作者:朱懷正
我們美國(guó)西部旅行的第二個(gè)人文項(xiàng)目就是胡佛大壩。
大概是做了多年工程師的緣故,對(duì)大型工程有一種天然的好奇。
胡佛大壩的名字我在中學(xué)的時(shí)候就已經(jīng)知曉,后來(lái)還看到過(guò)零零星星的介紹。
當(dāng)時(shí)的介紹還帶著時(shí)代的印記,大概是性格中有太多質(zhì)疑的天性,我一直覺(jué)得這可能是個(gè)了不起的水利工程。
幾十年前就曾想過(guò),如果能親眼去看一看胡佛水壩,應(yīng)該是怎樣的一種體驗(yàn)。
今天,我還就真的來(lái)了,真有些激動(dòng)。
胡佛大壩位于美國(guó)西部的科羅拉多河上,科羅拉多河是內(nèi)華達(dá)州和伊利桑納州的界河,大壩的一側(cè)是內(nèi)華達(dá)州,另一側(cè)是伊利桑納州,在壩頂上還有兩個(gè)州的界線。
而這兩個(gè)州還不是一個(gè)時(shí)區(qū),差一個(gè)小時(shí)。
美國(guó)不是一個(gè)有統(tǒng)一時(shí)間的國(guó)家,也就是說(shuō)伊利桑納州的十點(diǎn)鐘是內(nèi)華達(dá)州的十一點(diǎn)鐘,這我還是頭一次見(jiàn),是不是對(duì)起表來(lái)很麻煩呢?
美國(guó)西部有很多地區(qū)是屬于干旱的地區(qū),科羅拉多河流域就是一個(gè)干旱地帶。
沒(méi)造大壩之前,一片荒原。
平時(shí)旱的讓人焦灼,到了雨季,則洪水泛濫。
發(fā)洪水時(shí),洪峰流量經(jīng)常達(dá)到每秒八九千立米,迅猛而無(wú)情,人或?yàn)轸~(yú)鱉。
而平時(shí)只能守著干旱,望著河水興嘆。
上世紀(jì)二三十年代,在的美國(guó)第三十一屆總統(tǒng)胡佛先生的極力倡導(dǎo)下,決定在此興建一個(gè)大型水利工程,以改變此現(xiàn)狀,這項(xiàng)工程的名稱就叫胡佛大壩。
做個(gè)決定似乎很容易,然而在這個(gè)荒無(wú)人煙的地方,造那么大一個(gè)水利工程,攔截桀驁不馴的科羅拉多河,還要灌溉發(fā)電,有史以來(lái),我們?nèi)祟?lèi)還沒(méi)干過(guò)這么大的活,也沒(méi)遇到過(guò)這么復(fù)雜的事兒。
從技術(shù)上講,沒(méi)有先例;規(guī)模上講,也沒(méi)有先例;它要截堵洪水,灌溉農(nóng)田,通達(dá)航運(yùn),提供城市用水,還要發(fā)電,難以想象。
但這幫天不怕地不怕的美國(guó)瘋子,由一個(gè)名叫“催命高爾”的瘋子領(lǐng)著,真的就干開(kāi)了。
然而,一向崇尚科學(xué)和務(wù)實(shí)的美國(guó)人,絕不會(huì)是腦子一熱就干了。
這幫建設(shè)者們,知道自己接了個(gè)什么活兒。
知道這是一個(gè)超大的系統(tǒng)工程,也能猜到有多少麻煩會(huì)找上門(mén)來(lái)。
他們需要鐵路,需要公路,需要電力供應(yīng),需要開(kāi)鑿分流河道,需要保障建設(shè)大軍的生活給養(yǎng),甚至可能還需要神父、牧師和警察。
就像一個(gè)指揮作戰(zhàn)的將軍,戰(zhàn)役前就要估計(jì)出陣亡將士所需要的棺材數(shù)量一樣,面面俱到,每件事都很麻煩,每一步都需要精確。
胡佛大壩的設(shè)計(jì)非常穩(wěn)健,它是一座重力式混凝土水壩,這就是說(shuō),它可以依靠自身的重量來(lái)抵御水的推力。
大壩壩高 220米,這在當(dāng)時(shí)是個(gè)可怕的高度。
壩堤長(zhǎng) 377 米,其推力之大可想而知。
胡佛大壩放棄了水壩傳統(tǒng)的一字型設(shè)計(jì),而采用了弧線形拱門(mén)式方案。
在壩頂漫步的時(shí)候,我還自以為是的和朱遠(yuǎn)講過(guò)弧線形拱門(mén)式的方案,可以利用拱的抗推能力抵御水的推力,這樣水壩不需要那么大的重量,從而可以減少混凝土的用量,節(jié)約投資。
看來(lái)是我錯(cuò)了。
回來(lái)后我又翻閱了些資料,證實(shí)了該水壩的確是重力式水壩。
那么為什么不采用直線形式的水壩呢,這樣不是可以宿短壩長(zhǎng),減少混凝土數(shù)量嗎?
有點(diǎn)費(fèi)解。
后來(lái)我終于弄懂了,弧線形拱門(mén)式方案的目的只有一個(gè),就是安全。
每個(gè)工程師都知道胡克定律,就是物體在受到外力的時(shí)候,都會(huì)發(fā)生形變,受拉時(shí)則會(huì)伸長(zhǎng),受壓時(shí)則會(huì)縮短。
直線型水壩受到水的推力時(shí),也會(huì)發(fā)生水平位移,位移的結(jié)果是水壩有被拉長(zhǎng)的趨勢(shì),這種拉長(zhǎng)會(huì)引發(fā)或助長(zhǎng)壩體開(kāi)裂,而壩體開(kāi)裂則是致命的。
弧線形拱門(mén)式水壩受到水的推力時(shí),也會(huì)發(fā)生水平位移,位移的結(jié)果是水壩有被壓縮的趨勢(shì),這種壓縮會(huì)阻止或抑制壩體開(kāi)裂。
這在沒(méi)有現(xiàn)代壩體防開(kāi)裂手段的當(dāng)時(shí),可以說(shuō)這是最有效的防開(kāi)裂手段。
重力式弧線形拱門(mén)的壩體方案,是一個(gè)雙向保險(xiǎn)的方案。
美國(guó)人真的不笨,雖然多澆筑了一些混凝土,但這值得。
胡佛大壩的第二個(gè)重大創(chuàng)新就是大體積混凝土澆筑技術(shù)。
大壩的底寬 200 米,頂寬 14 米,壩長(zhǎng) 380 米,大壩需要澆筑近一百萬(wàn)方混凝土。
這么大量的混凝土在凝固時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱,這些熱量根本無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)迅速散出,其結(jié)果必然是壩體內(nèi)部的溫度升高,壩體膨脹,而后果卻不堪設(shè)想。
如果分期分批讓混凝土以自然凝固,等到上批混凝土充分散熱后再澆筑下一批混凝土,那么,總凝固時(shí)間大約需要 125 年左右,顯然不行。
聰明的美國(guó)工程師們?cè)趬误w內(nèi)布設(shè)了大量的冷卻水管,用可循環(huán)的冷卻水,帶走了混凝土的水化熱,保證了壩內(nèi)的溫度不會(huì)太高。
為了效果更好,他們還專(zhuān)門(mén)興建了一座冷凍廠,制造冷水。
這個(gè)辦法看似簡(jiǎn)單,但十分有效,真的是天才。
當(dāng)然了,具體操作起來(lái)一定會(huì)有一大堆麻煩,但難不倒這幫好漢。
這個(gè)冷卻的方法一直沿用至今。
1936 年大壩竣工了,這無(wú)疑是一個(gè)劃時(shí)代的巨大成功,對(duì)美國(guó)人和全世界人來(lái)說(shuō),都是如此,因?yàn)樗嬖V我們什么是超大型的綜合水利工程。
當(dāng)然了,大壩帶來(lái)的效益也是非常巨大的。
自此,科羅拉多河下游再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)洪水泛濫的災(zāi)難;壩的上游,還形成了一個(gè)水面面積660平方公里的米德湖,相當(dāng)于 100個(gè)杭州西湖。
航運(yùn)通了,萬(wàn)頃荒漠因得到灌溉而變成良田,南加州也因此而成為美國(guó)最大的水果蔬菜基地;大壩還向周邊六七個(gè)城市幾千萬(wàn)人口提供生活用水,同時(shí)還向周邊六七個(gè)城市輸送電力。
接著,大壩孕育出了一個(gè)新的城市:拉斯維加斯。
我覺(jué)得,胡佛大壩另一個(gè)非常大的貢獻(xiàn)是給后人留下了經(jīng)驗(yàn),使得后來(lái)許多更高更大的水壩工程,少走了許多彎路,規(guī)避了許多風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)難。
單單是安全帽這一個(gè)小小的發(fā)明,就拯救了不計(jì)其數(shù)的生命。
現(xiàn)在的胡佛水壩,還是一個(gè)著名的旅游圣地。
像其他旅游地一樣,現(xiàn)場(chǎng)展示了胡佛大壩的方方面面。
不一樣的是,它的展示更像科普。
它展示最多的是自然和科學(xué)。
大量的圖片、文字、模型甚至實(shí)物,向你講述了當(dāng)?shù)氐牡乩?、地質(zhì)、生態(tài),大壩的構(gòu)造,還向你講述了蓄水、泄洪、取水和發(fā)電的過(guò)程。
讓你感受到科學(xué)給人類(lèi)帶來(lái)的成就。
有意思的是,他們甚至還專(zhuān)門(mén)修了紀(jì)念碑組,用來(lái)講述人、大壩與星座的關(guān)系,真有想象力。
我喜歡那對(duì)有飛翼的銅像,他們不就是我們?nèi)祟?lèi)向往的去太空遨游嗎。
而對(duì)于建造過(guò)程中的艱苦卓絕卻說(shuō)得很少。
我想,展示的宗旨就是引發(fā)好奇,可能會(huì)有不少的孩子和青少年,在參觀過(guò)大壩后,會(huì)產(chǎn)生對(duì)科學(xué)和技術(shù)的向往,也會(huì)產(chǎn)生對(duì)水利、電力工程得興趣,這是真正的教育,它每天都在種下科學(xué)家和工程師的種子,也種下了富強(qiáng)。
參觀大壩后,也引起了我對(duì)經(jīng)濟(jì)政策的一點(diǎn)思考。
大壩開(kāi)始于胡佛的任期,竣工于羅斯福的任期。
這兩位總統(tǒng)都是凱恩斯主義者。
那段時(shí)間正值美國(guó)的經(jīng)濟(jì)蕭條,于是,大壩建設(shè)得到了國(guó)家的資助。
后來(lái),大壩用發(fā)電的錢(qián)償還了國(guó)家借款。
這在當(dāng)時(shí)的確對(duì)緩解蕭條有一定作用。
年輕的時(shí)候我也挺喜歡凱恩斯,用國(guó)家的力量拯救危機(jī),覺(jué)得是挺有道理。后來(lái)慢慢發(fā)現(xiàn),凱恩斯理論可能會(huì)變成集權(quán)者的工具,而且非常有力量。
因而,許多集權(quán)國(guó)家的統(tǒng)治者都喜歡凱恩斯。
的確,國(guó)家干預(yù)在應(yīng)對(duì)危機(jī)時(shí)是非常有效,但如果這種干預(yù)成為常態(tài),就勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一個(gè)集權(quán)的利益集團(tuán),他們一定會(huì)以國(guó)家的名義掠奪民眾、扼殺自由和民主。
它也一定導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效率降低甚至僵化。
好在美國(guó)政府的權(quán)力是被關(guān)在籠子里的,凱恩斯主的盛行期不長(zhǎng)。
不然這個(gè)國(guó)家不會(huì)有今天的成就。
胡佛曾是地質(zhì)工程師,美國(guó)第 31屆總統(tǒng),1929 年就職 7 個(gè)月后,美國(guó)大蕭條爆發(fā),失業(yè)率從 3% 跳到 23%。
有個(gè)笑話不知真否,胡佛總統(tǒng)讓秘書(shū)打電話叫人來(lái)討論建大壩,秘書(shū)不動(dòng),總統(tǒng)問(wèn)為什么不打電話,秘書(shū)回答,沒(méi)錢(qián)。
總統(tǒng)問(wèn)打個(gè)電話要多少錢(qián),秘書(shū)答,10分。
總統(tǒng)從口袋里掏出一元說(shuō),把該來(lái)的全叫來(lái)。
另一個(gè)思考就是環(huán)保。
許多人指責(zé)胡佛大壩的修建破壞了生態(tài)和環(huán)境。
科羅拉多河在胡佛大壩未修建前,是一條渾濁的河流,因其渾濁,它可以吸收比較多的陽(yáng)光輻射熱能,從而保持較高一點(diǎn)的河水水溫。
修壩后,河水變清,吸收光熱的能力降低,河水水溫也隨之降低,致使部分生物不能生存,影響了生物鏈。
另外,大壩阻斷了下游水生物向上游的遷徙,致使整個(gè)河流的生態(tài)發(fā)生了變化。
另一個(gè)問(wèn)題是個(gè)老問(wèn)題,就是淤積。
的確,這些問(wèn)題都確實(shí)存在,但我們仔細(xì)想一想,這些命題可能本身就有問(wèn)題。
評(píng)價(jià)環(huán)境和生態(tài),就要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是我們?nèi)祟?lèi)自己設(shè)定的,而不是自然賦予我們的。
只要有人類(lèi)在活動(dòng),就一定對(duì)環(huán)境有影響。
即使地球上沒(méi)有人類(lèi)活動(dòng),環(huán)境和生態(tài)也在不斷變化。
我們應(yīng)該做的首先是權(quán)衡,而權(quán)衡的底線是人類(lèi)的生存條件。
人是需要有起碼的生存條件的,而卻需要不斷地被改善。
如果以扼制人類(lèi)的生存為條件,環(huán)保就失去了意義。
我想,只要有節(jié)制,不去惡意的破壞環(huán)境,我們是可以做些事的。
其實(shí),相比之下,在人類(lèi)之前,喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)擋住了印度洋的水汽,造成中國(guó)西北以及西亞地區(qū)大面積干旱,其環(huán)境影響要大得多的多。
有些事情我們的確解決不了,但我們要相信后人的智慧。
胡佛水壩運(yùn)行已有八十余年了,我也圓了看一看的夢(mèng),而且還派生出那么多的想法,挺快樂(lè)。
好像有個(gè)哥們兒說(shuō)過(guò):“我思故我在?!?/span>
我想,思考是大自然送給人類(lèi)的禮物。
愿我們與自然共享。
責(zé)任編輯:曹原