周魁一 程鹏举
【提要】自本世纪30年代起，在李仪祉等一批学者的倡导和不懈努力下，我国开始建立专业化的水工实验机构。成立最早、影响最大的是设于天津的中国第一水工试验所及设于南京的中央水工试验所。本文追溯了它们的建立过程，并对它们的主要工作作了初步的总结。文中同时叙述了世界水工实验的初期发展情况及对我国水利研究的影响。
近代科学的发展，日益向探讨事物内部机理深入，近百年来，对水流内部机理的研究取得了长足的进步，水力学实验是其中的重要途径。水工模型实验还直接服务于水利工程设计，以弥补理论计算的不足。水工实验开始于西欧，水工实验室的建立迄今也将近百年。我国专业水工实验室的建立已有五十多年的历史，经过了从简陋到完善的逐步发展的过程。无论是水工实验的理论和技术，还是专业水工实验室的创建和发展，都有值得总结的经验。作为这项工作的第一步，本文着重对民国年间水工模型实验机构的创建及其主要研究成果进行初步的总结。
一、水工实验在世界范围的兴起
水流和制约它的水工建筑物之间构成了一组矛盾，在各种边界条件下的水流运动呈现出复杂的情况。单纯的理论计算很难准确反映水流内部以及水流与复杂的边界条件之间各种力的相互作用。在理论计算中需采用种种的假设，因而有较大的误差，难以满足水利建设的实际需要。在这种情况下，通过物理模型来模拟水工建筑物中水流的力学本质便成为较有效的方法。将模型中得到的结果，利用相似律转化为实际情况下的可能结果，可提供工程设计参考，探讨水流运动规律等。这就是水工实验的方法和目的。它的出现只有百余年的历史，但却以很快的速度发展并取得了巨大的成功，已成为水利建设及水利科学研究中不可缺少的手段。
1.水工实验的提出
水工实验的思想萌芽出现较早。达·芬奇（Leonardo da Vinci 1452～1519年）曾提出不少实验设想，甚至还提出了在水中掺入微小颗粒，从小颗粒的运动来考察水流运动规律的设想。但在当时的历史条件下，水利工程兴建不多，对边界条件的考虑比较简单，水工实验工作尚未开展。
随着近代资本主义在欧洲的发展，社会生产力大大提高，规模较大的水利工程大量兴建。但由于各种难以预见因素的影响，以及水工理论的不成熟，往往使所建工程出现种种缺陷，举例而言：有人曾采用当时26位著名的水力学家提出的公式，计算普通桥墩的壅水高度，结果由0.03m到0.83m不等，平均值为0.27m。[1]这种情形下设计者往往难以选择较符合实际的理论公式。而水利工程一旦建成，则难以修正，即或有改进的可能，也往往需追加大量投资，降低经济效益。为弥补理论认识的不足，水工实验便应运而生并很快在欧洲普及。
2.世界水工实验室的建立及中国水工实验机构的酝酿[2]
1675年，法国学者法格（L.J.Fargue,1827～1910年）为整治波尔多市（Bordeaux）的加龙河（Garonne R.），进行了最早的河流动床试验。模型水平向比例为1：100，但未规定垂直向比例及时间比尺。模型河岸固定，河底铺沙。
1885年，英国学者雷诺（O.Reynolds，1842～1 912年）在他所做的利物浦市（Liverpool）墨塞（Mersey）河口潮汐影响试验中，首次同时考虑水平、垂直和时间比尺，并采用了变态模型，水平、垂直向比尺相差约三倍。用操纵漂浮筒产生的水位变幅模拟潮汐，模型底部铺沙以显示水流的影响。
弗诺哈科特（Vernon-Harcourt 1839～1907）继续了雷诺的试验，并于1886年进行了塞纳（Seine）河口的类似试验。
最早的专业水工试验室，由德国德累斯顿（Dresden）工科大学教授恩格斯（Hubert Engels 1854～1945）设立。他从1891年开始在其前任蔡勒（Zeuner）设立的“水力学观察室”（Hydraulic Observatory）中进行一些模型试验。1898年他建立了12×18m的试验室，建有用于动床试验的斜槽，长13.4m，流量30l/s。到1913年，建成规模大得多的新河工试验室，恩格斯在此进行了几十年的关于河道整治的实验。
在恩格斯影响下，德国的水工实验机构最早发展起来。与恩格斯齐名的雷布克（T.Rehbock 1864～1950）曾于1899年参观恩格斯的试验室，印象很深。当卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）工科大学于同年聘请他为水力学教授时，雷布克即以校方设立水工试验室为条件。该试验室于1901年建成，是为世界第二所水工试验室。它的设立虽稍晚于德累斯顿试验室，但在其20年的工作中进行了大量开拓性的工作，今天广泛使用的玻璃水槽以及土 坝、溢洪道、虹吸和取水建筑物的模型研究都以它为最早。开始几年中，仅设有可调坡度铁槽，长18m，流量60l/s，1905年起增设玻璃水槽。到1921年，旧试验室已不能满足需要，于是新建大型试验室，长75m，高三层，可同时进行24个以上的试验，成为当时世界上最大的水工试验室。
到1912年德国已设立有6所水工试验室。其他各国也开始发展，俄国1907年在列宁格勒（Leningrad）；奥地利1912年在格拉茨（Graz），1913年在维也纳（Vienna）；瑞典1917年在斯德哥尔摩（Stockholm）；捷克1917年在布鲁恩（Bruenn）建立了水工试验室。基本设备，均包括可调坡度铁槽及玻璃水槽。
1925年后水工试验室发展很快，到1930年欧洲各国试验室总数达到30～40所左右。包括南斯拉夫、瑞士、挪威、意大利、荷兰、匈牙利等国。同时日本、印度、阿根廷等国也开始设立。
美国在1929年以前，虽在各大学中有五十多所小试验室，但仅从事水力学试验，几乎没有专门的水工试验室。1929年起，著名学者费礼门（J.R.Freeman）教授大力提倡。他建议设立美国国立水工实验所；劝说欧洲各国出版有关著作；三次出资让年轻的美国工程师们访问欧洲的试验机构；邀请德国最著名的几位试验室主持人到美国巡回讲学，并翻译出版德国的试验报告和论文。于是美国各大学中的水工试验机构在4年内建立了不下29所。
当时欧洲各国的水工试验所，流量一般在100～500l/s，试验渠长度一般10～30m。最大者如柏林（Berlin）和汉诺威（Hannover）试验所，流量达1～2m3/s，试验渠长达150m。
当时著名的试验，如瑞典斯德哥尔摩试验所以1500Krouer的费用，进行Hammerstarsen坝的模型试验，修正不少设计缺陷，节省工程费用250000Krouer,为试验费用的167倍（Krouer：旧金币名）。
水工实验以其出色的成果获得世人重视，从欧洲传播到世界各地，也引起我国一些有识之士的注意。从20年代后期起，一些学者，特别是留学德国的学者开始不断提出在国内设立水工试验机构的建议，同时在相当困难的条件下进行了坚持不懈的努力，成为我国水工实验的奠基者。
1928年9月，华北水利委员会成立，曾在德国当泽（Danzig）工业大学专修水利的我国近代水利科学的先驱者李仪祉和委员李书田在第一次委员大会上提出筹建河工试验场，获全体委员一致通过。
1929年12月，在内政部民政会议上，当时的江西水利局长欧阳彦谟提出设立中央水工试验所提案。
1931年2月，汪胡桢在全国内政会议上提出设立水工试验所以改进水利工程的提案。
1931年3月，沙玉清发表《水功研究所设立之必要》（《大公报》3月23、24日）一文，介绍世界水工试验概况，并庆贺华北水工试验所着手筹备。
1931年8月，李仪祉、李书田二人在中国水利工程学会第一届年会上又提出设立国立中央水工试验馆的提案。
1933年11月，主持华北水工试验所设计的李赋都在《大公报》发表《请国人注意水工试验》一文，详述水工实验的重要性并感叹华北水工试验所筹建之难。
在我国水工实验机构成立之前，恩格斯曾先后两次应我国有关单位之聘，进行黄河治导试验。第一次自1932年6月至10月，应救济水灾委员会之请，研究束窄堤距后能否刷深河槽并降低洪水位。平面比尺1：165，垂向比尺1：82.5。模型长97.5m，堤距分8.9m及3.8m两种以便对照，中水位河槽宽1.97m，以沥青碳粉为模型沙。中方有李赋都参加试验。第二次试验自1934年6月到11月，应中国经济委员会之请，补充前次试验之不足。研究堤距对洪水位、洪水刷沙能力和河底、滩地变动的影响。平面比尺仍为1：165，垂向比尺改为1：100。模型长120.25m，宽8.9m。各弯曲段均为直径22.3m的弧形，弦长21m。仍以沥青炭粉为冲淤质。中方有沈怡参加[3]。
通过两次试验，恩格斯认为黄河治导的正确方法，应先堵塞滩地支流等方法固定中水位河槽，而后在河槽弯段修筑大致平行河槽的翼堤，一端与大堤相连，另一端洪水时可淹没，类似丁坝，同时保护滩地防止冲刷。他认为这样可以刷深河槽、降低水位，同时淤高滩地。恩格斯的试验对国内水工实验机构的成立有一定的促进作用。
在老一辈水利学者的推动下，虽经种种周折，我国的水工实验机构终于建立起来了。
二、中国第一水工试验所
我国最早酝酿，建成并从事实验工作的是1935年11月12日（孙中山诞辰纪念日）在天津落成的中国第一水工试验所。该所由于经费困难而历尽曲折，筹建至落成费时7年之久。
1.筹建经过
1928年9月，李仪祉、李书田二人在华北水利委员会第一次委员大会上提出筹建河工试验场，拟定八万元的预算并获会议通过。至1930年1月虽经中央财政委员会批准，终未落实，无法着手进行。
1930年起，华北水利委员会采用留德归国的李赋都建议，除由李赋都继续负责筹备原计划的试验所外，拟先设立一个小规模的临时水工试验所。
1931年1月，华北水利委员会与河北省立工学院达成协议，在校园内合建华北水工试验所。首先各自承担预算经费的1/10（一万五千元），同时继续征求合作机关，并成立了由彭济群等三人组成的工款保管委员会。原临时水工试验所计划随即取消。
由于经费不足，华北水利委员会和河北省立工学院于1931年4月及1932年6月两次向中华教育文化基金董事会申请补助四万五千元，均未如愿[4]。
1933年8月，上年赴德协助恩格斯进行黄河治导试验的李赋都回国，并带回经恩格斯、方修斯（O. Franzius）等人审阅的试验所计划。9月，华北水工试验所董事会成立，同时通过决议，改名为中国第一水工试验所[5]。自9月起，先后有黄河水利委员会、国立北洋工学院、太湖流域水利委员会、建设委员会模范灌溉管理局、导淮委员会加入合作。以后又有扬子江水利委员会和陕西省水利局国立北平研究院加入，先后共10单位。
1934年6月1日举行试验所奠基仪式，[6]所址在天津黄纬路南侧工学院内。经年余施工，于1935年11月12日举行落成典礼，与中国水利工程学会暨河北省工程师协会联合年会同时召开。中国水利工程学会会长李仪祉专程由西安赴津参加。试验所在典礼结束后即放水进行官厅水库大坝试验。《晨报》、《申报》等以“全国唯一设备、东亚独步”、“全国唯一水利试验机关”等标题加以报道。
第一水工试验所由董事会管理，由每一合作机关推选一名当然董事。另由国内水利专家中选聘九名董事，所聘董事任期一、二、三年者各三人。董事长为李仪祉，副董事长兼会计李书田，秘书徐世大。所长由李赋都担任。由于经费拮据，工作人员少而精干，除李赋都与总务干事韩少苏外，只有工程师刘崇质和马修文等数人[7]。
试验所场地，东西长70m，南北宽30m，主体设备包括储水池、回水池、大试验渠、玻璃槽（因经费困难，改以木制，中设玻璃窗）、高低水箱等。主要试验仪器除抽水机购自英国，其他均由德国购进。
试验设备包括：①河流及其他明渠流试验和工程模型；②有压管流试验；④校正流速仪设备；④地基试验有土压力等[8]。
试验所自落成之日起开始试验，至1937年“七·七事变”爆发，试验所被毁止。进行的主要试验工作有[7]：
（1）官厅坝消力试验：此试验系永定河中上游工程处委托，意在研究官厅重力坝的坝下消能方式。
试验模型比例为1：50。从1935年11月22日正式开始试验，到次年5月14日完成。试验结果表明：如采用长52.5m的海漫，末端设置高7m的方形齿槛，两边设高1.5m的三角齿槛，冲刷较轻。
第一次试验，由于原设计在坝底设有最大泄量1116m3/s的三个泄洪洞，冲刷力极大，故消能工较复杂。后又进行第二次试验，堵塞底洞，而由坝顶两侧溢流，也得出了相应的消能工设计。
模型试验表明由坝身泄洪的冲刷影响较大，消能工较复杂。后永定河中上游工程处修改计划，拟采用坝址右岸山体隧洞泄洪，并打算由试验所继续进行模型试验，以抗战开始而停顿。
（2）黄土河流预备试验：我国北方河流的含沙量居于世界之冠，高含沙水流和清水河流有着不同的特性。解决黄土河流的水利问题，被列为第一水工试验所的重点试验课题。
按模型试验的相似律，一般只有采用极细的粉煤灰等作为模型沙，但当时难以找到类似材料，故首先进行预备试验，检验是否可以直接采用黄土作为模型沙。
试验所用模拟河渠为～型，长25m，宽2.5m，河槽底宽0.3m，顶宽0.8m，深0.14m，两边各有0.85m的滩地，比降1：800。水量设计为低水位3l/s，中水位15l/s，高水位99l/s。试验结果，认为利用黄土直接试验“尚为可能”。
（3）芦沟桥滚水坝消力试验：芦沟桥滚水坝全长157.45m，泄水量1334m3/s，由永定河中上游工程处委托试验，目的在于检验坝下冲刷情形。
原设计采用长25.5m的海漫，尾部设高0.5m的齿形消力槛。经试验，可将海漫长度缩短到10m，高程降低1m，尾部设高1m的方形齿槛。即可防止过分冲刷。
（4）透水坝试验：此处透水坝系指透水的丁坝，用于黄土河流，以束窄河身增加刷沙能力，保护堤岸。但坝间距离及坝与水流的夹角对效果和投资影响甚大。该试验利用已有的黄土河流预备试验模型进行。河槽岸宽1.03m，两边滩地各宽0.735m，槽深0.05m，底宽0.63m，比降1：800。透水坝长0.5m，与堤岸成30°角指向下游，左右二坝对称，坝头相距0.53m，弯道只设于凹岸。坝间距离，直线段为三倍坝长，弯段为二倍坝长。透水坝的模拟，系用细木条钉成0.5×0.07m的方框，间隔绑有直径2mm的铅丝。水量为62.3l/s，经三小时试验，证明坝后淤积较无坝时大得多。
（5）玻璃槽：试验所计划中有玻璃槽一项，因经费不足改用木制，而在中段设玻璃窗以便观察。全渠长20.3m，高0.6m，宽0.5m，最大水量200l/s。芦沟桥滚水坝试验即以代表性断面先在槽中进行，然后进一步在整体模型中进行。
其他还有黄土渠道冲淤试验、彭仲氏（Bunschu）堰口公式检验试验等。
2.演变
1937年抗战爆发，第一水工试验所房屋毁于炮火，幸而不少仪器设备已事先由刘崇质收存于英租界某私宅的地下室。天津陷落，试验所人员大部南迁。
抗战胜利后，1947年6月，在国民党政府全国水利会议上由察哈尔省和江西省水利局在第2和第85项提案中分别提出设立国立水利研究院和在各省设立水工试验所的提案[9]。二提案合并讨论。会议拟定《水利五年建设分年进度表》。其中规定当年“恢复南京、天津等处水工试验所及其他”[10]两提案经讨论也提出相同的解决办法。但是原中国第一水工试验所的房屋建筑损坏严重已无法利用。1947年5月华北水利委员会改组为华北水利工程总局，遂与北洋大学（原中国第一水工试验所副董事长李书田其时任北洋大学工学院院长）协商合办水工试验所，所址在大红桥迤西菜园子，与天津西站隔河相望。系华北水利工程总局接收伪建设总署机器修理厂及船坞，其厂房及电力设施可用于水工试验。筹备经年，可供学生进行初级水力学试验，还曾进行官厅水库拦洪坝断面的实验[11]。据1947年起任华北水利委员会主任的王华棠先生回忆。当时限于经费，没有把水工试验作为主要部门，具体做的东西不太多。
1949年9月，隶属于华北水利委员会的华北水利工程局[12]再次与北洋大学协商，决定仍由双方合办天津水工试验所，经常性开支由双方分担，临时费及试验费由华北水利工程局承担，此后工作较为顺利，但限于设备条件仍难有作为。到1950年11月，全所共有工作人员12人，有40×20m大试验厅一座。内设玻璃水槽一座长30m，宽0.35m，高0.5m。最大供水量3×45l/s。“勉敷初级水力学试验之用”[11]。
1952年5月初，刘崇质将原中国第一水工试验所南迁时收藏的仪器清点移交给了天津水工试验所的周芳田[13]。这批仪器数量不少，有毕托管、测针、比压计及带刻度的玻璃管等，均系德国制造。据当时天津测量仪器检验所检测，测针精度达到3‰。比压计并被仿制[14]。这批仪器对天津水工试验所的发展有所帮助。
1954年天津大水，试验所被毁。从1955年初起试验所人员及仪器设备等陆续迁往北京。次年7月，南京水利实验处的大部分亦迁至北京，两处合并为北京水利科学研究院，1957年12月中国科学院水工实验室又并入。1958年水利、电力两部合并后，同年5月将水利与水电两院合并，成为今天的水利水电科学研究院。
三、中央水利实验处
1.南京中央水工试验所的筹建
1934年以前，全国没有一个统一的水利管理机构，不利于水利事业的建设。1934年始由全国经济委员会统一管理全国水利行政事业，分为中央、省、县三级。
这一阶段，设立水工试验所呼声日高，同时中国第一水工试验所已着手建设，全国经济委员会统一水利行政后，于1934年9月13日决定创设直属的中央水工试验所[15]。中荷庚款水利经费董事会拨专款四十万元，不足部分及以后的维持费由全国经济委员会承担。成立了筹备委员会，郑肇经为主任，委员有胡品元、汪胡桢、严宏溎、万和佛（荷籍工程师Vanden Heuvel）。
由于征地遇到困难，筹备工作进展缓慢，至1936年春才确定清凉山所址，面积23亩，并开始测量、钻探工作。同年8月15日动工兴建。当时的计划包括[16]：
①试验室部分：试验室长70m，总宽27m，四周设抽水机室、玻璃水槽室，分析室、摄影室、储藏室、电气室等；
②工厂部分：设金工、木工及模型间；
③办公部分：设办公厅、讲演厅、研究室、图书室、陈列室等。
在筹建中央水工试验所的同时，由于亟待试验的项目已有不少，于是在中央大学内设立临时水工试验所一处，于1935年12月建成，次年1月开始进行试验工作[17]。
临时试验室长36m，宽16m，有玻璃槽及木槽各一，采用循环水流式。有不少试验设备系工作人员自制，如测速仪、测水针、压力管，分析仪等[17]。在此进行的主要试验有：
（1）杨庄活动坝试验[18]：杨庄活动坝是导淮入海水道上的重要工程，紧靠运河，目的在控制运河水位。坝基为废黄河淤积的黄土，极易被冲刷，因此消能工设计比较重要。该试验的目的，即研究不同水位及流量下应采用的消能方式，并确定合适的坝墩形状。
模型比例为1：40，模型长13m，宽3.125m，坝下河槽水深5.1～14.7cm，最大流量69.1l/s，雷诺数达到3870～23520，保证模型水流与天然水流的紊流状态相似。
河床材料，采用苏州红木屑，平均比重1.36，粒径2.9mm，0.5mm以下占74%，1mm以下占98%。试验结果，与天然黄土冲刷情况较相似。
试验结果表明：小流量下，坝墩间设消力槛，同时挖深坝下河床2m（相应降低海漫高程2m），可避免危害性冲刷。大流量下，采用阶梯形铺石、加设导水墙，与消力槛相结合，亦不致危及坝体。
检查冲刷情况时，逐次等量降低水位，沿模型河床与水面交线放置白色细线，然后进行摄影，可得到准确的河床等高线。
该试验也是中央水工试验所举行的最早试验，于1936年2月至6月进行。
（2）扬子江马当段水道整治试验：研究该江段的合理整治方案，确保低水位时不影响航运。
（3）三河活动坝试验：三河活动坝位于洪泽湖口，是导淮入江水道上的重要工程。试验目的与杨庄坝相同。
此外，还有华阳河滚水坝试验，长江镇江段整治计划试验，沙砾推移试验等。
临时试验室进行的几项试验，一定程度上提供了设计参考，“对于实施工程颇多改善之处。”[18]
在临时试验室举行试验的同时，中央水工试验所建筑工程加紧进行。至1937年8月，建筑工程已完成4/5。由于抗战爆发，工程中止。临时试验所的工作，亦告中断，大部人员迁往重庆。
2.抗战期间的中央水工试验所
抗战爆发，中央水工试验所于1937年12月西迁重庆。当时西南各省，称为抗战根据地，重视水利建设。为推动各地水利发展，中央水工试验所先后与大学及地方机关合办五所水工试验室。
中央水工试验所先后主持合办的五所水工试验室是：[20]
（1）磐溪水工试验室：1938年1月与国立中央大学合设，位于嘉陵江北岸磐溪，利用天然水流。工程于当年4月完工，试验室长24m，宽7m，流量为100l/s。磐溪上原有石坝一座，加设引水渠、溢流堰等即可满足一般试验要求。在试验室下层设水轮一座用以发电，至1945年共进行20项试验。
（2）石门水工试验室：由于磐溪试验室面积较小，又受枯水期流量限制较大。于是1939年在磐溪对岸的石门增设试验室，1940年1月完成。试验室长32m，宽10m。采用循环水流设备，流量60l/s。在试验室前设流速仪校正渠。并设有黄土水流试验设备。除试验外同时供国立交通大学、国立重庆大学、国立中央工业专科学校学生实习。至1945年完成试验12项。
（3）昆明水工试验室：云南省当时有不少水力发电和农田水利计划准备实施而缺乏试验手段，故中央水工试验所于1940年4月与国立西南联合大学合作设立昆明水工试验室，专作西南水力及灌溉试验，并研究有关“水利工程学理”，兼供西南联大学生实习。利用联大的一部分房屋及图书仪器，添建玻璃水槽等，当年7月即完工并开始试验。至1945年完成试验6项。
（4）武功水工试验室：为研究黄土区水利，特别是灌溉工程的改进，同时供给西北农学院水工教学实习之用，中央水工试验所与西北农学院合作，于1940年11月在陕西武功设立武功水工试验室。位于武功车站渭惠渠南岸，占地15亩。引渠水供试验之用。有试验厅和露天试验场两部分。试验厅长31m，宽12m，设有玻璃水槽等，可进行拦河坝、进水闸、船闸、筏道、跌水等试验。露天试验场占地约6亩，有河工模型试验水槽和黄水试验渠等。至1945年完成试验7项。
（5）成都水工试验室：为改善四川水利灌溉建设，中央水工试验所与四川省水利局于1941年3月设立灌县水工试验室，位于都江堰鱼嘴下游，引内江水流供试验之用。设有试验厅和露天试验场。1945年1月又应国立四川大学之请，将该试验室移至成都，改称成都水工试验室，原灌县试验室改为试验站。举行试验5项。
另外，由于黄河花园口决堤，造成豫东、皖北、苏北广大的黄泛区。中央水工试验所考虑到战后的恢复工作，有必要进行河工试验。1943年先在磐溪试验室进行一些基本试验并整理有关黄河的参考资料。1944年又在四川长寿进行黄河堵口巨型试验。举行的有关试验共5项。
此外中央水工试验所还从事了以下工作：①1940年6月设置土工试验室；②设立西南各省水文测站数十处；③自1936年起，整理嘉庆以后至清末水利文献编纂《再续行水金鉴》，整理民国水利资料，拟编《民国行水金鉴》，同时进行其他的文献整理编纂工作；④进行航空测量工作；⑤制造水工试验仪器。
抗战期间是中央水工试验所迅速发展的时期。1941年9月转归行政院水利委员会管辖，1942年1月改称中央水利实验处，负责“水工、土工试验，水文测验及其有关水利之一切基本设施与研究事项。”[21]1941年11月统计，共有职员360人，工匠工役217人，共577人[22]。至1943年员工总数达1232人。1945年1月的实验处组织系统如下表：
在中国第一水工试验所、中央水工试验所发展的同时，还有另外一些设立水工试验所的计划。清华大学于1936年前后建成规模可观的水利馆，设备先进，但在抗战开始后的搬迁中损失殆尽。武汉大学与江汉工程局[23]、扬子江水利委员[24]在1935年也已着手筹备兴建水工实验室，后因抗战爆发而停顿。抗战期间，西北工学院在常锡厚等人主持下，仅以五千余元经费，因陋就简办起水工实验室，满足教学和研究的需要，亦可见其时艰苦创业精神之一斑[25]。
抗战胜利后，1946年中央水利实验处迁回南京，其中昆明试验室随清华大学迁往北平，改称“中央水利实验处清华大学北平水工试验所。”武功试验所未迁，解放后演变为西北水利科学研究所。成都试验室亦未迁。
实验处迁至南京后，恢复了原临时水工试验所，改称南京水工试验所，并于1947年初起重建原停工的试验所大楼。有长55m，宽0.5m的玻璃水槽一座；长40m，宽1m的混凝土水槽一座；长30m，宽1.25m的活动钢板水槽一座。六台抽水机每台输水能力为300l/s，可分别提供同时进行6项试验。也可同时供给1项试验，最大水量可达2000l/s[26]。迁至南京后，进行的试验项目有①印度式砌石坝研究；②堤坝路基压实方法的研究；③扬子江河堤土壤试验；④水库淤积物密度的研究[27]。
创业维艰。在旧中国落后的社会环境下，老一辈水利科学家积极吸收西方先进的科学技术成就，在困难的条件下，奔走呼号，艰苦创业，终于建立起我国最初的专业水利实验机构，完成了一系列实验项目，为我国水力学实验开创了最初的局面，奠定了良好的基础。这种精神是值得纪念和发扬的。
全国解放后，1952～1956年间进行调整，1956年7月实验处的水文、土工、水利史全部，水工、材料的大部迁往北京，与天津水工试验所合并为北京水利科学研究院，即今水利水电科学研究院北院。
附 录
表1 1943年中央水利实验处职工人数表
|
单位 |
一月份 |
二月份 |
三月份 |
|
职员 |
工役 |
职员 |
工役 |
职员 |
工役 |
|
本处
磐溪石门水工试验室
土工试验室
水工仪器工厂
整理水利文献部分
西南水文管理及各测站
水利航测队
四川省水文测站
西康省水文测站
云南省水文测站
昆明水工试验室
武功水工试验室
灌县水工试验室 |
25
10
13
8
6
57
15
84
22
37
8
6
11 |
6
17
9
30
45
7
46
12
20
3
2
2 |
24
13
12
12
6
61
15
92
23
35
6
5
10 |
9
15
7
30
2
44
7
46
12
20
3
2
2 |
25
13
12
13
6
59
16
92
23
35
6
5
10 |
9
15
8
39
2
44
7
46
12
20
3
2
2 |
|
合计 |
302 |
199 |
314 |
199 |
315 |
209 |
|
总计 |
501 |
513 |
524 |
表2 中央水工试验所至1945年6月工作成果一览表[29]
|
单位 |
序号 |
试验名称或工作成果 |
备注 |
|
南京临时水工试验室 |
1
2
3
4
5
6
7
8 |
导淮入海水道杨庄活动坝试验
导淮入江水道三河活动坝试验
扬子江马当段水道试验
华阳河滚水坝试验
华阳河泄水堰试验
扬子江镇江段水道整理计划试验
沙砾移动试验
制造阻力球测速仪、气压测深仪及潮汐仪等 |
完成时间均在抗战爆发前 |
|
磐溪水工试验室 |
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29 |
四川长寿龙溪河水力发电厂拦河坝模型试验。（1938.5～1939.2）
广东北江芦苞活动闸模型试验（1938.10～1939.9）
四川綦江船闸模型试验（1938.11～1939.10）
陕西黑惠渠滚水坝及进水闸模型试验（1939.2～1939.4）
甘肃湟惠渠陡坡模型试验（1939.4～1939.5）
四川洪雅花溪渠干渠跌水模型试验（1939.6～1939.8）
四川綦江羊蹄峒盘滚水坝模型试验（1939.12～1940.3）
四川綦江盖石峒滚水坝模型试验（1940.9～1940.10）
云南弥勒甸溪河拦河坝模型试验（1940.4～1940.6）
四川綦江花石子、石溪口滚水坝模型试验（1941.1～1941.6）
四川綦江石溪口船闸滚水坝全型试验（1941.1～1941.6）
四川江北郭家沱虹吸溢道模型试验（1941.1～1942.7）
陕西汉惠渠拦河坝及坝基地下水模型试验（1939.2～1939.4）
陕西汉惠渠筏道模型试验（1940.2～1940.4）
水槽两壁影响临界拖引力之研究试验
四川嘉陵江公路渡船阻力试验（1941.7～1942.7）
甘肃夏惠渠陡坡模型试验（1942.3～1942.9）
陕西涝惠渠滚水坝模型试验（1942.4～1942.11）
陕西湑惠渠拦河坝模型试验
四川长寿桃花溪水电厂引水道水流情形之研究试验（1943.4～1943.10）
四川长寿龙溪河下清渊洞水电厂直井模型试验 |
试验人 陈善谟
试验人 徐恩允
徐恩允
徐恩允 黄锡耕
徐恩允
李肇祥
方宗岱
方宗岱
姚琢之
王咸成
姚琢之
方宗岱 吴志成
姜国幹
方宗岱 姚琢之
姜国幹
郑兆珍 程学敏
姚琢之 朱鹏程
姚琢之
姚琢之 朱鹏程 |
|
石门水工试验室 |
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40 |
陕西褒惠渠滚水坝与进水闸模型试验（1940.4～1941.6）
四川蒲河大仁滚水坝模型试验
地下水渗漏之电似法试验
砂土坝基渗水之研究试验
磐溪圆坝流量系数试验
甘肃夏惠渠进水口模型试验
贵州涟江拦河坝模型试验（1942.6～1942.11）
甘肃新兰渠跌水模型试验
贵州羊江河拦河坝模型试验
进水口比较试验
扬子江筲箕背滩模型试验 |
郑兆珍 吕春晖 程学敏
黄汝庚
郑兆珍 陈志德 黄胜 |
|
昆明水工试验室 |
41
42
43
44
45
46 |
云南腾冲水力发电厂节制闸模型试验
甸溪河拦河坝改正计划模型试验
云南螳螂川及南盘江流域水文资料之研讨
防洪水库之效力设计
土壤固结与沉降之研究
梯地工程之研究 |
|
|
武功水工试验室 |
47
48
49
50
51
52
53 |
灌溉渠道之冲淤试验
黄土河渠临界流速之试验
陕西溷惠渠拦河坝模型试验
溷河宝鸡峡建筑水库问题之研究
黄河流域沟洫蓄水效率之研究
西北作物需水量之研究
黄土田灌溉后水分之分布试验 |
|
|
灌县水工试验室 |
54
55
56
57
58
59 |
四川都江堰鱼嘴及内外江冲刷试验
四川都江堰内江回水之研究
四川高地灌溉之研究
四川遂宁南北坝溢水部分及土坝试验
四川什棱邡县朱李头堰模型试验
岷江上游水力之研究 |
|
|
河工实验区 |
60
61
62
63
64 |
黄土颗粒之分析
黄土水流粘度试验
黄土水流试验
黄河堵口模型初步试验
黄河花园口堵口巨型模型试验 |
郑兆珍 严镜海 谭葆泰等 |
|
土工试验室 |
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82 |
中国黄土颗粒分析资料之整理
土工力学名词草案
陕西宝鸡黄土试验
陕西潼关黄土试验
地基土壤应力分布试验（1942.7.15～1942.9.15）
地基沉陷与基础形状大小之关系试验（1942.7～1942.12）
重庆石门页岩试验（1942.10.29～缺）
甘肃肃丰渠鸳鸯池水库土坝试验（1942.12～缺）
比重计分析土壤颗粒大小之研究
陕西武功、四川昭化黄土试验（1942.11～缺）
重庆郭家沱页岩试验（1941.2～1941.8）
地基土壤许可载重量之研究
黄土渗水速度及毛细管水试验
黄土筑堤试验
地基之沉陷量及地基中之应力分布
挡土墙土压力之研究
工程上土壤之物理性质及其相互之关系
土壤边坡稳定性之研究 |
张法基
周汾
张法基 蒋彭年
周汾 叶永毅 许京骐
许京骐 周汾
陈志德 陈端琐
张瑞瑾 蒋彭年 |
|
整理水利文献 |
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94 |
再续行水金鉴
中国河工辞源
水利工程名辞草案
水利工程设计手册
中国水道地形图索引
冀鲁豫三省黄河图册
恩格斯治导黄河试验报告汇编
方修斯黄河试验报告书
校补增订正、续行水金鉴初稿
退斋水利校印普稿
中国水利书目提要
校印《河防通议》、《至正河防记》、《河渠纪闻》、《河防一览》、《治河方略》、《问水集》、《河务所闻集》、《修防琐志》、《抢险图谱》、《复淮故道图说》、《清史·河渠志》、《清代河臣传》等十二种水利珍本丛书 |
|
|
航空测量 |
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108 |
黄河陕州潼关段二万五千分之一地形图
黄河潼关至龙门段北段二万五千分之一照片图三十幅
黄河支流洛河段听水段汾河段延水段任望段照片图
完成黄河区及泾河区溷河区照片图纠正和锒嵌以及底片图复照和晒印工作
黄河上游河曲包头段及扬子江尺八口，宜昌忠县段暨湃阳河二万五千分之一照片图
实测陕西华阴一带航测控制点
水平仪
旋杯式流速仪
雨量器
抽水机
视距尺
手水准仪
小平板仪
铝质水平仪 |
|
表3 天津水工试验所实验成果表[30]
|
序号 |
试验名称 |
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 |
大清河独流入海减河模型试验
独流减河进洪闸模型试验
独流减河大港围堤内增辟盐田的研究
大清河南支中游整治工程模型试验（白草洼）
赵王新渠泄洪闸模型试验
官厅水库溢洪道模型试验
南运河独流船闸淤积问题模型试验
海河菖沽裁弯模型试验
南湾水库输水道模型试验
501工程泄洪隧洞模型试验
601工程泄洪隧洞模型试验
江苏射阳河挡潮闸模型试验
陡河水库泄洪洞模型试验
塘沽新港回淤问题海浪掀沙专题研究
盐淡水交流专题试验 |
附 注
[1] 谭葆泰《水工试验之发展》，载《水利月刊》第十卷第三期（1936年）。
[2] 本节有关资料除另注明外，均引自《History Of Hydraulics》（美国Iowa州立大学编）及谭葆泰《水工试验之发展》。
[3] 全国经济委员会水利处《恩格思治导黄河试验报告汇编》。
[4]《华北水利月刊》第五卷五、六期合刊（1932年）。
[5]《中国第一水工试验所筹备经过》（1934年5月）。
[6]《大公报》民国二十三年六月一日。
[7] 李赋都《中国第一水工试验所一年来之工作实施与最近将来之工作计划》，载《华北水利月刊》第十卷第一、二期合刊（1937年）。
[8] 李赋都《华北水工试验所计划书》，载《华北水利月刊》第四卷第二期（1931年）。
[9]《全国水利会议议案》，民国三十六年六月。
[10] 水利部编印《全国水利会议报告》民国三十六年六月。
[11]《天津水工试验所概况说明书》（1950年11月）。
[12] 1947年5月华北水利委员会改组为华北水利工程总局。1948年10月在解放区成立了共产党领导的华北水利委员会。1949年1月天津解放，（共产党）华北水利委员会接管了华北水利工程总局，并于5月改名为华北水利工程局，隶属华北水利委员会。
[13] 刘崇质同志就中国第一水工试验所仪器移交情况的来信。
[14] 据原天津水工试验所赵世俊同志回忆。
[15] 郑肇经《中国近代水利科学研究事业》，载《长江志通讯》1985年第1期。
[16][17][19]《中央水工试验所筹备纪要》（中央水工试验所奠基纪念）。
[18]《导淮入海水道杨庄活动坝模型试验报告书》。
[20][21]《中央水利实验处十年来之工作概况》（民国三十四年六月）。
[22]《经济部中央水工试验所二十八年至三十年度计划及报告》（油印）。
[23]《武汉日报》民国二十四年九月二十四日载《武大及江汉局筹组水工试验所》。
[24]《申报》民国二十四年九月二十四日载《扬子江水委会设拟下水工试验所》。
[25] 常锡厚《国立西北工学院水利工程学系水工实验室之设立与展望》，载《水利特刊》第四卷第八期（1943年）。
[26]《南京水工试验所概况及充实基本设备计划》（中央水利实验处编）。
[27] 郑肇经《中国近代水利科学研究事业》，载《长江志通讯》1986年第4期。
[28]《中央水利实验处三十二年度计划及报告》（油印）。
[29] 见[20]、[28]。
[30] 水利水电科学研究院所存试验报告。
The Foundation of China′s Hydraulic Model Experiment
Zhou Kuiyi Cheng Pengju
Abstract
From the beginning of 1930′s, the technology of hydraulic model experiment had been introduced into China by Chinese hydraulic engineers, especially those who had studied in Germany. This paper recounts the founding process of two important institutes of hydraulic model experiment——China′s First Hydraulic Model Experiment Institute. The initial development of hydraulic model experiment in the world and its influence on China is also discussed in this paper.
原载《水利水电科学研究院科学研究论文集》第31集，水利电力出版社，1990年。
