是科學還是神話
一位非水利職工致力于疏浚黃河泥沙的故事
這是1995年王建光研製成功的實用新型專利高效清淤船的試用情況圖片
題記:王建光說,我這項專利並不神奇,就像大多數專利一樣,只是捅破了一層窗戶紙。筆者理解,創新是對人類傳統思維的突破。
有報載,在山東省人民代表大會上,省人大代表沈啟賢提交了第1921號議案《關於治理黃河用多能射水船發揮作用的建議》;在全國人民代表大會上,全國人大代表王麗,也提交了這項議案。兩份議案詳盡介紹了一位名叫王建光的退休工人疏浚黃河淤積泥沙的方案,以及他研製的實用新型專利"高效清淤船",引起了有關部門的重視。山東省委原副書記陳建國,現副省長陳延明也分別做出批示,支持這個項目的開發。
王建光的治河思路及高效清淤船有何獨特之處,以至於讓全國人大代表和省領導如此關注呢?帶着濃厚的興趣,記者驅車沿小清河畔來到濟南市大橋路136號王建光的家,這裡艱苦得像偏遠的農村,大院里齊腰深的荒草遍地,王建光家30多平方米的舊平房就在記者眼前。
王建光說:我這項專利只是捅破了一層窗戶紙
王建光給筆者的印象是,樸實,熱情,執着,能吃苦。記者在採訪本上,原汁原味地記下了他的話。王建光說:黃河是一條特大型的泥沙輸送帶。它日夜不停地輸送泥沙,填海造陸。如果地理、氣候無大的變化,黃河"泥沙輸送帶"的本質不會大變。既然這樣,我們為何不想辦法加大"輸送帶"上的泥沙量,加快它填海造陸的速度,從而在較短的時間內降低河床呢。
王建光說:治理黃河,不只是國家的事。我是國家職工,應該為治理黃河貢獻點儿力量。人和人不一樣,要是為了掙錢,我早就富起來了。說我不務正業,我不在乎。治理黃河泥沙,我決心干一輩子。就是干出一堆廢紙來,我也要干。這些年了,常人對我越來越不明白了。我自己認為,這是一種愛好,一種使命。所以,別人覺得苦和累時,我不覺得苦和累。
王建光說:我這項專利並不神奇,就像大多數專利一樣,只是捅破了一層窗戶紙。
王建光不是黃河職工,也不是專門從事水利工作的。他今年61歲,初中畢業后,當過鐵道兵,1968年退役分配到濟南齒輪廠,先後干過車工、鉗工、車間管理、行政科長、生產調度等。現已退休兩年了,退休金400元,生活的清苦可見一斑。但他熱愛黃河的程度,他致力于疏浚黃河泥沙,他為母親河健康生命而呼喊、奔走不止的精神和毅力,實在是令人感動。
王建光與黃河的真正結緣是在1972年,他在分工基建時,到黃河磚瓦窯廠拉磚,黃河灘區風沙的景象對他觸動很大,他感到,黃河的現狀與他從書本上學到的"民族搖籃"反差太大,為什麼中華民族的"母親河",同時又是一條危及人們生命財產安全的"害河"呢?從此他萌發了認識黃河、治理黃河的強烈沖動,他開始利用業餘時間了解黃河水沙運行規律和治理情況,廣氾接觸各種治河思想和觀點。這一了解和接觸,就奉獻出了30年的心血。
起初,王建光的興趣點並沒有放在疏浚泥沙上,王建光和許多人一樣,致力于黃土高原的實地考察。但是,他逐步發現,通過植樹、種草來保持水土從而減少河床泥沙淤積,實際上收效甚微,原因是黃土高原年降雨量本來就少,還要集中在一、二次降水過程中完成全年降水量的80%,平時乾旱,植物不長,暴雨時土隨水走,勢不可擋。他的看法,種草、種樹從根本上解決不了泥沙問題。進而他想,能否改變黃土高原的氣候和環境,來根治泥沙呢?從此,他開始考慮能否利用人工降雨來改變黃土高原的氣候條件,於是又涉足宇宙變化、大氣運動等理論領域。然而,進一步研究的最後結論是,人工影響氣候,勢單力薄,黃土高原缺少云,搞人工降雨還不如人工拉水。在人類目前的科技條件下,也根本不現實。於是,王建光就放棄了這個研究方向。
傳統的加高大堤的做法,並沒有脫離"水來土屯"的舊思路。要想根治黃河,必須擺脫這一思想桎梏,幫助黃河順利地按照自身的規律來運行,把力量放在"導"上。不過,王建光要"導"的不是水,而是泥沙。在王建光看來,黃河日夜不停地挾泥沙填海造陸,實際上是一條不知疲倦的大型輸送帶。只要我們有一種工具,把黃河奔流入海過程中散落淤積下來的泥沙收集起來,重新放回到輸送帶上,也就是重新放回到流動的河水中,使它順利地進入大海,就可以控制河床逐年抬高的險惡局面。
王建光研究過黃河上現行的挖泥船(另名吸泥船),他說,"這些挖泥船都是通過機械把泥挖起來,然後再送到岸上去,這樣不僅浪費大,而且往何處拋泥也令各級政府頭疼。"王建光想,"多能射水船,借鑑高壓水采煤原理,在船尾安裝一排高壓射水槍,利用高壓水把河床上的淤泥衝擊起來,使之隨河水一直流入大海。而反作用力則成為該船前進的動力,同時射水裝置自動跟蹤河床,隨船的前進而不停地進行衝擊淤泥。"
循着這條思路,王建光這位只有初中文化程度的普通工人,又開始廣氾研究並實地考察各種工程船、運輸船的構造及工作原理。為了証實設想的可行性,王建光開始與數不清的圖紙、資料、計算公式以及一次次地模型改進、一次次的試驗失敗打交道。為了這一夢想,王建光騎着嘉陵千里迢迢,獨自一人跑潼關、跑黃河口考察,途中他住的最便宜的店是2元錢的,有時露宿荒野,遇雨了就推着嘉陵在泥濘中跋涉。經過無數次的計算和試驗,1984年他終於設計出了一種與傳統的運輸船和工程船都不同的新型船。
筆者見到了王建光的專利証書,專利號:ZL 01 2 69376.6。這是國家知識產權局局長王景川于2002年9月4日簽發的。船的名稱叫:高效清淤船。
筆者的疑問,他都回答了
王建光向筆者解釋這種船的工作原理,當高壓水泵工作時,河水從船頭方向進入高壓水泵,加壓后出泵體經輸水管道從接近河床的高壓水槍中以一定的角度向河底噴射而出,這時強大的水射流的作用力把淤積泥沙衝擊起來,與流動的河水混合在一起。這就是該船的工程功能。同時,高壓水衝擊河底的反作用力可以推船前進,這就是該船的運輸功能。這兩項功能相互依賴,比傳統的專業船效率高得多。一方面,它改變了傳統工程船局部挖坑的做法,可以令河床一層一層地全線同時下降,使工程獲得事半功倍的效果。另一方面,它改變了傳統運輸船螺旋槳推船前進的做法,通過高壓水反作用力驅動船隻,使推進能量倍增。為了說明這個道理,王建光舉了這樣一個例子。在湖中小船上,用竹竿推湖底,小船很快就出去好遠。但讓同一人在同一條船上用漿划水前進,就明顯感到費力,慢得多。兩者條件一樣,為何結果不同呢?就是因為作用力的對象不同所致。前者把力作用到固體上,反作用力大,後者把力作用到流體上,反作用力小。新型船高效道理就在於此。簡言之,新型船實際上是一邊航行一邊不斷地把淤積在河底的泥沙送回到"泥沙輸送帶"上去的工具,同時還是一種負荷較大的水上運輸工具。
筆者問,新型船運行起來后,可以把河床淤積的泥沙沖起來,這一點不容否認。可是,沖起來的泥沙會不會走不多遠,就又沉積下來呢?王建光說,記者提的這個問題很好,這正是問題的要害之處。回答這個問題可以從理論和實踐兩方面說,科學出版社1993年出版了一本《黃河高含沙水流運動規律及應用前景》,5所院校30多位專家在這方面發表了20多篇論文,使用了134幅圖、71張表格、158個公式,論証了"高含沙水流為什麼可以在窄深河槽中長距離輸送而不淤積"的道理,專家的結論是"利用窄河槽輸送高含沙水流入海,在黃河的治理中具有重要的現實意義。"
王建光進一步解釋說,新型船工作,河床即刻處在一個動態的變化過程中,在目標河床上工作一次,形成一個比河床其他平面低的導流溝,河水會嚮導流溝中集中,隨着新型船工作次數的增加,導流溝必然越深越寬,當河水都歸入導流溝后,導流溝就質變成論証過的"具有長距離輸送大量泥沙能力的窄深河槽。"這樣,還會擔心泥沙走不多遠就淤積下來嗎?王建光非常自信地說,黃河下游河道自鄭州桃花峪到河口786公里,如果能開啟100艘新型船,一年可以令黃河降1米!
王建光還補充說,黃河是"平水淤,洪水沖",而長江則相反,是"洪水淤,平水沖"。長江和黃河雖然都是泥沙隨水流運行,但遇到的情況大不一樣,長江泥沙含量遠沒有黃河高,它擁有運營船隻11多萬艘,每天在長江幹線上運行的船舶達7萬多艘次。也就是說,每天要有這麼多船上的螺旋槳在不停地攪動江水,使長江水呈絮流狀態。研究表明,這種狀態水流中的泥沙不易沉降。尤其是吃水較深的大型船隻靠近河床運行,不斷將江底泥沙吹動起來,參加絮流運動,所以非汛期長江呈現沖刷現象。到了汛期,大多數船舶停航了,且由於江水加深,螺旋槳遠離了江底,失去了對泥沙的吹攪作用,所以汛期淤積就不難理解了。說到這裡,王建光興奮地說,黃河沒有船舶對河水與河床的影響,所以就看不到非汛期的沖刷現象。試想,長江上普通螺旋槳還對水沙運行產生那麼大的作用,何況我們專門設計的高效沖沙船呢?如果黃河700多公里河床上有一千只船在增加黃河"輸送帶"上的泥沙量時,還愁黃河成不了地下河嗎?
此段不是結束語
當初,王建光決心要研究泥沙治理時,很多人都說他沒事閑的,有人說:"能人研究了几千年都沒好法,就憑你一個初中生?"這時候,只有妻子郭靜梅默默地支持他。妻子說,"利用業餘時間研究一項事業,總比玩了強;把錢花到正地方,總比抽煙喝酒強。"王建光業餘時間都泡在研究材料、尋師訪友中,郭靜梅就一個人挑起全家重擔,照顧老的小的。
那是一個冬末春初的晚上,一向敢想敢干的王建光犯愁了:造一條船少說要用几十萬,這對一個平民家庭說,的確是一個天文數字!郭靜梅理解他,支持他說:"沒有過不去的坎儿,只要你認准了,就去干。咱家沒錢,可以再想別的辦法呀。"帶着妻子的鼓勵,王建光走出了家門,他宣傳自己的志向和設想,宣傳自己的抱負和思路。這段時間,按王建光的話說,他"遇上貴人了",王建光的"高效多能射水船"被濟南市政府列為市級技術開發項目;山東省政府又把它列為經濟技術開發項目;36位親戚、同事、戰友為王建光的精神所感動,你一萬,他兩萬,籌集了近40萬元,支持王建光把新型船造出來。還有兩個單位直接向他提供了1300畝土地,為他以後提供試驗基地。1995年11月17日,第一台高效多能射水船終於研製成功。試驗結果表明,完全達到了設計要求。中新社山東分社等十几家媒體對此進行了報道。
時過兩年,1997年8月中旬,由美國愛因斯坦發明博覽中心、香港科學院、澳門招商局聯合主辦的"第一屆國際愛因斯坦新發明新技術博覽會"在澳門舉行。主辦單位此前獲悉王建光的這項發明就向他發出了邀請,但他因缺乏路費不能到會,只不過也想在國際上碰碰運氣,就把有關材料寄了去。沒想到,新型船從與會展覽的1500多個項目中脫穎而出,獲得博覽會金獎。
可是,王建光沒有想到,事到如今,這條船基本是閑置着,沒有派上用場,王建光的壓力很大。為他湊錢建船的親朋好友們勸他說:"建光,別着急,別上火。""別拿這當回事,我們決不會給你要,成功雖說是大家的願望,但成不了,也無妨。"
1995年新型船造好后,王建光捨不得把自己的"寶貝"丟在小清河邊,就自己搬來鋪蓋看守船。儿子看着心疼,主動來替父親看船。夏天船里熱得像火爐,小清河上蚊子多,晚上幾乎睡不着;冬天艙里冷得像冰窖,蓋2床被子都不中。在新加坡教中文的女儿也一直牽挂着父親的事業,時時留心幫助父親尋找合作夥伴。伴着高效挖泥船成長起來的外孫女小君君,常在海外打來的電話里問,"外公,船上的鳥還多嗎?大船跑起來了嗎?"
這項專利問世9年了(不是專利証書籤發日期),高效吸泥船仍在停放着,可王建光的努力沒有止步。他一直在研究,在奔走。為了能付諸實施的那一線希望,他不知跑了多少腿,說了多少話,做了多少遍解釋。儘管到頭來實施的希望很渺茫,可他從沒有放棄。目前,他還在繼續走,繼續說,繼續奔波努力......。
王建光說,我這項專利只是捅破了一層窗戶紙
王建光的疏浚思路和他研製的高效清淤船資料全在電腦里
作 者:張春利 - 責編:游 黎
來 源:中國水利網
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