第四百九十六章 原理(第3/5页)

宋礼想了想,就明白了,如果要治沙,去根的办法肯定是管控中上游水土流失,但这事没个几代人怕是办不成,眼前能做的,就是头痛医头脚痛医脚,既然泥沙多,就想办法让泥沙减少,因为泥沙是被黄河水裹挟而来的,而如果黄河水被分流,虽然洪涝灾害会减轻,但问题是携带泥沙也就少了,反而会让泥沙加速沉积形成大范围的淤泥……相反,如果黄河水能够高速流动的话,那么即便不能冲刷全部的泥沙,也能改变淤积的现状,这就是束水冲沙法的真正原理。

姜星火继续给他详细解释道:“束水冲沙的办法,就是‘四道堤’。”

“第一道堤,是正堤,也就是通常用的防洪堤。”

“第二道堤,是遥堤,也就是在正堤后方再修一道堤坝,一旦正堤崩溃,有遥堤的存在,算是加了一道保险。”

“第三道堤,是淤堤,因为河水会把一部分泥沙冲击到两岸的正堤上,就可以在两岸的淤泥上建立一个小的、以竹木结构为主的刷淤堤,把淤泥挡住,不让其再回到河流中。”

“第四道堤,是内堤,就是在本来的防洪正堤的内部,也就是淤堤的前面,另外修建起用于人为约束黄河水流,使之变得更加湍急的堤坝。”

“口诀便是如欲深北,则南其堤而北自深;如欲深南,则北其堤而南自深;如欲深中,则南北堤两束之,冲中间焉,而中自深。”

宋礼听后,怔在座椅上,好半天都没缓过神来。

过了很久,宋礼才起身,对着姜星火行了一礼。

“国师才学高深,大本佩服之至!”

这个“四道堤坝”的理论,对宋礼的冲击非常大,这种以系统工程思路建立起的治河理论,结合钢筋混凝土的出现,无疑是能改变过去那种较为低效的情况的。

虽然不是什么很难理解的事情,但思路很巧妙,反正宋礼是想不出来的。

而姜星火本身不是搞工程的,却能想到这种办法,让宋礼这个专业人士,觉得非常自残形愧。

不过还好这是姜星火,作为谪仙临世,他能提出什么,现在大家虽然惊讶,但也不是特别惊讶了……已经麻木了。

但是仅从束水攻沙法本身来讲的话,实际上潘季驯的束水攻沙法在姜星火前世的评价非常高,这个治水办法堪称伟大,而且从明代往后还在持续使用数百年,是实践证明行之有效的治水方式。

清代的治河专家陈潢也是沿用这一思路治理黄河,他就曾说“潘印川以堤束水,以水刷沙之说,真乃自然之理,初非娇柔之论,故曰后之论河者,必当奉之为金科也”;同样近代的水利专家李仪祉在论及潘季驯治河时也评价“黄淮既合,则治河之功唯以培堤闸堰是务,其攻大收于潘公季驯,潘氏之治堤,不但以之防洪,兼以之束水攻沙,是深明乎治导原理也”。

治理黄河不仅仅是张居正改革的重要功绩,而即便是张居正倒台后,潘季驯还在继续治理黄河,他前后四次治河,最后通过绵延三个布政使司的千里长堤,把黄河两岸给夹了起来,让黄河走向开始稳定,改变了之前一会儿往东一会儿往西的情况,成就是前所未有的……但如果从整体大局上来看,也就是把黄河视为一个整体,还是没有起到根本扭转的作用,因为黄河的泥沙多,是因为中上游水土流失严重,这就非是这个时代的人所能完成的了,而后面的历史也证明了,这个伟大的办法在管了上百年的基本稳定以后,黄河又开始不断地决口改道。

“那么就是用束水冲沙,再加上蓄淮刷黄,双管齐下来治理黄河?”宋礼问道。

蓄淮刷黄这个思路,一直都有人提,因为现在黄河夺淮入海,在洪泽湖这里正是黄河跟淮河的交汇点,所谓“蓄淮刷黄”就是在洪泽湖修建堤坝阻止黄河的水流进入洪泽湖,然后再大量引淮河水贯注洪泽湖抬高其水位,使洪泽湖这个承载着淮河水的湖泊强过黄河,这样一来淮河水就能通过洪泽湖来倒流进入黄河,而承载着淮河水的洪泽湖是清水湖,里面泥沙含量非常的小,这样就能用淮河水去冲刷黄河了。

姜星火摇了摇头,只说道:“蓄淮刷黄恐怕不行。”

“蓄淮刷黄”这个办法的效果从短期来看肯定是有的,但是从长远来看效果其实很不理想,因为黄强淮弱,蓄淮以后扩大了淮河流域的淹没面积,反而造成了黄河水灌入淮水蓄水区,结果直接发生涝灾的问题……在姜星火前世,到了清代的嘉庆年间,淮河六坝被无限次的加高,夸张到连大堤上的子堰都已经叠加到五尺以上,属于是没法再高了,而就这样,承担了蓄淮的主要任务的洪泽湖,其常年水位经常会到两丈以上,一旦下大雨就会冲垮堤坝,可以说“蓄淮刷黄”已经彻底失败。

姜星火在办厂那一世,看报纸的时候就看到过实业先驱张状元的社论,谈及的正是淮河的问题,他对此印象很深刻,因为说的比较透彻,当时报纸上是这么写的。

——“至明大筑高堰,而黄淮遂并而不复,为患益剧,陷泗州、浸虹县、废临淮、逼徙清河、邳州,时复旁溢徐海,下侵高宝,前清开国二百余年,几无宁岁,今之高堰,横截其下流,又失旧道,而上下两江,胥受荼毒……淮徐治乱,关系天下安危。而无识浅夫,仓惶补苴于高仰之黄,为扬汤止沸之计,施一切倒塘筑堰小术,其技渐穷,其无形之祸已成,而仍执迷不悟,不思解弦而更张之,可为痛哭者此也。”

看着宋礼的神情,姜星火晓得“蓄淮刷黄”这个念头,恐怕在他们这些治水人的心里,不止升起过一次了。

这个办法从模拟上来看非常完美,而且能够自洽,符合基本的治水逻辑,如果单靠推演,是很难证明其不行的。

姜星火叹了口气,问道:“有纸笔吗?”

“有。”

宋礼从另一个桌子的抽屉里拿出了纸,又给姜星火研墨。

姜星火提笔给他在纸上勾勾画画出了图样和公式。

公式不是什么高难度的东西,是流体力学里面最简单的伯努利原理,属于初高中物理的水平。

“这个是速度,这个是压力。”

在水流或气流里,如果速度小,压力就大,如果速度大,压力就小。

姜星火没用符号,直接上了文字,宋礼看的很清楚,而速度这个词不用解释,“压力”这个词,宋礼是听姜星火讲过什么意思的,在《明报》关于热气球原理的文章上也看过,理解起来难度不大。

“但理想状态下的流体,肯定跟复杂的实际情况是不一样的,实际上河水的流动性在河流横截面上是不一样的,靠近河岸和河底的水流流动速度比河面表面的水流的流动速度要小。”