沙玉清
中國現代農田水利學科創始人
沙玉清(1907—1966),農田水利學家和教育家,我國現代農田水利學科的創始人。1935年他的專著——我國第一本《農田水利學》出版,1937年他主持建立了我國第一個農業水利教育機構——西北農學院農業水利系。他長期從事泥沙問題研究,是我國早期研究泥沙問題的專家。1965年他的又一本專著《泥沙運動學引論》出版,為我國農田水利教育和泥沙問題研究奠定了基礎。
沙玉清,字叔明,1907年出生於江蘇省江陰縣一個書香之家,自幼受到祖父(清末舉人沙海峰)影響,中學時代從江陰南菁中學高中畢業后考入了當時在江南頗有盛名的河海工科大學。這所學校的前身是1915年創建的河海工程專門學校,中國著名水利學家李儀祉曾在該校任教,為沙玉清以後從事農田水利事業和農田水利教育打開了大門。
1930年沙玉清大學畢業,這時河海工科大學已改名為中央大學。因其學習成績優異,畢業后即被介紹到北京清華大學工學院土木系任助教及教員五年,直到1935年夏天出國為止。在此期間他有幸結識了李儀祉。李關於根治黃河和水利為農業服務的思想對他後來從事農業水利教育和開展泥沙問題研究起了重要作用。經李的聯繫,沙玉清於1935年赴德國留學,在德國漢諾威工科大學跟隨世界著名河工專家恩格斯教授學習河工泥沙問題。他如饑似渴地學習德國水利科學技術,在德國兩年的時間裡他把必要的生活費用以外一切可以省下來的錢全都用於購買書籍資料。他在返國途中,還到英、法、荷等國進行水利考察訪問。
1907年4月16日,出生於江蘇江陰縣。
1930年,畢業於南京中央大學土木系。
1930年—1935年,在北京清華大學工學院土木系任教。
1935年—1937年,在德國漢諾威工科大學留學,學習河工模型試驗。
1937年—1947年,任西北農學院農業水利系教授、系主任,創建武功水工試驗室(今西北水利科學研究所前身)。
1947年—1953年,先後任南京中央大學土木系教授兼系主任,南京工程學院土木系教授,在此期間曾成立混凝土研究室。
1953年—1956年,任華東水利學院農田水利系教授。
1956年—1966年,任西北農學院農田水利系教授兼西北水利科學研究所所長。
1966年10月30日,逝世於西安。
1934年,西北農業專科學校在陝西武功縣開始籌建。該校設有水利組(西北農業大學水利系前身),李儀祉任該組第一任主任。由於當時師資力量缺乏,李儀祉就約尚在德國留學的沙玉清回國後到該校水利組任教。沙玉清按李的囑咐接受了西北農林專科學校辛樹幟校長的聘請,於1937年夏回國後到西北農業專科學校任教。李儀祉隨即寫信說:“知已返國到校,不勝喜慰,農專事屬草創,水工及灌溉試驗,望儘力籌劃,使得在西北放異彩,以資切實功效於農民……”沙玉清後來長期立足西北農業水利教育和科學研究,是同李的鼓勵分不開的。
1939年4月西北農業專科學校與國立西北聯合大學農學院、河南大學農學院畜牧獸醫系合併成立了西北農學院。原來的西北農業專科學校水利組改名為西北農學院農業水利系,自此誕生了我國第一個以服務農業為明確目標的水利教育機構。沙玉清擔任了農業水利系第一位主任。
沙玉清關於水利為農業服務的思想早在30年代初在他所編寫的我國第一部農田水利專著——《農田水利學》中已較全面地反映出來。這本專著在我國第一次把農田水利作為一門科學來對待,闡明了《農田水利學》的基本原理、基本內容和基本方法。他把農田水利學概括為5個方面:即灌溉、排水、放淤、洗鹼和墾澤。這一科學概括即使從現代農田水利學觀點來看也是比較全面的,尤其是它體現了中國農田水利的特點。這本專著為我國農田水利學的發展奠定了基礎。
沙玉清主持西北農學院農業水利系以後,很快意識到,為了我國農業水利事業,除了開展農業水利本科教育,迅速培養一批農業水利本科畢業生以外,還必須著手培養更高層次的農業水利教育的科學研究人才。為此,在他的努力下,於1941年秋成立了西北農學院農田水利研究部,隨即開始招收研究生,規定學習期限二年(兼助教時延長一年)。這也是我國培養農田水利教育與科學研究高級人才的開始。
沙玉清在李儀祉的教誨下,決心探討泥沙運動規律,作為根治黃河的基礎。在德國留學期間他精心鑽研了河工試驗模型問題,為以後從事泥沙研究打下了基礎。回國后不久,“七七”事變爆發,在艱苦的抗戰歲月里,科研經費、物資均甚缺乏,沙玉清克服各種困難,自製試驗設備,完成了許多試驗研究,如渾水滯性試驗設備和利用氣泡測流設備,結構簡單富有獨創性,花錢少而一樣可以完成試驗。
1938年李儀祉逝世,沙玉清從多方面進行紀念,並擬籌建“儀祉水土經濟試驗室”,1940年11月中央水工試驗所與西北農學院合設武功水工試驗室併兼任該室主任。當時研究的主要目標是水土經濟問題。中華人民共和國成立后,該室擴建為西北水利科學研究所,他擔任該所所長。該所為我國較大的水利科學研究中心之一。
當時的試驗室雖然設備簡陋,沙玉清和他的助手進行了不少試驗,如泥沙沉速試驗、油泡測速試驗、渾水滯性試驗等。通過初期試驗研究提出了《流水挾運泥沙之通式》等項研究成果。
50年代他開始進入了對泥沙運動研究較成熟的階段,大部分的研究成果,皆出自50年代中期到60年代中期這十多年時間。先後有《泥沙分類命名之商榷》、《物體沉速的基本規律》、《開動流速的基本規律》、《泥沙運動基本規律》、《挾沙量的基本規律》、《沖游平衡穩定渠道設計法》、《系列模型延伸法的理論與實踐》、《群體沉速的研究》、《渾水的動滯性率》、《再論泥沙開動流速基本規律》、《談談我國治河方案的演變和發展》等10多篇論文。在這些研究論文的基礎上,最後形成並出版了他的泥沙問題專著《泥沙運動學引論》。這本專著也可以說是沙玉清對自己一生研究的總結,是對我國泥沙研究的一大貢獻。他的這本具有獨特見解的專著以及所寫的《泥沙運動基本規律》等論文,受到國內外水利學家的重視,於70年代末獲全國科學大會獎。
沙玉清一生在農田水利教育和泥沙問題研究方面的成就,是他始終堅持“水利必須為農業服務,治黃要重視泥沙問題”的指導思想和不懈努力的結果。他在事業上的成就除了自己的努力和李儀祉的影響之外,也得力於他的夫人章鏡月的鼎力協助。章鏡月自從和他結婚之後不久就隨他去德國留學,回國后始終和他在一起,解除了他在生活上、家庭及子女教育等各方面的後顧之憂,保證了他能安心從事教育和研究。章在西北農學院任教多年,桃李廣植,深受學生們的尊敬和好評。
沙玉清長期患支氣管哮喘病,晚年又患肝病,身體日漸衰弱,嚴重時徹夜不眠,他的最後專著《泥沙運動學引論》是在病魔纏身的情況下,掙扎完成的。1959年底,當引論定稿時肝硬化相當嚴重了。直到他逝世的前一年《引論》才得以出版。1966年10月30日沙玉清逝世,為我國水利教育事業、泥沙研究奉獻了37年,作出了重大貢獻。
1 沙玉清.農田水利學.商務印書館.1935年初版,1950年5月再版.
2 沙玉清.神戶築港工程參觀記略.清華大學工程學會,1933年5月.
3 沙玉清.返水曲線公式之差率.清華大學土木工程學會會刊,1933(2).
4 沙玉清.中國水利舊籍書目.清華大學土木工程學會會刊,1934(3).
5 沙玉清.泥沙池形式之研究.清華大學土木工程學會會刊,1934(3).
6 沙玉清.河工模型研究水力學.清華大學土木工程學會會刊,1935(1).
7 沙玉清.西北水土經濟研究的重要.李儀祉先生紀念刊,1938年.
8 沙玉清.水利事業的科學基礎.李儀祉先生紀念刊,1938年.
9 沙玉清.灌溉工學.西北農學院農業水利學會叢書第一號,1940.
10 沙玉清.黃土及黃水認識.中國工程師學會會刊,1942年15卷(5).
11 沙玉清.黃河治本探討.中國工程師學會會刊,1942年15卷(6)期.
12 沙玉清.流水挾動泥沙之通式.西北農學院農田水利研究部.研究報告之二,1943年.
13 沙玉清.泥沙分類命名之商榷.水利,1947年15卷(1)期.
14 沙玉清.河西居延新疆水利考察報告.研究報告,1944年.
15 沙玉清.物體沉速的基本規律.西北水工試驗所.研究報告之五,1956年.
16 沙玉清.開動流速的基本規律.西北水工試驗所.研究報告之六,1956年.
17 沙玉清.泥沙運動的基本規律.西北水工試驗所·研究報告,泥沙研究,1956年1卷(2)期.
18 沙玉清.挾沙量的基本規律.同上研究報告第7號,1956年.
19 沙玉清.沖淤平衡穩定渠道設計法.水利學報,1959(4).
20 沙玉清.系列模型延伸法的理論與實踐.西北農學院第三屆科學論文討論會論文,1959年.
21 沙玉清.再論泥沙開動流速基本規律.西北農學院第五屆科學討論會,1963年.
22 沙玉清.渾水的動滯性率·研究報告,1962年.
23 沙玉清.群體沉速的研究.西北農學院第四屆科學討論會論文,1961年.
24 沙玉清.談談我國治河方策的演變和發展.西北農學院第五屆科學討論會報告,1963年.
25 沙玉清.泥沙運動學引論.中國工業出版社,1965年.
26 沙玉清.系列模型延伸法.水利學報,1963(5).
(易任 1996年6月於美國矽谷)
1944年暑假,我從抗戰時期遷自河南沂川縣上集鎮的國立一中畢業,參加全國大學聯考,進入陝西武功張家崗之國立西北農學院水利系就讀。
西北農學院為未曾淪陷之少數院校之一,學校有自行管理營運之發電及自來水設施,教授住宅為精緻之洋房,並供給全部傢俱,學生升入三、四年級,尚有鋼絲床可睡。學校伙食之佳名冠全國。
我初入校見到沙主任,印象中是一位嚴肅,身體高挑、清瘦且穿長袍不著西裝而令人敬仰之長者。當時大學的規矩很嚴格,必修的國文、英文、高等數學、微積分、物理、化學等課程,如有一門課不及格就不能升級,且不能選下學期的若干后修課程。因而,多讀一年大一的學生不少,學習十分緊張。及至升入二年級,水利系學會或其他紀念節日,時請沙主任及外賓講演,題目大多是有關水利及其它先進科學方面的。其後在三、四年級時,沙主任還有多次之學術講演,亦多參與聽講而甚少缺席。
我學生時代對沙師之敬仰,除在學期間聆聽其上課及多次學術演講外,還有甚多水利期刊中恭讀不少沙師之大作,其中印象較深且在台灣尚可查核者,略舉一二:
1.民國34年3月15日《西北水聲》第6卷第1期“還我河水”重點在謂“河山是民族的軀殼,河水才是滋養民族的血液!”且在同期的補白中載有“國父”實業計劃考察團於32年赴新疆考察時,西北大學地質地理學系系主任殷伯西先生贈沙主任之詩詞,題為“贈別沙公”,略述大漠之奇景,詩中每句均有一“沙”字,除欽佩殷主任之文學修養外,可知其與沙公相知之深,茲錄如下:
贈 別 沙 公
西北大漠漫黃沙,結伴沙公走荒遐。沙風沙雨同櫛沐,沙棗沙蔥共噓嗟。
茫茫瀚海同沙海,愧我無緣涉流沙。引矣沙公多彌攝,婦當翦燭話窗紗。
伯西敬題,三十二年十月二十八日迪化
2.民國34年4月《西北水聲》副刊第三十四期中刊載,為紀念近代水利大師李儀祉先生逝世七周年(3月8日),西北農學院水利學會於是日舉行紀念儀式,並由沙主任講演李先生的遺著“宇冰學說”。憶及曾經閱讀李儀祉先生逝世紀念特刊中,有沙主任及劉夢錫先生對李先生之讚詞:“大禹之後,中國一人,惟陝西李儀祉先生”;誠哉斯言,李先生應當之無愧。
3.民國34年9月15日《西北水聲》第六卷第四期,有沙師之大作“澤藪和稻人”,重在述及寧夏灌溉工程之特色,略謂流過寧夏的黃河洪水,從血管脈絡般的渠道輸送到農田裡,經過充分的“撇清澄渾”之後,多餘的水都排泄到附近的湖裡,湖水再從溝渠退泄到黃河,這就是所謂的“一本散為萬殊,萬殊仍歸一本”。寧夏的農民就在這一分一合中,爭取天賦河水的滋潤,她的水利灌溉系統,亦就是這樣構成的。寧夏的湖泊,真是“星羅棋布”,“觸目皆是”,湖裡的水終年不斷的蒸發著,將附近的空氣,變得更濕潤,更溫暖,更適合各種草木蟲魚的繁息;湖沼的農田,最適宜種植水稻,每畝地的生產能力,因此可增加一倍。寧夏的天、地、人經我們的祖先辛苦經營擘劃,得到一個這樣平衡的發展,和諧的配合,全面的運用,統籌的管理,已是很具體說明:為什麼“天下黃河富寧夏”?譽為“塞上天府”的真諦了。
在沙主任任內(1937—1946年),請到不少當時留學歸國的青年學人,後輩學生受益良多。如曾任成功大學土木系主任及校長之留德博士倪超先生,當年在水利系講授過鐵道工學及道路工程;留美博士祁開智先生來武功度假而被挽留,聘為物理及流體力學教授;留學法國之青年教授程宇啟先生,講授微積分及微分方程;曾任台中市台灣省立農學院(已改製為台灣中興大學)院長王志鵠(農業化學系)教授任土壤學。還有陳椿庭教授任工程數學及河渠水力學;曾任台灣省水利局副總工程師及北港工程處之葉處長講授投影幾何;武漢大學畢業,現美國材料工程界馳名之陳明茂教授,當年授工程畫與投影幾何(幾年前陳教授由成功大學機械系聘為客座教授,期滿后返美);余恆睦講師(水利系研究生部的第一位碩士)講授水文測驗。
至於西北農學院其他各學繫於民國36年先後來台灣大學農學系任教之名師,諸如園藝系之諶克終教授兼主任;農經系之張德粹教授兼主任;農藝系之顧元亮教授兼主任外併兼任教務長及兩屆農學院院長;森林學之周楨教授兼主任之後,也曾兼任農學院院長,相信對台灣大學農學院之貢獻,均功不可沒。
時光一晃近50年匆匆過去,1995年初,在台北一次水資源學術研討會上,自成功大學水利系之劉長齡教授處得知,沙師早已於1966年仙逝,至今已30年矣!沙師對泥沙問題研究專業專精,影響深遠,其公子際德教授有意將其尊翁力作《泥沙運動學引論》再版,廣布台海;此舉已得年逾九旬的成功大學倪超老校長之贊舉與促請。作為沙師的學生,有舉協辦,理當勉力。值沙師逝世30周年及90冥誕之際,完成再版工作,也是景仰沙師,告慰亡靈,弘揚學術的最好紀念。