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一生追着江河走 —追记优秀共产党员、中国现代坝工设计先行者曹楚生院士
2017/11/26 10:53:15    新闻来源:搜狐新闻

11199时,91岁的中国共产党优秀党员,中国现代坝工设计的先行者,著名水利工程学家,中国工程院院士,天津大学曹楚生教授因病医治无效,在北京逝世。81岁的中国长江三峡工程开发总公司原副总经理袁国林一大早赶来送别故人,"我曾说,我们做水利工程的人,一生追着江河走,酸甜苦辣不回头。曹总是我们的楷模和典范。"从淮河、到黄河、再到长江,曹楚生踏遍青山绿水,把一片赤诚留给祖国和后人。

一生治水筑业惠民

曹楚生1948年毕业于上海交通大学土木系,并留校当了助教。1951年,时任华东军政委员会水利部副部长钱正英到上海交大,动员有志青年响应毛主席"一定要把淮河修好"的伟大号召,投身治淮事业。新中国的召唤点燃了这位年轻大学助教的心,他带领学生们一道走出大学校门,投入到火热的治淮工地——佛子岭。这个偶然的机会,让他与水利结下了不解之缘,一生都和祖国的水利水电建设事业"浇筑"在一起。

他开创了中国水利工程史上多个"第一":在上世纪50年代参与设计的佛子岭连拱坝、磨子潭双支墩大头坝和响洪甸重力拱坝,三种坝型各具特色,为当时国内首创;60年代任设计总工程师主持设计的黄河盐锅峡水电站是黄河干流上第一座发电的水电站;70年代主持设计的白龙江碧口大坝,是我国建成的第一座大型碾压式土石坝,并经受住了2008年汶川大地震的考验;潘家口水利枢纽工程是天津市引滦入津的源头工程,为曹楚生院士于80年代主持设计,是我国第一座大型混合式蓄能电站,一期工程曾为国家节约投资5000多万元,并获国家优秀设计金奖。更为重要的是,他设计的这许多大坝作为我国著名的水利工程,迄今运行良好。作为全国首批"中国工程设计大师",他当之无愧。

佛子岭是曹楚生参与设计的第一座大坝。刚刚走下学校讲台,又要"改行"进行大坝设计,曹楚生奋进不息,顽强拼搏。当时,佛子岭水库工程指挥部刚刚成立,在我国著名水利专家汪胡桢的领导和支持下,组织了坝工设计组进行佛子岭连拱坝的设计。那时,世界上连拱坝刚出世不久,国内并没有建过这种水坝。敢为人先的曹楚生和他的青年伙伴们勇敢地挑起了这副重担。国内没有连拱坝的任何资料,他们就翻阅和研究仅有的外文资料。在设计中遇到难题,他们一方面向书本学习,一方面向其他工程技术人员和工人师傅请教或共同切磋。为了弥补知识的不足,工程技术人员还现场组织学习班,每晚在空着的工程指挥部会议室里上课,称为"佛子岭大学"。大家既是学生也是教师,除了请汪胡桢、张光斗、谷德振等专家讲课外,不少年轻人也担任讲课。汪胡祯曾撰文回忆:"其中曹楚生讲的内容最起作用,使大家知道连拱坝与垛中的应力是怎样计算出来的,他还为大家学过的材料力学和结构力学作了系统复习。"以曹楚生为首的青年工程技术人员费了很长时间做理论分析与计算,才把各种荷载的结构力学计算得一清二楚,证明这些应力能力结构材料的强度所胜任。由于有了这些证明,技术室才敢发出施工图纸,工务处才敢发号施令在坝体里浇筑混凝土。

1954年4月,佛子岭水库终于竣工建成,成为中国第一座钢筋混凝土高坝,连外国专家都竖起大拇指,盛赞中国工程师了不起。由于在佛子岭工程中的突出贡献,曹楚生被授予一等功臣的称号,后来又被选为全国农业水利先进生产(工作)者和全国先进生产(工作)者。1956年,他在治淮委员会光荣地加入了中国共产党。

从佛子岭水坝开始,曹楚生在结构力学计算方面的杰出才能就充分显示出来。通过多年的工程实践,他逐步解决了多项高坝建设难题,提出了"刚体极限平衡的计算方法",解决了坝和坝基的防滑稳定问题;利用动力学基本原理与逐次校正相结合,解决了连拱坝地震应力问题;采用具有抗渗和抗冻性能的全断面"零坍落度"混凝土技术,提高了混凝土抗性和降低了成本等。这些创新方法不仅被实践所验证,也被许多工程采用并不断发展。在上世纪只有手摇计算器的时代,这些创新方法大大提高了大坝建设的成效、质量和安全性。

质量是生命线

曹楚生在水利行业以严格要求、一丝不苟而著称。在工程的具体设计过程中,一个小小的数字,一个不太明显的连线,都会给整个工程带来无法估量的影响。他常说,水利工程投资巨大,关系到人民生命财产安全,在工程设计中出现哪怕是微小的问题,都可能极大影响大坝建设的质量和投资的规模。

他不但在设计上精益求精,而且在施工中也严把质量关。有时施工单位为了省时省力,没有按设计要求施工,他发现后,每一次都是当仁不让,据理力争,有时甚至与施工单位争得面红耳赤,直到施工单位重新按设计要求施工才善罢甘休。许多施工单位对曹楚生这股"倔劲"是又敬又怕,但多年后的事实证明,他当年的坚持是对的。

上世纪60年代在白龙江碧口工地时,正值"文革"期间,施工不太正常,质量往往达不到要求。曹楚生带领工程技术人员怀着对祖国、对人民、对子孙后代负责的精神,把个人的毁誉得失置之度外,把电站建设看成自己的事业和生命,坚持真理,对于一些不合理或错误决定,对于一些不符合质量要求的施工问题,顶住压力,据理力争。

原天津大学水利系、管理系教授何伯森曾回忆说,在碧口水电站修建期间,有一次下大雨时恰逢粘土心墙的回填。当时工地条件达不到要求粘土被淋了,这样粘土的含水率升高,再用于回填就不符合回填粘土的标准了。曹楚生要求赶快停工,不能回填,应该等雨停了以后,把基坑里的水掏出来,并且把表层被雨淋过的和基坑内被雨泡过的粘土挖掉以后才能回填。当时的负责人不同意,说,"往里填就行了,还挖出来干什么?"曹楚生却坚持要挖,并且还要掏水,被回答"那你掏去"。曹楚生立刻回到设计组,号召所有工程设计人员停工,带上工具上坝掏水。正是曹楚生的坚持,才保证了工程的质量。何伯森评价曹楚生:"知识分子要有知识分子的良心,在关键问题上,尤其是技术问题上要坚持原则,不能随声附和,不能向权势低头,曹楚生就很好的做到了这一点。"

先期到达碧口工地的设计人员曾规划了一个1:50的碧口水电站整体水工模型露天试验场,曹楚生常常到试验场去,与设计、科研人员反复研究碧口水电站的每个建筑物的位置、相互关系,以及从图纸到模型,再由模型成果到图纸等方面;对泄水建筑物的体型、结构进行反复计算、校核。那时曹楚生口袋里总是装着一把10cm长的小计算尺,一边听汇报、一边计算,一丝不苟。曹楚生既管设计、又管科研,工作十分繁忙,加之生活条件艰苦,身体不是太好,患上了偏头疼病。为了不影响工作,他经常在集贸市场上买些中药,自己调理身体,四十多岁的人已两鬓斑白。

这座耗费了曹楚生大量心血的碧口水电站位于甘肃省文县碧口镇上游3公里处,是白龙江干流首建的大型水电站枢纽。2008年5月12日汶川地震发生后,曹楚生日夜关注震情的发展和大坝安危。9月23日,他再次踏上碧口这块熟悉的土地。此时的曹楚生已是82岁高龄,但仍不顾路途颠簸,登上亲自设计的碧口大坝。这座历经半个世纪的中国第一座大型碾压式土石坝比曹楚生想象中的还要好,经过地震的考验,基本上没有什么问题。碧口水电厂在地震后,仅44个小时后向当地的重灾区送上了电,于58小时后向四川电网送上了电,为救灾提供了强大的电能,水电工程在抗震救灾中发挥了重要作用。

正是这种认真负责的科学态度、严谨求实的工作作风,曹楚生在参加包括三门峡、刘家峡、三峡、二滩、向家坝、溪洛渡、葛洲坝、小湾、李家峡、青铜峡等多项重点工程在内的评估与论证工作时,对这些工程的关键性技术问题决策发挥了重要的作用。

青山绿水家国梦

十九大报告中提出,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,建设美丽中国,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全作出贡献。经历了新中国成立以来我国水能资源开发的整个过程的曹楚生一直坚持并为之奋斗终生的是:建设生态友好型水利水电工程,在保护中开发,在发展中保护。

曹楚生于上世纪80年代主持设计的潘家口水利枢纽工程就是我国第一座大型混合式蓄能电站。所谓抽水蓄能电站,是指利用电网中负荷低时的电力,由下水池抽水到上水池,待电网高峰负荷时,放水回下水池发电。"水资源和水能资源虽然可再生,但都是很宝贵的,"曹楚生认为。水利水电抽水蓄能运行可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,可周而复始再生利用。

以潘家口水电站为例,内装一台15万千瓦的常规机组,三台单机9万千瓦的可逆式蓄能机组,总装机42万千瓦。由上库、下池组成的抽水蓄能电站系统,当电力系统尖峰发电时四台机组同时发电,下泄流量最大为712立方米/秒,其水量暂存蓄在下池内;当低谷时,利用电力系统的剩余电能使蓄能机组抽水运行,最大抽水流量为390立方米/秒,可将下池里的水重新抽回上库。如此周而复始,可满足电力系统峰荷的需要,调峰、发电、供水互不影响。潘家口水利枢纽工程融供水、防洪、常规水电、抽水蓄能于一体,是水资源的一种独特的开发方式,至今仍在为京津冀地区的经济发展贡献着力量。十三陵站、张河湾、佛磨等都是曹楚生倡导并参与的抽水蓄能电电站工程。

曹楚生长期担任中国抽水蓄能专业委员会主任。1990年他赴英国伦敦出席世界抽水蓄能国际学术会议,介绍了潘家口工程,并在论文中指出抽水蓄能电站的经济效益决不止1+1=2。他的观点得到了与会专家的广泛赞同。令他惊讶的是,当时国外已经把抽水蓄能机组称为常规机组,可见这种技术已经在国外得到了广泛的应用。

中国水能资源总蕴藏量达6.76亿千瓦,可开发量为3.78亿千瓦。然而,一些地区水资源和水能资源已出现开发殆尽现象,再修建新的工程将受到限制,影响水利水电的可持续发展。曹楚生认为,当前我国正处于新旧能源交替时期,火电、水电发展迅猛,已达高潮。由于煤炭、水能等资源短缺,不久将逐年趋缓,核能、风能、太阳能等新能源将逐渐取代前者。抽水蓄能作为水电的补充和内涵时,可发挥其储存转换、循环再生等特殊功能,有利于新能源与火电水电等和谐共处、按各自有利方式平稳运行。

迄今为止,我国已建和在建的抽水蓄能电站已有三十多座,而其中大部分电站的建设中,都曾有曹楚生的身影。这些屹立在祖国大地的一座座抽水蓄能电站述说着曹楚生为了我国水利水电可持续发展和建设美丽中国所做出的艰苦卓越的努力。

良师益友立德树人

1987年起,曹楚生就长期担任天津大学兼职教授,还主持了天津大学水利系培养的第一位外国硕士留学生的论文答辨。1999年,曹楚生成为了天津大学建工学院水利系教授。从在上海交通大学做助教到重返天津大学校园任教授已经时隔50余年,他与教师这份职业始终有着不解之缘。

2004年考入天津大学建筑工程学院水利水电工程专业的张丛林大一开始就是曹楚生的"粉丝"。"那时经常去第四教学楼上自习,一楼就有曹楚生院士的照片及相关事迹。每次看到这些宣传资料,我就鼓励自己一定要报考曹老师的研究生。"经过努力,张丛林如愿跟随曹楚生攻读硕士和博士研究生。他至今还清晰记得第一次见到曹楚生的情形:"一身深蓝色的中山装,戴着白色边框的眼镜、穿着一双普通的旅游鞋,笑呵呵地看着我。"

张丛林攻读博士期间研究的课题是:水—火—风互补发电系统的容量优化配置问题研究。这是一个具有显著理论及实际意义的研究课题,具有极大的研究价值。在拟定研究课题之后,曹楚生为张丛林提供了各种帮助,比如关于该研究方向的诸多书籍,还尽可能带领张丛林去风电场进行实地考察,就具体问题和其他院士专家进行交流,拓展研究思路。

80多岁的曹楚生带着张丛林去过16个省、自治区和直辖市考察工程,如三峡水利枢纽、南水北调工程、拉西瓦水电站、江苏龙源海上风电场、新疆达坂城风电场、内蒙古四子王旗风电场和太阳能电厂等。张丛林发现,曹楚生除了衣着简朴,手机、行李箱多年未更换。"在饮食上,曹老师也从不挑剔,吃着舒服、可口也就可以了,而且尽量不浪费食物。浪费可耻,曹老师经常对我说。"

曹楚生认为,水利水电事业是关系国家经济发展和民生安全的千秋大业。除了研究生们,他还带领天津大学水利系师生把一切工作放到党和国家工作大局中去谋划,把服务科研工作,聚焦国家重大需求作为根本要求,积极承担国家重大工程研究课题及关键技术研究课题,在推动科研工作不断跨越式发展的同时,能够找准定位、体现价值、有所作为。

争取水利工程一级学科博士点,获批"水利工程仿真与安全国家重点实验室",培养出多名德才兼备的杰出中青年人才,积极参与国家重大工程研究项目,探索产学研新模式……追随曹院士工作多年,"长江学者"、天大教授练继建目睹了天津大学水利系在曹楚生的带领下一步步走向辉煌,"曹院士鼓励青年教师要创新,也教诲年轻学子要务实,他是良师,更是益友。"

曹楚生在《人民黄河》创刊六十周年时曾题词:"继续为培养造就高素质人才作出新贡献。"他一直关心着年轻一代的成长。2015年6月2日,曹楚生迎来了自己的90岁寿辰。一大早,他从北京出发,回到了他所执教的天津大学建工学院。他拿出仔细推敲了20天的讲稿,用一个小时的时间给学生们作了一场报告。他说:"我投身中国的水利事业已经67年了,希望以自己的水利工程创新经历与大家共勉:要在工作中学习,学习中工作;要务实求是,精益求精。"曹楚生认为,要培养"创新型科技人才","并使之具有工作技能和必要的综合素质,包括思想道德、文化科学、业务、心理等。"此外,还要"大胆探索、勇于创新,在设计构思上要大胆,但在具体结构计算和细部设计中要一丝不苟"。

以回顾人生经历、勉励莘莘学子的形式过生日,曹楚生兴致很高,会后,他和工作人员在聊天中说,"学校邀请我了,我希望在一百岁生日时还来天津大学庆祝"。

如今,天津大学再也等不来这位既严谨又亲切的"曹爷爷",他的谆谆教诲和殷殷期望永远镌刻在天大人心中。天大人心怀敬意为曹楚生撰写挽联:"一生治水学以致用,变通江河筑业惠民;全心从教严于律己,培修桃李创新兴邦。"

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记者 / 靳莹

参考资料 / 戚蓝 张亚等《气壮山河禹传人——记中国水利设计大师曹楚生院士》

图片来源 / 曹楚生院士学术成长采集小组 网络

责任编辑 / 吴捷 高晟聪

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