作者:朱怀正
我们美国西部旅行的第二个人文项目就是胡佛大坝。
大概是做了多年工程师的缘故，对大型工程有一种天然的好奇。
胡佛大坝的名字我在中学的时候就已经知晓，后来还看到过零零星星的介绍。
当时的介绍还带着时代的印记，大概是性格中有太多质疑的天性，我一直觉得这可能是个了不起的水利工程。
几十年前就曾想过，如果能亲眼去看一看胡佛水坝，应该是怎样的一种体验。
今天，我还就真的来了，真有些激动。
胡佛大坝位于美国西部的科罗拉多河上，科罗拉多河是内华达州和伊利桑纳州的界河，大坝的一侧是内华达州，另一侧是伊利桑纳州，在坝顶上还有两个州的界线。
而这两个州还不是一个时区，差一个小时。
美国不是一个有统一时间的国家，也就是说伊利桑纳州的十点钟是内华达州的十一点钟，这我还是头一次见，是不是对起表来很麻烦呢？
美国西部有很多地区是属于干旱的地区，科罗拉多河流域就是一个干旱地带。
没造大坝之前，一片荒原。
平时旱的让人焦灼，到了雨季，则洪水泛滥。
发洪水时，洪峰流量经常达到每秒八九千立米，迅猛而无情，人或为鱼鳖。
而平时只能守着干旱，望着河水兴叹。
上世纪二三十年代，在的美国第三十一届总统胡佛先生的极力倡导下，决定在此兴建一个大型水利工程，以改变此现状，这项工程的名称就叫胡佛大坝。
做个决定似乎很容易，然而在这个荒无人烟的地方，造那么大一个水利工程，拦截桀骜不驯的科罗拉多河，还要灌溉发电，有史以来，我们人类还没干过这么大的活，也没遇到过这么复杂的事儿。
从技术上讲，没有先例；规模上讲，也没有先例；它要截堵洪水，灌溉农田，通达航运，提供城市用水，还要发电，难以想象。
但这帮天不怕地不怕的美国疯子，由一个名叫“催命高尔”的疯子领着，真的就干开了。
然而，一向崇尚科学和务实的美国人，绝不会是脑子一热就干了。
这帮建设者们，知道自己接了个什么活儿。
知道这是一个超大的系统工程，也能猜到有多少麻烦会找上门来。
他们需要铁路，需要公路，需要电力供应，需要开凿分流河道，需要保障建设大军的生活给养，甚至可能还需要神父、牧师和警察。
就像一个指挥作战的将军，战役前就要估计出阵亡将士所需要的棺材数量一样，面面俱到，每件事都很麻烦，每一步都需要精确。
胡佛大坝的设计非常稳健，它是一座重力式混凝土水坝，这就是说，它可以依靠自身的重量来抵御水的推力。
大坝坝高 220米，这在当时是个可怕的高度。
坝堤长 377 米，其推力之大可想而知。
胡佛大坝放弃了水坝传统的一字型设计，而采用了弧线形拱门式方案。
在坝顶漫步的时候，我还自以为是的和朱远讲过弧线形拱门式的方案，可以利用拱的抗推能力抵御水的推力，这样水坝不需要那么大的重量，从而可以减少混凝土的用量，节约投资。
看来是我错了。
回来后我又翻阅了些资料，证实了该水坝的确是重力式水坝。
那么为什么不采用直线形式的水坝呢，这样不是可以宿短坝长，减少混凝土数量吗？
有点费解。
后来我终于弄懂了，弧线形拱门式方案的目的只有一个，就是安全。
每个工程师都知道胡克定律，就是物体在受到外力的时候，都会发生形变，受拉时则会伸长，受压时则会缩短。
直线型水坝受到水的推力时，也会发生水平位移，位移的结果是水坝有被拉长的趋势，这种拉长会引发或助长坝体开裂，而坝体开裂则是致命的。
弧线形拱门式水坝受到水的推力时，也会发生水平位移，位移的结果是水坝有被压缩的趋势，这种压缩会阻止或抑制坝体开裂。
这在没有现代坝体防开裂手段的当时，可以说这是最有效的防开裂手段。
重力式弧线形拱门的坝体方案，是一个双向保险的方案。
美国人真的不笨，虽然多浇筑了一些混凝土，但这值得。
胡佛大坝的第二个重大创新就是大体积混凝土浇筑技术。
大坝的底宽 200 米，顶宽 14 米，坝长 380 米，大坝需要浇筑近一百万方混凝土。
这么大量的混凝土在凝固时会产生大量的水化热，这些热量根本无法在短时间内迅速散出，其结果必然是坝体内部的温度升高，坝体膨胀，而后果却不堪设想。
如果分期分批让混凝土以自然凝固，等到上批混凝土充分散热后再浇筑下一批混凝土，那么，总凝固时间大约需要 125 年左右，显然不行。
聪明的美国工程师们在坝体内布设了大量的冷却水管，用可循环的冷却水，带走了混凝土的水化热，保证了坝内的温度不会太高。
为了效果更好，他们还专门兴建了一座冷冻厂，制造冷水。
这个办法看似简单，但十分有效，真的是天才。
当然了，具体操作起来一定会有一大堆麻烦，但难不倒这帮好汉。
这个冷却的方法一直沿用至今。
1936 年大坝竣工了，这无疑是一个划时代的巨大成功，对美国人和全世界人来说，都是如此，因为她告诉我们什么是超大型的综合水利工程。
当然了，大坝带来的效益也是非常巨大的。
自此，科罗拉多河下游再没有出现过洪水泛滥的灾难；坝的上游，还形成了一个水面面积660平方公里的米德湖，相当于 100个杭州西湖。
航运通了，万顷荒漠因得到灌溉而变成良田，南加州也因此而成为美国最大的水果蔬菜基地；大坝还向周边六七个城市几千万人口提供生活用水，同时还向周边六七个城市输送电力。
接着，大坝孕育出了一个新的城市：拉斯维加斯。
我觉得，胡佛大坝另一个非常大的贡献是给后人留下了经验，使得后来许多更高更大的水坝工程，少走了许多弯路，规避了许多风险和灾难。
单单是安全帽这一个小小的发明，就拯救了不计其数的生命。
现在的胡佛水坝，还是一个著名的旅游圣地。
像其他旅游地一样，现场展示了胡佛大坝的方方面面。
不一样的是，它的展示更像科普。
它展示最多的是自然和科学。
大量的图片、文字、模型甚至实物，向你讲述了当地的地理、地质、生态，大坝的构造，还向你讲述了蓄水、泄洪、取水和发电的过程。
让你感受到科学给人类带来的成就。
有意思的是，他们甚至还专门修了纪念碑组，用来讲述人、大坝与星座的关系，真有想象力。
我喜欢那对有飞翼的铜像，他们不就是我们人类向往的去太空遨游吗。
而对于建造过程中的艰苦卓绝却说得很少。
我想，展示的宗旨就是引发好奇，可能会有不少的孩子和青少年，在参观过大坝后，会产生对科学和技术的向往，也会产生对水利、电力工程得兴趣，这是真正的教育，它每天都在种下科学家和工程师的种子，也种下了富强。
参观大坝后，也引起了我对经济政策的一点思考。
大坝开始于胡佛的任期，竣工于罗斯福的任期。
这两位总统都是凯恩斯主义者。
那段时间正值美国的经济萧条，于是，大坝建设得到了国家的资助。
后来，大坝用发电的钱偿还了国家借款。
这在当时的确对缓解萧条有一定作用。
年轻的时候我也挺喜欢凯恩斯，用国家的力量拯救危机，觉得是挺有道理。后来慢慢发现，凯恩斯理论可能会变成集权者的工具，而且非常有力量。
因而，许多集权国家的统治者都喜欢凯恩斯。
的确，国家干预在应对危机时是非常有效，但如果这种干预成为常态，就势必会产生一个集权的利益集团，他们一定会以国家的名义掠夺民众、扼杀自由和民主。
它也一定导致经济运行的效率降低甚至僵化。
好在美国政府的权力是被关在笼子里的，凯恩斯主的盛行期不长。
不然这个国家不会有今天的成就。
胡佛曾是地质工程师，美国第 31届总统，1929 年就职 7 个月后，美国大萧条爆发，失业率从 3% 跳到 23%。
有个笑话不知真否，胡佛总统让秘书打电话叫人来讨论建大坝，秘书不动，总统问为什么不打电话，秘书回答，没钱。
总统问打个电话要多少钱，秘书答，10分。
总统从口袋里掏出一元说，把该来的全叫来。
另一个思考就是环保。
许多人指责胡佛大坝的修建破坏了生态和环境。
科罗拉多河在胡佛大坝未修建前，是一条浑浊的河流，因其浑浊，它可以吸收比较多的阳光辐射热能，从而保持较高一点的河水水温。
修坝后，河水变清，吸收光热的能力降低，河水水温也随之降低，致使部分生物不能生存，影响了生物链。
另外，大坝阻断了下游水生物向上游的迁徙，致使整个河流的生态发生了变化。
另一个问题是个老问题，就是淤积。
的确，这些问题都确实存在，但我们仔细想一想，这些命题可能本身就有问题。
评价环境和生态，就要有一个标准，而这个标准是我们人类自己设定的，而不是自然赋予我们的。
只要有人类在活动，就一定对环境有影响。
即使地球上没有人类活动，环境和生态也在不断变化。
我们应该做的首先是权衡，而权衡的底线是人类的生存条件。
人是需要有起码的生存条件的，而却需要不断地被改善。
如果以扼制人类的生存为条件，环保就失去了意义。
我想，只要有节制，不去恶意的破坏环境，我们是可以做些事的。
其实，相比之下，在人类之前，喜马拉雅造山运动挡住了印度洋的水汽，造成中国西北以及西亚地区大面积干旱，其环境影响要大得多的多。
有些事情我们的确解决不了，但我们要相信后人的智慧。
胡佛水坝运行已有八十余年了，我也圆了看一看的梦，而且还派生出那么多的想法，挺快乐。
好像有个哥们儿说过：“我思故我在。”
我想，思考是大自然送给人类的礼物。
愿我们与自然共享。
责任编辑:曹原
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