天大教授曹楚生院士：人生追著江河走

文 | 通訊員 靳瑩

他設(shè)計(jì)的許多大壩，作為我國(guó)著名的水利工程，迄今運(yùn)行良好。作為全國(guó)首批“中國(guó)工程設(shè)計(jì)大師”，他當(dāng)之無(wú)愧。從淮河，到黃河，再到長(zhǎng)江，中國(guó)現(xiàn)代壩工設(shè)計(jì)的先行者、著名水利工程學(xué)家、中國(guó)工程院院士、天津大學(xué)教授曹楚生踏遍青山綠水，把一片赤誠(chéng)留給了祖國(guó)和人民。2017年11月19日，91歲的曹楚生教授因病醫(yī)治無(wú)效，在北京逝世。

一生治水筑業(yè)惠民

一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，曹楚生與水利結(jié)下了一生之緣。1948年，曹楚生畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木系，并留校當(dāng)了助教。1951年，時(shí)任華東軍政委員會(huì)水利部副部長(zhǎng)的錢正英到上海交大，動(dòng)員有志青年響應(yīng)毛主席“一定要把淮河修好”的偉大號(hào)召，投身治淮事業(yè)。新中國(guó)的召喚點(diǎn)燃了這位年輕的大學(xué)助教的心，他帶領(lǐng)學(xué)生走出大學(xué)校門，前往火熱的治淮工地——佛子嶺。從此，他的一生都與祖國(guó)的水利水電建設(shè)事業(yè)“澆筑”在了一起。

他開創(chuàng)了中國(guó)水利工程史上多個(gè)“第一”：上世紀(jì)50年代參與設(shè)計(jì)的佛子嶺連拱壩、磨子潭雙支墩大頭壩和響洪甸重力拱壩，三種壩型各具特色，為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)；60年代任設(shè)計(jì)總工程師主持設(shè)計(jì)的黃河鹽鍋峽水電站是黃河干流上第一座發(fā)電的水電站；70年代主持設(shè)計(jì)的白龍江碧口大壩，是我國(guó)建成的第一座大型碾壓式土石壩，并經(jīng)受住了2008年汶川大地震的考驗(yàn)；潘家口水利樞紐工程是天津市引灤入津的源頭工程，為曹楚生院士于80年代主持設(shè)計(jì)，是我國(guó)第一座大型混合式蓄能電站，一期工程曾為國(guó)家節(jié)約投資5000多萬(wàn)元，并獲國(guó)家優(yōu)秀設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)。

佛子嶺是曹楚生參與設(shè)計(jì)的第一座大壩。那時(shí)，世界上連拱壩剛問世不久，國(guó)內(nèi)并沒有建過這種水壩。敢為人先的曹楚生和他的青年伙伴們勇敢地挑起了這副重?fù)?dān)。在設(shè)計(jì)中遇到難題，他們一方面向書本學(xué)習(xí)，一方面向其他工程技術(shù)人員和工人師傅請(qǐng)教。為了彌補(bǔ)知識(shí)的不足，工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)組織學(xué)習(xí)班，每晚在工程指揮部會(huì)議室上課，被人們稱為“佛子嶺大學(xué)”。大家既是學(xué)生也是教師，除了請(qǐng)汪胡楨、張光斗、谷德振等專家講課外，不少年輕人也擔(dān)任授課。以曹楚生為首的青年工程技術(shù)人員用了很長(zhǎng)時(shí)間做理論分析與計(jì)算，才把各種荷載的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算得一清二楚。由于有了這些求證，技術(shù)室才敢發(fā)出施工圖紙，工務(wù)處才敢發(fā)號(hào)施令在壩體里澆筑混凝土。

1954年4月，佛子嶺水庫(kù)竣工建成，成為中國(guó)第一座鋼筋混凝土高壩，外國(guó)專家也豎起大拇指，盛贊中國(guó)工程師了不起。由于在佛子嶺工程中的突出貢獻(xiàn)，曹楚生被授予一等功臣的稱號(hào)，后來(lái)又被選為全國(guó)農(nóng)業(yè)水利先進(jìn)生產(chǎn)（工作）者和全國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)（工作）者。1956年，他在治淮委員會(huì)光榮地加入了中國(guó)共產(chǎn)黨。

從佛子嶺水壩開始，曹楚生在結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方面的杰出才能充分顯示出來(lái)。通過多年的工程實(shí)踐，他逐步解決了多項(xiàng)高壩建設(shè)難題，提出了“剛體極限平衡的計(jì)算方法”，解決了壩和壩基的防滑穩(wěn)定問題；利用動(dòng)力學(xué)基本原理與逐次校正相結(jié)合，解決了連拱壩地震應(yīng)力問題；采用具有抗?jié)B和抗凍性能的全斷面“零坍落度”混凝土技術(shù)，提高了混凝土抗性和降低了成本等。這些創(chuàng)新方法不僅被實(shí)踐所驗(yàn)證，也被許多工程采用并不斷發(fā)展。在上世紀(jì)只有手搖計(jì)算器的時(shí)代，這些創(chuàng)新方法大大提高了大壩建設(shè)的成效、質(zhì)量和安全性。

良師益友立德樹人

>>曹楚生院士（右）在水利工程現(xiàn)場(chǎng)

從1987年起，曹楚生長(zhǎng)期擔(dān)任天津大學(xué)兼職教授，還主持了天津大學(xué)水利系培養(yǎng)的第一位外國(guó)碩士留學(xué)生的論文答辯。1999年，曹楚生成為了天津大學(xué)建工學(xué)院水利系教授。從在上海交通大學(xué)做助教到重返天津大學(xué)校園任教授，他與教師這份職業(yè)有著不解之緣。

2004年考入天津大學(xué)建筑工程學(xué)院水利水電工程專業(yè)的張叢林，是曹楚生的“粉絲”?！澳菚r(shí)我經(jīng)常去第四教學(xué)樓上自習(xí)，一樓就有曹楚生院士的照片及相關(guān)事跡介紹。每次看到這些宣傳資料，我就鼓勵(lì)自己一定要報(bào)考曹老師的研究生?！苯?jīng)過努力，張叢林如愿跟隨曹楚生攻讀碩士和博士研究生。他至今還清晰地記得第一次見到曹楚生的情形：“一身深藍(lán)色的中山裝，戴著白色邊框的眼鏡，穿著一雙普通的旅游鞋，笑呵呵地看著我?！?/p>

張叢林攻讀博士期間研究的課題是“水—火—風(fēng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置問題研究”。這是一個(gè)具有顯著理論及實(shí)際意義的研究課題，具有極大的研究?jī)r(jià)值。在擬定研究課題之后，曹楚生為張叢林提供了各種幫助，比如關(guān)于該研究方向的諸多書籍，還盡可能帶領(lǐng)張叢林去風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，就具體問題和其他院士專家進(jìn)行交流，拓展研究思路。

80多歲的曹楚生帶著張叢林去過16個(gè)省、自治區(qū)和直轄市考察工程，如三峽水利樞紐、南水北調(diào)工程、拉西瓦水電站、江蘇龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)、新疆達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)、內(nèi)蒙古四子王旗風(fēng)電場(chǎng)和太陽(yáng)能電廠等。張叢林發(fā)現(xiàn)，曹楚生不僅衣著簡(jiǎn)樸，手機(jī)、行李箱多年未更換?！霸陲嬍成?，曹老師也從不挑剔，吃著舒服、可口也就可以了，而且從不浪費(fèi)食物?！?/p>

曹楚生認(rèn)為，水利水電事業(yè)是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生安全的千秋大業(yè)。除了研究生，他還帶領(lǐng)天津大學(xué)水利系師生把一切工作放到黨和國(guó)家工作大局中去謀劃，服務(wù)科研工作，聚焦國(guó)家重大需求，積極承擔(dān)國(guó)家重大工程研究課題及關(guān)鍵技術(shù)研究課題，在推動(dòng)科研工作不斷跨越式發(fā)展的同時(shí)，能夠找準(zhǔn)定位、體現(xiàn)價(jià)值、有所作為。

爭(zhēng)取水利工程一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)，獲批“水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，培養(yǎng)出多名德才兼?zhèn)涞慕艹鲋星嗄耆瞬?，積極參與國(guó)家重大工程研究項(xiàng)目，探索產(chǎn)學(xué)研新模式……追隨曹院士工作多年，“長(zhǎng)江學(xué)者”、天大教授練繼建目睹了天津大學(xué)水利系在曹楚生的帶領(lǐng)下一步步走向輝煌，“曹院士鼓勵(lì)青年教師要?jiǎng)?chuàng)新，也教誨年輕學(xué)子要?jiǎng)?wù)實(shí)，他是良師，更是益友?！?/p>

質(zhì)量是生命線

曹楚生在水利行業(yè)以嚴(yán)格要求、一絲不茍著稱。在工程的具體設(shè)計(jì)過程中，一個(gè)小小的數(shù)字，一個(gè)不太明顯的連線，都會(huì)給整個(gè)工程帶來(lái)無(wú)法估量的影響。他常說，水利工程投資巨大，關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全，在工程設(shè)計(jì)中哪怕出現(xiàn)微小的問題，都可能影響大壩建設(shè)的質(zhì)量和投資的規(guī)模。

他不但在設(shè)計(jì)上精益求精，而且在施工中也嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。有時(shí)施工單位為了省時(shí)省力，沒有按設(shè)計(jì)要求施工，被他發(fā)現(xiàn)后必定據(jù)理力爭(zhēng)，有時(shí)甚至與施工單位爭(zhēng)得面紅耳赤，直到施工單位重新按設(shè)計(jì)要求施工。許多施工單位對(duì)曹楚生這股“倔勁”又敬又怕，但多年后的事實(shí)證明，他當(dāng)年的堅(jiān)持是對(duì)的。

原天津大學(xué)水利系、管理系教授何伯森曾回憶說，在碧口水電站修建期間，有一次下大雨時(shí)恰逢黏土心墻的回填。當(dāng)時(shí)工地條件達(dá)不到要求黏土被淋了，這樣黏土的含水率升高，再用于回填就不符合回填黏土的標(biāo)準(zhǔn)了。曹楚生要求趕快停工，不能回填，應(yīng)該等雨停了以后，把基坑里的水掏出來(lái)，并且把表層被雨淋過的和基坑內(nèi)被雨泡過的黏土挖掉以后才能回填。當(dāng)時(shí)的負(fù)責(zé)人不同意，說，“往里填就行了，還挖出來(lái)干什么？”曹楚生卻堅(jiān)持要挖，并且還要掏水，被回答“那你掏去”。曹楚生立刻回到設(shè)計(jì)組，號(hào)召所有工程設(shè)計(jì)人員停工，帶上工具上壩掏水。正是曹楚生的堅(jiān)持，才保證了工程的質(zhì)量。何伯森評(píng)價(jià)曹楚生：“知識(shí)分子要有知識(shí)分子的良心，在關(guān)鍵問題上要堅(jiān)持原則，不能向權(quán)勢(shì)低頭，曹楚生很好地做到了這一點(diǎn)?！?/p>

先期到達(dá)碧口工地的設(shè)計(jì)人員曾規(guī)劃了一個(gè)1∶50的碧口水電站整體水工模型露天試驗(yàn)場(chǎng)，曹楚生常常到試驗(yàn)場(chǎng)去，與設(shè)計(jì)、科研人員反復(fù)研究碧口水電站的每個(gè)建筑物的位置、相互關(guān)系；對(duì)泄水建筑物的體型、結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)計(jì)算、校核。那時(shí)曹楚生口袋里總是裝著一把小計(jì)算尺，一邊聽匯報(bào)、一邊計(jì)算，一絲不茍。曹楚生既管設(shè)計(jì)、又管科研，工作十分繁忙，加之生活條件艱苦，身體不是太好，患上了偏頭疼病。為了不影響工作，他經(jīng)常在集貿(mào)市場(chǎng)上買些中藥，自己調(diào)理身體，四十多歲的人已兩鬢斑白。

這座耗費(fèi)了曹楚生大量心血的碧口水電站位于甘肅省文縣碧口鎮(zhèn)上游3公里處，是白龍江干流首建的大型水電站樞紐。2008年5月12日汶川地震發(fā)生后，曹楚生日夜關(guān)注震情的發(fā)展和大壩安危。9月23日，他再次踏上碧口這塊熟悉的土地。此時(shí)的曹楚生已是82歲高齡，但仍不顧路途顛簸，登上親自設(shè)計(jì)的碧口大壩。這座歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的中國(guó)第一座大型碾壓式土石壩比曹楚生想象中的還要堅(jiān)固，經(jīng)過地震的考驗(yàn)，基本上沒有什么問題。碧口水電廠在地震后，僅44個(gè)小時(shí)就向當(dāng)?shù)刂貫?zāi)區(qū)送上了電，58小時(shí)后向四川電網(wǎng)送上了電，為救災(zāi)提供了強(qiáng)大的電能，水電工程在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。

青山綠水家國(guó)夢(mèng)

黨的十九大報(bào)告提出，建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)。堅(jiān)定走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，建設(shè)美麗中國(guó)，為人民創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境，為全球生態(tài)安全作出貢獻(xiàn)。建設(shè)生態(tài)友好型水利水電工程，在保護(hù)中開發(fā)在發(fā)展中保護(hù)，曹楚生一直堅(jiān)持并為之奮斗。

曹楚生于上世紀(jì)80年代主持設(shè)計(jì)的潘家口水利樞紐工程，是我國(guó)第一座大型混合式蓄能電站。所謂抽水蓄能電站，是指利用電網(wǎng)中負(fù)荷低時(shí)的電力，由下水池抽水到上水池，待電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，放水回下水池發(fā)電。曹楚生認(rèn)為，水資源和水能資源雖然可再生，但都是很寶貴的。水利水電抽水蓄能運(yùn)行可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，可周而復(fù)始再生利用。

以潘家口水電站為例，內(nèi)裝一臺(tái)15萬(wàn)千瓦的常規(guī)機(jī)組，三臺(tái)單機(jī)9萬(wàn)千瓦的可逆式蓄能機(jī)組，總裝機(jī)42萬(wàn)千瓦。由上庫(kù)、下池組成的抽水蓄能電站系統(tǒng)，當(dāng)電力系統(tǒng)尖峰發(fā)電時(shí)四臺(tái)機(jī)組同時(shí)發(fā)電，下泄流量最大為712立方米/秒，其水量暫存蓄在下池內(nèi)；當(dāng)?shù)凸葧r(shí)，利用電力系統(tǒng)的剩余電能使蓄能機(jī)組抽水運(yùn)行，最大抽水流量為390立方米/秒，可將下池里的水重新抽回上庫(kù)。如此周而復(fù)始，可滿足電力系統(tǒng)峰荷的需要，調(diào)峰、發(fā)電、供水互不影響。潘家口水利樞紐工程融供水、防洪、常規(guī)水電、抽水蓄能于一體，是水資源的一種獨(dú)特的開發(fā)方式，至今仍在為京津冀地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)著力量。十三陵站、張河灣、佛磨等都是曹楚生倡導(dǎo)并參與的抽水蓄能電電站工程。

曹楚生長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)抽水蓄能專業(yè)委員會(huì)主任。1990年他赴英國(guó)倫敦出席世界抽水蓄能國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，介紹了潘家口工程，并在論文中指出抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益絕不止1+1=2。他的觀點(diǎn)得到了與會(huì)專家的廣泛贊同。令他驚訝的是，當(dāng)時(shí)國(guó)外已經(jīng)把抽水蓄能機(jī)組稱為常規(guī)機(jī)組，可見這種技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。

迄今為止，我國(guó)已建和在建的抽水蓄能電站已有30多座，而其中大部分電站的建設(shè)中，都曾有曹楚生的身影。這些屹立在祖國(guó)大地的一座座抽水蓄能電站，彰顯著曹楚生為了我國(guó)水利水電可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)美麗中國(guó)所做出的艱苦努力。

2015年6月2日，曹楚生迎來(lái)了自己的90歲壽辰。一大早，他從北京出發(fā)，回到了他所執(zhí)教的天津大學(xué)建工學(xué)院。他拿出仔細(xì)推敲了20天的講稿，用一個(gè)小時(shí)的時(shí)間給學(xué)生們作了一場(chǎng)報(bào)告。他說：“我投身中國(guó)的水利事業(yè)已經(jīng)67年了，希望以自己的水利工程創(chuàng)新經(jīng)歷與大家共勉：要在工作中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中工作；要?jiǎng)?wù)實(shí)求是，精益求精?！?/p>

曹楚生認(rèn)為，要培養(yǎng)“創(chuàng)新型科技人才”，“并使之具有工作技能和必要的綜合素質(zhì)，包括思想道德、文化科學(xué)、業(yè)務(wù)、心理等?！贝送猓€要“大膽探索、勇于創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)構(gòu)思上要大膽，但在具體結(jié)構(gòu)計(jì)算和細(xì)部設(shè)計(jì)中要一絲不茍”。

姜乃強(qiáng)