APP下载

讲席学者观点集萃

2018-08-24陈菁,陈茂山,谭徐明

中国水利 2018年15期
关键词:都江堰水利水利工程

主 题:问水都江堰

讲席学者(按姓氏拼音排序):

陈 菁河海大学农业工程学院副院长

陈茂山水利部发展研究中心主任

谭徐明中国水科院副总工程师(嘉宾主持)

王瑞芳中国社会科学院当代中国研究所研究员

王忠静清华大学水利系土木水利学院副院长

杨 斌四川省都江堰管理局党委书记

时 间:2018年7月14日 9:30—12:00

地 点:北京玉渊潭畔中国水利报社531室

辩证看待水利与水害

“余南登庐山,观禹疏九江,遂至于会稽太湟,上姑苏,望五湖;东窥洛汭、大邳,迎河,行淮、泗、济、漯洛渠;西瞻蜀之岷山及离碓;北自龙门至于朔方。曰:甚哉,水之为利害也!”

——司马迁《史记·河渠书》

沙龙的研讨由现场观众的提问正式开始:“在社会发展的过程中,水利工程需要发挥防洪、发电、灌溉、航运等功能,同时生态保护也是一项不可回避的重要任务。那么,在处理发展和保护的关系中,我们应该怎样保护生态,应该有怎样的原则?”

王忠静:这是当代每一个水利人都在深深思考的问题。我们利用水的各种功能造福人类时,是否对自然造成了另一种影响?是否也是水害产生的始作俑者?这个问题比较尖锐。需要再回想一下“初心”这个问题。我们设计水利工程时的初心,无疑是为了让人类能够远离水害,满足基本生存需求,或者说在洪水来临时让人心里有所依托,多几分安心。

王瑞芳:水利工程最初是因人而需所建,与人类的文明息息相关。客观来讲,人类发展的每个阶段,对环境的认知都是有局限的。古人建设水利工程对自然环境的改造较小,现在看来是一种人与自然相对和谐的状态;反观当代,水利工程与环境的矛盾比较尖锐,但是我们已经有了主动思考、权衡利弊的意识。当代的治水问题,不仅仅是水利工程的建设问题,也是一个社会问题。看待水利工程,要统筹当前和长远。

谭徐明:我同意王教授“权衡利弊”的观点。水的利与弊,要放在时代的大环境下去衡量。以都江堰为例,据司马迁《史记》记载:“蜀守冰凿离堆,辟沫水之害,穿二江成都之中。此渠皆可行舟,有余则用溉浸;百姓飨其利。”这说明都江堰创建时的三大功能是防洪、航运、灌溉,而且在当时具有一定的军事目的,开通水路是便于顺流而下攻打楚国。当代水利的“利”字,包含了对生态环境的保护,因为我们已经处于一个人水矛盾不断激化的大环境下。解决这个时期最主要的矛盾,就是有利的。

陈 菁:都江堰为成都平原带来两千多年的繁荣与富庶,是用水之利的工程杰作,也是传统水利的典型代表。现代水利工程,无论是材料还是技术,都已经发展到较高的水平,不是传统水利工程所能比拟的。对比现代工程与传统工程,不是相互摒弃的过程,而是如何相互结合。在运用更高科技水平的基础上,现代水利工程要更多借鉴都江堰对水各要素统筹考虑的系统理念。

让工程伦理进入实践

“科学是一种强有力的工具。怎样用它,究竟是给人带来幸福还是灾难,全取决于人自己,而不取决于工具。”

——爱因斯坦

陈 菁:伦理是一个哲学的范畴,我国古代的“父子有亲,君臣有义,夫妻有别,长幼有序,朋友有信”等就是用以规范人与人之间关系的,属于社会伦理学的范畴。但实际上我们不仅以社会人的身份与人相处,同时还作为自然的一部分,与天、地、水、土为主要元素的大自然相处,与飞鸟游鱼相处。因此,实际上我们也需要一种伦理来作为我们与自然相处时的行为规范,这就是广义伦理学的内容。广义伦理学在我们工程领域,就可以叫作工程伦理学,或工程师的伦理学。日本已经有这方面的专著,我们也正在翻译出版过程中。

日本小型水利工程的鱼道 陈菁 提供

举个例子,建设水利工程时为了减轻工程对鱼类的影响研制并建设鱼道,就是广义伦理学和工程伦理学的实践。实践中应该评估河流中主要鱼种及其生活习性,工程的建设对其影响有多大,哪方面的,然后再研制鱼道,缓解或降低工程建设对它的影响。但目前国内这方面研究偏少,做得比较好的有江西峡江大坝的鱼道。我这里还有个日本小型水利工程的例子,如照片所示。鱼道是可调节的,由许多阶梯式的板块组成,可以通过调节鱼道的坡度,充分照顾不同季节河道主要鱼种的通过能力。如春季,小鱼要通过鱼道,则可以将鱼道调节得十分平缓,而到了6、7月份,成鱼的通过能力比较强且喜欢激流,则可以将鱼道调节得比较陡。这些用心的设置,就是工程师们运用工程伦理学,将鱼类作为地球上需要我们平等相处的成员来对待的表现。

王忠静:陈院长的“伦理学”观点也正是我想谈的。世界各国尤其是发达国家,工程师协会有一个章程,里面很多条款规定被解读为工程师的“伦理守则”。在台湾地区,工程师章程规定了社会责任、专业责任、对雇主的责任和对同僚的责任这四方面的内容,首先遵循的就是社会责任,如守法奉献、尊重自然、维护生态平衡、珍惜自然资源、保护文化遗产等,这是工程师首先遵循的原则。

在清华大学有一门课叫工程伦理学,一共4讲、16个小时,我教授其中一讲——水利工程的伦理。我在备课的时候搜集了大量资料,也看到很多问题,尽管目前国家高度重视生态文明建设,但从工程伦理的角度,无论是学术界还是工程界还没有做好准备。

现在人类的能力已经很强了,但如果没有尊重自然的理念在,很可能对自然造成损害。所以我们在做工程的时候,首先要想到尊重自然、善待环境,将工程伦理内化为人的思想理念,贯穿在人的行为准则中。我认为工程伦理应该尽快从课堂进入实践阶段。

“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平。”

——张载《横渠语录》

谭徐明:王忠静、陈菁两位专家在高校工作,给我们带来了一些国内外先进的理念。我经常跑水利工程现场,在这方面真的与两位专家有一些共识。在认知层面上,伦理规范是其中一方面,我们水利人也要有责任感和使命感。北宋大家张载有一段话特别好,要“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平”。水利功在当代、利在千秋,作为水利人,我们也要有职业荣誉感。

问水都江堰

王忠静:水利工程不可能都是生态型的,历史上不是,现代水的利用与环境的冲突更是尖锐。就像我们之前讨论的,水利的“利”,即使在古代也是从人的利益出发,为人的利益考虑。现在来看都江堰很好地顺应了自然,但李冰对生态环境是否是主动考虑还有待探讨。所以对传统水利工程,要实事求是地看待、客观地分析。

陈 菁河海大学农业工程学院副院长,教授

陈茂山水利部发展研究中心主任,教授级高级工程师

谭徐明中国水利水电科学研究院副总工程师,教授级高级工程师

我想我们要警惕一种极端的环保主义,这些人认为没有人类干预的生态就是最好的。如果是这个观点,那任何水利工程都是破坏生态的,这不可取。生态这个概念具有时代性或者说历史性,对生态系统的好坏评价体现了不同历史时期不同的社会、文化、政治观点。

我们应该承认,都江堰本身的设计初衷并不包含现代意义上的生态考虑。但有两点借鉴意义是明显的。第一,这个工程实现了对环境最小的改动,给后世留下了余地,“深淘滩、低作堰”的六字诀就有这个含义。第二,都江堰帮助成都平原形成了一个很理想的人工生态系统,运行两千多年仍然充满活力,这与远古时代遍布沼泽和牛轭湖的成都平原肯定不同,但仍然是一个好的生态系统。在这两个意义上,都江堰是有其典型的生态借鉴价值的。

陈茂山:从春秋战国时期以来,历史记载的水利工程很多,但真正保留下来的屈指可数,能流传下来并历久弥新发挥作用的就更少。从某种角度来说,我们探讨传统水利工程的生态价值,是从中反观他们为什么能够长久发挥作用,有哪些规律蕴含其中,要取其精华。

杨 斌:都江堰有三个方面值得借鉴。一是“道法自然、天人合一”的哲学思想。尽管李冰创建都江堰时,法家思想在秦国占主导地位,但从汉朝开始,中国就进入了长期“独尊儒术”的封建时期,而儒家与道家又具有渊源极为悠长的传承关系。在古代都江堰的漫长发展史上,道家思想中“道法自然、天人合一”的精髓体现得淋漓尽致。东汉李冰石像上铭文有这样一句话“珍水万世焉”,这里的“珍水”绝不仅仅是珍惜水资源,而是“天人合一”思想中“知天畏天”的体现。都江堰以工程为载体完美地体现了我国古代哲学思想。

二是辩证地处理“变化与永恒”的关系。二王庙的石刻上有看似矛盾的这么两句,一句是“乘势利导、因时制宜”,一句是“尊旧制、勿擅变”。其实这两句话并不矛盾,反而为古代都江堰的治理者对堰工的改革与创新、对规律的发现与坚守提供了最好的注脚。例如元明时期“铁石治堰”技术创新体现了都江堰在发展上灵活、开明的姿态。另一方面,对于实践中已被证实的治堰原则,历代都江堰治理者也不会轻易改弦更张,比如“深淘滩、低作堰”的古训。

三是“以人为本”的民生理念。都江堰由建堰时的军事工程,很快演变成了完全为民造福的民生工程。因其在保障粮食安全方面的重要作用,都江堰不仅受到历代统治者的高度重视,也得到了灌区民众的广泛认可和尊崇,这是两千多年来都江堰持续发展的精神动力所在。

陈 菁:杨书记提到的“知天畏天”,这确实是古人普遍的思想——敬畏自然。我对考察时一个场景印象深刻:一座古桥旁边修了一座新桥,古桥的修建理念是“河有多宽,桥就修多宽”,而新桥是在人为束窄河道后修建的。为了节省投资而人为侵占河道,这是值得我们深刻反思的。我们应该如何看待河道、看待水土,是不是现在缺少了古人那种对自然的“敬畏心”?

王瑞芳中国社会科学院当代中国研究所研究员,教授

王忠静清华大学水利系土木水利学院副院长,教授

杨 斌四川省都江堰管理局党委书记、副局长

陈茂山:现代与古代的技术没有可比性,但是古人对自然的认识和敬畏,对现代工程的规划设计和管理理念有很多有益的启示和借鉴。都江堰能传承这么久远,相信是做了大量调查研究工作,在不损害环境的前提下把传统技术发挥到了极致,比如用水排沙、就地取材、分疏为主等等,都体现了对自然的敬畏。

王瑞芳:虽然都江堰是生态水利典范,但它是不可复制的。都江堰在设计之初经过长期考察,利用了独有的落差,这是现代水利无法参考的,我们能参考借鉴的是它顺应自然的生态理念,在设计上把生态放在第一位。

谭徐明:我不同意“都江堰不可复制”的观点,我认为起码局部是可以复制的,比如管理模式。都江堰采用流域型管理模式,国家拨发经费负责从渠首至各干渠进口段的维修,分水口以下谁受益谁负责维修,我觉得这就是可以借鉴的。

传统水利工程VS现代水利工程

“有一点理念是古今一致的,那就是在各自的历史条件下,杰出的水利工作者都是想把生产力发挥到极致,都会在当时的认识水平下把工程做到最优化。”

王忠静:有无调蓄功能,是区别现代水利与传统水利的一个根本标志,这决定着能否人为改变水资源的时间分布格局。中国古代水利工程有很高的成就,但主要强调的是“因势利导”,调蓄并非其重点。虽然有战国的芍陂、明代的“蓄清刷黄”工程以及运河沿岸的大小“水柜”这样具有调蓄功能的水利工程,但主要还是改造天然湖泊,总体上看调蓄工程并不多见。甚至说,一些本来具有调蓄功能的水利工程是逐渐废弛的,比如绍兴的鉴湖。应当承认,大量不同规模的调蓄工程才是中国现代水利工程与传统水利工程的最大不同点。

都江堰是我国古代无坝引水工程的代表,其成就与代表性是毋庸置疑的。但我觉得应该指出,我们在比较古今水利工程的理念时,要有一种历史主义的态度,要看到古人理念中“不得已”的一面,这“不得已”就是生产力特别是技术水平的限制。农业时代的坝工水平限制了一些水工建筑的出现,并不是古人不想修建,而是没有能力。

都江堰其实从来不拒绝先进的水利技术,元代就大量采用当时先进的“条石-桩基-铁榫”结构替代了过去的“竹笼卵石”结构,坚定走向水工建筑的永备化。这说明水利工作者的思路会随时代变化,不存在一个固定的都江堰模式。不过我想有一点理念是古今一致的,那就是在各自的历史条件下,杰出的水利工作者都是想把生产力发挥到极致,都会在当时的认识水平下把工程做到最优化。

杨 斌:从工程功能与可持续的矛盾这方面来谈,传统水利工程和现代水利工程的区别与优势需要辩证看待。某种程度来说,现代水利工程是强中有弱,传统水利工程是弱中有强。

传统水利工程由于其建筑材料、结构形式、施工技术的限制,其抗灾能力弱,易发生损毁,故工程寿命一般较短。即便如都江堰,从清末至民国,鱼嘴毁损多次。这是传统水利工程“弱”的一面。另一方面,以都江堰、灵渠等为代表的传统优秀水利工程,两千多年来历劫而不倒,反而青春勃发,效益日益扩大,这体现了传统优秀水利工程“强”的一面。都江堰修建时充分利用了周围的地形地貌,或顺河势以建工程,或裂山形以通水道,形成了浑然一体的工程体系。在这里,几乎找不到工程与环境的分界,已经达到了“你中有我、我中有你”的境界。历史上的重大洪水灾害可以重创都江堰水利工程,但其依托的山形地势却不会有所损失,这就是都江堰每次历劫后可以迅速恢复工程基本布局的原因所在。

现代水利工程与传统水利工程相比,其“强”的一面显得十分突出。当前,动辄数百米的大坝、上百亿的库容已屡见不鲜。必须高度肯定的是,现代水利工程的强悍保证了其稳定性、可靠性,为人类兴水利、除水害作出了极为重要的贡献。都江堰鱼嘴自1974年用混凝土加固后,至今已使用40余年,期间遭遇“5·12”特大地震和多次大洪水考验,基本稳固至今。紫坪铺水库建成后,不仅可使岷江洪水由百年一遇洪水削减为十年一遇洪水下泄,而且其不完全年调节能力也有利于都江堰灌区蓄丰济枯,极大缓解了灌区用水矛盾。而外江闸、飞沙堰闸等组成的闸群建成后,滔滔岷江任凭调遣,对都江堰灌区灌面扩大和保证供水率发挥了重要作用。当前的都江堰,实现了传统水利工程和现代水利工程的有机结合,这也是都江堰与时俱进、不断完善的历史传统延续。

从另外一方面看,现代水利工程由于理念上与传统水利工程的不同,其可持续能力存在某些弱项。都江堰延续从大禹治水时期就推崇的“分疏之法”,而现代水利在布局一座工程时,从规划开始其出发点就是建坝修闸。并且现代水利工程都是有设计寿命的,很多工程到了报废年限后,不能如传统水利工程那样维护或复建后又能发挥作用,而是成为一个个包袱。例如大江大河上修建的水库,被泥沙淤满后只能报废,还会产生很多负效应。这可能是现代水利工程需要从传统水利工程“取经”来解决的“弱项”。

【链接】 “深淘滩,低作堰”

“深淘滩”是指都江堰在每年岁修时,要淘除飞沙堰坝前堆积的砂石,以保证宝瓶口进水。“低作堰”是指每年整修飞沙堰,不宜把堰顶筑得太高,高则不利于泄洪排沙;过低,则宝瓶口进水不够。淘滩深度和飞沙堰顶高度作为控制内江泄洪、排沙、进水的两个关键性数据,一旦确定,绝不可轻易更易。现凤栖窝下埋设了四根卧铁作为淘滩标准,分别为明万历年间、清同治三年、民国十三年和公元1994年所埋设,说明这一淘滩标准已被遵循了500年,至今仍是岁修淘淤的重要参考。

历朝对“六字诀”这一治水法则都极为尊崇。六字诀的最早形式是“深淘,浅包”,见于北魏《水经注·江水》,距今已有1 600余年。史书记载“深淘滩、低作堰”六字在宋代就已经定型了,此后一直未变。历史上的重大洪水灾害可以重创都江堰水利工程,但其依托的山形地势却不会有所损失,这就是都江堰每次历劫后可以迅速恢复工程基本布局的原因所在。“深淘滩,低作堰”历经两千多年的实践检验,证明确为治理都江堰的根本大法、不刊之典。

水利工程的生态启示

“深淘滩,低作堰;六字旨,千秋鉴。”

——都江堰治水名言

杨 斌:前面探讨了传统水利工程如何从思想层面考虑人水关系,刚才提到了都江堰用水排沙、就地取材等,所以我想从这两个角度谈一下技术层面的内容。

解决砂石淤积这一问题关乎工程的成败。根据河流特性和水文规律,除作好引水工程的布局设计外,还要对工程管理进行正确的调度运用,在岁修施工和运行管理的实践中,不断总结、完善、提高,发挥工程最大作用。都江堰之所以两千多年来经久不衰,也是通过工程合理布局、有效泄洪排沙与年年岁修加强工程管理来实现的。

选材用材方面,古代都江堰以当地盛产的竹、木、卵石为主要材料,创造出具有特色的四大传统水工技术——竹笼、杩槎、羊圈、干砌卵石。都江堰传统水工技术具有就地取材、造价低廉、工艺简便、循环利用等优点,广泛应用于截流分水、筑堤护岸、抢险堵口等水利施工实践中,为都江堰的长盛不衰发挥了重大作用。同时,都江堰水工技术的广泛应用和向外传播,不仅促进了四川水利的向前发展,在我国治水史卷上也留下了浓墨重彩的一笔。

进入20世纪以后,随着钢筋、水泥在水工建筑中的广泛应用,传统的水工技术似乎已渐行渐远。然而近年随着对现代工业科技的反思和对水生态文明的日益重视,传统的水工技术又重新回到了我们的视野。例如都江堰灌区目前抢险救灾还广泛应用竹笼,它的特点可以归纳为三个方面:第一,以竹为筋,取其坚韧;以石为体,取其沉重。第二,能承水压,能消水能;遇弱能抗,遇强则溃。第三,软体建筑,适当变形;搬运简便,收效迅速。如今,古老的河工技术和水工构件已在环保型水利施工中重焕青春,提示我们现代水利规划与设计也同样可以从传统水利中获得灵感。

【链接】传统水利技术的应用——竹笼

现代水利中,竹笼主要应用于应急抢险、建筑临时工程等,主体工程较少使用竹笼。都江堰灌区水管单位每年汛前都要准备大量空心竹笼,同时在险工险段备齐卵石,以作应急抢险之需。

但竹笼里的竹片失水日久后,会增加脆性,容易断裂,因此近年人们较多地使用铅丝笼来代替竹笼。从竹笼到铅丝笼再到扩张金属网,充分体现了传统堰工技术的巨大生命力,同时也为现代水工技术从传统水工技术中吸取灵感、创新技术提供了一个范例。

王忠静:都江堰运用天然水流进行排沙是一个非常了不起的地方。不过这里要指出,都江堰的成功排沙,有依赖其天然地形的成分,主要是山体对河道的限制,不能说完全是刻意设计的结果,都江堰的成功排沙也算是“天时地利”,毕竟水沙科学要借助现代流体力学的原理才能洞悉其规律。

另一方面,除了技术,我们还应关注工程管护的问题。都江堰并不是修建以后就一劳永逸的。对都江堰的管理历经千年,经历过中央直接管理、地方政府管理、军事化管理、政府督查下的民间自治管理、政府授权管理等各种管理模式,效果不一。今天的行业化管理模式,是历史不断选择的结果,管理体制要和水利技术的水平与水利事业的目标一致。值得一提的是,现行体制在面对重大灾难性事件时有着很大的应变力。都江堰工程的系统稳定性虽然较高,但其面临的灾害性系统风险一直挥之不去,最为主要的危险来源是上游山区的地震。在2008年汶川地震中,都江堰上游的紫坪铺等水利枢纽受到较大冲击,但在现行体制下处置得力、有效。加强对都江堰管理体制的研究,对于搞好当前水利工作关系重大。

杨 斌:的确是这样的。前段时间网上流传的一篇文章吸引了我的注意,任正非在华为创立二十周年运作与交付体系大会上的讲话,其标题就是“深淘滩,低作堰”,他是这样说的:“‘深淘滩,低作堰’是都江堰在两千多年前留给我们的深刻管理理念。同时代的巴比伦空中花园、罗马水渠、澡堂已荡然无存,而都江堰仍然在灌溉造福成都平原。‘深淘滩,低作堰’六个字蕴含的智慧和道理,远远超出了治水本身。华为公司若想长存,这些准则也是适用于我们的。‘深淘滩’就是不断地挖掘内部潜力,降低运作成本,为客户提供更有价值的服务;‘低作堰’就是节制自己的贪欲,自己留存的利润低一些,多一些让利给客户,以及善待上游供应商,未来的竞争就是一条产业链与一条产业链的竞争,从上游到下游的产业链的整体强健,就是华为生存之本。”

一个巨头企业的老总能从都江堰中得到启发,在企业经营管理的重大决策中引进都江堰的概念,说明都江堰不仅对水利工程管理具有巨大的启迪作用,也可以推而广之,影响到更广泛的领域。

谭徐明:我们从事水利工程、研究水利史,都经常碰到这种情况,比如某个地方的水利工程被称为“某某地区的都江堰”,说明这个工程的生态做得不错,大家自然而然地把都江堰作为一个参考,今天现场观众也有来自甘肃敦煌沙漠都江堰生态产业园的同志。这一方面说明了都江堰的生态效益有目共睹,另一方面体现了都江堰因地制宜的理念。

陈茂山:我们现在的重大水利工程建设,提出来几个原则,叫确有需要、生态安全、可以持续。我认为这些原则,是总结吸取了许多像都江堰这样经过历史考验的水利工程的经验教训基础上提出的,但是这些原则还需要细化,比如确有需要是多大范围的功能需求?生态安全是怎样的安全?持续多久叫可以持续?但毫无疑问,都江堰给我们树立了一个榜样、一个标杆,无论是规划设计还是技术管理,都给了我们很好的启示。

谭徐明:大家讲得非常精彩,相信现场的各位都收获颇丰。最后我想请每位嘉宾用一句话概括对“问水都江堰”的认知。

陈 菁:不管是文明文化还是技术,能够传承过去优秀的遗产,结合现代的技术才会有美好的明天。

王忠静:要把生态文明建设融入我们的思想里,自觉地贯彻到行动中,借古鉴今,以启未来。

陈茂山:我们要学习借鉴以都江堰为代表的传统水利工程的理念,建设经得起历史检验的现代水利工程。

王瑞芳:今天还是学到了很多,人与自然和谐共生,我想讲的一句话就是天人合一、世界大同。

杨 斌:都江堰已经默默矗立在岷江上两千多年,希望它成为一个警醒世人的文化基底工程。

谭徐明:科学是没有时代局限的,希望我们的都江堰能够成为现代水利创新的源泉。

沙龙研讨现场安天杭 摄

猜你喜欢

都江堰水利水利工程
拜水都江堰
水利工程存在的安全隐患及对策
为夺取双胜利提供坚实水利保障(Ⅱ)
为夺取双胜利提供坚实水利保障(Ⅰ)
重大水利工程复工风采
水利工会
水利监督
营改增对水利工程造价的影响
都江堰2275周年大事记
——
李冰与都江堰