时间:2015-12-08 10:02 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:黄海田 点击次数:
摘要:新中国建国60年来,江苏水利事业取得了巨大的成就;未来10年,江苏水利要基本实现现代化。目前,江苏水利与经济社会发展对水利的要求相比,与交通电力通讯等行业和兄弟省市相比,还存在许多不足。从技术方面看,江苏水利的技术创新成果较少,新技术应用不多或应用不当,水利技术对水利发展的支撑作用还不明显。其原因在于,对水利自身规律认识不足,对水利技术重视不够,水利体制机制的制约,水利技术发展能力欠缺等方面。今后一个时期,江苏要实现水利现代化,需要在水环境保护和改善技术,水利规划技术,水资源高效和综合利用技术,水利信息化与自动化技术,水利管理技术等方面取得突破。而认清江苏水利技术状况,明确水利技术发展的指导思想,建立水利技术发展工作体制和机制,加大人才培养力度,强化建设阶段的技术进步,转变水利发展方式等方面,是提升技术对江苏水利现代化支撑作用的基本途径。
关键词:水利现代化;水利技术;水环境保护;水利规划;水资源综合利用;水利管理水作为人们生存和生态环境的重要因素,水利作为经济和社会发展的重要基础,江苏的现代化必然要求水利现代化。而水利现代化,又必然需要技术提供支撑。因此,需要分析当前江苏水利及其技术状况,认清存在的问题和不足,寻求提升江苏水利技术含量的途径,从而为江苏水利现代化提供技术支撑。
1、水利现代化的内涵及其对技术的需求
1949年以后,毛泽东关于“水利是农业的命脉”是最权威的水利定位。1991年李鹏提出“水利是国民经济的基础产业”。2002年江泽民提出“水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,水资源的可持续利用,是经济和社会可持续发展极为重要的保证”。
水的问题非常复杂,既有水本身演变规律的复杂性,也有人与水、社会与水关系的复杂性。因此,社会历史发展的每一个阶段,都有水问题相伴随。尽管科技在发展、经济在增长,但科技力量的局限性,经济力量的有限性,导致水利始终成为各个历史时期经济社会发展的制约因素。
1.1水利现代化的内涵
水利现代化的内涵可以概括为:以可持续发展的思路、市场经济的规律和系统发展的理论为指导;用现代的理性思维和理念转变人类传统的治水思路,用先进的科学技术改造传统的水利科技,用现代水管理制度和先进技术改革水管理的动态过程;通过水资源的合理开发、高效利用、综合治理、优化配置、有效节约、积极保护和有效管理,以水利现代化建设支持与保障国家现代化目标的实现,以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。
《江苏水利现代化建设总体规划报告》认为江苏水利现代化的内涵为:遵循可持续发展、人与自然和谐发展原则,以先进的治水理论为指导,按照经济社会发展要求,利用现代先进的科学技术、管理手段和物质装备,对传统水利活动进行持续、系统、全面改造,建立保障经济社会安全的高标准防洪减灾体系、保障经济社会发展的水资源优化配置与有效供给体系、促进经济社会可持续发展的水环境保护体系、与社会主义市场经济相适应的水利发展服务体系;实现人水协调、防洪安全、配置优化、供水可靠、山青水秀、法制健全、管理科学、运行高效的目标,不断提高经济社会的安全度、富裕度、舒适度,促进经济社会全面、协调、可持续发展。
1.2水利现代化对技术的需求
水利作为一门古老而传统的工程,科学技术特别是技术对水利的支撑作用是显而易见的。从都江堰的“深淘滩,低作堰”的工程布局,“以火烧石,以水急冷”的开山技术和“破竹为笼,圆径三尺,以石实中,累而壅水”的竹笼装石筑堤技术,到三峡工程应用创新技术成功解决枢纽总布置、大坝、水电站厂房、通航建筑物、施工导流和施工总进度方面的众多难题,水利的发展无不依赖于技术。
在江苏,1960年代初建成的江都第一抽水站是我国大型泵站建设的开端,在当时的经济技术条件下,这一工程的建成,标志着我国泵站技术的重大突破。其后,随着技术的发展,各种结构形式的泵站遍布全省各地。农田水利技术的发展,使江苏农业实现了旱涝保收、高标准农田、节水灌溉等3个阶段的跨越。通过大力推广先进成熟技术,提高了水利勘测、设计和施工的技术水平。通过采用信息技术和计算机技术,提高了工程运行和管理的现代化水平。
从传统水利向现代水利转变,进而实现水利现代化,必然需要依靠水利技术的进步。无论是节水灌溉的进一步发展,还是水环境改善与保护,无论是低碳水利建设还是人水和谐目标的实现,都需要大量先进、适用技术的支撑。离开水利技术的进步,水利现代化就难以实现。今后一个时期是实现江苏水利现代化的关键时期,在这期间,需要突破水环境保护和改善技术,水利规划技术,水资源高效和综合利用技术,低碳水利建设技术,信息化和自动化技术,水利管理技术等一系列关键技术。
2、江苏水利及其技术发展现状
2.1水利现代化和水利技术的发展
江苏处于南北气候过渡带。境内地势平坦,河湖众多,水网密布。土地总面积10.26万km2,其中平原占68.8%,丘陵占14.3%,水面占16.9%。长江、淮河穿境而过,太湖、洪泽湖镶嵌其中。特殊的地理位置,使得江苏既尽享水之利,也常遭水之害。1949年以来,江苏整修或修复流域性堤防6300多km,开挖疏浚大中小河道2万多条,兴建水库908座、水闸3058座、大中型抽水站240座。目前,江苏已初步建成具有防洪和挡潮、除涝、灌溉、降渍、调水等5大功能的水利工程体系,形成了较好的水利物质和管理条件。全省水利防灾减灾能力、水资源优化配置调度管理与保护能力显著增强,水利服务“三农”发展能力显著拓展,水利信息化支撑能力显著提升。
在服务“三农”方面,改革开放30年来,江苏建成有效灌溉面积386.67万hm2,占耕地总面积的85%。其中,建成旱涝保收面积300万hm2,占耕地总面积的70%;节水灌溉面积166.67万hm2,占有效灌溉面积的40%。全省粮食总产量从1978年的2400万t提高到2007年的3100多万t。
自新中国解放以来的60年中,江苏通过不断加强水利基础和应用技术研究,攻克了一批建设和管理的技术难题。通过推广应用新技术、新工艺和新材料,提高了全省水利科技含量和生产水平。1978年以后,全省水利系统累计获得厅级以上科技奖900余项,其中省部级以上科技奖175项,以江都水利枢纽、淮河入海水道为代表的水利工程获得国家科技进步奖、詹天佑奖、鲁班奖,科技创新取得了显著的经济和社会效益。
2.2水利现代化程度与经济社会发展不相适应,落后于兄弟省市
(1)水利现代化的程度与经济社会发展不相适应。防灾减灾体系存在不少薄弱环节:长江部分河段河势不稳。沂沭泗流域防洪标准不足50年一遇,滁河、水阳江等防洪标准仅10年一遇,部分城市防洪标准不高。低洼圩区排涝能力不足,因洪致涝问题比较突出,县以下水利工程老化失修、功能衰减严重。
水资源管理与水环境保护滞后:水生态系统普遍退化,太湖、洪泽湖、里下河湖荡等主要湖泊水域50年来减少了近2000km2,河湖调蓄能力严重削弱;水污染情况严重,全省64%的河段、75%的湖库水质劣于Ⅲ类,22%的城市饮用水源地存在安全隐患;水资源利用效率与国内、国际先进水平比有较大差距。社会管理和公共服务能力不强:水利规划的前瞻性、权威性不够。水行政执法能力薄弱,非法圈围、开发、采砂、设置排污口和破坏水生态环境的问题突出。
(2)水利现代化的水平落后于兄弟省市。一般认为,江苏水利始终保持在全国的领先水平。然而,江苏在体现水利大省、强省的核心能力上,并不处于全国领先的位次。从规划设计水平上看,历史上,江苏曾打造出了以江水北调工程为代表的规划精品,以江都排灌站为代表的设计精品。然而,目前江苏的规划设计能力和水平,无论是在省内的纵向比较,还是与省外的横向比较,都日趋式微。近年来,一些江苏以外的设计单位设计出了南京秦淮河三汊河口闸、淮河入海水道淮安枢纽等一批经典工程。从施工企业品质上看,江苏行政区域内现有水利施工一级资质单位7家,二级65家,三级70家,总体上单体体量偏小,技术力量较低,技术装备落后,现实竞争力和潜在的成长力明显不足。近10来,江苏水利建设的精品工程还不多。
2.3水利技术与江苏水利现代化要求不相适应
(1)技术创新成果较少。2003—2009年7年间,全国水利大禹奖共有238项课题获奖。江苏水利系统仅2005年获得3等奖1项;2006年2等奖2项;2007年2等奖1项;2008年3等奖1项;2009年3等奖1项。成果获奖情况从一个侧面反映出江苏水利的技术创新成果较少。事实上,单从水利施工技术上看,目前普遍采用的垂直铺膜、粉喷桩加固堤坝、射水法成墙、地下连续墙、高性能混凝土、沉井施工等技术都不是由江苏原创的。在节水灌溉、水环境保护、水环境治理等方面江苏也缺少技术创新。
(2)水利新技术应用不多。水利工程一般由土建工程、金属结构和机电设备组成。水利土建工程与工业与民用建筑、道路工程、港航工程类似,在许多方面的技术要求和标准都基本相同。在金属结构和机电设备方面,与水电工程、电力电气工程等方面更是高度雷同。然而,长期以来,水利行业没有很好地跟踪相关行业的技术进步,及时引进和应用相关的成熟技术。如高性能混凝土已经在桥梁、高铁、港口工程上得到了广泛运用,但江苏水利的混凝土还停留在C25普通混凝土的等级上,外观质量也明显低于桥梁、市政、高铁工程。在机电设备方面,电力系统的110kV及以上变电所、绝大部分的水电站、蓄能电站都已实现了“无人值班(少人值守)”,但江苏即使是近5年建设的泵站,都还难以实现这一目标。
(3)一些新技术在水利行业应用不当。一些工程过度使用新技术。这些新技术,既不是工程本身的需要,也不会带来经济效益,相反却导致了投资的浪费和技术风险。信息化和自动化在水利领域的过度使用是这种情况的典型。在许多泵站,高压断路器自身的保护装置已有电量测量功能,但仍重复配置数字智能仪表,低压配电柜及下一级现场控制箱也采用了计算机控制,等等。
(4)水利技术对水利发展的支撑作用不明显。目前江苏水利从规划到设计,从建设到管理,传统技术和手段仍占主导地位。平原水网地区的水环境保护和改善,丰水地区的节水技术尚未在技术上得到突破。水利建设占地多、耗材多、耗能多的局面还在延续,绿色建筑的观念还没有形成。水资源的综合利用效果还不够明显。
3、导致水利技术与水利现代化要求不相适应的原因
3.1对水利自身规律认识不足
路网、电网、信息网、水网是当今世界的4大网络。面对现代化的路网、电网、信息网,也曾试图建设现代化的水网。诸不知,虽然这4种网都是运送流体的载体,但无论是载体还是流体,其各自的属性有很大的不同。从载体看,路网、电网、信息网的载体都是人工建设的,而水网的载体更多的是依靠天然河道或人工干预过的天然河道。从流体看,路网、电网、信息网的流体都是人工生成的,而水网的流体则是天然产生的;汽车速度为20~40m/s,电网、信息网中流体的速度接近光速;而水流的速度大都在1~3m/s。
由于未能认识到这些差距,未能在信息化与水利本身的特点之间寻找到一个平衡点,在过去10多年花费巨资进行信息化建设后才发现,其所带来的效益有限[5]。即使是建筑结构和工作原理几乎一样的水电站和泵站之间,各自对信息化和自动化的要求也是有较大差距的。
3.2对水利技术重视不够
水利的公益性和排他性,使得水利系统缺乏技术创新的动力。一些创新更多地属于一种“行政性”需要。而对于平原水网地区,江苏原有的技术似乎也能满足水利建设的需要,没有非常突出的技术问题需要突破。由于这2方面的原因,导致江苏对技术工作不够重视,只要随着时代的发展,对新的技术有所体现、有所应用就行了。更何况新技术的运用还有一定的风险,还需要更多的投入。近10年,江苏水利建设的任务繁重,完成建设任务是第一目标,而技术的创新又是一项需要耗费时间的工作。在这些背景下,技术创新更多地停留在一般号召上。
3.3受水利体制机制的制约
在体制方面,水利规划、设计、建设、管理各工作阶段的目标不同,重点不同,运作部门不同,使得本应贯穿全过程、覆盖全领域的技术工作呈弱化甚至淡化的趋势。水利的公共财政投资和效益的社会性,既使得水利难以有更多的投入用于技术创新,又使得创新的成果难以表现为经济效益,因而制约了水利技术的发展。同时,水利活动基本上在一个封闭、排外的环境中运作,规划、设计、施工并不需要通过技术创新来获得主管部门或者项目法人的青睐,而水利工程管理单位都是固定的,更无同行竞争之虞,这就导致了从业单位技术进步的内生动力不足。在机制方面,长期以来水利建设低定额、低价中标的模式,使得施工、监理、设备制造企业缺乏技术创新的外在条件,水利从业单位也难以发展壮大。
3.4水利技术发展能力欠缺
体制、人才、投入、竞争是技术发展的基本要素。
由于水利的特殊性,这4项要素或个别欠缺或普遍欠缺,导致水利技术发展的能力欠缺。在人才方面,江苏水利系统人才占职工比例,虽然超过全国水利系统平均水平,但与江苏教育、建筑、农业等行业相比,仅位居第6。从结构上看,从事水资源管理、水环境保护、信息化技术等专业的人才紧缺,从事重大项目科研和攻关、多专业复合型人才少。加之江苏地区高等院校和部属科研院所的水利科研力量雄厚,使得这种要素的欠缺在江苏得以放大。自身技术发展能力的欠缺,迫使其追求和依赖外生技术力量,由此又进一步弱化了自身的技术发展能力。
4、江苏水利现代化需要突破的重点技术难题
4.1水环境保护和改善技术
制约江苏实现现代化的因素在很大程度上是人的现代化和环境质量。而在环境质量中,目前水环境方面存在的问题最多,而且水环境的治理和改善又是最困难的。2009年,全省125个国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质比例为32.5%,劣Ⅴ类水质比例为28.5%。
太湖、洪泽湖全湖水体为重度污染,太湖湖体无Ⅰ~Ⅲ类水质、劣Ⅴ类占66.6%,洪泽湖湖体均劣于Ⅴ类。作为最密切的相关者,水利在水环境保护与治理中承担着艰巨的任务,特别是实行水务一体化管理体制后,水利部门的相关任务更加直接和艰巨。因此,需要加大水功能区划分、水源地保护、水环境容量管理、水环境实时监测、河湖污染控制、水生态修复、河湖功能维持与健康等方面的技术研究,为水环境保护和水环境改善提供技术支持。
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