2023年12月22日 星期五
三峡大坝的早期科学考察
□ 张九辰

    长江洪涝灾害严重,兴修水利、根治水害是中国人的长期梦想。从1919年孙中山的《建国方略》,到1992年全国人大通过《关于兴建长江三峡工程的决议》;从1932年国民政府组建长江上游水力发电勘测队,到2006年三峡大坝全线竣工,三峡工程经历了近90年的勘测、设计、论证与建设过程。在水利工程建设之前,基础科学研究要先行启动,围绕三峡大坝建设开展的科学考察,成为早期科学研究与经济建设结合的典范。

    90年前的短暂“三峡梦”

    20世纪30年代至40年代,当时的国民政府曾经组织勘测并论证三峡修建水利工程的可能性。在国际上影响最大的,当属美国垦务局水坝专家萨凡奇提出的YVA计划。萨凡奇在世界各地设计过60多座水坝,当时世界上最大的4座水坝均由他主持设计。应国民政府资源委员会的邀请,萨凡奇曾两次赴三峡考察,并撰写了《扬子江三峡计划初步报告》。报告提出在三峡建立高坝,用于发电、蓄洪、航运等。为了在抗战胜利后建设三峡工程,国民政府资源委员会于1944年成立了三峡计划技术研究委员会,并在两年后与美国垦务局签订合作协议,派出60余位技术人员赴美学习。

    随着社会经济状况日趋恶化,国民政府无法支持巨大的工程耗费,同时因国力基础和工业水平薄弱,水利工程产生的巨大电力无处可用。1947年4月,三峡工程筹备工作暂停。虽然水坝建设计划暂停,但这个阶段的科学考察报告完好地保存下来,为新中国的长江水利建设奠定了基础。

    早期科学考察留下重要资料

    三峡工程前期调查包括地质考察与钻探、经济调查、土壤调查。其中,中国地质调查所承担了坝址地质考察,中国地理研究所参与了水库淹没损失调查工作,而土壤调查因资金不足未能启动。

    坝址的选择要考虑地质构造基础。1946年,中国地质调查所的地质学家们组成了三峡坝址地质考察队,对萨凡奇选择的坝址进行考证。考察队员白天或攀登悬崖、或乘坐木船沿江勘察、或钻溶洞测量,夜晚则守在昏暗的油灯下整理笔记和对岩样、地层进行详细地划分。他们调查了坝区地层、构造、岩石、地震等问题,并对萨凡奇提出的每一处岩样进行了地质测绘。萨凡奇选择坝址时侧重水力资源的利用,但忽视了岩溶渗漏问题。幸好考察队通过考察发现了岩溶地区的核心问题是渗漏,这成为后来三峡工程勘测的重点之一。

    在地质学家调查的同时,中国地理研究所与经济研究所联合组成的经济调查队也在野外调研。考察队员通过实地调查和访问,对沿江可能淹没的土地、人口、房屋,以及工商业、交通道路进行价值估算。野外工作结束以后,队员们对水库淹没损失作了分类和分区统计,编写了《川东鄂西三峡水库经济调查报告》。

    在1948年秋季的解放战争中,保存在国民政府资源委员会全国水力发电工程处的报告被运送到江苏苏州保存。这些资料在新中国成立以后的三峡水利建设中发挥了重要作用。

    科学考察衍生“副产品”

    三峡地区地质构造复杂,是科学考察的“圣地”。20世纪20年代,中国地质学家李四光等人来到三峡,建立起峡区的地层层序,现在仍被作为峡区地层划分的依据。李四光还首次研究了那里的砾岩,并称其为鹞子砾岩。考察结束后,他在同年《中国地质学会会志》上发表了《长江峡东地质及峡之历史》,认为砾岩的形成是因为这段长江从东向西流(与现在的流向相反),把东面的砾岩带到了西面并沉积。对鹞子砾岩成因问题的探讨,引出了古代长江是否反流的重大问题,在当时引起了学界的讨论。

    中国地理所的考察队员施雅风途经鹞子岭,经考察认为砾岩中的变质砾石来源于香溪支流,是三峡形成以后的第四纪沉积,而不是李四光设想的第三纪初期长江上游反向西流的堆积。1948年施雅风在《地理》杂志上发表了《三峡区鹞子砾岩成因的探讨》,提出了新的解释。

    工程地质学是一门研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的新型学科,直到20世纪20年代到30年代才出现。中国地质学家在三峡考察时,拿着加拿大人撰写的《工程地质学》边干边学,开始了工程地质学的实践与研究。在三峡水利工程地质考察的推动下,中国地质调查所于1947年成立了工程地质研究室,围绕水利工程建设开展前期地质考察,推动了工程地质学的进步。

    (作者系中国科学院自然科学史研究所研究员)

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