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突出寒区水利特色 提升自主创新能力(黑龙江省水利科学研究院)
  2009-12-10 16:59  


黑龙江省水利科学研究院曲祥民院长作交流发言

    多年来,黑龙江省水利科学研究院坚持树立全面、协调、可持续发展的科学发展观,结合黑龙江省建设“八大经济区”、实施“十大工程”对水利科技的迫切需求和推动现代农业、发展现代水利的战略需求,以提高寒区水利科技自主创新能力为主线,围绕水利建设与发展,开展了一系列卓有成效的科技工作。
    一、全面落实全国水利科技大会精神
    2008年全国水利科技大会为水利科技科技发展提出了“创新”的核心理念,我院全面贯彻全国水利科技大会精神,坚持自主创新,形成了充满活力的创新体系,为实现黑龙江省从农业大省向农业强省跨越的战略目标提供水利科技支撑;以重点实验室和重点学科为平台,改善科技条件、保障科研成果质量与水平,全面提高科技人才队伍的整体素质;积极推进科技体制改革,营造良好的科研环境。
    (一)提高自主创新能力,为水利建设提供保障
    我院大力倡导和鼓励广大科研人员发扬“献身、负责、求实”的水利行业精神,深入科研生产一线,勇于攻坚克难,以严谨的科学态度、高度负责的求实精神创造了丰硕的科研成果,在寒区水利工程、渠首工程设计、农田灌溉排水、农业节水机械、水资源与水环境、农村饮水安全、水工新材料、盐碱土治理与生态修复等专业领域开展了180余项课题研究及技术推广工作,其中获省(部)级以上科技奖励共57项,有18项成果达到国际先进水平、34项达到国内领先水平,并填补了相应专业领域的空白。特别是2008年全国水利科技大会以来,研究内容由水利工程向农业工程、环境科学、信息技术等专业领域拓展;研究层面由承担水利行业、黑龙江省科技攻关项目向承担国家级重大科研专项发展;研究范围由省内向省外扩展,全面了提高了我院自主创新能力,突出表现在以下几个方面:
    1、在原始创新方面,立足寒区水利发展需求,实施重点攻关,解决关键技术难题
    (1)水工建筑物抗冻技术研究领域独树一帜
    我院根据寒冷地区特点,围绕季节性冻土区水工建筑物抗冻害技术及防治对策开展了系统研究。对地基土的冻胀性进行工程分类,提出了一系列防冻措施和抗冻技术理论,形成了板基抗冻、桩基抗冻和挡土墙抗冻等水工建筑物抗冻技术体系。解决了水工建筑物抗冻胀破坏的关键技术难题,为解决黑龙江省乃至我国北方季节冻土区水利工程的冻害问题做出了较大的贡献,在国内外季节冻土研究领域占有重要位置,取得了一批国内领先和国际先进水平的科研成果,并获得了多项科技成果奖、黑龙江省省长特别奖和重大经济效益奖。为普及抗冻技术成果,在富密灌区等地建成了多座应用抗冻技术的典型工程,通过示范作用,推动了抗冻技术成果在东北、华北和西北13个省5万余座各类水利工程及青藏铁路建设中应用,取得了巨大的经济和社会效益,为经济社会发展做出了卓越贡献。 
    (2)渠首工程设计技术研究填补多项空白
    通过承担水利部“948”计划项目,首次对高寒地区黑龙江省河槽断面特性、闸坝结合渠首闸坝宽度比例的合理性、柔性护坦的结构形式防冲性能及适用条件、渠首齿型溢流坝、斜坝、人字坝过流能力和下游流速场的分布情况等进行了系统研究,创造性地提出了一整套渠首工程优化设计方案和设计计算方法,据此修建的3座实验工程和2座示范工程采用窄深基础、斜坝、齿型坝、柔性护坦、贴坡护岸及主体建筑物“一字”形布置方案,使建筑物结构轻巧薄、抗冻性强、经济适用、安全可靠、方便施工、且可缩短工期,与传统设计方案比较可节省投资30%以上。此项技术成果对加快黑龙江省乃至全国拦河渠首工程建设及工程改造步伐,具有重大的实用价值。该成果获得黑龙江省科技进步二等奖。
    2、在集成创新方面,实施联合攻关,重大科研实施重点突破
    (1)建立旱作农业区“蓄、保、补”抗旱技术体系,提出节水抗旱集成技术模式
    我院与东北农业大学等单位共同承担了国家863计划项目“东北半干旱抗旱灌溉区节水农业综合技术体系集成与示范”。研究中,创建了“振动深松蓄保水+机械化暗式注水播种+机械化苗期补灌”技术集成模式,开发了黑龙江省西部半干旱区旱情遥感监测及预测预报系统,研制开发了节水农业生产全程机械化配套农机具,建立了松嫩平原西部旱作区“蓄、保、补”抗旱技术体系,解决了旱作农业的蓄水保墒、节水抗旱重大技术难题。累计示范推广面积达到15.74万亩,辐射范围包括黑龙江省的肇东、青冈、明水、安达等地及辽宁省昌图县、吉林省白城地区、内蒙古阿荣旗,平均增产率34.4%,推广应用效益显著,为东北半干旱抗旱灌溉区农业的可持续发展提供了重要的技术支撑。
    (2)在盐碱土综合治理及生态修复研究方面有重大突破
    我院与黑龙江省资源环境研究所、东北林业大学等联合攻关,针对松嫩平原苏打盐碱土分布特点,以利用降水资源为切入点,以提高草原综合生产能力为目标,以振动深松改土技术为核心,将工程技术、农艺技术、生化技术等集成,创建了具有“改、蓄、降”功能特点的盐碱土综合治理及高效利用技术模式。研究中首次提出了深松条件下的土壤水盐运动模型,填补了专业理论空白,并创新出280型振动深松旋耕联合作业机。研究成果仅在我省西部20几个市县累计推广面积就超过100万亩,取得了重大的经济和社会效益。此外,该技术还应用到吉林、内蒙古等地。
    3、在引进、消化吸收创新方面,积极引进国际先进技术,结合寒冷地区特点再创新
    (1)引进国际先进技术,消化、吸收、再创新,为农业增产增效提供新技术
    通过水利部“948”计划项目的实施,引进了日本多功能振动式深松土壤改良机及配套技术。在引进、消化、吸收和再创新基础上,结合我省农业生产、北药开发等战略需求,先后开发研制了适用于中低产田和盐碱化草原的多功能振动式深松机、振动深松型联合作业新机械,适用于北药开发的根茎类中药材振动挖掘机等,创新出发挥质量效益型的系列机具。对改良中低产田、防治水土流失、保护生态环境起到重要作用。该技术已在我国三北地区开始推广应用,仅我省应用面积已超过100万亩,产生了巨大经济、社会和生态效益。该技术被国家科技部列为重点推广项目、2008年水利先进实用技术等,作为主体支撑技术在申报国家863计划项目、国家科技支撑计划项目、省重大、重点科技攻关项目中起到重要作用。
    (2)引进先进设备,装备科研基础,提高科研成果质量与水平
    结合北方寒冷地区的研究特点,我院先后通过“寒区工程冻土实验室仪器设备改造”、“寒区冻土实验室监测系统”、“自动称重式土壤蒸渗系统引进与开发”等水利部科技项目,引进了国际先进的试验仪器和设备。自2007年以来通过工程冻土实验室仪器设备的引进与改造,实现多功能化、智能化,提高测试数据的可靠性;冻土模型试验监测系统的引进,用来解决建筑物冻害破坏机理等问题;自动称重式土壤蒸渗系统的引进,提高了农田水利研究和实验数据的准确性。这些仪器、设备的引进,为我院顺利地开展科研工作提供了可靠的基础保证,对我省水利科技追赶世界先进水平起到了积极作用。
    4、突出寒区水利特色,打造优势学科
    我院针对黑龙江省地处我国北方寒冷地区的特点,结合寒区水利建设的实际需求开展了卓有成效的工作,在水利部和黑龙江省水利厅、科技厅等领导的关怀和大力支持下打造出了继“农田水利”学科后又一重点优势学科“工程冻土”,培养了一批优秀的博士、硕士,这些人才已经成为寒区水利工程研究的骨干力量。
我院建立的黑龙江省季节冻土区工程冻土重点实验室拥有三个低温试验室,总面积约230平方米,配备了冻土冻胀力测定装置、冻土冻融实验仪、导热系数测试仪、万能材料试验机、智能化多功能冻土力学模型试验平台及冰池等大型仪器设备,实现了气温、地温、冻深及分层冻胀量等方面信息的远程实时监测和自动采集,开展了自嵌式景观挡土墙、船舶冰期下水导冰装置、哈达山水利枢纽工程输水干渠冻胀破坏、雷诺护垫结构在哈达山输水干渠冻胀适应性等多项模型试验。我院2008年投资890万元建成寒区水利新技术试验室,开展了工程冻土物理力学实验研究、大比尺冻土力学及冰力学模型试验研究、水力学试验及冰水力学试验研究。
近年来,工程冻土学科共完成“高寒地区有坝引水渠首工程设计新技术推广”、“寒冷地区砂堤砂坝渗流控制技术研究”、“寒区冻土实验监测系统”、“碎石聚氨酯在寒冷地区的应用与研究”、“自嵌式景观挡土墙技术开发与示范”、“铰链式护坡技术开发与示范”和“季节冻土区柔性加筋土挡墙抗冻胀设计方法研究”等水利部“948”计划、黑龙江省科技攻关、黑龙江省自然基金、黑龙江省青年基金等10余项课题,特别是全国水利科技大会后,我们在科技创新理念指导下,在工程冻土、材料物理、力学、热学及土的冻胀性等基础理论方面取得重大突破,揭示了冻胀破坏和冻融破坏机理,研发了水工抗冻新材料、水工建筑物抗冻新结构等一批创新成果,科研成果均达到国内领先水平,有些填补了国内空白。目前,抗冻新技术在黑龙江省的铁力、尚志、甘南、延寿等10余座水利工程上得到推广应用,取得了显著的经济效益和社会效益。
    通过“工程冻土”学科建设,大大地提升了科技创新能力,也使我院成为我国目前水利行业唯一的也是规模最大的专业从事寒区水利科学技术研究的创新平台。目前,工程冻土学科以省级重点实验室为平台,与中国科学院冻土工程国家重点实验室结成战略合作伙伴,与四川大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、东北农业大学、黑龙江大学等单位开展了广泛合作,并积极准备申报水利部重点试验室。通过新一代科技工作者的共同努力,工程冻土学科正创造着新的辉煌。
    (二)建设水利科技示范基地,促进科技成果转化推广
    为提高科技创新能力,我院以综合试验研究基地为依托,多渠道积极争取创新平台建设项目,取得丰硕成果。从水利部方面,争取到“黑龙江省节水灌溉示范基地”、“黑龙江省旱田灌溉信息中心”、“水利部节水灌溉示范基地”等建设项目;从黑龙江省农业开发办,争取到“万家节水灌溉示范区建设”项目;从黑龙江省科技厅,争取到“黑龙江省节水灌溉中试基地”;从黑龙江省发改委,争取到“工程冻土实验室”、“水利新技术实验室”等建设项目。这些创新平台的建设和发展,大大提高了系统开发与创新、高新技术成果展示与示范、科研成果转化与推广、教育培训与现代化管理的能力和水平,并逐步形成了以工程冻土、农田水利、水资源与水环境、水工新材料等专业组成的完善的学科体系和创新平台。2008年以来,水利科技示范基地在农田水利节水增效及抗旱减灾技术、水工建筑物抗冻技术、有坝引水渠首工程设计新技术等方面转化科技成果十余项,为促进黑龙江省水利事业发展和水利科技创新做出了贡献。
    我院充分发挥科研优势、地域优势和行业优势,积极申办的水利部科技推广中心黑龙江省示范基地和推广站分别于2006年和2007年经水利部科技推广中心批准建立,2008年后相继开展了具有高产、高效节水型农业与寒区水工新技术科技成果熟化与推广应用、新技术新成果展示与示范等工作,充分发挥了水利科技成果在开发、转化、推广、产业化中的示范作用,有力地推动了黑龙江省水利科研事业的可持续发展。该示范基地已成为黑龙江省水利科技推广体系建设的重要内容,对完善水利科技创新体系、促进水利科技成果的推广与转化具有十分重要的作用和意义。
    (三)积极推进科技体制改革
    为了适应市场经济的发展形势,培养和锻炼拔尖人才,我们本着“按需设岗、按岗定编”的原则精简机构、分流人员,使科研和创收齐头并进,增强了整体经济实力,为科研事业腾飞创造了物质基础。在科研一线的人员也充分感觉到了前所未有压力和动力,大家积极投入到科研工作中去,注重提高科研水平,在全院形成了浓厚的学术气氛。
    科研队伍建设是科研事业发展的重中之重。全国科技大会后,我院创新科研队伍建设的体制机制,造就高水平、高素质的科研创新梯队,建立了“学科带头人—学术带头人—科研骨干”这样一种层次结构的创新型人才梯队,对梯队的组成人员在个人素质、学历上有明确的要求,并实施动态管理,形成科研人才培养和发展的主线,有利于培养后继人才,有利于学科的可持续发展。全面推行按需设岗、公开竞争、择优聘任、严格考核的用人机制,大胆启用优秀青年人才,对2名尚未到达晋职工作年限的科研骨干实行低职高聘,创造了人才脱颖而出的良好环境。加大了对科研人员和学术骨干的培养和支持力度,选拔了一批优秀人才出去深造,鼓励并提供条件促进科研人员在职学习,先后资助30余人攻读硕士、博士研究生。
    为了更好地激励科研人员承担大项目、出好成果,我院近年来陆续出台了《科研项目管理办法》和《经济管理与奖惩条例》,从技术服务创收经费中拿出一部分资金作为课题津贴,奖励科研人员;对科研人员研究成果获科技奖励后,按其获得奖励金额的100%对课题人员进行再次奖励;为鼓励科研人员发表高水平、高质量的论文,院里对不同层次的论文拉开档次进行奖励。这些措施大大提高了科研人员的创新热情,激发了大家的学术兴趣,收到良好效果。
    我院十分注重培养年青科技人才和科研前期工作储备,2007年开始投入一定资金设立了院长基金项目,每年通过竞争评选出“科技备选”和“青年基金”两个类别的项目。三年来共支持了16个项目,其中30%成功转化为水利部、黑龙江省的科技项目。
    我院从2002年起开始贯彻执行ISO9000管理质量体系,提出了“科研创新、设计合理、产品适用、检测公正、持续改进、顾客满意”的质量方针,是国内水利行业中较早贯标的科研单位。对科研项目实行过程化管理,精心策划、认真实施、严格检查监督,这种全程质量控制保障了科研项目完成质量,从而提高我院科研效益和科研信誉度,促进项目持续申请的良性循环,也促进科研资源得到充分、合理利用,形成优胜劣汰。
    二、水利部科研项目执行情况
    2007年以来,我院共承担水利部“948”计划项目3项,其中创新与转化项目1项、技术引进项目2项。目前3个项目都在按计划进行,其中:
    1、创新与转化项目——高寒地区有坝引水渠首工程设计新技术推广
    本项目包括创新和转化两个方面的内容,课题组经过三年多的工作,超额完成申请专利数量,并获得2项发明专利和3实用新型专利授权;完成了合同约定的两座示范工程的设计及施工;召开了课题成果推广现场会,收到了良好的效果。项目计划2010年验收。
    2、技术引进项目——寒区冻土实验室监测系统
    已经完成了监测系统的引进、安装、调试,并将系统在黑龙江省季节性工程冻土重点实验室中进行应用,完成了季节冻土区柔性加筋土挡墙抗冻胀、自嵌式景观挡土墙、船舶冰期下水导冰装置、哈达山水利枢纽工程输水干渠冻胀破坏、雷诺护垫结构在哈达山输水干渠冻胀适应性等多项模型的试验测试。该项目已进入收尾阶段。
    3、技术引进项目——自动称重式蒸渗系统引进与开发
    已经建设了安装引进设备和国产化设备的基础设施;完成了设备的引进、安装、调试;完成了蒸渗仪核心部件——称重系统的国产化;提出了国产化产品的技术方案,完成了国产化产品的试生产,并进行田间试应用。
    三、今后科技需求
    在今后一段时期,我院将进一步深入贯彻全国水利科技大会精神,坚持科技创新路线,紧紧围绕水资源短缺、洪涝灾害、水污染和水土流失等重大水问题以及寒冷地区冰雪冻土对工程及环境影响和冻土资源开发利用等诸多问题,提高自主创新能力,促进科技成果转化及推广应用,为全面推进可持续发展水利提供强有力的科技支撑。
    我院将以水利工程、农业水土工程、水资源水环境、水工材料与工程等四个重点研究领域为主攻方向。以高寒地区水工建筑物抗冻技术、农业高效节水技术、水资源和生态环境保护技术及水工材料为研究重点。开展寒区水利工程建设综合技术研究;农业节水、节能技术研究;改善农业生态环境研究;水资源开发可持续利用及水工材料等项目的研究。提高技术创新能力,大力开展科技成果转化推广活动,为社会创造效益。
    1、水利工程领域
    主要进行季节冻土区水工建筑物抗冻害技术及防治对策的研究、土体冻融及冻胀基本规律的研究、冻土物理力学性能的试验研究、冰雪冻土对工程及环境影响的研究、冻土资源开发利用研究和开展水工、河工、防洪工程、水土保持、堤防及崩岸防护、河道险工以及水工建筑物设计新技术等多方面的研究工作。
    2、农业水土领域
    主要进行干旱和半干旱农业地区的实用性节水灌溉设备与环境研究、农业高效节水技术研究、土壤改良技术研究、墒情预测预报技术应用。
    3、水资源水环境领域
    主要进行水环境和生态环境保护研究、水资源环境保护及合理开发利用模式的研究、区域水资源开发与保护战略和策略的研究、水田开发对农业生态环境的影响及其变化规律的研究。
    4、水工材料与工程领域
    主要进行高寒地区水工高性能混凝土及耐久性研究;水工混凝土结构新材料、新技术、新工艺应用研究;土工合成材料的研制与开发,特别是水工材料在低温冻结工作条件下的特性研究。
    两年来,我院深入贯彻落实全国水利科技大会精神,确立了提升“技术质量、精神质量、环境质量”的发展目标,重点结合寒区水利关键技术难题进一步开展科技创新和成果推广,力求创造更加和谐的科研创新环境,提升核心竞争力,促进我院科技工作健康、全面可持续发展。


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