自序
在過去的50年裏,我一直努力與河流相處。一方面,我希望能減少洪水災害;另一方面,我必須考慮與環境和諧共存。我本是加州大學柏克萊分校的土木與環境工程學系資深教授,現已退休。
本書的主要目的,是向大眾介紹河川治理、洪患與乾旱、河川水利環境分析和長江三峽大壩等知識。書中分享的包括三峽大壩竣工後幾年的長江河川數據。
我於1929年7月13日在北京出生,1949年8月自上海高中畢業後,父母便將我送到美國。我很幸運地在密歇根州遇上我的愛妻,並於加州大學柏克萊分校在敬重的漢斯·阿爾伯特·愛因斯坦教授(Hans Albert Einstein, Albert Einstein之子)門下學習。老師鼓勵我發揮更多創造力,於是要我研究自選的主題,而不是繼續他的研究。我親愛的妻子也改變了我的生活方式,鼓勵我更努力學習和工作。
這兩個人都深深影響了我,因此這本書要獻給我的導師和我的愛妻。
導師漢斯·阿爾伯特·愛因斯坦教授。
與愛妻近期在黑海郵輪上拍攝。
由於我的主要研究方向為河川治理與分析,所以朋友們最常向我提出的三個問題包括:
- 我們在治理洪水和乾旱上花費不少金錢,那真的能解決問題嗎?就這些問題當前的知識和未來的發展方向為何?
- 很多人都說應與環境和諧共處。在這方面我們需要做些甚麼?
- 你對三峽大壩的看法為何?你能提供一些關於大壩的技術資訊嗎?
因此,本書的第一個目的,是根據我的經歷跟大眾談談這三個相當重要的問題。我相信對於河川開發與水資源專家而言,這本書也會很有幫助。
本書第1章將淺談世界水資源問題。我們一方面為了發展而與水爭地,另一方面又因用水增加而與其他生態物種爭奪食水。海水淡化需要耗用許多能源和資源,除非其成本能大幅下降,否則水資源短缺的問題將比能源短缺更為嚴峻。我曾參與一些國與國之間的水資源鬥爭案例,我亦會在第1章簡短描述。
1993年,密西西比河洪水過後,美國國會委任了一個特別委員會檢討美國的所有防洪政策。我也是委員會12名成員之一。一年後,委員會提出建議,隨後這些建議皆被政府和社會大眾採用。這會在第2章有關洪水與乾旱的內容中討論。
1996年,我在加拿大魁北克省為兩年一度的水力研究國際協會發表一些方針,以下為三組類型河流的生態水力分析總結。我在本書第3章還會描述其中兩項計劃的細節。
第一類型是確定某些優勢物種的需求,並嘗試為這些優勢物種改變河川,以提供適合的條件。我以下述計劃為例。
美國墾務局計劃在內布拉斯加州(Nebraska)的尼歐布拉拉河(Niobrara River)建立大壩作供水之用。這條河的某段河段屬瀕臨絕種物種美洲鶴(Whooping Crane)的遷徙路徑。在一個月內,我們每天利用飛機觀察沙丘鶴,並採用嚴格的水庫操作機制,務求能營造滿足沙丘鶴和美洲鶴的環境。
至於第二類型,假若河川內的生物不存在單一優勢物種,多個優勢物種的需要可能互有衝突。遇到此狀況我們就不能根據單一生物需求而改變河川,反之應盡可能恢復河川環境至某一歷史狀態。我在美國佛羅里達州奇士美河(Kissimmee River)推行的計劃就屬於這種情況。此計劃可能仍是美國最大型的純生態復育計劃,花費接近5億美元,因此獲美國三大晚間新聞NBC 、CBS、ABC以及《華爾街日報》(The Wall Street Journal)的廣泛報導。此計劃的大部分資金均作購買土地之用。
實際上,絕大多數稱作“河川生態復育計劃”的均屬第三類型,此類型並無依照特殊物種需求來改變河川系統,也沒有復育河川到任何歷史狀態。這類計劃是藉着改善河川系統的景觀來取悅遊客。
數十年前,水壩被視為能減少洪災,為人們儲水灌溉,也是最理想的發電工具—水力發電非常清潔,優美的水庫還可以提供釣魚和休閒娛樂。然而,埃及尼羅河的阿斯旺水庫落成後,卻改變了全世界對水壩的觀感。這座水壩截斷了某些魚類的遷移路徑,減少了下游的肥沃土壤,甚至還可能改變氣候模式。我在1973年曾應聯合國之邀,到阿斯旺水壩檢討其對環境的影響。
在河川系統中,水壩逐漸演變成水利環境分析的討論焦點。因此,本書第4章簡述了壩體種類、水壩造成的影響、水壩項目規劃、壩體損毀、壩體安全性、世界大壩委員會及壩體遷移等議題。
雖然我曾接受中國不同機構邀請,透過私人會談或國際研討會來探討各種河川議題,但卻從來沒有直接參與過任何中國河川計劃的項目。我的技術資訊是根據少數私人談話及出版報告所得知。第5章主要探討長江三峽大壩,當中我引用了三峽大壩完工幾年後的一些河川數據,並據此提出一些建議。
本書的第二部分是描述自外祖父詹天佑之後,留美學習的中國學生所經歷的歷史演變,以及我一生裏學習、工作、在國際交流的體驗和故事。它們將收錄於第6至第9章。
第10章會簡述我與家人的關係。
基於本書的編寫方式,每一個章節均可獨立閱讀。
在我50年的職業生涯中,曾在20個國家參加各類水利工程項目,也很榮幸獲頒十餘個主要國家和國際獎項。這些都在第10章的最後一節介紹。
我的回憶裏滿是江水悠悠的景象,有繁忙的密西西比河、有浩翰的雅魯藏布江、有浪漫的尼羅河(我與愛妻相隔20年後又再次重遊),也有湍急的長江。江水悠悠也象徵着我幸運和平順的一生,這使我想起詩仙李白的著名唐詩《早發白帝城》的詩句:
“朝辭白帝彩雲間,
千里江陵一日還。
兩岸猿聲啼不住,
輕舟已過萬重山。”
沈學汶