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中國近代水利教育發展初探

2012-08-15 00:55劉建華
關鍵詞:河工水利測繪

劉建華

(華北水利水電學院軟件學院,河南鄭州 450011)

19世紀60年代初,洋務運動的興起使中國開始了引進和學習西方科學技術,興辦近代軍事工業和民用工業的進程,并對當時社會的政治﹑經濟﹑文化教育等產生了重要而深遠的影響。隨著近現代科學技術進入中國,近現代技術也逐步滲透到中國的水利事業中,并催生了中國近代水利教育。

一、近現代科學技術在中國水利事業中的應用

隨著近現代科學技術進入中國,一些有識之士開始把一些先進的科學技術和設備應用到治水當中。

1878年,開始采用西方測繪技術測量壺口水位。1889年,測量自河南閱鄉縣金斗關(距潼關五里)至山東利津鐵門關??陂L達1 021公里的河道,并繪制了新法測圖共157幅(比例為1∶3000),此圖經光緒帝“留覽”,故定名為《御覽三省黃河全圖》[1](P394)。1889 年后,開始使用電報傳遞水情。1899年,黃河兩岸開始架設電話。從1902年到1908年,山東黃河兩岸共設電話線一千四百九十七里,“遇有險工及水勢漲落,隨時報告,消息靈通,亦是河防一助”[2](P3950)。

1899年,比利時工程師盧法爾來華進行黃河考察,并撰寫了《勘河情形原稿》?!犊焙忧樾卧濉酚陕蹇谥聋}窩沿河情形、鹽窩至??谖查偳樾?、酌量應辦治河事宜、現時應辦救急事宜等四大部分組成,約6 000余字。在“酌量應辦治河事宜”部分說:“黃河囊延中國境內計一萬余里長,地勢之高低,河流之屈曲,水之緩急、含沙之多少,向未詳細考求,并無圖象,問諸水濱,亦鮮有能答之者?!币虼?,他認為治理黃河關鍵要做好三件事:“一,測量全河形勢,凡河身寬窄、深淺、堤岸高低厚薄以及大水小水之深淺,均須詳志。二,測繪河圖須纖悉不遺。三,分股派查看水性,較量水力,記載水志?!菜?、沙性,必須詳為記出,以資參考?!庇羞@些,“非憑眼力可為之事,”“非詳慎推算不為功”,否則,“無以知河水之懷,以定應辦之工,無以導河之流,無以容水之漲”[3](《第44卷》)?!犊焙忧樾卧濉房梢哉f是以科學、嚴謹的態度,客觀地分析了當時山東黃河形勢,提出了比較符和實際的治理舉措和標本兼治的設想,也是李鴻章向朝廷提出的有關山東黃河的《勘視河工籌議大治辦法》的基礎。

清朝末期,在黃河治河中,已開始采用西方先進的技術和設備取代黃河堤防工程傳統落后的人工操作方式。馮桂芬倡議“用西人刷沙之法”,即“用千匹馬大火輪置船旁,可上可下,于潮退時,下其輪,使附于沙而轉之,沙四盡隨潮而去”,“若自下流選而上,積日累月,鍥而不舍,雖欲復地中行之日,不難此也”[4](P837)。鄭觀應認為“中國之法治之,則勞且費”,而西人之法,“以機船在河中挖起淤泥,即以其泥填高堤壩,法甚便捷。倘能仿而行之,將見從此河安穩,永無沖激之患矣”[5](P30)。1887 年,河南巡撫倪文尉等在工段內安設“西洋鐵路土車”,運土效率大為提高。此外還架設了電燈,使用水泥砌石 。1889年,山東巡撫張耀向向德華銀行借款購置挖泥輪機[2](P3345)。

但是,在清朝末期,近代科學技術的引進和利用進程非常緩慢,在水利事業上的應用也僅僅是剛剛開始,只是局部的改良。

二、河工研究所的創立

治河工程是一項非常復雜的、實踐性較強的工作,參與治河工程的人員只有具備一定的業務素養和操作能力,才能勝任這項工作的。但是,我國傳統的河工主要依靠經驗來從事治河工作,缺乏受過專門教育的水利人才。

我國近代水利教育始于1908年(光緒三十四年)創辦的河工研究所。當時的永定河道呂佩芬十分注意培養人才,但在其治河過程中,經常出現“素稱熟悉工程員,但能舉其大略,均少確實見地”,“欲求其措置咸宜,勝任愉快,甚屬不易”[6](P389)。在治河實踐中,呂佩芬深感治河專業人才的匱乏和河工專業知識的不足,認為要完成治河任務,必須培養一支專業化的河工隊伍。便上察直隸總督,擬請設立“河工研究所”,以培養治河的專業人才。經直督楊士鑲批準,“河工研究所”于光緒三十四年(1908年)成立。呂佩芬將河工研究所設在永定河南四工防汛公所,以其地作為講堂。除40歲以上對河務較熟悉者,永定河所有河務管理人員均分期分批進入河工研究所培訓。研究所的培訓期為一年,每年開設一班,每班定額30名。清政府比較重視河工研究所的工作,每年由販撫局撥款5 000兩用于河工研究所的經費開支,并且給學員每月發放十二兩銀的津貼。河工研究所不僅重視理論學習,更重視實地操作,該所學員“每遇星期及凌、伏、秋三汛,均會臨工實地練習”[6](P389)。河工研究所除培養河工外,還編印了教材講義,如《河工要義》(章晉墀、王喬年編寫,光緒三十四年永定河工研究所鉛印本),并對部分河道進行了測量,并編印了測量報告書,河工研究所培養了一批治河工程的專業人才,成效顯著。光緒三十四年開所以來,“各學員切實研究,頗著成效”[6](P389)。

河工研究所的設立,是近代以來我國傳統水利、水政的一大創舉。治河工程涉及到地質學、水文學、工程力學、管理學等多方面的知識,是一項專業性很強的工作。因此,振興河務的關鍵是培養具有近代科學精神和技術的專門河務人才。清末直隸永定河道呂佩芬在這方面有清醒的認識,走在了前列。雖然河工研究所的教育仍屬培訓性質,河工研究所也算不上正規的水利學校,采用的近代科學和技術仍較少,但它把河工當作一門學問看待,開了“培養水利人才”的先風。

1910年(宣統二年),山東巡撫孫寶琦也在山東成立了“河工研究所”,培養專門的治河人才[7]。

河工研究所的設立,開啟了我國近代水利教育的先河,為日后我國水利教育事業的發展奠定了基礎。

三、建立河海工程測繪養成所

張謇是我國近代著名的實業家、教育家和水利導師。1887年黃河決口,黃河奪淮河入海,蘇皖水災。張謇認為導淮入海是解決蘇皖水災的關鍵,而導淮入海的關鍵是測量地形、水準、流量等。為培養測量人員,1906年10月,張謇在通州師范設測繪科,聘請外籍教師教授測量技術。1908年1月,測繪科畢業43人。為進一步培養水利工程人才,張謇于1908年2月在通州師范設土木工科,從測繪科畢業生中挑選9人進一步學習力學、建筑材料學和施工法、三角測量、圖根測量、河海測量、河工學、筑港學、道路學等課程。1909年2月,該批學生畢業。這批學生曾參與了測繪通州地形圖和淮河水道地形圖[8]。

張謇任全國水利局總裁時,當時國內懂水利工程專門技術人員很少,而國內水利建設百廢待興,急需大量人才。張謇認為“人才最重要,外國工程師固然要請,由于需要地方多,國內就應創辦”培養。張謇深知“河海工程,非先測量,則規劃估計,無從措手”,同時鑒于專業人才匱乏,難以進行的狀況,于1915年8月呈請袁世凱批準飭令各省籌設河海工程測繪養成所,“以儲治水第一步之人材,其學科專修工程測繪,入學學生,以中學畢業或有中學相當之程度者為合格,畢業年限為二年”。袁世凱也認為“治水以測繪為先”,遂下令“常有水患各省,先行籌設”。緊接著,張謇即擬訂了《河海工程測繪養成所章程》18條,呈交袁世凱核準。1915年8月19日,民國政府公布“河海工程測繪養成所章程”[9],測繪養成所“以養成河海工程之測繪人才為宗旨”,直轄于全國水科局及各該省巡按使。其教育方針為:注重學生道德思想與身體健康,以養成高尚之人格與勤勉耐勞之習慣;教授河海工程上必需之學理技術,注重實地練習,以養成切實應用之智識。凡測繪養成所畢業生,由全國水利局及該省巡按使指派服務3年。

在張謇的影響下,全國有水患省份陸續設立了河海工程養成所。

民國四年(1915)2月,時任籌浚江北運河工程局總辦的馬士杰,在高郵設立江北水利工程講習所,民國政府公布《河海工程測繪養成所章程》后,民國五年(1916)更名為江蘇省河海工程測繪養成所,附屬于運河工程局,“招集淮揚徐海各縣學生”入所學習。該所辦至1919年籌浚期滿,設立了本科(二年制)和速成科(一年制),本科辦了3期,速成科辦了2期,共有126名學生畢業,畢業學生大多在運河局工作。

1915年8月,山東省南運湖河流疏浚事宜籌辦處在濟寧成立“山東省測繪工程學?!?,河海工程測繪養成所章程公布后改名“山東省河海工程測繪養成所”,所長談禮成,設本科(兩年)和速成(一年)兩班,共招生100名,學習數理、測繪及水利工程科目,1917 年8 月停辦[10]。

1922年,馮玉祥在河南創辦了為期一年的“河南省水利工程測繪養成所”,我國著名土木工程專家陶述曾在此任教,培養出有關水利工程測量專業人才59名[11]。1927年,他開辦為期四個月的“鑿井技術訓練班”,給各縣培養鑿井技師100余人。1928年,又籌辦了“河南省水利技術傳習所”,培養了有關水利工程施工、水文測驗專業技術人才150名[12]。為河南培養了一批能夠從事一般水利建設工作的專業技術人才。

四、水利專門學校的建立及高等學校水利科系的發展

1914年.張謇就任全國水利局總裁,主持全國水利工作。在工作實踐中,他深感水利技術人才的匱乏,認為建立專門的以培養水利技術人才為目標的水利專門學校已迫在眉睫。經張謇的多方努力,河海工程專門學校校址、經費等諸多問題得到解決。張謇聘請黃炎培、沈恩孚為籌備委員會正、副主任,許肇南為校長,李儀祉為教務長,并在冀、魯、蘇、浙4省招收學生。1915年3月5日,河海工程專門學校正式開學,這是我國第一所高等水利工程學校。1924年,河海工程專門學校與東南大學工科合并成立“河海工科大學”,1927并入第四中山大學工學院土木系,1928年成為中央大學工學院土木系水利組,1937年為中央大學水利系。從1917年有首屆畢業生開始,到1927年的十年間,河海共培養水利和土木工程類學生233人,該批學生大部分參加了導淮入海工作,也有一部分在海河、長江從事河道整治工程。河海工程專門學校在我國水利教育史上具有重要影響,須愷、汪胡禎、宋希尚等現代著名水利專家學者,都是該校的早期畢業生,其中,汪胡禎先生是中科院學部委員,曾任華北水利水電學院院長18年,為我國的水利高等教育做出了重要貢獻。沈百先是我國現代早期著名的水利工程專家,是河海工程專門學校的首屆畢業生,他對該校的贊譽是:“水利之有正式專門學校教育,始于民國四年南通張公季直(警)在其實業總長兼全國水利局總裁任內首創之河海工程專門學校。歐美教育及工程專家來校參觀,驚為世界僅有之水工大學,贊譽我政府賢明遠大之措施,以水國著名之荷蘭,且派員觀摩,計劃仿辦,對倡辦人謀國之忠、眼光之遠,備致敬佩?!保?3](P373)

1922年李儀祉離南京回陜西,任陜西省水利局局長,后兼任教育廳廳長。1923年,親自籌建了陜西水利道路傳習所,后改為陜西水利道路工程學校。1924年,陜西水利道路工程學校改隸國立西北大學工科。當時李儀祉兼任西北大學校長,他對水利教育極為重視,不斷擴充設備,延聘人才,卓有建樹。

1932年,為滿足陜西水利建設需要,李儀祉又創辦了陜西水利專修班,并親自授課。1935年,在于右任等陜西元老的支持下,將水利專修班遷往武功,改為西北農林??茖W校水利組,不久水利組發展為水利系,培養了一大批水利人才。

1929年3月,為培養河南水利人才,時任河南省建設廳廳長的著名人士張鈁創辦了河南省建設廳水利工程學校,陳泮嶺為首任校長。1929年8月改稱為河南省水利工程專門學校,1931年6月,升格為河南省立水利工程??茖W校,1942年5月成為教育部直屬的國立黃河流域水利工程??茖W校,培養了大批治黃水利人才[14]。

抗戰時期,水利人才十分缺乏,1943年,全國登記在冊的水利技術人員僅1300余人[15]。無論抗戰時期和戰后國家建設,均需要大量的水利專業人才。當時已有部分大學設置了水利系,如北洋工學院(1938年遷到陜西)、中央大學(1938年遷到重慶)和陜西武功農學院均設有水利系,每年畢業學生約50人[16]。隨后,其他內遷高等學校如同濟大學、武漢大學、廣西大學、浙江大學、西南聯大等亦紛紛增設水利系。

為解決水利技術人才不能滿足戰時水利工程需要的問題,1943年,國民政府教育部與行政院水利委員會擬定了培養高級、中級和初級水利技術人才辦法,要求開設土木系的20所大學均增設水利系或組。當年招收各類水利學生400名,并在中央大學和西北工學院招收研究生20名[17]。這些工作為我國水利事業儲蓄了大量技術人才。

五、我國水利學科的建立及發展

1895年,北洋西學堂開設有工程學專門學,在工程學中開設有《水利機器學》課程[18]。同年,英國人傅蘭雅為上海格致書院擬寫了《格致書院會講西學章程》,章程中明確書院開設水學課目《水重學》,分為靜水學與動水學課,并制定了課程大綱。

隨后,水利一科逐漸受到重視,其它一些學堂也開始設置水學課目。1896年,孫家鼐在《議覆開辦京師大學堂折》中建議:“今擬分十科……七日農學科,種植水利附焉……”[19]1901年,袁世凱在《奏辦山東大學堂折》中,把水學作為植物學內容,在藝學一門中設置[19]。1911年,上海高等實業學堂(交通大學前身)在章程中規定,航海??崎_設《水面測量學》和《水力學》課程,鐵路??崎_設修習《水力學》課程,1913年改鐵路??茷橥聊究?,開設《水力學》和《河海工學》課程。1916年,同濟醫工學堂(同濟大學前身)工科也開設水學課目,如《河海工學》、《城市灌水學》、《抽水機械學》等課程。1913年,北洋大學頒布《大學規則》,規定礦冶、土木等學門開設《測量學》和《水力學》等課程,土木學門還要另外開設《水力機械學及實驗》和《水利工程學》課程[20]。

1915年,河海工程專門學校成立,這是我國第一所專門水利高等學校。河海建校后,一批著名學者、專家如李儀祉、江胡楨、須愷、鄭肇經等先后在河海任教。河海的建立對我國現代水利科學的建立與發展起了重要開拓和推動作用。

繼河海工程專門學校成立后,水利一學,廣受重視。各公立、私立大學及獨立學院相繼在其土木、機械及電機等工程學系中特列若干水學科目。私立同濟醫工學校所開相關科目較為全面,1917年開設了《引水學》、《水利學》和《城市泄洪學》,1922年開設了《河渠學》、《隧道學》、《河海工程》、《城市地下工程》、《城市工程學》[21]。

水工試驗所是重要的水利科學研究機構。1931年8月,中國水利工程學會第一屆年會在南京舉行期間,水工試驗所的籌備工作正式納入議事日程。李儀祉以學會的名義,向南京國民政府提交了《呈請設立國立中央水工試驗館文》,力陳其對水利建設的重要意義。1933年,由華北水利委員會與河北省立工業學院合作,決定設立“天津第一水工試驗所”。據1934年9月的天津報章披露,該所委托西門子公司和禮和洋行,“向德國購備各項應用之機械設備”,計有儲水池、回水池、大試驗渠、溢水管、引水管、泄水管、玻璃渠以及高水箱、低水箱等。1935年11月12日,天津第一水工試驗所舉行開幕典禮。當時,該所已經承擔了官廳水庫壩下消力試驗任務。后又開展了盧溝橋溢流壩消能工消力試驗等。在模型試驗基礎上科學治水,這在國內開了先河。1934年9月,全國經濟委員會決定成立中央水工試驗所,“興起水利科研試驗事業”,作為全國水利科學研究中心,其試驗基地于1935春在南京開工,但因日本帝國主義全面入侵中國,未及竣工便西遷重慶,并改名為中央水利試驗處。

為更好地開張水利科研工作,部分大學非常重視實驗室建設。1925年,北洋大學就設有水力機室[22],后建立水力實驗室。1928年,水力實驗室擁有反動力水輪、拍爾唐水輪、離心抽水機、電動機、汽機抽水機、水壓力試驗機、壓力水罐式水速表、試水量表等主要設備。1935年,北洋大學土木工程學系設水力學及水力機試驗室。該校教師利用相關試驗室積極開展科學研究,成果頗豐。1934年春,清華大學土木系的水力實驗室規模大,設備較為先進、充實,設備多為德國制造[18]。實驗室不僅能滿足教學需要,更著眼于研究工作,對教學和科研有較大幫助。同濟大學的水利實驗室特色明顯[23],工學院的水利館有一小型河道及水堰等建筑物,學生只有通過學會修建丁壩、順壩,才能加深河道,進而達到適航程度。該館還利用回水槽建設了一個能將水面提升不同高度的升水設備,利用三種不同的活動堰能將水面升至三種不同的高度,該活動水堰在國內是首創。

20世紀40年代,我國的水利科研取得了一定進展,并建立了相應的學術團體,出版了相關學術期刊。1933年,李書田提出了“對數圖解河水流量計算法”,該計算法既迅速又準確,實用價值大。1934年,北洋大學《工科研究所研究叢刊》登載的何之泰的《考察廣西水利報告》,徐世大的《洪水流量估計方法之檢討》等文章,均具有較高的學術水平。1931年,成立了我國第一個民間水利學術團體——中國水利工程學會(中國水利學會的前身),著名水利專家李儀祉被推舉為該學會會長。學會成立后,為傳播和交流水利科學技術,中國水利工程學會創辦了學會會刊——《水利月刊》。同時期的水利學術刊物還有《水利雜志》、《河海水利月刊》、《黃河水利月刊》、《導淮委員會月刊》和《陜西水利月刊》等。

總之,我國近代水利教育起始于業余教育類型的河工研究所,后在張謇等有識之士的推動下,創建了一批河海工程養成所,進行中等教育類型的專門水利教育,隨后又創建了河海工程專門學校、河南省水利工程專門學校等機構進行專門的高等水利教育,在水利事業發展的推動下,一些大學也開始設立水利科系。在水利專門教育發展的同時,水利學科也逐步建立,設立了一些水利學科實驗室,開始進行水利科學研究,并成立了水利學科學術組織,并出版了水利學術刊物。早期的水利教育主要在水患較多的地區進行,培養治水人才。河工研究所設在永定河道和山東,河海工程養成所主要設在江蘇、山東、河南、陜西等淮河、黃河水患較多省份,后來建立的河海工程專門學校、河南省水利工程專門學校,陜西水利專修班等也同樣是在水患較多的江蘇、河南和陜西等省。我國近代水利教育建立了初步的水利教育體系和水利學科,培養了一批水利人才,為我國以后的水利事業大發展做了技術和人才的準備。

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