2009年12月4日,中國(guó)科學(xué)院召開(kāi)院士增選新聞發(fā)布會(huì),作為水力學(xué)與河流電力動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家,清華大學(xué)土木學(xué)院水電工程系教授、水沙科學(xué)與水利水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王光謙當(dāng)選技術(shù)科學(xué)部院士。20年追逐河流動(dòng)力學(xué),沉穩(wěn)如王光謙,敘述中完全沒(méi)有黃河流沙翻滾的洶洶氣勢(shì)和驚駭。然而就是這樣平靜的表面下,卻是赤誠(chéng)可鑒的堅(jiān)持與執(zhí)著。
將理想融入中華民族的奮斗史
1978年,王光謙有幸從59萬(wàn)人中突出重圍,成為恢復(fù)高考后的第二批大學(xué)生。他至今清晰地記得,高考成績(jī)348分,剛剛超過(guò)重點(diǎn)大學(xué)分?jǐn)?shù)線(xiàn)兩分,與一心向往的清華大學(xué)失之交臂。后來(lái),他被調(diào)劑到武漢水利學(xué)院治河系,班級(jí)76人,幾乎都是像他一樣的“調(diào)劑生”,他們是“文革”后武漢水利電力學(xué)院治河系第一批學(xué)生,入學(xué)前他甚至對(duì)“治河系”所學(xué)所用一無(wú)所知。
“中華民族的歷史就是一部治河史。”初入課堂,老師的一句話(huà)瞬間點(diǎn)燃了王光謙內(nèi)心的澎湃激情。“當(dāng)時(shí)我們的專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)就是治理黃河,包括國(guó)家其他大江大河的治理。這下我們就高興了。”二十年后再回憶當(dāng)時(shí)的一幕,沉穩(wěn)的王光謙臉上仍舊掠過(guò)了一抹自豪,正是這種自豪與激情,撐起王光謙和同學(xué)們對(duì)治河專(zhuān)業(yè)最初的信心和熱愛(ài),也成為他們?nèi)蘸笸渡碛诖说膭?dòng)力源。
“文革”10年的禁錮,讓沖破了知識(shí)禁忌的1978級(jí)大學(xué)生成為最為用功的一批大學(xué)生。王光謙和同學(xué)們也是如此,每天晚上10點(diǎn)半熄燈后,校園的路燈下、宿舍走廊里都有很多學(xué)生用功苦讀的身影。武漢水利電力學(xué)院治河系1958年設(shè)立,治河系是中國(guó)乃至世界獨(dú)有的專(zhuān)業(yè),又經(jīng)歷了10年浩劫,學(xué)習(xí)資料少得可憐,王光謙的專(zhuān)業(yè)教材都是老師自己動(dòng)手刻臘板、手工油印的。大學(xué)期間,老師帶著治河系學(xué)生參觀三門(mén)峽水利工程,滔滔黃河水,河邊凜冽的夾雜著沙子的大風(fēng)、寸草不生的沙丘……震驚了這個(gè)江漢流域長(zhǎng)大的孩子。但是王光謙同時(shí)看到了三門(mén)峽工程由于泥沙淤積造成的遺患,當(dāng)時(shí)又值長(zhǎng)江干流第一座大型水利樞紐工程葛洲壩工程建設(shè)期間,泥沙淤積問(wèn)題的日益凸顯,工程未來(lái)的使用價(jià)值令人擔(dān)憂(yōu)。
“治河”二字的分量在王光謙心中陡然增加,“責(zé)任”壓上肩頭——兒時(shí)課本上大禹治水的故事,而今即將成為自己未來(lái)投身的事業(yè)。
在當(dāng)時(shí),搞水利是非常艱苦的。三門(mén)峽水庫(kù)施工時(shí),清華大學(xué)水利系曾有很多專(zhuān)家和學(xué)生常年駐守工地,參與設(shè)計(jì)施工;在鄭州水利部黃河水利委員會(huì),有4萬(wàn)人為黃河治理問(wèn)題忙碌著。但是王光謙似乎覺(jué)得這一切都是他應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。他的畢業(yè)論文就是“關(guān)于黃河泥沙準(zhǔn)確測(cè)量”問(wèn)題的論述,為此他還特意去了三門(mén)峽水庫(kù),在黃河水利科學(xué)研究所,聽(tīng)到總工程師講黃河治理的種種難題,想到自己的理想,王光謙心中不禁豪情翻涌。對(duì)于他們這一代新水利人來(lái)說(shuō),那是一段激情燃燒的歲月,他們都曾在內(nèi)心里發(fā)誓:“一定能夠把黃河治理好。”自從王光謙的雙腳第一次站在了黃河岸邊,就再未離開(kāi)。
青年人要敢挑擔(dān)子
1982年,王光謙和同班的另外兩名同學(xué)一同考上清華大學(xué)水利系,攻讀水利工程碩士研究生,師從著名水利專(zhuān)家夏震寰、費(fèi)祥俊。歷經(jīng)曲折的中國(guó)水利專(zhuān)業(yè),終于又迎來(lái)一批新的接班人。王光謙的專(zhuān)業(yè)方向是泥沙運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)理論研究,也就是河流動(dòng)力學(xué)。一旦摸清河流泥沙流動(dòng)規(guī)律,就能對(duì)各條大江大河的泥沙治理問(wèn)題給出相應(yīng)答案。他從心里認(rèn)定了這個(gè)專(zhuān)業(yè)。
與自己的老師相比,王光謙他們無(wú)疑是幸運(yùn)的,走進(jìn)清華園的時(shí)候,迎接他們的是中國(guó)改革開(kāi)放、開(kāi)始重視知識(shí)的科學(xué)的春天。然而,壓力也迎面而來(lái),他們站在了水利專(zhuān)業(yè)嚴(yán)重?cái)啻臋M截面上,一邊青黃不接,一邊經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展,全國(guó)大江大河水利工程陸續(xù)論證、上馬,急需水利工程專(zhuān)業(yè)人才對(duì)工程各項(xiàng)基礎(chǔ)問(wèn)題把關(guān)。專(zhuān)業(yè)老師拼命教,學(xué)生們拼命學(xué),但人才還是跟不上。
中國(guó)第一位在美國(guó)攻讀博士學(xué)位的水利專(zhuān)家黃萬(wàn)里先生,當(dāng)時(shí)已經(jīng)86歲高齡,還堅(jiān)持給他們上課。王光謙與這位大師有過(guò)相當(dāng)多的交流,這是一段令王光謙難忘的時(shí)光,更是讓他倍感壓力的日子。“黃先生曾經(jīng)連續(xù)給我們開(kāi)過(guò)七次講座,給我們傳授他的理論體系。”黃萬(wàn)里彼時(shí)雖已耄耋之年,上課時(shí)仍舊一絲不茍——雪白的西服、紅領(lǐng)帶,大師風(fēng)范盡顯。王光謙首先從黃萬(wàn)里身上感受到科學(xué)的尊嚴(yán)。
王光謙最難忘的,則是黃萬(wàn)里的眼淚。“上課時(shí),講到國(guó)家水利工程建設(shè)上出現(xiàn)的一些問(wèn)題,而他又無(wú)力糾偏時(shí),黃先生總是淚流滿(mǎn)面,他不住地自責(zé)科學(xué)家沒(méi)有盡到自己的責(zé)任,中國(guó)人才還是不夠。他一哭,我們就受不了了。”王光謙笑了一下,然后好一會(huì)兒沉默不語(yǔ)。
黃萬(wàn)里和前輩大師們心系祖國(guó)水利事業(yè),甚至不惜自己的一切,讓年輕的王光謙刻骨銘心。他從此牢記一個(gè)科學(xué)家應(yīng)有的品質(zhì),也感受到了前所未有的壓力。
1992年,王光謙博士后出站。
1993年,王光謙出任清華大學(xué)水利系泥沙研究室主任,時(shí)年31歲。清華大學(xué)泥沙研究室是錢(qián)寧院士一手創(chuàng)建的,擔(dān)任室主任就是接過(guò)了老師們的重托。
跨越半個(gè)世紀(jì)的光陰,在前輩殷切期待與國(guó)家發(fā)展的迫切需要中,王光謙咬緊牙關(guān)告訴自己要頂住壓力,扛起擔(dān)子。
王光謙坦言剛工作的那幾年,他很絕望。不但沒(méi)有了老師的指導(dǎo)、前輩的保護(hù),一切靠自己判斷、摸索,還要帶領(lǐng)一支隊(duì)伍,對(duì)國(guó)家和人民負(fù)責(zé)。水利專(zhuān)業(yè)不是一個(gè)理論專(zhuān)業(yè),它所得出的每一個(gè)結(jié)論,都將轉(zhuǎn)換成國(guó)家政策或水利工程,直接關(guān)系到百姓生產(chǎn)生活安全。這個(gè)專(zhuān)業(yè)的魅力與壓力,都在于此。
三峽工程壩區(qū)泥沙模型試驗(yàn)研究是王光謙博士后出站后,在清華大學(xué)水利系參加的第一個(gè)重要工作。三峽工程泥沙問(wèn)題是爭(zhēng)論時(shí)間最長(zhǎng),也是我國(guó)工程泥沙研究投入力量最大的課題。王光謙和同事們用了5年時(shí)間,成功證明經(jīng)過(guò)80年的泥沙淤積,三峽水庫(kù)的庫(kù)容從剛建成的398億立方米減少到220億立方米,達(dá)到?jīng)_淤平衡,以后也能夠保持近200億立方米的有效庫(kù)容,不會(huì)出現(xiàn)泥沙淤積使三峽水庫(kù)報(bào)廢的局面。他們?yōu)槿龒{工程增加了一道保險(xiǎn)鎖。
此后10年間,在黃河治理研究之余,王光謙帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后參與了三峽大壩截流、南水北調(diào)中線(xiàn)調(diào)研等重大工程。上世紀(jì)90年代以來(lái)所有國(guó)家重大水利工程項(xiàng)目中,都有王光謙的身影。他也因此先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)及10余項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。
由于1998年的大洪水給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活帶來(lái)了深重影響,國(guó)家更加重視并加強(qiáng)了與洪水相關(guān)的災(zāi)害研究。在國(guó)家自然科學(xué)基金委工程與材料學(xué)部原水利學(xué)科主任陳式慧的建議下,“江河泥沙災(zāi)害形成基理及防治措施”課題得以立項(xiàng)。“這個(gè)國(guó)家"九五"期間最大的項(xiàng)目,被出乎意料地交由當(dāng)時(shí)還只有30多歲的倪晉仁和王光謙帶領(lǐng)一群年輕人來(lái)完成。“擔(dān)子越重我們的團(tuán)隊(duì)越有向心力,結(jié)果證明,我們沒(méi)有辜負(fù)人們的信任和期望。”王光謙說(shuō)。
“如果說(shuō)我們現(xiàn)在還有點(diǎn)成就,都是壓力壓出來(lái)的。”王光謙時(shí)常回想初出茅廬便要獨(dú)當(dāng)一面的壓力,黃萬(wàn)里先生的眼淚、國(guó)家項(xiàng)目的重要性,都曾讓他心生惶恐。走到今天的高度,王光謙頗有感慨:“青年人要敢于挑戰(zhàn),敢挑擔(dān)子。社會(huì)與單位,也要給青年人充分的空間和信任。”
治理黃河是一項(xiàng)系統(tǒng)工程
上世紀(jì)50年代,我國(guó)社會(huì)上曾流行一句新民諺:“圣人出,黃河清”。這其實(shí)是百姓對(duì)黃河水患根治的一個(gè)熱切愿望。王光謙還記得同專(zhuān)業(yè)的一個(gè)學(xué)弟就叫黃河清,黃河水患之?dāng)_,百姓愿望之強(qiáng)可見(jiàn)一斑。而王光謙所研究的,恰恰是黃河能否澄清的問(wèn)題。
從攻讀博士生開(kāi)始,王光謙的專(zhuān)業(yè)方向就是高含沙水流問(wèn)題,這是黃河特有的現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題,王光謙已經(jīng)堅(jiān)持研究了20年。20年來(lái),泥沙將他與黃河連在一起。
說(shuō)起河流泥沙,必然要說(shuō)起黃河。這條桀驁不馴、多災(zāi)多難的河流,曾被稱(chēng)為中國(guó)之憂(yōu)患,關(guān)于黃河洪水災(zāi)害,史不絕書(shū)。治理黃河,歷來(lái)是中華民族安民興邦的大事。“黃河的問(wèn)題就是泥沙的問(wèn)題。”王光謙說(shuō),中國(guó)水庫(kù)泥沙淤積嚴(yán)重,例如黃河三門(mén)峽水庫(kù)因淤積損失庫(kù)容57%,青銅峽水庫(kù)78%,大渡河龔嘴水庫(kù)80%,汾河水庫(kù)45%,全國(guó)水庫(kù)因淤積總庫(kù)容損失達(dá)40%。因此在多沙河流上修建大型水利樞紐工程,水庫(kù)泥沙淤積問(wèn)題是面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,甚至決定著工程的成敗。我國(guó)在這方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是非常深刻的。黃河干流的三門(mén)峽水庫(kù),設(shè)計(jì)時(shí)以防洪發(fā)電為主,沒(méi)有認(rèn)識(shí)到泥沙淤積的重要影響。水庫(kù)運(yùn)行兩年后,泥沙在庫(kù)區(qū)大量淤積,潼關(guān)高程急劇抬升,使得匯入庫(kù)區(qū)的支流渭河尾閭水位不斷抬高、泄水不暢,八百里秦川和古都西安遭受洪水和鹽堿化的嚴(yán)重影響,不得不對(duì)工程進(jìn)行大規(guī)模改建,增加排沙洞排沙。在水庫(kù)運(yùn)用方式上,放棄了“蓄水?dāng)r沙”,采用“蓄清排渾”的運(yùn)用方式,保證了水庫(kù)發(fā)揮部分效益。在黃河中,每立方米水中的含沙量最高能達(dá)到1600公斤,這是驚人的,造成的后果就是在黃河下游形成地上河。在開(kāi)封,地上河最高超過(guò)地面13米,而黃河下游的河床高度,還在以每年10厘米的速度往上增高。“任其發(fā)展,后果將不堪設(shè)想。”
除了泥沙淤積,在過(guò)去20年中,黃河還在不斷發(fā)生著其他變化。王光謙曾經(jīng)看到的水量充足的黃河,上世紀(jì)70年代中期以后每年都斷流;小浪底水利工程作為緩解上游泥沙進(jìn)入黃河,并不能長(zhǎng)遠(yuǎn)解決問(wèn)題……水利部原部長(zhǎng)汪恕誠(chéng)曾針對(duì)黃河問(wèn)題提出“四不”,即河道不斷流、堤防不決口、污染不超標(biāo)、河床不抬高。在“四不”要求中,有三項(xiàng)是王光謙研究的領(lǐng)域,而有效做到這三點(diǎn),黃河的安全就有保證。
河道不斷流。上世紀(jì)70年代以來(lái),沿黃地區(qū)對(duì)黃河水資源進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用,引用水量劇增,黃河斷流頻繁發(fā)生。斷流的原因是用水超過(guò)黃河的供水能力,解決的辦法是進(jìn)行黃河全流域統(tǒng)一的水量調(diào)度,合理分配使用水資源。王光謙積極參加水量調(diào)度系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作,帶領(lǐng)清華大學(xué)教師和研究生組成的課題組,數(shù)十次到鄭州黃河水利委員會(huì)水量調(diào)度局,完成黃河流域水量調(diào)度系統(tǒng),為確保母親河不斷流提供技術(shù)支撐。現(xiàn)在,王光謙帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為黃河沿途各省取水制定了按比例分配的原則,同時(shí)開(kāi)發(fā)了一套軟件管理系統(tǒng),加上小浪底水庫(kù)的蓄水功能,也使黃河水資源更加充沛,基本解決了黃河斷流問(wèn)題,2006年,王光謙因此獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
堤防不決口。王光謙帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)黃河調(diào)水調(diào)沙工作進(jìn)行關(guān)注,同時(shí)針對(duì)黃河下游游蕩性河道的特質(zhì),摸清黃河河道變化規(guī)律,為保持黃河下有百年安瀾、減小決口的危險(xiǎn)努力貢獻(xiàn)。2008年,王光謙再次獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
河床不抬高。“黃河泥沙源于黃土高原,但是我們致力于通過(guò)一定工程措施減緩泥沙淤積速度。”隨著一個(gè)問(wèn)題一個(gè)問(wèn)題的解決,王光謙也從而立之年步入不惑,對(duì)黃河治理的態(tài)度也在不斷發(fā)生著變化。“當(dāng)年意氣風(fēng)發(fā),一心要讓黃河問(wèn)題在我們這一代人手上解決,結(jié)果往往讓自己一籌莫展。”他開(kāi)始重新品味毛澤東說(shuō)的話(huà)“要把黃河的事情辦好”,可見(jiàn),治理黃河是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程。他終于明白,其實(shí),治理黃河首先要維護(hù)黃河“健康”,科研工作也必須遵循規(guī)律一步步推進(jìn)。
王光謙和同行們已經(jīng)開(kāi)始設(shè)想把高含沙水中的沙通過(guò)河底管道直接輸送到海里,同時(shí)把水還回黃河中去。“或許等將來(lái)科技發(fā)展了,這個(gè)辦法將根治黃河千百年來(lái)的水患,但是現(xiàn)階段條件不具備時(shí),自己所需要做的就是協(xié)助政府,做出正確決策。”從一門(mén)心思地“根治”,到能夠辯證地看待黃河問(wèn)題,似乎這些水利人和黃河都有些釋然。從“人定勝天”到和諧共生,王光謙做到的不僅是科學(xué)研究方法上的改變,更是人與自然關(guān)系方面認(rèn)識(shí)的深化。
泥沙研究就在中國(guó)
1989年王光謙博士畢業(yè)參加工作時(shí),每個(gè)月工資120元人民幣。而那時(shí)在美國(guó)讀書(shū)的博士研究生,每個(gè)月工資就能拿到1500美元。王光謙也有無(wú)數(shù)次機(jī)會(huì)可以出國(guó),他卻從未動(dòng)心。
“我國(guó)河流眾多,其中流域面積在100平方千米以上的河流達(dá)5萬(wàn)多條,流域面積在1000平方千米以上的有1500多條。這些河流具有兩個(gè)突出特點(diǎn):一是水資源在時(shí)空上分布極不均勻;二是不少河流,特別是北方河流,由于水土流失嚴(yán)重,大量的泥沙從流域內(nèi)侵蝕而下,并被輸移到河流中,使得河流挾帶了大量的泥沙,造成河道和水庫(kù)的嚴(yán)重淤積抬高,這不僅給水利水電工程建設(shè)帶來(lái)了許多問(wèn)題,也給河道防洪、沿岸工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人民生活帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。與水資源問(wèn)題相比,泥沙問(wèn)題在我國(guó)尤為突出。因此泥沙問(wèn)題的研究具有重要意義。”
“中國(guó)有世界上最復(fù)雜的江河,水利又關(guān)系到國(guó)計(jì)民生,國(guó)家最重要的事情在于此,我就應(yīng)該堅(jiān)守。”他是這樣淡淡地解釋自己的理由。他總認(rèn)為自己和前輩們相比已經(jīng)不知幸福多少倍了,當(dāng)年黃萬(wàn)里、錢(qián)寧這些老先生到黃河考察,騎著毛驢,走幾十天也走不完全程,現(xiàn)在交通便捷,王光謙2007年隨全國(guó)政協(xié)常委視察團(tuán),24天穿越黃河流經(jīng)8個(gè)省區(qū)對(duì)黃河沿岸社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和黃河本身進(jìn)行調(diào)研,不到一個(gè)月時(shí)間就幾乎走完了黃河全程。
他也時(shí)常想起自己求學(xué)時(shí)的艱苦環(huán)境,在改革開(kāi)放之初的年代,國(guó)家還無(wú)力重視地區(qū)交通建設(shè),水利工程所在地往往地處偏僻,交通極為不便,而現(xiàn)在,水利設(shè)施則是當(dāng)?shù)刈钪木皡^(qū)。在“景區(qū)”里工作,已經(jīng)讓王光謙心里十分滿(mǎn)足。他經(jīng)常自豪地說(shuō):“在中國(guó)的版圖上,我沒(méi)有盲點(diǎn)。”
自豪不僅體現(xiàn)于此。“目前我國(guó)圍繞大型水利工程開(kāi)展的水庫(kù)泥沙研究代表該領(lǐng)域的世界領(lǐng)先水平。”王光謙說(shuō)起這句話(huà)底氣十足。這才是他最引以為豪的。
二十年來(lái),每年王光謙都要去黃河沿岸調(diào)研多次,一共去過(guò)多少次他早已記不清了。作為年輕的全國(guó)政協(xié)常委,王光謙對(duì)黃河的關(guān)注也逐漸超越了專(zhuān)業(yè)范疇,涉及黃河流域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、民生。近年來(lái),國(guó)家政策支持下,黃河發(fā)生的變化也讓他不斷感到驚喜,對(duì)黃河的未來(lái)越發(fā)充滿(mǎn)希望。“記得2005年前后去黃河上游支流考察,兩邊的山還是光禿禿的,一棵樹(shù)都沒(méi)有,水土流失嚴(yán)重,莊稼也長(zhǎng)不好。流入黃河的水都渾濁不堪,而等到2007年之后,就發(fā)現(xiàn)兩邊的山開(kāi)始有植被覆蓋,匯入黃河的水已經(jīng)是清水。退耕還林還草的成果開(kāi)始顯現(xiàn)。”萌發(fā)的綠意帶給王光謙治理黃河的更大信心,“泥沙研究就在中國(guó)