等五个项目的监测工作。对三峡工程有较多的了解。我认为,黄先生以对国家、对工程高度负责的精神提出自己的见解,是难能可贵的,应予充分肯定。但由于他受到资讯不足的限制,其某些观点也与实际情况有较大差距。
根据三峡工程蓄水投产二十年的情况可知,黄先生担忧的问题大都没有发生或已得到解决。
三峡水库泥沙淤积情况:自2003年蓄水至2026年初的23年间,三峡水库累计泥沙淤积量约为20亿立方米,远少于设计预期。大部分泥沙淤积在145米水位以下的“死库容”内,且主要集中在库区深槽,对航运和水库寿命的威胁远低于工程论证阶段的估算。在145米至175米之间的“有效库容”中,累计淤积量仅约 1.6亿立方米,仅占该段总库容的0.7%。这意味着三峡工程的防洪和发电能力几乎没有受到泥沙淤积的影响。重庆等库区末端的航道深度也保持正常。三峡淤积情况好于预期的首要功臣是上游梯级水库群(乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝等)的拦截,大量泥沙在进入三峡之前就被拦截在这些水库中。三峡集团公司通过科学调度,坚持“蓄清排浑”,也减少了淤积。
三峡水库建成后的滑坡、地震情况:截至2026年初,库区的滑坡与地震情况处于受控且符合科学预期的状态。三峡库区已实现自2003年蓄水以来连续23年地质灾害“零伤亡”。 自蓄水以来,库区地震频率较建坝前增加了数倍,但大多与岩溶塌陷、矿山采空区调整有关。绝大多数地震为M3.0以下的微震或极微震,震级始终控制在初步设计论证的极限值(M5.5)之内,未对大坝主体结构及周边重要设施造成破坏。
建坝后生态与水质变化:目前三峡库区干流的水质长期稳定在 II类至III类标准。但支流的自净能力下降,出现了富营养化引起的“水华”现象。大坝拦河确实对中华鲟、达氏鲟等洄游性鱼类的自然繁殖造成了影响。由于无法回溯到产卵场,这些物种目前主要依赖人工繁育和增殖放流维持种群。
三峡建坝后对长江航运的影响:三峡大坝建成前,重庆至宜昌段航道极其险峻。蓄水后,库水淹没了包括泄滩、青滩、崆岭滩在内的139处险滩,水深显著增加,航道宽度和弯曲半径也大幅改善。目前,万吨级船队可从上海直达重庆。由于船舶上行阻力减小,平均油耗降低约25%—30%,单位运输成本大幅下降。长江航运迎来了史无前例的繁荣。建坝前的年最高货运量仅约1000万至1800万吨。而到了2024年和2025年,三峡枢纽年货运量已连续突破 1.7亿吨。长江航运已成为沿江经济带大宗物资运输的绝对主力,其运能相当于4到5条平行的铁路干线。但船闸长期处于超负荷运行状态,船舶过闸平均等待时间往往需要数天,仍是航运的一处瓶颈。清水下泄对大坝下游河床产生持续冲刷,导致水位在同流量下有所下降,枯水期有时水位过低,也对下游航运有一定影响。
三峡库区移民安置情况:三峡工程累计搬迁移民最终统计约为131万人。其中,有19万移民远迁至上海、江苏、浙江、广东等11个省市,其余绝大多数在库区内部城镇或农村实现安置。。库区新建、迁建了2个较大城市、11个县城和114个集镇。2024年三峡库区农村移民人均可支配收入已达到约 2.2万元,是2010年的4倍多。
三峡大坝的战略安全:三峡大坝采用的是混凝土重力坝设计,这是最抗破坏的坝型之一。坝体最宽处达126米,内部实心部分很大。工程论证时的模拟显示,常规巡航导弹甚至小当量的常规钻地弹,对于数千万吨混凝土组成的坝体而言,破坏程度非常有限,难以形成致命损坏。在战争预警期,通过泄洪将库区水位从175米快速降至145米甚至135米的“战时安全水位”。再通过金沙江上的乌东德、白鹤滩等梯级水库群协同截流,减少三峡入库水量,为三峡大坝减压,此时水库水量大大削减,即便大坝受损,下泄水流也会被控制在下游荆江河段的承受范围之内。从军事上看,大坝周边构建了严密的反导与防空防御体系, 构成了多层拦截网。三峡大坝地处内陆深处,距离海岸线超过1000公里。敌方飞行器或导弹在抵达大坝前,必须穿越多层内陆防空识别区和拦截网,攻击难度将更加增大。由此可见,三峡大坝在战略安全上的等级是极高的。
综上所述,黄先生对三峡工程的意见在很大程度上是过度憂虑了。但黄先生面对重大工程敢于提出系统性批评意见,在政治与舆论压力下仍保持专业立场的正直和负责精神,仍为我所深深敬仰。
2001年8月27日,黄先生以90岁高龄驾鹤西去。一代宗师给这个世界留下了伟岸的独立人格形象和宝贵的唯实精神财富,已载入历史。人们将会对他长久地铭记不忘。
2026年3月3日完稿。文中各图取自网络。谨向制作者致谢。
图1,黄万里教授
图2,三门峡大坝
图3,三峡水利枢纽
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