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对水利科技创新的几点浅见(董哲仁)
  2005-03-07 10:03  

水利部科学技术委员会委员、中国水利水电科学研究院教授级高级工程师 董哲仁

一、创新问题

    水利学科是一门传统学科,既有丰富经验和长期知识积累的有利一面,又面临着知识创新及技术手段现代化问题。水利学科的各个分支学科的发展也存在着差异。可以说,我国的水利水电工程技术及相关的学科理论相对成熟,三峡工程的成功建设就是证明。当然,未来10~20年面临的一些重大工程的特殊问题,还需要进行科技攻关。最突出的是南水北调西线工程,其艰巨性是在大渡河、雅砻江和通天河上筑坝建库,开凿穿过长江与黄河分水岭——巴颜喀拉山的隧洞,实现调水目标。在地质情况复杂,建筑物处于地震高烈度区,气候条件严酷,生态系统脆弱的地区,对于隧洞和大坝工程都是重大的挑战。

    与水利工程技术比较,在水科学的宏观问题研究方面相对比较薄弱。比如陆地生物圈水、土、气相互作用与平衡理论;全球变化可能对我国水资源产生的长远影响问题;在自然力与人类活动双重干预下河流与湖泊演变研究;考虑水资源、生态系统与人类经济社会活动三者相协调的水资源管理理论和规划方法;对动态的水循环过程的综合研究,建立水的资源量、可利用量、生态环境需水量的统一评价模式问题;对水资源承载力、环境承载力及最小生态需水量等,如何从一般概念发展为量化表述,这些还要做大量的研究工作。可以说,水资源理论是一门正在发展的理论,其科学基础包括数学方法、科学试验与观测调查方法,尚有很大的研究与发展空间。在水资源保护方面,水资源开发利用对水环境及生态影响研究、水环境监控和管理网络系统研究、水污染成因分析及防治对策研究、流域及区域水资源保护及管理规划、水域生态系统的自我修复功能和自我净化功能的规律与利用等问题,都需要组织攻关研究。

二、在学科的交叉、渗透与综合中发展水科学的理论

    水科学的综合性是由于水本身的特征决定的。水的属性是多元的。水具有自然属性,自然属性一直是水利学科的研究重点。其实,通过工程设施的水又具备了经济属性。在防洪减灾问题中,洪水又具有了某种社会属性。一个大型水利工程建设不仅依靠工程技术,还涉及经济、社会、环境、生态、管理和人文等诸多方面。所以说水科学涉及领域很宽,涉及工程技术、自然科学和社会科学的众多领域。在现代科技发展的今天,仅仅研究水的自然属性是远远不够的。只有在学科的交叉、渗透与综合中发展水科学。

三、重视野外观测、调查和数据分析工作

    对河流湖泊演变、洪水过程、水土流失、泥沙运移、水质变化等现象的野外观测,是发展水科学的基础工作。野外观测的技术手段要不断现代化,水文站网的技术改造应加大步伐。在生态建设工程中还应该考虑增加生物(动物、植物)的调查内容。

    近些年来有一种倾向,即片面重视数学模型,对野外观测工作有所忽视或放松。数学模型是在忽略了某些次要因素后人们对于特定的自然现象、社会现象的一种数学模拟,它本身并不能产生新的知识。离开了野外观测、调查,离开了物理模型试验,数学模型将变成无源之水。建议今后水利重大科技项目中必须列入野外观测和调查的内容,也要鼓励科研人员多到野外和工程现场去,通过野外工作研究理论问题,发展数学模型,检验数学模型。

四、用高新技术改造水利行业是当务之急

    水利学科是一门传统学科,技术手段相对落后,用高新技术改造水利行业是当务之急。近几年来,在信息技术应用方面,全国和地方的防汛抗旱指挥系统,水资源实时监控系统、水利政务管理系统的建设有了重大进展。防汛抗旱指挥系统极大地提高了防洪调度的应变能力,水资源实时监控系统使得水资源实时配置更为科学化。另外,全球定位系统、地理信息系统、遥感技术及计算机决策支持系统等高新技术,在水利行业具有广阔的应用前景。可以运用于水资源、水环境、防洪减灾、河湖整治、水土保持和大型水利工程等领域,以实现监测监控、预警预报、灾情评估等的现代化。当前在试点的基础上建议总结经验,提高水平,做好多项技术的融合与集成,逐渐形成技术规范和标准。总之,水利信息化,将是带动整个水利行业进步的重大科技工程。(摘自《中国水利》)


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