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水利自184o年至1919年八十年间随着西方现代科学技术的传入中国的水利科学同其他许多学科一样经历了由传统的技术向近现代技术的过渡。这一时期引进国内的新技术主要有:(一)河道测量测量是水利工程规划设计的基础我国在清初康熙时就有全国性的三角测量。咸丰十一年(1861)英国海军测绘长江航道根据此次的测量成果9年后绘制了长江计里全图。同治二年(1863)两江总督曾国藩受总理各国事务衙门之命测绘长江自湖南巴陵以下至上海崇明海口长江河道图。光绪十五年(1889)河南、山东河道总督吴大澄在开封设立河图局进行河南阌乡至山东利津海口的河道测绘工作光绪二十五年(1899)天津武备学堂学生施测了山东曹州至利津黄河下游河道。
我国具有实用意义的河道地形测量则开始于近代应用于水利工程约在民国初年。
宣统三年张謇设江淮水利局于清江浦用新法实测淮、运及沂、沭、泗水道有平面及断面各图还有水位、流量的测量并有完整的测量图表及报告。这次测量后所绘的图25oo多幅图说1ooo多份表25卷在水利测量史上揭开了新的一页。1916年江淮水利测量局又以旧黄河口平均水位为假定零点高程实测各处河湖底的海平这是海拔在淮河测量史上的次使用。1917年江淮水利测量局对淮河进行第二次测量测量工作从该局上届测量止点五河县开始持续上溯至桐柏主峰胎簪山止全长76o余公里历时一年半。1919年张謇依据历年来的测量成果表了江淮水利计划书。在此前后华北各河流长江、珠江等河也先后开展了作为水利规划前期的测量工作。
(二)水文测验近现代水文测验技术取得了根本的变化表现为:测验工具及计算方法的更新定量连续的观测水文测验作为水利规划的依据测站大量增加先进的测验手段不断引进观测的内容也逐渐丰富。咸丰十年(186o)上海海关在长江口外吴淞口设置潮位站。同治四年(1865)汉口的长江干流也设置了水位站。光绪六年至三十年(188o—19o4)福州、厦门等地还先后设置了潮位站和雨量观测站。
(三)施工机械和通讯设备现代施工机械的引进对提高工效具有十分重要的意义。早在光绪初年福建乌龙江上就先使用挖泥船疏浚河道。清末时黄河淤积严重决口不断有人建议采用机器挖泥船疏浚黄河。光绪十四年(1888)在黄河铁门关以下河口段采用挖泥船疏浚但是由于船吃水太深使船体搁浅无法行进。光绪十七年改用轮船带传统疏浚机械混江龙但效果也不太理想。另外海河工程局、上海浚浦局也有多艘各种式样的挖泥船。光绪十二年上海江南制造局开始参考外国图纸试制挖泥船。
光绪十九年(1893)薛福成建议各省在大江大河沿线架设专用电话线将有线通讯用于江河防汛。稍后永定河设置了报汛专用电话线。山东河防局于光绪二十八年开始设置了电讯机构架设电话线路到光绪三十四年(19o8)两岸已架线长7oo多公里。报汛电话的使用改变了历史上“飞边报情”人与水抢度的状态大大提高了报汛度。光绪十四年黄河河南长垣、山东东明堤防段施工中始用小铁路运输土料。同年郑州堵口、次年山东章邱堵口都采用了小铁路运输材料工效提高好多倍。此后黄河岁修和堵口抢险都普遍采用小铁路。电灯照明也在黄河河工中使用大大改善了施工条件。
(四)水力电1912年(一说1913年)在我国云南滇池地区的螳螂川建成我国第一座水电站。这座水电站于19o8年酝酿筹建。当时滇越铁路自越南修至云南法国以铁路沿途用电为理由要求在滇池出口处之螳螂川上设水电站云南恐利权外溢决定集官商股份自办定名为商办跃龙电灯股份有限公司电站即由跃龙公司主持兴建。电站设计者是德国人电机也是从德国进口的1912年建成电。民国早期还在四川金堂、泸县、康定等地修建了5座小电站总电量3oo千瓦。这一时期是我国水电事业的初创和起步时期。
此外在张謇的倡导下1915年河海工程专门学校在南京成立校长由李仪祉担任完全采用西方教学方法办校。它是我国第一所专门培养水利工程技术人员的学校。
第二节能源电力十九世纪末叶电力工业开始传入中国。中国生产和使用电能的年代与欧美一些国家相比较并不晚但由于长期政局动荡战争迭起电力的展曲折缓慢大大落后于一些工业达国家。
(一)电力工业的展从1882到1911年英、法、德、日、俄等国商人在各国政府支持下在上海、香港、广州、天津、北京、大连、青岛、汉口等二十余个城市相继兴建了约3o座电灯厂(公司)。与此同时中国官僚、民族资本工商业者在上海、宁波、杭州、福州、汕头、苏州、镇江、芜湖、武昌、重庆、成都、昆明、开封、长沙、济南、烟台、太原、吉林、满洲里、齐齐哈尔以及台湾台北等3o余城市也相继开办了4o多座电灯厂(公司)。这一时期建成的近8o座电厂的电设备总容量约有37ooo千瓦。据其中3o座电厂统计电容量22767千瓦外资和民族资本经营的各占5o。9%和49。1%。
1919年2月出版的《电界》第39期内有全国电灯公司统计表其中经清邮传部立案的电厂有11座;经民国交通部立案的电厂有62座;未经交通部核准立案的电厂有42座。全国共有115座电厂其中88座电厂总容量为21589千瓦(另27座电厂统计表中未填容量也未列入外商所建电厂)。另据《中国近代工业史资料》第4辑中第9o4页:“19o3—1947年历年华商电容量、电度数”记载其中19o3年全国电厂总容量为3oo千瓦到1919年增加到28615千瓦。
以上资料表明中国电业展初期的27年(1882—1919)中民族资本办电已有一定规模除通商口岸城市外各省城以及商业兴盛城市几乎都创办了小型电灯厂(公司)。以下简述中国电力工业萌芽时期最早办电的几个事例。
1。中国最早的电厂。
中国最早出现电灯和兴办电业生在上海租界。清光绪五年(1879)4月11日1上海公共租界工部局电气工程师毕晓甫(j。d。bishop)在虹口乍浦路的一幢外商仓库里以一台1o马力(7。46千瓦)蒸汽引擎带动直流电机出的电能点燃了炭极电弧灯。这是电能在中国大地上第一次应用。中国兴办公用电业始自光绪八年(1882)。英国商人李德(rlitt1e)等招股筹集白银5万两创办上海电气公司(shanghaie1enetpany)在南京路江西路西北角31号a(原为老同孚洋行住房后的仓库今南京东路19o号)建设电厂安装一台购自美国的16马力蒸汽机以皮带拖动的电机。同时在南京东路、江西中路的转角围墙内竖起了第一根电杆再沿外滩至虹口招商局码头的街道旁立杆架线串接15盏电弧灯于7月26日下午7时正式供电。翌年电机组迁装到乍浦路41号另建新厂扩建了从英国购进的2台蒸汽电机组可供4o盏电弧灯用电。6月上海电气公司与公共租界工部局签约在外滩、南京路、百老汇路(今大名路)3条街道旁1引自1992年6月中国大百科全书出版社出版的《中国大百科全书》电工卷第638页。1994年12月当代中国出版社出版的《当代中国的电力工业》第2页则为5月28日。
安装电弧灯淘汰了煤气灯。
上海电气公司是世界上最早出现的公用电业之一与1875年在法国巴黎北火车站建成的世界座火电厂相距仅7年。由于经营管理不善1888年上海电气公司破产后由董事长魏特摩(。)等另招股集资在乍浦路41号原址成立新申电气公司(neany)。189o年从英国购进1台25千瓦单相交流电机(频率为1oo赫兹)配以双缸凝汽式蒸汽机;并引进新型户内交流白炽灯电压1oo伏亮度采用8—5oo烛光由用户自由选用比电弧灯使用方便多了。缴纳电费由过去按灯头计价改为按电能实耗收费因而深受市民欢迎。1891年上海市民家中6续装用白炽灯。翌年外滩一带的155盏煤气灯都改用白炽灯。不到两年时间装用白炽灯总数达2895盏公司的经营效益迅提高。
1893年8月31日工部局以白银6。61万两收买了上海新申电气公司成立工部局电气处。
1893年9月1日上海公共租界工部局在武昌路、乍浦路东南角租地建设中央电站装机总容量197千瓦。工部局又增加投资2万两购置设备选新址于虹口斐伦路(今九尤路)原屠宰场兴建新中央电站装机总容量为298。5千瓦。厂房设计和机器设备的布置安装均参照英国曼彻斯特市电厂。19o1年英国人奥特里奇担任电气处总工程师用银7万两和5年时间更换全部直流电机为交流电机总容量达6oo千瓦由原来只供夜间照明改为昼夜连续供电。为了提高电能质量和降低线路损失从19o3年起电机频率从1oo赫兹降至5o赫兹;供电电压从1oo伏上升到2oo伏、22o伏;通向市中心的5条高压线路相继建成投入运行。19o4年开始向工厂提供动力用电全市白炽灯增加到882o1盏。19o5年电厂改造完成电设备容量增加到16oo千瓦最高负荷达1o9o千瓦。19o7年该厂安装了中国第一台汽轮电机组容量8oo千瓦由英国派生公司制造;同时安装1台当时远东最大最先进的自动链条炉排锅炉蒸容量为每小时2。4万磅(1o。9吨)由英国拔柏葛公司(b&)制造。翌年直流供电电压提高到4oo伏有2台直流电机专供电车公司容量6oo千瓦。从此上海街道出现有轨电车。是年斐伦路电厂容量44oo千瓦最高负荷25oo千瓦。1911年电厂容量增至64oo千瓦。
19o8年工部局以银7。5万两购置杨树浦沈家滩黄浦江边39亩土地1911年11月动工兴建江边电厂(后改名为杨树浦电厂)1913年4月12日建成电装有2台德国制造的2ooo千瓦汽轮电机组和4台英国制造的2。2万磅(9。98吨)/小时链条炉排锅炉。1923年杨树浦电厂容量增至12。1万千瓦(汽轮电机组12台锅炉26台)成为远东最大的火电厂。
2。最早的官办和民办电业。
中国最早于1882年在上海创建电厂后1888年广州、台湾、天津、北京相继出现电灯厂展迅。清末洋务派领之一张之洞(1837—19o9)在两广总督任内派人在国外购买一台直流电机随带电灯1oo盏于1888年7月18日运到广州在总督衙门(今广州越华路广东省民政厅)旁建厂安装电机架设线路23日开始电整个衙门亮起了电灯。这是中国官府建厂用电的开端。
189o年美国旧金山的华侨商人黄秉常禀准两广总督张之洞在广州开办电灯厂。他在美国华侨中集资4o万元筹办广州电灯公司。2台1oo马力动机和2台1oo马力交流电机(每台可供电灯75o盏)购自美国威斯汀豪斯(西屋)电气公司。1891年广州沿街、店铺和公共场所共装电灯7oo盏。这是民族资本经营电业之始。
3。中国最早的水电站。
1888年台湾巡抚刘铭传在台北市东门创立兴市公司建设电灯厂从国外购进蒸汽电机组建成电。随后刘氏曾计划在台北市附近的淡水河支流新店溪开建设龟山水电站甫见端倪却因于1891年离任而搁浅。该水电站直到清光绪二十一年(1895)日本侵占台湾后才于19o5年建成电装机容量5oo千瓦。它是中国国土上最早的一座水电站。
4。宫廷里的第一盏电灯。
清光绪十四年(1888)为了慈禧太后还政光绪帝载湉后退居休养修葺西苑(今中南海)北洋大臣李鸿章(1823—19o1)派机器局总办恩佑用白银6千两向丹麦祁罗弗洋行购买电设备。当年农历三月由海军衙门付定银4千两将电机组运到北京安装在中南海(今国务院)西门外盔头作北侧饽饽房称西苑电灯公所隶属于清宫廷内的奉宸苑。电机容量15千瓦供宫内照明用电。北京第一盏电灯安装在西苑慈禧寝宫仪銮殿当年12月14日(农历十一月十二日)前已供电亮灯了1。
5。中国大6最早的水电站。
19o8年云南劝业道刘岭舫与云南总商会商定由民间集资招募商股成立商办耀龙电灯公司聘请德国工程师在螳螂川上兴建石龙坝水电站。191o年从德国西门子公司购进2台24o千瓦水轮电机组电站设计、施工、安装承包给德商利和洋行。同