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20世紀(jì)德國水壩建設(shè):防洪功能證明人類可以對抗自然
弗賴黑爾·馮·萊茵巴本邁出建立RTV(魯爾河河谷水壩協(xié)會)的腳步數(shù)周后,整個德國東部和中部地區(qū)突然面臨一個截然相反的水文問題。這次的問題不是水太少,而是水太多了。1897年7月28到30日,由于連降大雨,西里西亞、薩克森、安哈爾特、勃蘭登堡、奧地利和波西米亞洪水泛濫成災(zāi)。如此廣大的地區(qū)同時遭受慘重的生命和財產(chǎn)損失,“使得這次洪災(zāi)帶有國難的性質(zhì)”。
洪水來自西里西亞、薩克森和波西米亞交界的中部高地,最終注入奧得河與易北河河網(wǎng)。這種河流系統(tǒng)使得洪水的破壞性更強,盡管奧地利阿爾卑斯山區(qū)的許多山間河流也沖破了河岸,使得弗朗茨·約瑟夫皇帝喜愛的避暑勝地巴特伊施爾(Bad Ischl)有很長一段時間與外界斷絕了聯(lián)系。這些洪災(zāi)屬于夏季山洪,不同于春季積雪緩慢融化造成的洪水,因而更加難以預(yù)測。許多地方的洪水都是半夜襲來,增加了人員傷亡。新聞界追蹤報道災(zāi)難,報刊上充斥著死難者及獲救者的報道,獲救的人被困在屋頂或樹上長達(dá)18-24小時,拼命搖著白手絹求救。當(dāng)然也有英勇的救援故事,但是,洪水“奪走了父親和家庭頂梁柱的性命,只留下哭泣的孤兒寡母”。
橋梁、道路、鐵路線和工廠被沖毀,尚未收割的農(nóng)田里滿是泥河碎石。奧得河的支流博貝爾河(Bober)爆發(fā)了百年一遇的大洪水,其破壞范圍一直延伸到下游奧得河河谷中部。在上易北河的施平德米爾(Spindelmühle)河段,河水重新流入整治后廢棄的舊河床,“皇帝旅館”上百名客人驚慌失措,因為洪水沖垮了旅館一側(cè),壓死了一名餐館仆童。滔天洪水還威脅到易北河下游的德累斯頓,一年一度的民間節(jié)日不得不取消。
像其他德國報刊一樣,《園亭》向讀者募捐救助災(zāi)民,并宣傳柏林組建的國家賑災(zāi)委員會。它還強調(diào)應(yīng)該采取措施防止災(zāi)難卷土重來。風(fēng)雨是不可控的,但肯定應(yīng)當(dāng)在山區(qū)建造能夠防止、至少是削弱洪水的蓄水盆地。這個想法并非空穴來風(fēng)。所有早期水壩都考慮到要兼具防洪功能。因策本人就很強調(diào)這一點。1897年的洪災(zāi)使得防洪成為重中之重。因策專門撰文討論這個問題。愛出風(fēng)頭的皇帝親自過問防洪問題,讓因策為他作私人講座,介紹防洪的補救措施。解決之道當(dāng)然是修筑水壩。
1900年《普魯士防洪法》預(yù)示著將在西里西亞山區(qū)湍急的奧得河支流建造系列水壩。因策設(shè)計的第一座水壩建在奎斯河(Queiss)的馬克利薩(Marklissa),水壩于1901年開工,1905年竣工,而此時因策已經(jīng)去世一年了。隨后,在博貝爾河上的毛厄爾河建起第二座水壩。最終,奎斯河、博貝爾河、卡茨巴赫河(Katzbach)和格拉茨尼斯河(Glatzer Neisse)上興建了14座水壩,均由普魯士政府和西里西亞省共同出資。
因策當(dāng)面向皇帝介紹情況以及在西里西亞防洪項目上發(fā)揮積極作用,可能與他被任命為樞密院顧問、入選普魯士貴族院有很大關(guān)系。他顯然把這些看成是自己的主要成就。他為普魯士公共工程部參加1904年圣路易斯世界博覽會的圖片展撰寫了文字說明,重點介紹了西里西亞的水壩;同年2月,他在人生最后一次講座中再度提及這些水壩。當(dāng)時,因策還能一睹即將完工的另一項著名工程,“巨大的”烏爾夫特(Urft)水壩,這座水壩于1905年竣工,主要功能是防御洛爾河和烏爾夫特河洪水。
烏爾夫特(Urft)水壩20世紀(jì)初年,因策已是聲名遠(yuǎn)播,被公認(rèn)為能夠馴服狂暴洪水之人。他應(yīng)奧地利政府之邀,設(shè)計波西米亞的水壩,1897年洪水也給那里造成很大的破壞。當(dāng)?shù)匕凑账脑O(shè)計建造了一系列水壩,希望至少能降低洪水的破壞;他的光臨給年輕的波西米亞工程師維克托·切哈克(Viktor Czehak)留下了深刻的印象,切哈克曾參與了因策建造的3座水壩,直到30年之后,當(dāng)切哈克以專家身份批評一座水壩的可怕失誤時,依然自豪地提起這段緣分。
1897年洪水的其他災(zāi)區(qū)也對西里西亞模式產(chǎn)生了興趣,在薩克森圍繞水壩建設(shè)的爭論中,防洪功能開始成為主要的考量。防洪功能最能證明水壩是人類向自然“開戰(zhàn)”的象征。里夏德·亨尼希就是以這種語氣介紹因策的生平事跡。現(xiàn)代文明能夠控制或馴服很多自然力,包括閃電、火和傳染病,在有些事情上仍有些力不從心,比如洪水。人類正在學(xué)會讓這些“不羈的自然力”變得無害,一個“神奇的手段”就是建造水壩。接下來,他向讀者介紹了這個領(lǐng)域“貢獻(xiàn)最大的人”。
亨尼希用這樣的筆調(diào)介紹因策的生平,還是受因策本人的啟發(fā)。1902年馬克利薩水壩奠基時,因策兩度提及一個精心選擇的比喻:
在對付水量很大的河流時……必須將水引入精心選擇、人類能夠戰(zhàn)而勝之的戰(zhàn)場。與自然力作戰(zhàn)的戰(zhàn)場應(yīng)該是大型水庫。
這是一場與自然力針鋒相對的戰(zhàn)斗嗎?從某些方面來看,答案顯然是肯定的。洪水的成因在于地形、水文和氣象的相互作用。這里有源于厄爾士山脈、巨人山脈(Riesengebirge)、伊塞山脈(Isergebirge)等中部高原地區(qū)的山區(qū)河流。這里還有歐洲大陸最出名的低壓槽,德國氣象學(xué)家稱之為“候鳥路徑”(Zugstrasse Vb),每年夏季,整個歐洲北部和西北部都處于低壓帶,在山麓形成傾盆暴雨。奧得河盆地的夏季山洪就是由此引發(fā)的。山洪暴發(fā)難以預(yù)測,帶來實害;這不是再正常不過的自然現(xiàn)象嗎?
然而,我們至少能夠指出三個因素,證明洪水是人類活動造成的。長期的亂砍濫伐導(dǎo)致大暴雨的降水更快地從河谷傾瀉而下。無論是中部高地,還是埃菲爾山和更西面的魯爾河,都是如此。河流整治使得河水更順暢地流向下游,起到了雪上加霜的作用。整治過的水道吸引了密集的人口在兩岸定居,放大洪水造成的災(zāi)害。這些原因說明了為什么大洪水的頻率從百年一遇變成幾十年就爆發(fā)一次。18世紀(jì)末之前,博貝爾河幾乎沒有大洪水的記錄;而在19世紀(jì)就有4次大洪水。
值得注意的是,很多同時代人傾向于將洪災(zāi)的成因全部歸咎于人類。這些人并不是急于指出進步的代價的懷疑論保守派(雖然有一些人確實這么做了),而是眼光緊盯未來、聚焦于水壩技術(shù)的作者。許多作者都提出了用水壩加植樹造林來彌補早先失誤的方案,我們來看其中的兩位。齊格勒(P.Ziegler)一針見血地抨擊亂砍濫伐與河流整治的“負(fù)面影響”。他認(rèn)為,既然“無法恢復(fù)從前的環(huán)境”,在山區(qū)河流修筑水壩就能夠補救現(xiàn)有的破壞。
克里斯蒂安·努斯鮑姆(H.Christian Nu?baum)教授的觀點也同樣旗幟鮮明。努斯鮑姆希望政府制定大規(guī)模規(guī)劃,在每一個具備條件的河谷攔河筑壩(1907年時,他的預(yù)算已經(jīng)計算到2012年),這是國家的“義務(wù)”,因為亂砍濫伐與河流整治造成了極其“可悲的局面”。
換言之,到20世紀(jì)初,杰出的水利工程師已經(jīng)認(rèn)定洪水災(zāi)害起因于不明智的人類行為,而且把建造水壩作為矯正過去錯誤的手段。齊格勒曾說人不可能讓時光倒轉(zhuǎn),他指的是現(xiàn)代內(nèi)河航運的發(fā)展是不可逆轉(zhuǎn)的。在絕大多數(shù)關(guān)于水壩功能的預(yù)測中,航運利益始終占據(jù)舉足輕重的地位。這不足為怪。水壩的一個主要用途是調(diào)節(jié)河水水量的季節(jié)分布,維持夏季的最低水位,這是航運利益集團夢寐以求之事。畢竟,德國政府為了改善內(nèi)河航運投入了大量資金,1890-1918年間大約有15億馬克。河流進行了疏浚,可以通航載重600噸的船舶(萊茵河通行船舶的載重量超過1000噸);新建運河也挖掘到同樣的深度。
像德國經(jīng)濟的許多方面一樣,“運河”時代姍姍來遲。英國早在18世紀(jì)就進入典型的運河時代,美國進入運河時代是在19世紀(jì)初期。在19世紀(jì)的歐洲大陸,法國是運河與水壩建設(shè)的領(lǐng)頭羊。不過,憑借持續(xù)的投資,德國逆轉(zhuǎn)了其他國家(包括英國、美國和法國)普遍出現(xiàn)的貨物運輸轉(zhuǎn)向鐵路的趨勢。1875—1910年,德國內(nèi)河航運貨物吞吐量增長了7倍,而且在與鐵路的競爭中表現(xiàn)出色。
航運支持者們將航運業(yè)以幾十年前“做夢也想不到的速度”發(fā)展看作是德國經(jīng)濟增長的根源。航運業(yè)成為德國工業(yè)活力的標(biāo)志,成為經(jīng)濟的發(fā)動機,見證了德國經(jīng)濟趕超英國。歷史上早有以蓄水方式輔助航運的先例。人們很久以前就在高地河流上筑壩蓄水,由此形成的水位差可以漂流木排,這產(chǎn)生了始料未及的災(zāi)難性后果,因為木排恰恰見證了引發(fā)洪水的亂砍濫伐。
但是,蓄水助航的現(xiàn)代模式是外國人發(fā)明的。19世紀(jì)的許多法國水壩是為航運而建。美國工程師在密西西比河上游建壩也是出于同樣的目的。正如飲用水水壩替代了勞民傷財?shù)某槿〉叵滤ㄟ^水庫向河流注水似乎要比不停運轉(zhuǎn)的挖泥船更可取。河流工程走完了一個循環(huán),起初如圖拉在萊茵河實施的河流整治,讓河水沖刷河床,之后又需要提高水位來消除之前河流整治的弊端,最終將建造防洪壩,完成整個循環(huán)。
運河浪費水源的方式帶來了尤為嚴(yán)重的問題。每次船只過閘時,水都會溢出運河河道,造成浪費。必須從天然河流為運河補水,這意味著天然河流需要有其他的水源來補充。補水正是建造埃德爾河谷水壩的主要目的,這座水壩于1914年竣工,在1960年代前始終是德國最大的水壩。在該地建造水壩的想法早已經(jīng)過充分論證,最初是作為威悉河支流埃德爾河的防洪措施。但是,人們期望未來的工程能夠促進航運,這一點起到了決定性作用,使得事情朝有利的方向發(fā)展。
爭論的焦點是所謂的米特爾蘭運河(Mittelland),它最終將把西部的萊茵河-魯爾河與東部的易北河連接起來。1886年,相關(guān)方案首次提交普魯士議會,是否開鑿米特爾蘭運河成為當(dāng)時最有爭議的政治問題之一,德國工業(yè)界和航運界強烈支持,東部農(nóng)業(yè)利益集團則堅決反對,他們擔(dān)心運河將使廉價的外國糧食長驅(qū)直入,還會導(dǎo)致勞動力進一步流向工業(yè)。
雙方都把這場爭端看成是“生死之爭”。運河成為一個重大的象征性問題,雙方圍繞德國從農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國轉(zhuǎn)型的必然性與有利條件展開了激烈爭論。最終,農(nóng)業(yè)派的抵抗失敗。1905年,向東擴展運河網(wǎng)的動議獲得通過。埃德爾河谷水壩是整個計劃的有機組成部分。埃德爾水壩的蓄水量高達(dá)2億立方米,將與小一點的迪梅爾(Diemel)水壩一起取代威悉河的補水作用,威悉河要為萊茵河—埃姆斯河—威悉河運河以及直到漢諾威的整個河道提供水源。
迪梅爾(Diemel)水壩唯有建造埃德爾水壩才能實現(xiàn)這些目標(biāo),向普魯士政府提出這個建議的不是別人,正是奧托·因策。作為終極的“巨型水壩”,埃德爾水壩成為兩個重要觀念的象征。它是對不利的地貌進行調(diào)節(jié)的關(guān)鍵:北德平原從西向東伸展開來,但是平原上有著眾多南北向的河流。此外,作為米特爾蘭運河必不可少的輔助設(shè)施,埃德爾水壩用有形的方式表達(dá)了未來的“工業(yè)”德國最終戰(zhàn)勝了過去的“農(nóng)業(yè)”德國。
德國戰(zhàn)前建造的每一座大型水壩,不論是烏爾夫特水壩和默訥水壩,還是埃德爾水壩,都有一個額外的x功能。烏爾夫特水壩是防洪+x功能,默訥水壩是為魯爾河補水+x功能,埃德爾水壩是輔助通航+x功能,各座大壩的x功能是完全相同的:水力發(fā)電。這3座水壩先后竣工的10年間(1905-1914年),沒有哪項新技術(shù)像水力發(fā)電這樣激起了如此高漲的熱情。專業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了以《渦輪機與白煤》為名的刊物。《工程科學(xué)手冊》甚至增加了一卷《水電的應(yīng)用》。這個信息很快就被廣大讀者所接受。
1906年,阿爾格米森(J.L.Algermissen)還擔(dān)心《社會評論》的讀者不知道“白煤”一詞代表水力發(fā)電。兩年后,特奧多爾·克恩(Theodor Koehn)興奮地談?wù)摗芭e國上下都開始對如何又快又好地讓水力為公共利益服務(wù)感興趣”,這當(dāng)然是個夸張的說法,考慮到當(dāng)時源源不斷地發(fā)表關(guān)于這種前途無量的能源的文章,這種夸張也就不難理解了。蒸汽世紀(jì)讓位于電氣世紀(jì),而白煤在其中起到了關(guān)鍵作用。
許多人主張開發(fā)水電這一“山中的資源”。有人認(rèn)為它是未來的能源。煤炭消耗急劇增長而且儲量有限,石油也是如此。煤炭價格快速上漲,煤炭用戶的利益往往被供應(yīng)者綁架。水電不但可以在德國沒有煤礦的地區(qū)開發(fā),如其倡導(dǎo)者所宣稱的,它還是取之不竭的再生能源,不受政局動蕩的影響。它提供了“強大、持續(xù)、廉價的能源,不受罷工、煤業(yè)辛迪加和石油集團的控制”,注定將成為“未來的主要能源”。過去,水電有著水力資源利用的一個重大缺陷:它只能在現(xiàn)場投入使用。1870年代,一位工程師計算出,由于缺乏機動性,單位水電的價值僅為同等蒸汽動力的一半。新世紀(jì)之初,計算的結(jié)果就改變了。
我們可以精確確定轉(zhuǎn)折點的日期:1891年8月24日。就在這一天,日后德國最重要的水電倡導(dǎo)者、36歲的巴伐利亞工程師奧斯卡·馮·米勒(Oskar von Miller)首次演示了一地發(fā)電供另一地使用。內(nèi)卡爾河(Neckar)勞芬(Lauffen)水電站發(fā)出的電力,經(jīng)由陸路輸送到100多英里外的法蘭克福電力技術(shù)博覽會現(xiàn)場,點亮電燈(還驅(qū)動一座人工瀑布)。這次戲劇性演示收到了預(yù)期效果。特奧多爾·克恩后來寫道:“水電應(yīng)用的新時代開始了。”
與此同時,渦輪機技術(shù)在19世紀(jì)有了突飛猛進的發(fā)展,它的原理最初是丹尼爾·伯努利和萊昂哈德·歐拉等科學(xué)家提出的。法國的伯努瓦·富爾內(nèi)隆(Benoit Fourneyron)、德國的卡爾·亨舍爾(Carl Henschel)、英國的詹姆斯·弗朗西斯(James Francis)、美國的萊斯特·佩爾頓(Lester Pelton)以及奧地利的維克托爾·卡普蘭(Viktor Kaplan)等工程師都潛心研制渦輪機,他們不是改造機輪,而是改造水輪。到1890年代,渦輪機效能大幅提高。
誰來利用水電?德國的達(dá)爾文主義者提出了經(jīng)濟達(dá)爾文主義的觀點。水力是“國家財富”,德國輸不起。我們的老朋友里夏德·亨尼希警告說:“那些新崛起的國家很快就將帶來激烈的競爭,它們擁有豐富的水電資源,經(jīng)濟前景十分廣闊。”
周邊國家紛紛取得了成功。在開發(fā)阿爾卑斯山資源(“歐洲水力發(fā)電的“黃金國”)以及境內(nèi)萊茵河資源方面,瑞士總是一馬當(dāng)先。另外還有意大利和斯堪的納維亞國家。接下來是美國。1895年投入使用的尼亞加拉瀑布(“戴鐐銬的尼亞加拉”)大型水電站讓德國人十分入迷。
有人眼光更敏銳,羨慕地關(guān)注美國遠(yuǎn)距離傳輸電力的真正發(fā)源地加利福尼亞,1890年代,舊金山太平洋煤氣與電力公司開始開發(fā)內(nèi)華達(dá)山脈(Sierra Nevadas)的水電資源。美國的發(fā)電量把德國遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了后面:1905年尼亞加拉大瀑布的發(fā)電量是德國全部裝機容量的兩倍。歐洲提供了更切實可行的參照。德國的作者喜歡用表格來顯示德國與競爭對手的實力對比,盡管恩斯特·馬特恩指責(zé)這些統(tǒng)計數(shù)字并未經(jīng)過嚴(yán)格審查就被不同的作者一再引用。雖然這些數(shù)據(jù)不夠精確,卻表明德國其實并不落下風(fēng)。戰(zhàn)前,德國的水電開發(fā)占可開發(fā)資源的五分之一,僅次于瑞典。
德國水力發(fā)電的心臟地帶是缺煤的南部。1914年前,巴伐利亞成為水力發(fā)電的領(lǐng)頭羊,雖然最雄心勃勃的工程項目尚停留在圖紙上。工程由奧斯卡·馮·米勒設(shè)計,利用瓦爾岑湖(Walchensee)的水力發(fā)電,輸送到全國電網(wǎng)巴伐利亞工廠(Bayernwerk)。工程于1918年開工,1924年投入使用。符騰堡也有工程在施工,米勒最早就是在這里成功地將水電輸送到海爾布龍(Heilbronn)。不過,與相鄰的巴登地區(qū)相比,這些工程的規(guī)模就相形見絀了。巴伐利亞擁有南部德國最豐富的水電資源,按面積和人口計算發(fā)電量最高的則是巴登——這其實是與瑞士相比,因為兩者在社會、政治上頗多相似之處。德國單獨或與瑞士合作開發(fā)的萊茵河電力資源成為最大的電力來源。一位卡爾斯魯厄工程師自豪地表示,這是“真正的萊茵河黃金”。
萊茵河、穆爾格河和金齊希河都是一個世紀(jì)前圖拉揮灑汗水的地方。如今,工程師出于不同的目的,再度讓河流改變了模樣。南部德國對水電的熱情聽起來往往帶有濃厚的挑戰(zhàn)意味。奧斯卡·馮·米勒曾談及電力對于“爭取經(jīng)濟生存的斗爭”的重要性,他指的是巴伐利亞的斗爭,不是德國的斗爭。巴登也有人表達(dá)過類似的情緒,他們意識到自己被扔在這個國家的“西南邊陲”。一位“普魯士”財政大臣提出帝國要增加電力稅收,引起了南部的疑慮;1891年的法蘭克福電力技術(shù)展覽會,陸地傳輸?shù)碾娏槿嗽炱俨继峁﹦恿Α?/p>
有人甚至預(yù)測南北之間將會發(fā)生經(jīng)濟戰(zhàn)。事情有可能進一步發(fā)酵。南方人主張開發(fā)水電的許多觀點帶有社會烏托邦色彩,這似乎反映了南部德國特有的自由主義氛圍,從厭惡“壟斷”和“煤炭巨頭”,到相信電氣化將使農(nóng)民和工匠受益。在符騰堡,德國自由主義政黨中最進步的人民黨帶頭支持開發(fā)水電。南部大聲疾呼要求將水力發(fā)電收歸國有(瑞士已經(jīng)這樣做了),防止它落入既得利益集團的手中。
初看上去,這個觀點很有吸引力,證實了我們先前關(guān)于德國以美因河為界存在南北差異的觀點。其實,德國任何地區(qū)都有支持水電的烏托邦潛流。不像濃煙滾滾、塵土飛揚的煤炭,“白煤”廉價、清潔、衛(wèi)生而且現(xiàn)代。(這與1960年代對核能的熱情很相似。)就連每千瓦小時的電力計算單位似乎也象征著與陳舊和過時的能源決裂(“工程師若是以一匹馬的花費來衡量水電設(shè)施的未來,未免會錯得離譜”)。最重要的是,無論北部還是南部,廉價的水力發(fā)電被視為解決德國社會問題的途徑。各方眾口一詞,它將幫助技工和本地工人等“小人物”對抗大企業(yè),通過鼓勵分散化生產(chǎn),遏制人口向城市流動,解決農(nóng)村勞動力短缺問題,還能縮小城鄉(xiāng)差別。一些社會民主黨人士隨即加入了大合唱。難怪有些冷靜的人士對這些“過分熱切的”希望、“無節(jié)制的”熱情乃至“狂妄自大”潑冷水。
本文經(jīng)授權(quán)摘自《征服自然:水、景觀與現(xiàn)代德國的形成》([美]大衛(wèi)·布萊克本 著,王皖強 趙萬里 譯,北京大學(xué)出版社,2019年10月)- 報料熱線: 021-962866
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