我國水利現代化研究論文

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我國水利現代化研究論文

進入21世紀,就水利行業的發展,議論十分活躍。其原因是:(一)國家經濟的發展,對水利行業提出了越來越高的要求。(二)水利行業相對落后的現狀,已暴露出日益嚴重的水問題。這些都迫使水利行業必須加速改革進程,盡快實現現代化。汪恕誠部長在2000年水利廳局長會議上明確提出:"中國的水利要由傳統水利轉變為現代水利,轉變為可持續水利。"這也是水利行業在新世紀的奮斗目標和改革方向,實現中國水利現代化是當代水利工作者的歷史使命。

一、水利現代化的道路

水利建設的現代化是為國家現代化服務的,因此水利行業現代化首先要滿足國家現代化進程中社會對水的各種需求。但是,水資源是有限的,對水資源的開發利用又必須遵循自然規律。水利行業的現代化還表現為能清楚地認識水的基本規律,引導社會對水資源進行合理利用,控制不合理的需求和消費。

縱觀人類社會對水的開發利用大致經歷過五個階段:

(一)以防洪建設為主的階段

人類社會要求發展首先要確保自己的安全,特別是人類開始在水域周邊定居之后就必須進行防洪建設。一般是堤防、城墻、城區排水系統等,并且隨著社會經濟水平的提高,不斷提高防洪建設水平。

(二)以供水建設為主的階段

人類社會防洪安全得到一定保障之后,經濟就會發展。經濟發展到一定程度之后,水的供需矛盾就日益突出,這時各種引水、配水等供水系統的建設成為水利建設的主要內容,經濟越發展,要求供水能力和保障率越高。

(三)以水資源保護為主的階段

伴隨社會經濟的發展,供水量越高,排污量增加,水域的污染將造成重大社會問題。因而水資源保護、改善水域水質等水環境建設將成為水利建設的主要內容。

(四)以景觀建設為主的階段

在水質問題基本解決之后,隨著人類生活水平的不斷提高,旅游事業的發展,人們會對水域周邊的景觀提出較高的要求。因此,以水域空間管理,為人們提供良好的休息娛樂空間為主要內容的水利建設將首先在城市周邊地區得到發展。

(五)以生態修復為主的階段

隨著人們對保護生物多樣性意識的增強,人們重新審視自然水域在生態環境中的作用,要求恢復水系自然生態功能的呼聲越來越高。水域不僅要清潔、美觀,而且要求水域生機盎然。即回歸自然、修復水域的生態系統成為目前發達國家水系管理的主要內容。

綜上所述,在社會經濟的不同發展階段,水利建設所表現的相應內容也有所不同。歐、美、日等發達國家在防洪、供水能力達到一定水平后,在70年代重點進行水資源保護,80年代抓水系景觀建設,90年代抓水系生態修復,水利發展的階段性表現比較清楚。新中國成立后,特別是改革開放以來,由于經濟發展十分迅速,而前一時期由于水利建設投資不足,問題積累較多,在現階段表現的發展階段性不十分清楚。在防洪方面城市防洪標準較高,大江大河可防中、小洪水;在供水能力方面北方缺水嚴重,江河斷流,但地下水開采能力較強,造成地下水嚴重超采;水域污染已十分嚴重,流經城市的水系普遍呈嚴重污染,重大污染事故時有發生;在一些大城市水系已開始景觀建設,但水質普遍較差;水系的生態修復問題尚沒有引起足夠重視。進入21世紀,人們對水利建設的要求應當是全方位的,可以預計在21世紀的前半段,人們將會要求恢復碧水藍天、山川秀美,要求水系恢復良好的資源功能、環境功能和生態功能。而我國水利現代化要求我們進行大水利建設,在盡可能短的時間內完成水利五階段的跨越。

二、水利現代化的內涵

首先,中國水利現代化是為滿足中國現代化對水利的需求。即在保障社會經濟、環境、生態安全的前提下,引導和控制各行業的用水需求,對有限的水資源進行合理配置,以滿足中國現代化進程中對水資源的總體需求。其基本途徑是通過以流域為單元的國土綜合整治和強化流域管理,提高流域國土的安全度、舒適度和富裕度。

其次,中國水利現代化要從中國國情出發,包括:繼承我國數千年水利建設的遺產,發揚真正適合我國江河自然特點的智慧和經驗;引進國外的經驗和技術要適合中國的自然條件及經濟水平。總之,中國水利現代化是要滿足中國現代化對水的需求,符合中國人的水文化和水意識。

同時,水利現代化是一個相對的概念,一是與傳統水利相比較,要充分體現進步;一是與國際現狀相比較,在總體上應當接近國際先進水平。水利現代化應表現在三個方面:

(一)觀念現代化

對于當代社會與水有關的各種先進觀念和科學結論應當充分融入水利建設和管理理論之中,在觀念上充分吸收和利用人類最科學、最先進的智慧。如人與自然和諧共處、人與水和諧共處、濕地保護、保護生物多樣性、尊重流域圈、可持續發展的理論等。

(二)技術現代化

首先應當掌握和了解國際水利建設領域內最新的水文、勘探、規劃、設計、建設、管理等方面的技術和進展,根據我國的實際需要和財力,引進或吸收必要的技術。同時,能及時了解通訊、計算機、管理、監視、預報等相關領域內的技術進展,隨時吸收高新科技成果,創造出有中國特色的水利技術。

(三)管理現代化

包括管理技術和管理法規的現代化。在管理技術方面應當充分吸收信息、通訊、預測、決策等方面的最新技術,使水利管理過程公開化、民主化、科學化。同時建設完善的水利管理法規體系,通過宣傳、教育和有力的執法,使公民自覺遵守法規,依法治水。

實現上述三方面的現代化應當首先抓人才的教育和社會宣傳。要通過教育培養具有現代觀念及技術的優秀人才,同時通過廣泛、不斷的宣傳在全社會形成新的水觀念和依法治水的意識。

水利現代化是一相對概念,而且隨著社會經濟、技術的進步而不斷有新的變化。水利現代化是有起點的,即我國水利建設的總體水平與國際先進水平接近之時,但它是沒有終點的過程。

三、目前我國水利現代化的差距

如果將我國水利事業狀況與國際先進水平進行比較,可以看出我國正處于由傳統水利向現代水利轉變的過程之中。

(一)觀念上的差距

可持續發展的原則已成為我國基本國策,但是這一原則還沒有能夠反映到水利規劃、建設、管理的基本理論中。因此,目前在水資源開發利用中已出現了許多不可持續發展的征兆,將對我國今后社會經濟的發展帶來許多隱患。如北方河流的斷流、華北地區地下水大量超采形成大面積漏斗、湖泊干枯或萎縮、綠洲消失、植被減少、土壤沙化、草場退化、沙塵暴、蟲害等起源于人類大量侵占生態用水所造成的生態退化。森林砍伐及坡地墾荒造成的水土流失及荒漠化,圍湖造田、開墾濕地等對生態系統有較大影響的人類活動,以及向水域大量排放污染物所造成的嚴重后果都說明在觀念上存在的差距。1998年發生長江及松花江、嫩江大洪水之后,中央提出"退耕還林(草)、""退湖還田"、"建設秀美山川"等決策,代表國家領導層觀念的重大轉變。但要把可持續發展原則變成新的水利建設理論還需要一個過程,有許多理論問題需要研究。如:

1.流域實現可持續發展的條件;

2.流域內人口、經濟、資源、環境、生態協調發展的基本模式;

3.流域承載力的估算;

4.流域內水資源的優化配置;

5.流域生態系統的修復理論與技術;

6.流域內水利工程建設對生態系統影響評價;

7.流域內代際公平原則的體現;

8.流域內地域公平原則的體現。

在我國傳統的水利理論中,比較多地受到改造自然、人定勝天思想的影響,沒有把人類作為流域內生態系統的一部分來加以研究和考察,而是片面強調滿足人類社會發展的愿望,以至干擾甚至破壞了流域內生態系統的協調和均衡。

目前在發達國家的水系管理中比較注意全流域的管理,明確提出"人與水和諧共處"、"回歸自然"、"修復河流生態系統"等目標,流域生態系統保持較良好的狀態,流域內的居民普遍有較主動的環保和生態保護意識。應當說在觀念方面我國還處在轉變的初期,與國際先進觀念仍有較大差距。

(二)技術上的差距

在水利建設技術上我國與國際先進水平并不存在整體上的差距。在大壩建設技術方面,小浪底、三峽等工程在設計、施工等方面都堪稱世界一流。在泥沙運動、高速水流、壩體抗震、壩體優化設計等理論方面也都處于國際領先之列。目前我們與國際水利技術上的差距主要表現在經濟實力上的差距,即一方面在某些大工程上表現出世界一流的技術水平,另一方面在大量中、小型水利工程建設中采用較陳舊的設備和施工技術。對一些技術先進但造價昂貴的設備和施工工藝還無法采用。如:

1.超級堤。堤寬約為堤高的30倍,堤頂可建設道路及住宅開發。由于堤身較寬,既使發生洪水漫溢也不致危及堤身安全。目前日本已在城市河段推廣超級堤建設,代價較大。

2.城市雨水調蓄設施。伴隨城市規模的擴大,以及流域內城市化水平的提高,流域下墊面透水面積減少,不透水面積增加,產流系數加大,城市致災因子增強。加之城市內地下設施及電、水、氣、通訊、信息、交通等生命線網絡系統的發育,洪澇災害損失將成倍增加,城市相對于洪水脆弱化。除需增加溝渠、泵站等排水設施外,還需要建設城市雨洪調蓄設施,如利用城市綠地、運動場、停車場等臨時蓄水,或修建調節池、地下水庫、地下河等大型蓄水設施攔蓄雨水。目前已有十幾個國家在實施城市雨水調蓄計劃,城市建設費用可能增加20%左右,目前我國在城市建設中尚未實施這樣的計劃。

3.利用河道灘地凈化水質。對于一些小型城鎮和村落,難以對生活污水全部通過污水處理廠進行處理,排入河道后將使河道水質惡化。在河道兩岸灘區埋設大型污水處理槽,內填卵石,利用附著在卵石表面的細菌對污水中的有機物進行分解,污水經過生物處理后再排入河內,可明顯地改善水質。目前在我國河道整治中尚未考慮這種增加河道自身凈化能力的措施。

4.水利工程機械。目前我國堤基處理率較低,滲漏、管涌等隱患較多。我國雖然已研制成功鋸槽機、旋噴灌漿等垂直防滲墻施工設備,但施工能力低,對埋有較大卵石的基礎無能為力。國外已開發成功大功率的地下水泥土連續防滲墻的施工機械,可適用于卵石基礎,最大深度可達50~70m.但每臺價格在2000~3000萬元左右,還難以引進。此外如大型隧洞掘進機、皮帶傳送機、疏泥船等水利工程中常用的設備,都落后于國際先進水平。

5.水系生態修復技術。發達國家正努力彌補由于水利工程建設對生態系統造成的不利影響,采取各種生態修復技術。如增設過魚通道、采用可供魚類產卵或休息的護岸形式、修復天然彎道、淺灘、恢復湖周草場、恢復水系周邊濕地等。我國目前雖已有萌芽,但還缺少必要的研究和理論指導。(三)管理上的差距

應該說我國對水資源、水利工程、流域的管理方面與國際先進水平存在著較大的差距,主要表現在如下幾個方面:

1.管理人才的素質及選拔

基于水在社會經濟及生態環境中的重要地位,在大多數國家水行政及流域管理人員都屬于國家公務員,具有較高的社會地位和收入。由于公務員首先要通過嚴格的選考,就連名牌大學的學生也只有1/10左右可以通過,因此其管理人員都屬精英。進入水管理公務員隊伍之后,首先進入基層工作,2~3年輪換一個崗位,有秩序地參與工程管理、水行政管理、科研等各領域進行全面訓練。而且在輪崗過程中有才能者升,無業績者轉入地方,能走上領導崗位者皆有真才實學。高水平的人才走上領導崗位,才有高水平的管理。

在一些國家,還有一條非常好的人事制度,即一般公務員每3年輪換一個崗位,處級公務員2年輪換一個崗位,局級公務員一年輪換一個崗位,這種非同步輪換制度可以防止宗派主義發生。一個局長調到新單位工作不可能帶走一幫人,在一個單位任期短不可能形成親疏遠近,只能按制度辦事。各個崗位上領導輪換頻繁,也容易產生比較,便于把每一屆領導的長處保留下來。

2.管理制度化

有些國家管理制度之完善另人吃驚。每一個單位都有自己雷打不動的制度,包括什么事由誰辦,每月第幾周的星期幾要開什么會、辦什么事、提交什么報告等都是年年不變的。無需發會議通知,到時候開會、辦事就成了。所以在管理人員中每一個人該辦什么事、什么時候辦是誰都清楚的,無需誰告訴你,但到時候會有人來檢查你的工作。有時候連行文格式都一成不變,只要填上新情況、新數字就可以了。這避免了許多推委和扯皮,有利于提高工作效率。

3.注重管理工作的總結

針對管理中出現的新問題,不斷總結經驗,提出相應的對策和政策是搞好管理工作的重要前提。因而善于發現問題、善于總結、善于提出解決問題的辦法是管理能力的標志。在這方面,我們與國外有較大的差距。中國與日本舉辦了15屆中日河工壩工會議,日本每年提出的6篇論文基本都是建設省河川局官員對管理工作經驗的總結,很有新意,思路清晰,可操作性強。比如在1999年他們提出的6篇論文題目是:《水災害·土砂災害的風險管理》、《試行水庫的彈性管理》、《水土流失區域泥沙管理中的淤積監控》、《1998年洪水災害對應及平成大改修》、《摺上川大壩成本壓縮對策》、《火山活動的風險管理》。這些論文涉及到水利管理中的一些重大問題,都有很高的理論性和政策性。據說河川局管理人員每年所寫的類似論文還有很多,隨時需要可以隨時拿出。但是我們有關司局的管理人員大多忙于日常工作,按經驗進行管理,很少能寫出高水平的縱覽全局的文章,每年約稿都很困難。

4.管理思路

目前我們的管理思路還比較狹隘,各流域機構的管理大多還僅限于對水系的管理。除水土保持外,對流域內的各種人類活動缺少管理能力。而對水資源的管理也僅限于對水資源量的管理,而不能對水質進行管理。即比較注重對水的資源功能進行管理,對水的環境功能及生態功能的管理不力。水管理的先進經驗是強調對流域的管理,在防洪管理方面從工程風險管理轉向全流域的洪水風險管理;在水資源管理方面從單純水資源量的分配管理轉變到對流域內生態、環境、經濟、人口協調發展的供水管理,即從單純追求滿足社會對水的需求轉變到引導社會對水資源的合理需求和控制社會對水資源的不合理需求。基于這種管理思路,流域管理部門對流域內不利于水系發揮正常功能的人類不良活動有較大的干預和制止的權利。因此,比較重視全流域的綜合整治,最終目標是追求流域的可持續發展。

5.流域管理技術

流域管理技術可分為流域信息管理技術與決策技術。在流域信息管理技術中,我國流域的信息采集技術明顯落后。首先是我國雨情、水情監測點密度不足,而且其中自動監測、遙測站點不足。目前我國降雨站總數約2萬多個,國土平均21個/萬km2,若滿足洪水預報精度要求還需增加4倍。即使考慮到降雨站在國土內分布不均勻,有些地方無需安置降雨設備,對布站較多的流域來說降雨觀測站仍顯不足,仍需增加一倍。國外有關降雨和洪水的各種信息可以通過網絡及商業終端向社會公開。為了實現對工程、洪水、重點防護地區實施監測,幾乎動用衛星、遙感、雷達、攝像等各種手段,實行遠程傳送和控制。開發了輕型背包式攝像及遠程傳送設備,光纜堤防滲漏及變形監測系統等,對流域內各種動態可實現實時監視。

除信息采集技術以外的信息管理系統、專家系統、決策支持系統、會商系統等計算機管理技術,以及與此相相關的RS、GIS、GPS技術在我國都在不斷開發和廣泛應用,與國外相比并不落后。

6.水管理的法制建設

近年,我國有關水管理的法制建設明顯加強,相繼建立了《水法》、《防洪法》、《水土保持法》、《河道管理條例》、《關于蓄滯洪區安全與建設指導綱要》、《蓄滯洪區補償辦法》等一系列法規或條例。但是相對來說還極不完善,在具體條文中還不夠詳盡或有遺漏。對于工程投資分擔、水毀工程修復、流域管理、水系開發、防洪保險等都還缺少明確法規,與日本《河川六法》相比,我國水利法規的建設和完善仍需時日。

綜上所述,我國在水利現代化方面目前與國際先進水平相比,差距主要表現在:觀念陳舊,受傳統水利影響較深;受國力限制,行業整體技術裝備水平不高;在管理上明顯落后。

四、我國水利現代化趨勢

從水利五階段來看,目前許多國家已進入第五階段,但我國從總體來看應當是處于第二~第三階段之間,要實現水利現代化,任務是很艱巨的。根據我國的特點,我國水利現代化進程將有以下特點:

(一)長期性。

目前我國水利行業的落后狀態是由于國家長期對水利投入不足所造成的。要根本改變這種狀況,需要極大的投入。下面用目前物價水平,對各項投入粗略作一估算。

1.防洪投入。如按目前發達國家的一般標準,即城市防百年一遇洪水,農村防五十年一遇洪水的標準,經各流域機構粗估完全達到這一標準需5000億~10000億元。

2.城市雨洪調蓄設施投入。如按日本建設省規定,每公頃開發面積建設500m3蓄水池粗估為10000億元。

3.滿足社會供水需求投入。目前北方地區缺水嚴重,1997年全國城市日缺水量約1600萬m3,如果實施計議中的各項調水工程及供水配套工程,粗估需3000億元。

4.污水處理投入。各城市建立污水處理廠,按1997年污水排放總量416億噸計算,粗估需建設費2000億元,運行費100億元/年。

5.城市河湖整治。僅北京市城市河湖的初步整治,歷年累計近百億元。粗估全國需5000億~10000億元。

僅以上幾項,粗估需25000億~35000億元。如果按每年投入500億元計算,大約需50~70年時間,加上各種運行和維護費用,還需要有更多的投入。當然以上各項費用的估算是極粗略的,但是我們還沒有考慮到各種水生態修復所需的費用。盡管如此,我們已可以估計到我國水利現代化的過程是需要貫穿整個21世紀的。如果我們作一個較為樂觀的估計,北京、上海、廣東、深圳等經濟發達的大城市可用20年左右時間率先實現水利現代化,全國可用40~50年左右時間在防洪、供水、水資源保護、水域空間景觀建設等方面基本接近國際先進水平,然后再用幾十年時間在21世紀末使全國的水生態環境得到初步恢復。

(二)差異性。

由于我國地域廣闊,氣候、水文條件差異極大,社會經濟發展狀況也極其不同,所面臨的水問題及水利基礎設施的狀況也差異懸殊。因此各地方的水利現代化進程也必然是極不相同的,應根據各自的特點制定實現水利現代化的行動計劃,認真分析本地區條件,確定當前及長遠任務。如有些城市尚未設防或防洪標準很低,應當首先抓緊防洪排澇建設。有些地方長期缺水干旱,大量開采地下水應首先解決節水和開辟新水源。對于水域污染十分嚴重的地區,如上海市提出"環境水利"的目標,重點解決排污處理和水資源保護。北京市則提出"碧水藍天、市內通航"的目標,開展以城市河湖空間管理為主要內容的水利建設。應當說,全國各地目前所面臨的水利建設任務還不能用"防洪水利"、"資源水利"、"環境水利"、"景觀水利"、"生態水利"之中的任何一種加以概括。它們分別代表了社會發展不同階段中水利建設的主要特征,它們與"工程水利"也是不矛盾的,因為實現任何一項目標都需要有與其相應的水利工程建設內容。

(三)階段性。

上述防洪-供水-水資源保護-景觀-生態等水利發展的五階段是對世界各國水利發展過程的正確總結,也是水利為滿足社會在不同發展階段所提出要求的必經之路。因此,其過程是不能隨意倒置的,水利發展具有極其明確的階段性,每一階段要完成一項主要內容,不可能設想一個地區在防洪或供水問題還沒有很好解決之前,去花大力氣搞景觀或生態建設。我國有些城市不下決心去搞水資源保護,就大搞水邊景觀建設。結果河邊有了林帶、綠地、樓臺亭榭,但河里卻是一潭死水、臭水,不要說在水中嬉戲,人們多一分鐘都不愿在這樣的水邊停留。

就全國的水利建設來說,所面臨的問題可能是多方面的。如防洪標準低、供水緊張、污染嚴重、生態惡化,但對具體某一水域來說,它所面臨的問題在不同發展階段必然有不同的內容。在上述五個階段中,防洪、供水、水資源保護等三項內容是屬于基礎建設,只有這三項任務完成了,才談得上景觀和生態建設,但也不能說后兩者是可有可無的"錦上添花",它也是社會可持續發展所必需的。對我國多數水域而言,雖然在過去的水利建設中,由于投入不足,每項基礎建設都遺留了一些問題,但我國50年來水利建設的最大成就也表現在通過大江大河的防洪、供水工程建設保證了社會的穩定發展,問題也是因社會經濟發展造成水域的普遍污染。所以就全國而言,當前應當在繼續抓緊解決大江大河防洪、供水問題的同時,下大決心與國家有關部門合作解決江河污染問題。如果這個問題不解決,景觀、生態建設無從談起,水利現代化無法實現,可持續發展也無法實現。江河污染問題解決后,可利用水資源增加,水資源緊張局面也會緩解。

(四)社會性。

水利建設是為社會服務,保障社會的發展,同時它又受社會發展的影響和制約,為社會需求及國家經濟實力所支配,表現出極強的社會性。所以水利建設一方面要根據社會的需要和可能制定相應的發展計劃,同時也要關注社會發展過程中所出現的各種不合理的行為和趨勢,加以引導和控制。例如在洪澇災害高風險區域內的盲目投資和建設,在缺水地區建設高耗水和污染嚴重的項目,盲目的開荒及湖泊濕地圍墾等。過去我們只強調了水利發展要滿足社會需求,而忽略了對社會用水需求的限制和管理。所以水利行業只重視水利工程建設,只注重對工程項目的管理,忽略了對社會水行為、水意識的管理。因為水利現代化是為國家現代化服務的,水利行業應當在國家現代化過程中發揮積極作用,協調好社會發展與水的關系。比如,為保證國家經濟的穩定發展,既要建設防洪工程確保防洪安全,同時又要對廣大危險區域進行洪水風險管理。包括讓廣大居民明了所在區域的洪水危險性,自我保護的對策,在防洪方面的權利和義務,包括在洪水季節讓他們及時得到有關洪水的各種信息及正確的指導。此外,管理部門還應當制定相應的政策法規,引導人口和資產由高風險區域向低風險區域轉移。對供水建設也是如此,既要加強供水工程的建設和管理,也要對社會的用水行為和意識進行管理。如根據供水可能實施合理配置,實施定量供水,制定相應的政策法規杜絕對水資源的浪費和污染,對水資源緊缺地區調整產業結構,關閉高耗水、高污染產業等。因此,在水利現代化過程中,我們的管理要由單純的水系和水利工程管理擴展到對流域內社會水行為、水意識的管理。

在今后談及水利的社會性時,應是廣義的社會性,即滿足社會可持續發展原則的社會性。我們的水利建設不僅僅只滿足人類需求,還要滿足其它生物對水的需求,因為良好的生態系統也是保證人類正常進化所必需的。

結語

為滿足我國現代化對水的需求,中國水利需率先實現現代化。中國水利現代化過程將貫穿21世紀,目標應當是:在20年左右時間內使經濟發達的大城市周圍首先實現水利現代化,用40~50年左右時間完成全國防洪、供水、水資源保護、景觀建設等方面的現代化目標,在本世紀末使全國水生態系統得到基本恢復。為實現這一目標,需抓緊制定我國水利現代化的行動計劃,包括人才培養、資金保障、技術進步、法制建設、管理體制改革等。針對我國水利觀念上的落后應通過宣傳和教育來彌補,對水利技術的落后要通過發展水利科技和增加水利投入來解決,而對管理體制上的落后必須通過有力的體制改革和法制建設來解決。