黄万里文集-第20部分
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Vt =
? l dl
Lim =
? t ? 0 ? t dt
这里指出随时刻 t 变化着的速率 Vt 乃是其时的微分时间△t 内对比移动的微
分距离△1 所得的微分比 dl 。
dt
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同样,假使我们进而研究不定流,欲求通过某一断面的水流量 W 当某一时刻
Tt 在变化中的流率 Q,我们同样须用微分法推算:
Q = Lim ?W = d W
? t ? 0 ? t dt
可见流率 Q 是水流量 W 对时间 t 的微分比,它的计算单位虽用秒立米 m3 /s,
但却不一定是一秒钟里流过的水量。而流量 W 本身却是流过的水量,若干 m3 。
所以在流量 W 前面必须注明是秒流量、日流量、月流量或年流量。只说流量就是
错误,这是量和率在基本概念上的根本区别。
(2)迳流、渗流、潜流、川流
所有水资源、洪水都来源于降水,其中部分直接供给了农作物,用于农业。 成为植物散发 Transpiration。
降水中部分为林木、草木所吸收另外散发掉,成为地面蒸发 Evaporation。
其余部分成为地面流,即迳流 Runoff,迳字是直接的意思。
入渗的水成为出渗和地下水位以下的潜流。潜流 Underground flow 被误译为 地下迳流。迳流、出渗和潜流入河槽合成为川流。
(3)“系统工程”宜译为为“整体运筹”
“工程”这名词在古书《礼记》上就有,大致和英文 Engineering 符合。但
是这字在英文中却有两种意义:它从动词的不定式 to engineer 出发,其同义英文
字是 to be strategic,to contrive; 或 to plan out。它相应的名词确和汉字“工程”
相符合;但它相应的动名词(verbal noun)却是“巧妙的安排或运作”,即“筹划”、
“运营”、“措施”,并不是“工程‘这个非动名词的内涵所可能所表示。
这个错误是袭用那些错误的直译名“遗传工程”(宜用“遗传措施”),“生物
工程”(宜译为“生物措施”)所产生的。这一直译而非移译(即意译)的错误直
到人们要译 industrial engineering 无法译成“工业工程”才被人觉悟起来,但仍未
理解上述 engineering 出自动词不定词 to engineer 而束手无策。
“系 统”或“体 统”原是直 译出来的 似无可疑议 。但当某联 合为 system
engineering 一词而直译为“系统工程”便成大错。这令初学者莫名其妙,误认为
相似土木工程、机械工程等某种新颖工程。“系统”system 这里宜意译为“整个
体统”或“整体”。全部的译词应为“整体运营”、“整体筹划”或“宏观调节”等 词,决不是什么“系统工程”。
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相对于“整体筹划”system engineering 的分析就是“个体分析”infrastructural
analysis。后者是针对全体统中某个工程的单独分析,例如对流域中横断河道的一
个拦河坝的分析。
第二篇 对于黄河治理开发规划的意见
一、1949 年以来,黄河治理和开发,成绩显著:下游五十年堤防牢固,没有
出险成灾;上中游建成了八座拦河坝电站,支流 160 余座水库,对于防洪、灌溉、
发电、供水各方面效益巨大。计灌溉面积增加了 8 倍,水库总容量已达 410 亿 m3 ,
其中有效容量 300 亿 m3 。发电装置功率 374 万 KW,平均年发电量 176 亿 Kwh。
沿河居民得到充分的水资源利用。但河仍未治。 下面笔者提出对于现行规划的不同意见。
首先,现规划的治河认识,如同有史以来和当代水利专家以及关心黄河治理
的学者一样,大家普通地认为,黄河“水少沙多”为其“突出特点”(见治黄规划
纲要 7 页),把它看作一条“害河”,认为治黄必以防洪为主,在“蓄、塞、浚、
疏”四法中只能用蓄塞两法,即用水土保持、拦河蓄水蓄沙,及加高加固堤防以
堵塞可能发生的洪水破堤泛滥。庶不知它乃是我国甚至世界上最优的“利河”。兹 以我国公认的利河长江和它作一比较。
让我们从两条河的全流域面积 I(万 km2 ),其多年平均年流量 II(亿 m3 ),
以及所产生的中下游冲积平原面积 III(万 km2 )作一对比如下:
I II III III :I III :II
全流域面积
(万 km2 )
全流域年 流量(亿 m3 )
中下游冲积平 原(万 k m2 )
造地面积/全 流域面积
km2 造地/1012
m3 年流量
长江 180 9;750≈1 万 12。6 7。00/100 12。9
77 580 25 32。46/100 450。0
2。3 倍 16。8 倍
0。50
1:4。6
1:34。9
黄河
江河 对比
由此可见,长江比黄河流域面积大 2。3 倍,年流量大 16。8 倍,而在中下游所
造成的人类最宝贵的冲积平原反而只有一半。长江冲成的 12。6 万 km2 ,供水充足,
是多么宝贵呀!而黄河却能冲成 25 km2 地,也可耕种两季,虽用水稍感不足,更
觉其宝贵!假使人们细想何以黄河能淤出如此大量的土地,正是由于其水少沙多,
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其含沙浓度极高的黄河水已淤成 25 万 km2 土地,我们要尽力据以淤灌它,而且
希望它继续淤出更多的土地,以适应我国人口之众多。如今长江每年只能淤出一
千亩田地,人们嫌其太少太慢,则我们对黄河更应寄以厚望。我们希望黄河有更
多的水土冲下来,而不是保持在上中游不下来。水土保持的目的是保持那里肥沃
的表土,是应该的,合理的。但是已落在河槽里的黄土尽可冲下来,以向下游, 两者并不矛盾。
二、我们要理解,我国是全世界水资源最丰富的国家,外国人说我们只有全
球 7%的耕地,却养活着 22%的人口,就是说我们能从少量的耕地充分利用水资
源以养活偌大人口。凡国家的水资源主要是用在农田上,约占 80~85%。我国夏
季海洋温暖气团登陆的占 70%的全年水量,多半由农作物利用掉,部分多余的成
为地面流即径流,集流成江河,连同地下潜流,成为河中的川流。川流乃是残余
的水资源,部分可以抽起来用于灌溉、工业和生活用水。川流中部分是洪水和人
畜用过后排出的废水。由科学院个别人提出的水资源定义为江河出口综合的年水
量竟不包括植物蒸发量这一大笔水量,于是得出我国水资源贫乏,在全世界排行 第六的错误结论。
我国在淮河以南及东南各省水量有馀,两广年种三季作物,江淮两季半,所
缺的是耕地,不是缺水。黄淮海也勉种两季,东北只种一季,利用冬雪融水亦已
足用。全国唯有西北真正缺水,而可耕地很多,俗称“有水便是地”。总的说来,
我国最缺的是可耕地,通过调节、多年平均年水量尚能养活偌大人口。明白这点, 黄河“水少沙多”,若正确地运用,不是坏事。
三、我们 要 认清,地 区 水土保持 、 干流造坝 等 都是对个 别 工程的设 计 规划
(Infrastructure analysis)。而流域规划运行包括这些个别工程,却是对整体的运
筹(System Engineering 俗误译为系统工程)、是对整个河道,例如对黄河上下游
全面整体的规划。
水土保持对于上游地区农业完全必要,也可能大体上做到。但因黄土层在风
沙堆积的过程中陆续降雨被形成了许多垂直孔洞,可以高达几十米。一遇大雨,
这些孔洞同时被雨水充满。临近河岸的黄土层常一片一片地剥落下来,形成直壁。
所以平面或斜面上的表土及溪沟里的水土可以被保持不动,但大片黄土仍会落入
河道里。这是地质部地下水二队考察的结果,有报告可查知。
当水流经过河床,一定会挟带一定量的泥沙同行。许多测验都证实输沙率 G
略和流率 Q 的平方成正比:G=KQ2 ,除非流尽河干,即 Q=0,河中必有沙流,即
G≠0。故凡河床质为泥沙的河道都非清水的河流,泥沙一定会输向下游。
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水土保持作为农业的措施是可以而且应该做得到的,但把它作为“拦排放”
治河方法中的主要策略是做不到的,是完全错误的。拦河筑坝以蓄水沙,如小浪
底坝,只供有限期的效果,经济上不合理,并非良策,而且相反地,我们需要泥
沙下来造地或淤灌。实际上这种做法是把沙多易淤的困难推给子孙来解决。
四、从整体运筹的角度来看,凡是河流的上游必然在被冲刷,下游在被淤积
的过程中。这是指对一长段河流,经过相当长的时程而言,分析用的统计的方法,
而不是对一定地点,当一定时刻用数学力学方法分析的结果。以两道长堤夹住河
流,在下游欲将挟带下来的泥沙全部排出去。途中水流渐减,坡降渐平,路途加
长,而沿途不淤是不可能做到的。所以“拦、排、放”中排的策略是错误的。以 堤塞排沙,冲出河口,中途不淤,是不可能的。
明末潘季驯用过束水攻沙的治河法没有成功。论理用于个别河段未始不可。
但束水后河段上下两端落差将加大,坡降将加陡,若许多河段这样做,水面纵断
面将超过河道自然落差所许可。这又是一个只适用于个别工程,却不能用于下游 河道整体运筹的治河方法例子。
五、在黄河整体运筹拦排放诸策略中,籍水土保持拦沙于中游既不可能,泥
沙不可能不下送到郑州以下;两堤束流期望排沙出海而不淤中途又不可能;于是
只能指望滞洪区和滞洪水库以放出太大的洪水了。正如《纲要》44 页所述:“分
洪运用的风险和经济损失很大”,“存在问题较多”。于是加筑小浪底水库,估且先
拦沙二三十年,成为对付这水沙沙多的害河,作为防洪的策略,以免继续加高加
固悬河两堤。这里显然没有想采用疏浚的治河方略,因为欲增加过洪能力,疏浚 太费,惟有加高堤最方便而省钱。
六、人们普遍地主张采用拦排放的治河法,不理采拦排无效、放又风险,却
忘了这河曾淤出了世界上最大的三角洲—25 万 km2 ,(世界其他三角洲最大的如
珠江三角洲等只有 1 万余 km2 )它还淤塞了海河、淮河的尾闾,成为一望无际仅
次于已西亚马孙河下游平原的世界大平原。这华北大平原除了自然降水、太行山
下来的山西余水外,两季种植仍嫌水缺。黄河北行时原曾路过这里,其后运河曾
长期作为南北运输大动脉。如今黄淮海平原缺水,当然 要考虑将黄河作为干渠南
北分流。乃黄河治理却规定,河应在两堤约束下排沙,全河流水被派定担任尽量
输沙出海的任务,以免河身继续淤高。按整体运筹的原理,黄淮海平原的水利建
设和整治黄淮海河,原是一件事的两方面。人民责备我们把一件事孤立起来分为
两种规划:“只知一条线,不管两大片”。这种策划殃成了目前黄淮海平原缺水缺
肥,华北水道不能通航的现实。历来学术上普遍性的错误认识,使国民经济遭受
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莫大的损失,未有甚于此者!
七、不破不立,通过否定拦排放策略,人们会自然地认为黄河分流是必要的。
河在郑州以下原属隆凸的三角洲地貌,其干流和各流派分布于全洲。世界上治理
三角洲无不分流淤沙。广东三水以下的珠江、埃及开罗以下的尼罗河、罗马尼亚
土耳恰以下的多瑙河、印度孟加拉下的恒河、巴基斯坦苏库尔以下的印度河,无
不多道分流出海。黄河既已淤高,分流排抄乃据高建瓴之势,能自动刷深河槽, 理由如下:
干流若和支流在同一平面上分流,则其含沙浓度将相等: ? 干 = ? 支 ,两者流
率中支流较小:Q 干 》Q 支 ,由于输沙率和流率平方略成正比:G=KQ2 ,G = KQ 2 ,
干 干
分流 后 ' ' 2
' '2 '
G 干 =
KQ 干
。同样 ,支流的 G支 = KQ支 , 分流后 Q干 《 Q干 ,将 会使
干 干
G ' 《 G ,故水平 分流将使 大河加淤 。但我们 总可以从 闸门上调 节出流
' ' ' '
Q 支 ; 并使 ? 支
》》》
? 干 ,使 G干 》》 G干 ,大河输沙能力 G干 大于上游来沙 G 干 ,
支
支
从而刷深河槽。这需要支流闸门既有溢流口,又有孔口,使能任意调节好 Q '
及? ' 。
支流闸门上游须加修一段平行的堤,堤脚及叉口宜打钢板椿,设计要策安全。闸
门须设两道,一在大河堤内,一在支流两堤间。
八、分流道要在中水和枯水时都长期行水,洪水时有节制地放水。首先打开
人民胜利渠闸门,引黄河水沙分入卫运河,直到天津。中途设站置闸,分流淤灌
河北平原东部,以解决当前缺水之急。现在干的运河已高出地面 4 米以上,