西南经济建设与水力利用
鲍觉民
一
一国工业之发展,其最重要之条件,厥惟原料与动力之供给。有原料而无动力,则原料无法加工制造,不足以供世人广遍之应用;有动力而无原料,则力源惟有弃而不能施其效用。两者间之关系,实为决定一地工业发生之主要因素,其于古代手工业时代为然,其关系于近代大规模之制造工业,尤历历而不爽。十八世纪末叶工业革命发生后之最大特点,一面固为各种农矿物原料(如铁、棉花及羊毛等)之大量的应用,一面则为煤之生产的骤形增大。
迨及二十世纪,工业上之一新的特色,乃为电气事业之兴起与夫电力在工业方面之广遍的应用。其实,除工业外,人类日常生活各方面对于电力之使用,更不胜枚举[1]。人之于电,几有不可须臾相离之势。此所以最近学者有称二十世纪为电气世纪者(Electrical Aye[Age])。虽然,近代电气事业之迅速发展、用途日广,固为由于电学之进步,俾能利用高压电流,运输应用,而水力之利用,要亦为重要原因之一。
二
近代工业之发展,一日千里,原动力之需要,亦益增重要,举凡原料品之输运,机器之转动,制造品之运销,以至工厂内之升降机、起重机及光、热等之供给,几无往而不借助于原动力。故原动力之来源,最能影响工业之分布,盖多数工业,均随价廉动力供给之中心,而趋赴之也。考原动力之来源,大致不外人力、兽力、风力、水力及燃料数者,但人力、兽力,古代虽甚重要,对于近代工业,其可能之贡献,殊为有限;风力之利用,亦因时因地,而有不同,自古迄今,大半仅利用之以驶行帆船,以及少数地带之赖以转动风车而已,良以地面上之风,其风向与风力,每不固定,虽曰天惠,应用究难广遍[2]。故近代工业上所需之原动力,其来源殆不出于水力及燃料二者。主要燃料之中,大致又有木材、煤及石油三种,但木材燃烧之热力微,而来源亦较有限,自煤之应用发达以后,即已失其对于工业上之价值;煤之应用,自十八世纪末叶以来,雄踞工业上原动力之主要源泉者,殆百余年;虽石油之开采与应用,自十九世纪中叶以还,亦已八十余年,但迄今仅止于几种特殊工业,远非煤之匹敌。至于水力之为人类所利用,为时虽极久远,但其施之于大规模工业上之动力,则为二十世纪以后之事;尤以欧美诸国,自利用水力发电事业勃兴以来,工业上之原动力,取给于水电者,日渐增加,而发展水力,亦几为振兴工业必由之途径。
但水力之与煤,表面上似处于竞争之地位,实际则颇有相辅相成之功,因每当时届干季或冰期,水力弱小,各电力公司多利用煤力,以补水力之不足,故火电与水电,且有互相合作之必要。据专家估计,平均每年由水力一马力所发生之电量,约可节省煤二吨至四吨,故即在目前煤藏丰富之国家,为基于国富保存主义,如有水力之供给,亦莫不设法予以利用,而节省煤之消费,或保存之以为后世急切需用也。
三
自近世科学进步,水力发电之利用,乃成为国家之大富源。水电力者,乃为利用水之自高处下流冲动,使水轮发生旋转,水轮则连接于发电机,机随轮之转动而发电,于是由电线而传达于四方或供给城市中家庭及工业、交通诸方面之应用。综其优点,约有下列诸端:
(一)水力利用可以永久。盖煤之为用,一经燃烧,便成灰烬,故自近代各国工业发达以来,煤之供给,日益减少,石油更不待言。矿藏之供给有限,而工业之发展无穷。煤在近代工业上之地位,固极重要,无奈藏量有限,愈用愈少,终有用尽之一日。而高山流水,江河流洪,虽数百千年,殆少变化,故就永久性言,水力直可取之不尽,用之不竭,殆决非煤与石油,所可望其项背也。(二)水力发电费用较廉。以近年各国水力发电之建设费言之,虽较一般蒸汽机之发电费用较巨,但由水力发电之产电量,较诸火电,则高达六倍之多,且其一经发电以后,无需购煤运煤之烦,维持费用,极为微小,故各国水力发电之电价,恒较火电为低廉。(三)水力发电可以传远。水力发电,可以利用高压电线,能将电流输送至中央电厂四周五百里之距离[3],在此范围以内之地,均可利用其电流。故各种工业之分布,可以较为均匀,而不必过分集中于一二城市,此在军事上及国防上计,固可减却不少之危机;且因工业分散之结果,又可稍减人口过度集中都市之弊端,而逐渐使其分布于乡郊,对于农村发展,既有莫大之裨益,即于国民精神上、体质上之健康,亦有无穷之利益。(四)水力发电较为卫生。假令世界上之煤藏丰饶,可以历久不断之利用,但煤矿工人之牺牲(如日光与新鲜空气之不足,地层之陷落,水陷之淹没,以及煤气之生火等)及煤区浓黑煤烟之缭绕,空气之恶劣,在在均足造成世间无数之悲剧;而水力则清洁卫生,直接可以减少或避免此种不幸之存在,间接即所以增进国民之健康与幸福。(五)水力电厂管理较易。
水力之优点,既如上述,可知其不特可以减少对于煤荒之恐惧,而效用之大,较之煤及石油,实有过之而无不及。故西人称之为“白煤”(White Coal),更有因近代水力利用之广遍,而谓近代文明为“白煤文明”者。
四
世界水力富源之分布,各地不一,盖其分布之地带,须同时具备适宜之地形及丰沛之雨量两条件。就地形言,当以崎岖不平之地形,倾斜大而水流急,富有瀑布与峡谷者为最宜。故在同一河流,上流之可用水力,每较下流为大。如以美国之密士失必河言之,其上下流所流经之距离约同,但其下流可用之水力,仅及十四万七千匹马力,而上流之水量较小,反可供给六百四十万匹马力,大小之差,约达四十三倍之多。又地形中之富有湖泊者,亦每为重要条件之一,因其可以节储流量,俾能调剂水量季节之变化,而使水力可以终年利用也。除适宜之地形外,又须具有充足而有规则之雨量,庶水量可以有恒而不间断;但世界上亦有因雨量不足,而得有高山冰雪融解之供给者,亦可利用。
由上可知,一地之是否俱有充分可用之水力,胥视其自然环境之背景是否适合而决定。但一地之已有水力,是否能被利用,又须视其他条件而有不同。大致言之:第一,须视水力位置之所在,其距离人口稠密及原料产品地带之远近。大概距离愈近,工业亦愈发达,则需要水力之利用亦愈多。良以电力之用途,不外工业、交通及家庭诸方面,但此则均非有稠密之人口,适宜之市场不可。且因水力之为物,并不能如煤之可以相当距离之输运,虽电力可因高压而传布,亦自有其一定之限度,故水电力之利用,惟有在水力所在地之附近,苟在万山丛岭、人迹罕至之地,即能富有伟壮之水力,亦莫由而利用之也。第二,又须视水力所在地附近之煤及石油等燃料供给之有无及丰啬。因水力发电,亦如其他一般商品之具有竞争性质,尤以煤及石油二者为最重要,故此种燃料供给之难易与价格之高低,均足影响水力之利用。大概煤及石油之产量多、价格低,则水力利用之机会亦愈少,或竟暂时弃而不用。第三,一地文化程度之高低及经济状况之不同,亦足以影响水力之利用。如非洲中部,地形复杂,倾斜极大,雨量亦至丰沛,故飞湍急流、峡谷瀑布,所在皆是,可用水力之多,推为世界之冠,计达一万〖万〗九千万匹马力,占世界可用水力总数百分之四十以上,诚可谓天赋独厚矣;然而其已利用之水力,不过三万余匹马力,不及世界已用水力总数千分之一,其故乃以人口稀少,文化落后,需用电力不多耳。反之,如北美洲及欧洲,其可用水力各在六千万匹马力左右,而已经利用者,亦各达二千万匹马力左右,合占世界已用水力百分之八十五以上。
五
我国可用之水力,尚无精密之调查,详确数字,殊难断言。据年前世界动力会议之报告,我国可供利用之水力,约达二千万匹马力。又据某德国专家之估计,我国可用之水力,约在三千万匹至四千万匹马力之间[4],甚至有估计为一万万匹马力之多者[5]。其水力富源之丰饶,殆无义疑。当一九二四年第一次世界动力会议中,翁文灏先生曾论列我国未来水力利用之重要及主要水力地带之分布[6]。所惜至今水力之已利用者极少,实属微不足论。
我国水力之分布,大概言之,南部各省远较北部各省为宏,而西南诸省又较东南诸省为多。良以我国雨量之分布,自南至北,逐渐减少,而西南诸省,崎岖多山,急流瀑布,所在皆是。据专家估计,我国西南区之川、滇、黔、桂四省,其可能发展之水力总量,占全国水力总量百分之六十以上,其中尤以四川及云南两省,即占约全国水力总量之半。故我国未来最有发展希望之水力区域,自亦为西南诸省,而尤以宜昌以上之长江三峡。自重庆至宜昌间,计程约六百五十公里,江流坡度甚大,其低降度数为一百二十八公尺,而在三峡中之江面宽度,仅在千尺上下,两岸连山,江流下注,成倒泻之势,就水力言,尤为我国最可宝贵之动力资源。至就云南水力之分布言之,则东有滇池西岸普渡河之急流,路南大叠水之瀑布,西有大理以西怒江及澜沧江上之滚滚洪流,如能善为利用,力宏利薄,可不待言。他如贵州之乌江、广西之西江,以及黔桂间之柳江及红水河等[7],不乏峡谷急流,可供利用之水力至多。
六
我国西南诸省,居扬子江及西江之上游,以土地言,川、滇、黔、桂四省之面积,计达一百二十万方公里,占全国总面积百分之十一;以言人口,则比[此]四省之人口总数,达八千六百万以上,占全国总人口百分之十九,地大人众,较之欧陆之任何一国(除欧俄外),殆尤过之。至于物产方面,则以农业为主,除地形上因一部分为高山深谷,不宜农作外,其他则无论盆地高原,均适耕种,加之雨量丰沛,冬季亦甚和暖,作物之生季既较久长,作物之种类亦最繁多,大概南及闽粤,北达吉黑,各种作物,在此诸省,几于无不具备。故除谷物中之稻米、小麦、玉米、大豆、甘薯数者以外,经济作物中之桐油、蚕丝、茶叶及甘蔗等产量,均居全国之主要地位。农业以外,地下更有丰富之矿藏,尤以金属矿物中之锡、铜、锑、□、汞等,及非金属矿物中之井盐,赋藏最富,具有经济上之重要价值。
过去因交通困难,大好资源,未能尽量利用,而工业之发展,尤为落后,一般人民所需用之制造物品,大半恃国外及沿海各省之供给,漏卮之数,与年俱增,而为造成民生贫困之主要原因。自七七抗战军兴,七年以来,西南诸省,成为抗战建国之中心区域,农、工、矿业及交通之发展致速,集全国之人力、财力,以图从事西南区之经济建设,成绩极著,不特抗战之力量,日益增加,亦且为他日建国之久远事业,树其始基。但经济建设之物质条件甚多,其中动力之来源,实为先决之问题。我国煤藏之分布,集中于北部,近年煤产,亦以北部诸省为最多;西南区内之各省,则无论藏量、产量,均极有限。据最近估计,西南区之川、滇、黔、桂四省煤田储量,共约一百万万吨,仅占全国煤储总量百分之四,且大半煤层甚薄,分布疏散,不易集中采[8]。他日农、工、交通各业,日益发达,煤荒危机,势所难免。所幸水力甚丰,可以大加利用。
七
近世各国水电事业之发展,用途虽甚广泛,但究以供给工业上之原动力为最重要。如就义大利、英国、荷兰、德国、挪威及瑞典诸国之情形言,电气之用于工业上者,均占全国总产电量三分之二以上。大概言之,水力发电,在工业上用途,尤以化学工业及冶金工业二者为最要。以言中国,则他日欲固国防,欲善民生,则军火必须自制,肥料必须自造,他如酸、碱及钢铁等基本工业,更不待言。但此等工业之建立,水力之发展,尤为当务之急。且既有大电厂,即一般工业,亦可因其原料分布之情形,而附丽发展;工业愈发展,电力之需要亦愈多,生生不已,所谓工业,于是可以自然于成矣。西南诸省之农矿林牧各业之资源,既甚丰饶,人口亦极众多,原料动力市场诸条件,无不一一俱备,则各种工业之发展,固为时日间事;尤以自抗战军兴,沿海口岸,遭敌封锁,工业及日用所需之制造品,来源告绝,尤为西南诸省工业发展之大好时机。
自十八世纪末叶工业革命发生以后,多数工业,悉集中于煤区中心或其附近,盖煤之为物,极为笨重,运费甚贵,故工厂皆依附煤田而发生,以此煤区以内,造成无数工业都市之兴起。乡村人民,麇集城市,五方杂处,生活困难,劳工问题,遂成为平时社会上之大问题。及至战时,因近代多数工业,直接间接为造成一国国防经济之主要部分,最易为敌方攻击及破坏之目标。故自二十世纪以后,欧美各国,新兴工业,多有分散化之趋势。如近二十年来,英国新起工业,逐渐向东南部分发展,以代昔日工厂密集西北部及中部煤田区域之情形。美国亦有相同之趋势,美国棉纺织业,原集中于东北之新英格兰诸州,今则逐渐南移,沿阿帕拉契山东麓之瀑布线(Fall Line)一带而发展。凡此情形,一面固由于交通工具之日新月异,原料及市场之要素,日臻重要;一面乃为水电事业之应用,白煤代黑煤而兴,工厂位置,固不必麇集于煤区一隅。如义大利,煤藏贫乏,但水电事业,极为发达,工业上所需之动力,大部取给于水电力;又因该国水电大部集中于北部昂白山(Alps Mts.)麓,故工厂亦多广布于波河(Po River)流域平原,且往往设于乡间桑田麦垄之中,虽米兰(Milan)、都林(Turin)诸市,亦不失为重要之工业中心,但如工业革命发生较早之英、德诸国工厂密集于煤区状态,迥乎不侔。
由此可知,工业分布之分散化,实为今日各国新兴工业发展之一般趋势。我国过去数十年新工业之发展,几完全集中于沿海及沿江之少数城市,识者固早讥其为畸形之发展;果也,七七变起,不数月间,沿海重要都市,先后沦陷,原有工厂,或为敌人炮火摧毁,或为敌人强夺占有,损失之巨,自不待言。所幸后方中心之西南几省,工业发展,突飞猛进,且多分散各区,他日抗战胜利后西南工业化之基础,今已奠定。虽目前因交通阻滞,煤产又极有限,煤荒现象时所闻,一俟各地水力分别利用以后,则动力问题,自可迎刃而解;且因电流可以远输应用,则他日各种工业,正可自由分散的发展,而不必过分集中于煤田区域或一二通都大邑,如此不但可以减少国防上之忧虑,即对于工人之道德及健康,亦有莫大之裨益。
八
电气之为用,固不止工业上一途而已。其于农业上之应用,可以戽水灌田,抽排积水,防治害虫,为价既甚低廉,为力亦甚宏大。年前我国江浙一带之武进、无锡及吴兴诸县,实行电气戽水灌溉田亩,开我国农业电化之先声。其在欧美各国,对于电气在农业方面之利用,历有发展,如在义大利之农村中,已有百分之九十以上,均有电气之设备,而此种设备,极为复杂,盖已遍及于各种农作工事,其中包括有电力之灌溉田亩、抽干潮湿、打穗、割草、磨谷及耕地诸项,其用途之广,洵非他国可比。至如瑞士,则凡属水力电厂,在夏季均有大减价之举,其时适在农作物生长发育之生季中,裨益农村,良匪浅鲜。我国数千年来,经济基础,迄建立于农业之上,农产物之丰歉,直接影响农民购买能力之增减,间接关系国家经济力量之大小;而一地农作物之歉收,又大半由于水旱灾荒或虫害所致。将来我国水电事业发达以后,逐渐推广及于农业方面之利用,则我国水旱灾荒,可以自然减少,农作物之产量,可以逐渐增加;不特农村可以复苏,整个国民经济之能力,亦可大为增进。
西南几省,地形复杂,农田分布,多在江河两傍之冲积平原,及高原中之局部盆地(俗称坝子),或低缓丘陵。其在较为高峻之坡地,纵能勉辟梯田,以事耕种,但灌溉至难,收成极不可靠。年前德国工程师巴尔克氏考察西北水利后,据其估计,仅就陕西宝鸡山谷一处积水,以供电力,即可以其电力,将渭水引灌北岸高原田地,约五百万亩;且可将所余电力,供给各种工业,及将来陇海路西兰段火车发动力之用。此种情形,施之西南高原,尤为切当。
九
至论电气之应用于交通事业,亦有多端,举其著者,则有电车与铁道二者,城市中之电车,价廉行捷,实予今日各国都市人民以极大之便利;至于任重行远,则有电气铁道。今日欧美各国及日本,电化铁道之发展,与日俱进,推其原因,约有数端:第一,利用水电,以供给动力,燃料之消费,可以节省。第二,电动机车,无需加煤给水等设备,操纵控制,均极便捷。第三,在停车或启动之时,电流可由电机之启闭,而动停敏速,电力可全不耗费,而当下山坡时,动力之收回,尤为电动机车之特色。第四,铁道电化后,速度较高,在业务上大为便利。第五,电化铁道,最为清洁卫生,可免煤灰之尘污,尤以穿行山洞隧道时为然,于乘客之健康,有莫大之裨益。
电化铁道之推行,殆为二十世纪以来崭新之事实,在世界交通史上,开一新纪元。此种电化铁道之应用,尤以欧美之山地区域,最为显著[9]。电力之发生,虽有火电与水电之分,但山地区域,落度峻急,水流湍激,尤多峡谷瀑布,天然水力,每甚丰富;反之则以地势崎岖交通不便,煤之取给甚难,成本太高,因此多山地带之电丰,殆以水电为主。此种情形,欧洲之义大利与瑞士,及美国西部之落机山区,可为最好之例证。义大利之北部与瑞士之大部,同属昂白山区,地势多山,河流湍急,湖泊甚多,冬季雨量既丰,而夏季又可利用昂白山上冰雪之融解下注,故可用之水力,至为丰沛;反之,则两国煤藏均极贫乏,每年煤产,远不敷工业上及交通上诸方面之消费,故水力之利用,尤为欧洲各国之冠。据一九三七年之统计,义大利全国已利用之水电力,达六百万匹马力,居欧洲之第一位;瑞士全国已利用之水力,达二百六十万匹马力,以每方公里所得之水力计,瑞士且列为世界之第一位。该两国水电之发展,固大部用之以为工业上之原动力,而两国铁道电化之程度,亦远较他国为甚。其实,义、瑞两国铁道电化之需要,固不仅由于煤藏之贫乏,水力之丰富,凡地势多山之区,铁道建筑之特色,一为隧道之多,一为坡度之大,电动机车,速度较高,负荷较大,于山行登坡,最为相宜;且车行隧道中,无浓烟窒闷之虞,清洁卫生,又其优点。今日贯通中欧与南欧间之国际铁道,必需穿行昂白山中,一律已予电化,非偶然也。其在美国横贯大陆之铁道,当其穿行西部落机山间,亦全采用电动机车,取其行速重负而适于山行也。
我国西南诸省,物产丰饶,但过去因交通落后,地固未能尽其利,货更未能畅其流。论今日西南经济建设者,每将交通列为首要,实有至理。兹姑不论水道之疏浚,及公路之修筑,仅就铁道一项言之。其在兴筑或计划中者,计有滇缅、叙昆、成渝、川广、湘黔诸线,其所经地带,除成渝线外,余均山岭重重,坡度既大,而隧道之建筑,尤为工程上所必不可免。试就滇越铁路为例,该路之在云南省境内者,共长不过四百七十公里,但因沿线多高山峻岭,隧道多至一百五十左右,其最长者,为六百五十公尺,工程之艰巨,迥非沿海各省铁道所可比拟。加之我国煤藏分布,既多集中于北部,且煤产亦以北部各省为最多,西南几省,藏量既少,年来产量,亦供不应求,将来铁道次第兴建后之动力取给,自以利用水电,既较经济,又较便利。昔美国于十九世纪末叶建造横贯大陆东西之铁道时,其于西段山地区域,亦采用煤力蒸汽机车,其后改为电动机车,所费至巨[10]。深望我国当局于进行筹建西南铁道网之初,能同时着手发展水力,庶几可一劳永逸的解决其原动力之供给问题,而为我国之铁道电化,开其先声焉。
十
当三十年前,孙中山先生于规划其伟大周详之建国方略中,即将水力之开发,列为主要建国纲目之一,其远见卓识,迥非常人所及。然而水力发电之建设费较大,如蓄水池、滚水坝等之永久建筑,需款甚巨,殊难望于三五年乃至十年或二十年内,收益获利,故私人资本,不特不易集此财力,且多不愿作此投资;且自另一力[方]面言之,欧美各国,自工业革命以后,煤、铁、石油等矿产之开采,及大部分重工业之建立,向由民间经营,每流为私人垄断及资本专制之弊,积重难返,改革殊为不易,而水电业则为新起之事业,各国政府思患预防,大都采国家经营主义。盖国家事业,应从久远着想,不特不能斤斤于短期间内之能否盈利;且纵能获得利益,亦应为人民所共享,不致操纵于少数资本家之手。国民政府建国大纲中,规定主要矿产及水力之利,皆为地方政府之所有,而用于经营地方人民之事业。良以欲达到国利民福之真正目的,非行此不可也。
西南可用之水力,至少可在一千万匹马力以上,虽目前我国不特无此全部举办利用之能力,亦且无此急迫之需要,但不妨选其地位适宜,规模较小,需要最切之水力区域,仅先举办,既可有益于农、工、交通诸方面之发展,又可借以增积经验,训练技术人员,以为将来逐渐发展之实验,及巨大工程之准备。说者分析苏联于过去十五年之建国过程中,乃以水电事业为其提纲挈领之工作,而倡言水力利用,应为我国经济建设之中心大计,可谓扼要之论[11]。
《云南建设》第1期,1945年1月30日
[1]“Electricity:Humanity's Servants in a Thousand Forms,”in Daily Telegraph and Morning Su□lemenk Electricity,March 21,1938,London.
[2]年前苏联曾于欧俄南部黑海北岸之克里米亚地方,建立直径三十公尺之风车发动机三架,可经常发生一百瓦之电量,实验成绩,殊为良好,甚为世界一般动力学家所注目。
[3]Jones, W.D. And Whittleseg, D.S.,An Introduction to Economic Geography, Chicago, 1935, p.310.
[4]The Chinese Year Book,1935-1936,pp.997-8,Shanghai.
[5]施嘉炀:《云南之水力开发问题》,见氏在民国廿八年十二月廿三日于中国工程所(?)学会年会讲词。
[6]Wong, W. H. and Sheng, T.,“An Outline of the Power Resources of China,”in The Transactions of the First World Power Conferenece[Conference],Vol.I,pp.739-737,London,1924.
[7]见丁文江、曾世英著《川康铁道路线初勘报告》,自五十五至五十九,北平地质调查所地质书报乙种第四号,民国廿年十一月。
[8]经济部中央地质调查所:《第六次中国矿业纪要——西南区》,民国三十年四月,四川北碚。
[9]Burtt, P., Railway Electrification and Traffic Problems, London, 1929.
[10]Wong, Y.Y., Economic Problems and Results of Electrification of Steam Rail-roads in the United States:A theirs,(?)Philadelphia, 1931.
[11]陈祖东:《从电力水力说到苏联建国与中国建国》,《新经济半月刊》第二卷第八期,民国廿八年八月一日,重庆。