国家人民。拟请本学期开始重新讲课,只授一课:《水经论丛》。每周讲两小时,
分两次,专对研究生(博士生等)及教师。内容皆为本人的创作,欢迎群众批评
讨论,内含当今亟待研究的水利学各项课题。将写出讲义,最后成书。内容如下:
(可能有修改)
《水经论丛》 篇次、章次 一、 论江河的治理:
1。 长江的治理,三峡工程的问题
2。 黄淮海河的治理
3。 江河治理的方略
二、 工程水文学与自然地理学:
1。 气象学与气候学
2。 地质学与地貌学
3。 水文学原理
4。 水资源的定量
5。 洪水的定量
156
三、 高等水力学:
1。 高等明渠水力学
2。 水沙流力学
四、 水利工程规划:
1。 原理
2。 方法
五、 水工建筑与输水工程原理:
1。 坝工要论
2。 闸门建筑概论
3。 输水工程设计原理 请审核批示。
黄万里
1998 年 7 月 25 日
同志们:
四十天来长江全流域发大水,大家天天紧张地看电视、看日报。眼见江水齐
岸、湖岸出险,对于抢救人们的奋斗精神多么佩服!想到自己无能为力,又是教
育人们的水利工作者。显然长江只用堤防一法是不够的,对于人力财力是极浪费
的。这洪峰范围大,历时又久,峰后退水期间防守更艰苦。人们想筑高坝拦洪减
峰,江洪不象黄河,不是尖峰,其减峰效果很小。又说要改在低水位下行洪,显
然是做不到的。所以我们必须考虑另用浚河、疏水等方法。这些正是治河的问题,
而我系偏偏又没有这门课。当前用的治理江河的方法是不合适的。通常我国发洪
水一般是南涝北旱、或南旱则北涝。如今大水遍及南北:连渭河、黄河、松花江
也同时发洪。今后几年这个所谓“男婴”“女婴”、EL & La Neno 问题、大洪水问
题受制于气象、地貌等自然地理问题。它的定量计算除数学力学方法外,还需用
到概率统计法。除了设计运行外,必须有实地经验。1934 年我改学水利,读博士
是以自然地理学为第一副科、数学为第二副科。回国后不是当官或任教,而是甘
受低薪低位,在土地上实地干起,十多年后才从事教育。我训练过三、四十位工
程师,如今他们都过世了。希望同志们听听我的《水经论丛》,我希望弥补我以往 教学的缺点,请同志们多提意见,一起讨论。
157
黄万里又及
致教育部高等教育司的一封信
教育部高等教育司:
对于高教司 1998 年颁布的专业介绍中 0808 水利类(152 页)笔者有些不同的意 见,请考虑:
1.水利工程及其学科水利工程学有 8 类,以治河工程学为主,其中主要是防
洪工程学,其它 7 类都需要防洪的知识。所以凡是水利工程学系中没有设立防洪
或治河工程学这一课或学科,就不得称为“水利工程学系”。它是国家各种建设企
业中最大的部门。至今世界上其学术内容争论不已,治河方法意见分歧。我国江
河的治理和防洪方法也是如此,这方面学术很低。学校里没有设立这一门课程, 缺乏专家,可能是主要原因。
2.不宜称谓“水利水电工程”,水电只是 8 种水利工程之一。以往如此称名
主要因为国家分别设有水利部和水电部,大学考虑到经费支持,于是抛出了这一
不伦不类的名称。详见附文《治河方略概说》第 2 页'1' 。又“航道”和“水电”
分属于总的水利工程学,宜分别为 080801 和 080803。还应另设 6 类水利工程,
见附文 2 页的表。
3.水文学是水利工程学的一门基础技术学科,本身不是工程。前者支持后者
的知识。水文学要提供工程所需的水资源和洪水两项定量资料。水资源不得和水
文并立,“水文与水资源工程”名称根本不通,更不得作为一项“工程”而列为
080802。附文《治河方略概说》'1 ' 。
清华大学教授黄万里
1999 年 9 月 20 日
注 释: '1'附文《 治河方 略概说》 略。所 言内容, 请参考 本文集《 水经概 论·治水 原理》 第一篇。
158
黄河治理
对于黄河三门峡水库现行规划方法的意见 *
(1)总说
一、关于现行综合利用的规划方法之不合理问题
现用的确定正常高水位(ΗΠУ)的方法,假定了一定的防洪库量和灌溉亩
数来推算经济坝高,不过是一种单按动力经济核算的规划,不能说是一个通过全 面经济核算的综合水利规划。
全面的综合水利规划的理论和方法在现有文献中尚未见到,下面是笔者 1951
年研究的一部分结果——区域经济水利规划理论,内容还没有达到完善的阶段。
水库库量 V(公方)是跟着下列各种水利目标对于水库所要求的调节水流的
程度而定的:(1)水库减洪到达的程度 Qmr (例如在三门峡规划中可有 8;000、
6;000、4;000、2;000 或 1;340 秒公方等不同目标);(2)灌溉亩数或农产增值 A(可
有 2×107 、4×107 、6×107 亩,或粮食若干斤);(3)发电 KW;(4)航运吃水深
度 h;(5)给水人口 P。若以数学式子表示之,V 为五个变数的函数:
mr
V = V (Q
; A; KW ; h; P)
(1)
按照社会主义国民经济有计划地按比例发展的规律,对于一定区域在一定时
期每项水利目标要发展到一定的计划程度,在这些目标里本工程——例如三门峡
坝负担其中一部分或全部分任务,其他则由别的工程负担(如堤工、抽水灌溉、
火电等)。令 X 为本区域各目标的全部工程总费以及常年维持费折旧费等依据抵
偿时期所折合的总投资(严格地说,X 还应包括本区域内五项目标按发展计划所
要求的全部任务的总投资)。对于一定的坝高程 Y 及其相应的库量 V,这五个变
数就有某一种最好的配合和运用法,使得 X 最小。经济坝高或其相应的ΗΠУ、
或经济库量应按下式决定:
dX ?X dQ ?X dA ?X dKW ?X dh ?X dp
= mr + + + + = 0
(2)
dY ?Qmr dY
?A dY
?KW dY
?h dY
?P dY
上式中右方末两项航运和给水需水较少,较易附带地照顾,故在经济比较中可暂
* 1956 年 5 月向黄河流域规划委员会提出,发表于《中国水利》1957 年第 8 期第 26…29 页。
159
略去不计:
+
dX = ?X dQ
?X ?X
dA + dKW = 0
(3)
?Qmr
mr ?A
?KW
应该指出,三门峡现规划的 HIIy 都是片面地按下式定出的:
?X Qmr
= 6;000秒公方
= 0
(4)
?KW
A = 4 ×107 亩
(2)关于防洪的经济
同样,我们也可以,而且应该,假定一定的 A 和 KW,去研究各个不同 Qmr
值中的那个最经济的值:
?X
= 0
?Qmr
(5)
?X
这样做时,正像现规划中研究 时把火电来同水电比较考虑一样,对于一定
?KW
概率(Вероятность)的洪水,除了用筑坝减洪的方法以外,还应拿其他防洪方法
来和它比较,以得出一个最经济的 Qmr ,Y 及 V。四千年的治河经验使得中国先
贤在世界上在千年以前最早地就归纳出了四种防洪的方法:沟洫或拦河蓄水,堤
工堵水,束水浚深治河及缺口疏水。另外,近四十年来中外学者融合了德国人治
河的理论和经验又积累了不少新的知识。忽视这些知识,认为有了坝就可以解决
下游防洪问题,是不妥当的。我们必须把堤工、治河工、疏水工来和筑坝工程比
?X
较,亦即在 的 X 中要包括部分坝工、部分堤工、治河工等综合的费用。
?Qmr
认为有了坝后可以省掉目前每年 2×107 元的防汛费(邓子恢副总理报告)是
不正确的。认为水土保持后黄河水会变清是歪曲客观规律的。相反的,出库的清
水将产生可怖的急速冲刷,防止它要费很大的力量。较长期的 Qmr =6;000 秒公方
的清水可能要比短期的 10;000 秒公方的浑水难以防治,就是一年四季只 600 秒公
方的清水也是不易应付的。
总之,“有坝万事足,无泥一河清”的设计思想会造成历史上严重的后果。坝
的功用不过是调节流率,从而替治河创造了优良的条件,但却决不能认为有了坝 河就可已经治了。
似乎 Qmr =4;000,甚至 2;000 都应考虑比较一下,黄河里防堵清水的办法还须
大大地费一番研究工夫。
160
?X
当然从 = 0 的分析所得的结果也只是一种片面的、单通过防洪经济核算
?Qmr
的规划。
(3)关于灌溉的经济
同样,我们也可以,而且应该,假定一定的 Qmr 和 KW,去研究不同灌溉亩
数 A 中的一个最经济的亩数:
?X
= 0
?A
(6)
?X
正象规划中研究 时把火电来同水电比较一样,我们应该把他处灌溉亩
?KW
数 A? 的工程费成本(A+ A? =本区域内国民经济计划所要求的一定总亩数)综合在
X 中一起来考虑比较。
显然,把 A 确定为 4×107 亩由三门峡库负担,说是国家经济计划委员会订定
的,这样做是不合理的。计划委员会只能按社会主义生产按比例分配的发展规律
在一国内或一区域内订出总亩数,但却不能对于某一地点的水库硬分派负担一定 的灌溉亩数,这仍要看经济成本是否化得上而决定的。
目前农业发展计划对于灌溉亩数要求增加,式(1)中 KW 对 A 恐要让步。
假使另无水源,点滴水都要利用,则 A 在五项中可能成为突出的重点。这样,分
析时反倒会变得简单些。
在缺水的情况下按作物需要随时都充分供应的办法就未必合理。应该考虑把
宝贵的调节水只供每年五、六月份最迫切的缺水季节中用,在其他季节给一部分,
但不必蓄他月之水来供 7、8 月份多水时季放之用。这一建议改变了原订的呆板的
灌水的运用法,不仅可以节省水量,多灌亩数,而且可以大大减省库量(见下节), 是有重大意义的。
?X
当然,从 = 0 的分析所得的结果也只是一种片面的单通过灌溉经济核算的
?A
规律。
(4)最经济的水库运用法
如果每一公方的库量能兼为各种目标服务,则水库的效用就可发挥得最高。
这在中国的水文情况下是可能做得到的。每年七、八、九月的洪水期是呆定的,
这期间的雨量占全年的 70~80%。在这期间应该不再需要蓄他月之水来灌溉。我
们可于七月初把库水放低到死水位,每年七、八、九月三个月全部有效库量专为
161
防洪用;其余各月专为灌溉用,要这样去规划不同作物的种类和灌溉亩数,兼顾
到下游调节的可能性,使得各月出库流率尽量均匀些,以便照顾水电。
七、八月水库中不为灌溉服务,下游农田尽可依靠自然雨量。万一多雨的七、
八月也遇旱,则仍可依靠通过水库及伊、洛、沁河的自然水流。万一这些水仍嫌
不够,则因五、六月份已灌足了两次,如今少灌一些,并不至于有很大妨碍,不
必对此