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科学技术在黄河治理开发中的应用评价综述


http://www.sina.com.cn 2005年10月11日09:51 人民网

  

科学技术在黄河治理开发中的应用评价综述

  1科学技术在黄河治理开发中的应用评价

  治理黄河历来是中华民族兴邦安民的大事。从汉代贾让的“治河三策”、王景的“河汴分流”,明代潘季训的“束水攻沙”,到近代李仪祉的“上中游蓄水拦沙,固定下游中

水位河槽,整治河口”。他们从不同角度提出了许多治黄见解,使治黄思想不断发展,为黄河治理积累了十分宝贵的经验。但由于社会条件和科技发展水平的限制,“中国河工千余年来历史,唯有防洪一事”。围绕黄河治理开发开展大规模、系统深入研究则始于新中国成立以后,特别是改革开放以来,在邓小平同志“科学技术是第一生产力”的思想指引下,随着科技投入的不断增加,通过开展跨部门、多学科的联合攻关,在治黄基础研究、应用基础研究、关键技术攻关、国内外先进技术引进等方面取得了丰硕成果,科学技术进步为黄河治理与开发事业提供了强有力的支撑。

  1.1治黄基础研究及应用基础研究的作用评价

  新中国成立后,随着基础研究、应用基础研究的深入,人们对黄河水沙运动基本规律认识不断深化,治黄方略逐步得到发展和完善,治黄技术不断进步。由建国初期的“宽河固堤”到50、60年代的“除害兴利,蓄水拦沙”,70年代的“上拦下排,两岸分滞”,直至《黄河重大问题与对策》中提出的“防洪:‘上拦下排、两岸分滞’,控制洪水;‘拦、排、放、调、挖’,处理和利用泥沙。水资源利用及保护:开源节流保护并举,以节流为主。水土保持:防治结合,强化治理;以多沙粗沙区为重点,小流域为单元;采取工程、生物和耕作综合措施,注重治沟骨干工程建设。”治黄方略的发展和完善为黄河治理开发起到了良好的指导作用,治黄技术进步推动了黄河治理开发的快速发展。

  人民治黄初期,黄河水文基本站点稀少,基础资料缺乏,黄河科研也有待广泛深入开展。依据当时形势,确定了“宽河固堤”的治黄指导方针,改变了黄河过去频繁决口改道的局面,确保了黄河防洪安全。1952年开始,治黄工作由下游修防逐步向治本过渡,治黄方针演变为“除害兴利,蓄水拦沙”,主要是采取干支流修水库和拦河坝,水土流失区开展水土保持的措施,“节节蓄水,分段拦泥”,以此为方针编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》于1955年7月由一届人大二次会议审议通过。这一时期的治黄科研发展迅速,取得了许多有重要价值的科研成果。

  50年代初期,500多位科技人员对黄土高原进行了十几个月的考察,对黄土高原的自然条件和社会经济状况有了全面系统的认识,提出的关于黄土高原不同类型区的划分,为因地制宜确定治理方向和治理措施提供了科学依据。60年代初期开始,通过对淤积在黄河下游河道中的泥沙粒径分析认识到,主槽表层淤积物中80%为粒径大于0.05mm的粗泥沙。进而,对粗泥沙进行了详细调查与分析,找到了黄河粗泥沙的主要来源区分布在晋陕蒙接壤的约10万km2黄土丘陵沟壑区,从而明确了黄土高原治理的重点区,提出了把集中治理中游粗沙来源区作为治黄战略的建议,指出要控制下游河道淤积恶化,应首先治理粗沙来源区。这是对黄河泥沙规律认识上的一个重大突破,对于指导黄土高原水土流失治理工作具有重要作用。

  通过对黄河流域多沙粗沙问题和黄土高原水土流失特征的研究,从理论上解决了黄土高原水土保持的防治方法、工程布局和工程重点等一系列重大的宏观战略问题。在水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究方面,采用大流域、小流域和单项措施相结合,通过对不同侵蚀降雨小区地形、降雨、土壤、植被等水土流失因子的观测,提出了适用于不同情况的水土流失方程,初步分析了不同地貌和侵蚀类型的径流泥沙来源及数量。通过小区测验和人工降雨试验取得了不同地类、坡度、坡长和水保措施对水土流失影响的定量关系式和流域产沙模型,基本摸清了黄土高原不同侵蚀类型区的径流泥沙来源以及各种水保措施所产生的蓄水保土作用。这些研究成果为水土保持规划、设计和水土保持效益分析提供了科学依据,同时也为治黄方略的演变提供了基本资料和理论依据。

  三门峡水库“蓄水拦沙”运用后,库区迅速淤积,对水库淤积特性的研究使人们认识到建库拦沙问题的复杂性和局限性。围绕三门峡枢纽的运用、改建,进行了三门峡水库淤积及下游河道演变规律研究,提出了三门峡水库滞洪排沙运用后下游河床演变趋势及近期整治意见。通过三门峡水库“蓄清排浑”控制运用的实践,对多沙河流水库如何保持有效库容、水库翘尾巴淤积规律、泄流规模选择、水库运用方式等认识在理论上有创新,丰富和发展了多沙河流水库泥沙科学及水沙调节理论,为后来兴建水库提供了宝贵经验。

  三门峡工程实践的经验教训提高了人们对多沙河流修坝拦沙作用的认识,水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究表明了水土保持工作的艰巨性和长期性,对黄河下游河道冲淤演变规律的研究发现黄河下游河道具有“多来、多淤、多排”的输沙规律,促使了治黄方略由“蓄水拦沙”向“上拦下排”的转变。

  “八五”以来,进一步完善了降雨产流产沙计算方法,分析了多沙粗沙区70年代以来的水沙变化及其原因,预测了变化趋势;通过对黄土丘陵沟壑区六沟道小流域坝系多年运用情况的系统研究,明确提出了沟道坝系相对稳定的条件、标准和定量方法等,初步研究制定了小流域经济、社会、生态效益评价指标体系,提出了拦减粗泥沙对黄河河道冲淤变化的影响;通过对黄河中游多沙粗沙区区域界定及产沙输沙规律的深入研究,进一步界定了黄河粗泥沙的范围,并对多沙粗沙区进行了亚区划分。这些成果为确定黄土高原多沙粗沙区的治理模式、编制生态环境建设规划提供了科学依据。

  通过对高含沙洪水水流特性、洪水演进特性、泥沙输移特性及河床演变规律的进一步研究,探讨了高含沙水流远距离输送问题,发现了窄深河槽具有极强的输沙能力,由此提出了利用下游河道将高含沙水流输送入海的设想。在泥沙运动基本理论研究方面,提出了适用于一般挟沙水流和高含沙水流的挟沙力公式、动床阻力公式、流速分布公式和悬移质含沙量分布公式,河流综合稳定性指标。通过研究不同水沙条件下黄河下游河道纵横剖面的变化过程,阐明了黄河下游水沙减少引起下游河道不同河段横剖面的变化规律,对黄河下游河道整治具有指导意义。这些成果为“下排”方略的形成和发展提供了理论基矗

  通过开展小浪底水库调水调沙和减缓黄河下游河道淤积措施研究,开辟了“调”与“排”相结合的处理泥沙新思路,分析了“放”淤对减少艾山以下河道淤积的作用。对于下游泥沙处理利用研究,提出了以“挖河”作为减缓艾山以下河道淤积的一种新途径;提出了从渠首引水放淤至田间的成套泥沙处理措施;在不打乱引黄灌区现有布局、充分利用现有涵闸引水引沙能力的前提下,提出了利用引黄供水沉沙、淤筑相对地下河的思路和总体布局,初步分析研究了淤筑相对地下河对环境的影响及防治措施,结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河工程既加固了堤防,又在“放”字上提出了新思路。

  通过研究河口段河道发育演变规律以及在海洋动力综合因素作用下河口泥沙的运移方向、河口延伸和蚀退条件,黄河口拦门沙的演变机理,阐明了拦门沙发生的部位、形成的过程、演变的特性及其对河口河段演变的影响,为黄河口的治理提供了科学依据。

  根据对黄河流域暴雨特性的分析研究,确定了黄河下游洪水的主要来源区。通过黄河洪水特性的分析,为下游防洪标准的确定及防洪调度奠定了基矗依据实测洪水、历史洪水,经过暴雨移置可能性分析、历史洪水过程分析等综合性研究计算,确认了下游发生特大洪水的标准和可能性,促使了“分滞”方略的形成。其中总结提出的“可能最大暴雨和洪水计算原理和方法”研究成果被联合国世界水文气象组织(WMO)水文学委员会推荐用来“修改和更新PMP/PMF最佳实践手册”,并纳入我国“防洪标准”。

  在黄河下游游荡性河道整治研究方面,系统整理分析了大量的航片、卫片及主流线套绘资料,进行了河道动床模型试验,研究了河型稳定性指标、河型转化及“横河”、“斜河”的发生机理,系统总结了黄河下游河道整治经验,提出了河道整治的原则,论证了微弯型整治方案的合理性及可行性,深入研究了下游游荡性河段河道整治对本河段及下游河段的影响。这些研究成果应用于指导黄河下游河道整治工作,取得了很好的效果。

  黄河是我国西北、华北地区最大的水源,黄河水资源的合理配置是关系这一地区乃至全国社会经济发展的重大战略任务。治黄50多年来,通过开展黄河水资源利用问题研究,初步掌握了黄河流域水少沙多、水沙异源、水资源的时空分布不均、年内分配集中、年际变化大、流域性的连续枯水时段长等重要规律,提出了黄河流域多年平均天然年径流总量为580亿m3,解决了大量水资源利用方面的关键技术问题,为科学管理、调度和分配黄河水资源提供了科学依据。其中,2000年水平黄河水资源利用预测方案被国务院批准作为“在南水北调工程生效前黄河可供水量分配方案”,目前,正在有关省区和部门贯彻执行,并作为黄河水量统一调度的基本依据。

  “八五”以来,在预测流域经济发展水平、需水量和相应供需平衡方案的基础上,提出了中枯水年水量分配的建议方案,为黄河水资源优化配置提供了科学依据。在研究大气降水、地表水、地下水转化规律的基础上,初步分析了水循环变化对黄河地表径流减少的影响,核算了各地下水系统的地下水资源数量,提出了黄河流域参与现代水循环、可再生的潜水和浅层地下水资源量的成果。依据水资源分布特点、构成、潜力大小和环境状况等,因地制宜地提出了五种不同类型区地下水开发模式,为地下水资源合理开发利用指明了方向。

  随着沿黄地区工业、农业、社会经济的发展,黄河水质有逐渐恶化的趋势,加强水资源保护研究显得尤为重要。新中国成立以来,黄河流域的水质监测网络开始建立并迅速发展。80年代以来,围绕黄河水资源保护工作,开展了黄河流域水质现状调查评价、黄河水体自净规律研究、黄河水质污染的生态学和毒理学研究、多泥沙河流水质监测、评价方法和水质标准研究等工作,并在分析黄河流域社会经济发展对水环境的影响、水质严重污染的主要原因和水污染发展趋势的基础上,以水质、水量和生态环境保护并重的思路,研究制定了黄河流域的水资源保护目标和对策措施,为黄河流域水污染防治提供了科学依据。

  1.2治黄关键技术研究的作用评价

  多年以来,围绕黄河重大技术问题展开了大量的攻关研究,取得了一系列重大技术成果,为黄河治理与开发奠定了坚实的基矗

  (1)工程建设技术、模型试验技术、水文预报技术、防汛指挥调度技术等的进步,促进了黄河防洪减淤工作的发展,为黄河下游取得53年伏秋大汛安澜的成就作出了极大的贡献。

  围绕三门峡水利枢纽改建和小浪底水利枢纽的设计、施工和运用,开展了大规模、跨学科、多部门联合攻关。在多沙河流水库调度运用技术、特种深水围堰技术、溢流坝底孔现场应力释放、多沙河流水利枢纽布置、泄水建筑物防淤堵设计、大坝深覆盖层防渗处理技术等方面取得了多项重大突破。在小浪底工程建设中,成功解决了多级孔板消能、进出口边坡稳定、泄水建筑物防淤堵设计、大坝深覆盖层防渗处理、排沙洞后张法预应力衬砌、过流部件抗磨蚀、不良岩基基础处理、近坝库岸滑坡及治理、高坝安全监测技术、大坝帷幕GIN灌浆技术等重大技术难题。这些技术问题的突破,为三门峡水利枢纽改建和小浪底水库的顺利建设与运用提供了强有力的技术支撑。

  围绕黄河下游河道整治和堤防工程除险加固,开展了大量群众性技术革新和技术推广活动。堤防新结构、新材料、新技术,堤防隐患探测和处理、临河抽沙淤背固堤、减少出险的丁坝结构、堤防截渗处理、查险除险机具、河道整治工程布置等方面的技术革新取得多项突破,形成了独具黄河特色的堤防工程技术体系。其中,简易吸泥船放淤固堤技术的创造和推广使50年代开始的下游堤防自流淤背固堤工作得到了长足的发展,大大提高了堤防的安全度。

  围绕黄河下游挖河疏浚开展了攻关研究,运用物理模型试验,配合下游挖河疏浚启动工程和原型观测,就挖河疏浚的部位、时机、规模、机具等问题进行了研究,取得了较大进展,研究表明:在窄河段挖沙,减淤效果明显,而在宽河段挖沙,则减淤效果不明显,这为国家进行挖河工程的决策提供了科学依据。

  黄河物理模型早在30年代就进行了试验探讨,50年代开始系统研究,在长期的治黄实践中,不断积累经验,逐步提高了对含沙量比尺、几何变态、时间变态等问题的认识,在动床泥沙模型相似原理及设计方法上不断取得进展,初步形成了一套完整的模型相似律,并适用于推移质动床模型和高含沙水流的模拟。基于对黄河泥沙模型相似律的研究成果,开展了大量的模型试验研究。试验成果对于水库及河道的水流泥沙运动规律、排沙特性、冲淤形态、河势变化、河床演变、河道整治及洪水预测预演、水库运用方式等问题的研究在学术上和生产上都具有重要价值,在黄河的治理开发中发挥了重大作用。通过近10年的小浪底水利枢纽工程泥沙模型试验,研究了坝区河势、流态、坝前淤积形态,泄水建筑物分水分沙、排沙效果,防止泄洪洞前淤堵措施等,为解决泄水建筑物布置设计这一关键性的技术问题做出了重要贡献。

  黄河泥沙数学模型研究随着计算技术的迅速发展以及泥沙运动机理、河床演变规律、数值求解方法、建模等理论研究的不断完善,泥沙数学模型的水平不断提高。对断面概化、河道糙率、分组挟沙力计算、床沙级配的调整、恢复饱和系数处理、滩槽水沙交换及断面形态的处理、异重流计算等关键技术的处理日趋合理。基于水文学、水动力学理论建立的水文学泥沙数学模型和水动力学泥沙数学模型,已广泛应用于下游洪水预报和河床变形计算等方面,在流域规划、工程建设和管理运用等生产中发挥了重要作用。

  通过开展水文测验设备的研制、引进、消化、吸收,使黄河水文测验工作取得了长足发展。通过开展站网规划理论和方法的研究,提出了较完善的站网规划,使黄河水文站网布设日趋合理。基本站网的发展,促进了报汛站网的发展,满足了报汛的需要,为治黄科研和治黄决策提供了基础依据。

  对黄河水文预报方法的研究,促使了黄河水文预报的长足发展。通过研究,预报范围从下游向上中游、从干流向支流不断延伸,目前已覆盖干支流河段总长约10000km,形成一个比较完整的预报系统;预报要素,从单一的局部河段的洪峰预报,向洪水、枯水、冰情、长、中、短期预报,以及降水、气象预报全面展开;预报方法,从简单的上下游洪峰流量相关法,进展到应用水文模型建立全流域的预报方案(方法)体系;预报精度由初期的80%左右提高到1990年以后的90%以上,预见期也比初期增长20%;预报服务对象由过去为防汛服务,扩展到为防洪防凌、水利工程施工、水电枢纽调度、水资源利用和工农业生产各部门的全面服务。

  (2)围绕黄河水资源规划、调度、水质调查与评价、南水北调等方面的研究,为黄河水资源的优化配置和合理调度提供了重要技术支撑。

  治黄50多年来,围绕黄河水资源问题开展了许多攻关研究。黄河下游引黄灌区节水灌溉综合技术研究在节水灌溉硬措施、软措施及其相互配合等方面取得大量研究成果,并在引黄灌区中推广应用。通过开展黄河流域水资源经济模型研究,合理地调整了黄河水资源利用分区,深化与补充了水量平衡调节计算方法,第一次开展了全流域水资源利用综合经济分析,并将河道内输沙用水、环境用水与河道外工农业用水有机地联系起来,最终建立了实用高效的黄河流域水资源模型系统。在“八五”国家科技攻关计划中开展的黄河流域水资源合理分配和优化调度研究,建立了黄河水资源规划决策支持系统,进行了水资源利用现状调查及规划水平年用水预测,提出了具有重要价值的对策和建议。另外,对黄河地表水和地下水的量和质方面进行了调查与评价,对黄河断流原因和对策、黄河水资源管理体制和经济政策、利用水库进行水量调度等方面进行了攻关研究,为确定黄河可供水量分配方案、实施全河水量统一管理和调度、制定黄河水资源规划提供了重要科技支撑;对典型污染物在多沙河流水体中的分布和迁移、污染物在水体中的输入响应关系和容量控制、黄河水资源开发利用中的生态环境影响及下游河道生态环境需水量等方面进行了初步探讨,为制定和实施黄河水资源保护规划提供了重要技术支撑。

  南水北调西线工程是补充黄河水资源不足,解决上中游干旱缺水的重大战略措施。经过研究提出了包括水文、地质、可调水量、调水的效益及影响、环境评价、国民经济评价、投资估算等重大技术问题在内的多份专题研究报告,特别在深埋长隧洞施工、高海拔寒冷地区筑坝、冬季输水等关键技术问题取得了重大进展,许多问题已找到了解决的途径和办法,为工程早日开工创造了条件。

  (3)水土保持规划、治理措施、监督管理等水保科技的进步,极大地推动了水土保持的发展,对减少入黄泥沙、促进黄土高原生态环境建设起到了很大的作用。

  水土保持科学技术研究在1957年前主要开展了径流小区观测、坡式梯田、沟垄种植、荒山荒坡造林种草、支毛沟打谷坊、干沟修土坝等技术研究,并取得了一些进展。在1958~1979年主要进行农、林、水、牧等治理措施的小区观测、坡面和沟道治理措施、水坠筑坝、机修梯田、飞播造林等技术研究,均取得了突破性进展。其中,水坠坝施工技术的发明和广泛推广,大大提高了黄土高原淤地坝的修筑速度和质量,促进了大规模的淤地坝建设,创造了水土保持除害兴利的新途径,并由此创立和发展了沟道坝系理论,沟道坝系工程技术研究对当地农业经济发展和黄河减沙等方面发挥了显著的作用,为今后沟道坝系建设奠定了良好的基矗水土保持植被技术研究、坡耕地改造和利用技术研究分别为沟壑造林、陡坡造林、砒砂岩地区造林提出了刺槐、柠条和沙棘等适生树种,选育和推广了一批适宜黄土高原不同类型区生长的优良牧草,发展了飞播造林植草技术。

  1980年至今开展了多项治理措施及其在不同区域配置的配置模式研究和试点,并开始研究黄土高原综合治理的方向与战略布局问题,先后开展了水土流失规划、水土保持单项措施、小流域综合治理、小流域土地资源合理利用和新技术在水土保持中的应用等方面试验研究和推广工作,取得了一批有较高实用价值的科技成果。小流域综合治理和土地资源合理利用研究为加速治理黄土高原,振兴农村经济提供了系统模式和示范样板。“黄土高原地区不同类型区水土保持综合治理模式与评价”研究,探索出了黄土高原各个类型区的治理模式和适合黄土高原自然和经济规律的具有独特综合科学内涵的小流域治理体系,包括小流域规划技术、水土保持工程技术、水土保持林草技术、水土保持农业技术和小流域治理措施综合配置技术等,极大地推动了黄河流域乃至全国的水土保持工作的发展。

  1.3先进技术引进对治黄的作用评价

  国内外先进技术的引进、消化、吸收和应用已在黄河防洪减灾、工程建设、水文预报、水土保持生态环境建设等方面发挥着重要作用。

  (1)先进设备和技术的引进应用,促进了黄河防洪减灾工作的现代化建设。

  80年代以来,计算机、现代通信、3S技术等高新技术的应用,推进了洪水测报和调度的现代化进程。利用芬兰政府贷款建设的“黄河防洪减灾系统”,通过引进、消化、吸收国外先进适用的技术和设备,大大改善了现有黄河非工程防洪措施。济南至河口微波通信干线的建设,解决了黄河下游通信干线不健全、接通率低、通话效果差的问题,首次引进的GPS系统,改变了传统河道地形测量手段落后、精度差、耗时长的面貌,实现了水库、河道快速精确测量的目标;“X-STAR”水下剖面仪的引进,基本解决了长期以来一直未能解决的黄河河道整治工程水下基础探测的难题;中芬合作建设的网络系统,形成了主要覆盖黄河中下游重点防洪地区的自上而下的计算机广域网络系统,为黄河防洪以及办公自动化建设提供了足够的计算机和网络资源;中芬合作研制开发的基于工作站平台的防汛情报、预报和调度应用软件系统,以及自主研制开发的基于微机平台的黄河实时防汛信息管理系统,形成了比较完善的黄河防汛减灾软件系统,解决了洪水测报能力偏低和情报、预报处理时间较长等问题。“黄河防洪减灾系统”的实施,为黄河下游防汛决策、调度、指挥提供了较高水平的现代化的支持手段。

  (2)先进设备和技术的引进应用,提高了黄河水利水电工程的施工建设和运行管理水平。

  人民治黄建设初期,由于科学技术和经济落后,测绘以光学仪器和模拟制图设备为主,进行黄河流域航测、水准仪、经纬仪地形测绘,随着工程建设和科学技术的发展,先后引进了电磁波测距、电子测深仪、计算机三角网平差,航天遥感技术的精密立体测图技术、电子绘图桌、大型高精度光学纠正仪、自动安平水准仪等新仪器新设备新技术,航测成图技术从模型摄影测量向解析摄影测量发展,机助制图得到广泛应用。近年来,工程物探除应用地震、电法测井、声波、水声等方法外,引进开发了测桩、找水、管线探测、工程CT、瞬变面波、瞬变电磁波、高密度电阻法、浅层反射法、地质雷达等高新技术,能够开展覆盖层厚度、隐状河床形态、断层构造、岩体波速、密度、裂隙、软弱层等探测,并在小浪底工程建设中发挥了重要作用。地质勘探试验引进了一批高精度先进仪器,建立了土工、岩基、建材、矿化试验室;引进了具有振动、冲击、回转、液压四项功能,可作动静试验的法国VPRH车装钻机,开展了跨度15m、高6m试验洞等重型山地工作;引进ZS-1000型钻孔水文地质综合测试仪,提高了压水试验自动化水平;钻孔彩色电视孔型成像,岩质高边坡快速摄像微机地质素描系统等先进地质勘探技术为工程快速勘测测提供了技术支撑。

  在工程运行管理上,大坝变形监测等部分观测项目实现了自动化监测,应用GPS监测系统对山体和坝体的位移监测,为及时掌握大坝运行性态,为枢纽的安全运行提供了可靠保证。利用超声波自动成像,并有水下录像功能的水下电视系统,具有自动化程度高,数据准确,安全可靠性等特点,为水工建筑物的水下检查提供了新的手段。现代通信技术保证了通信安全畅通,基于网络技术组成的办公管理系统(OMS),可以实现信息共享,信息传递快捷,为枢纽的统一调度管理提供了有力保障。

  (3)先进设备和技术的引进应用,增强了黄河水文的测报能力,提高了黄河水文的测报质量。

  目前水文情报传输方式已发展成了包括有线公网、无线专网、网络等三种方式,应用了短波、超短波、微波等地面无线数据通信技术,卫星通信技术和计算机网络传输技术,改变了过去有线电报、无线电台、专用报汛等人工抄收、译电登记的落后方式,不仅使全河水情信息的传输时间由原来的2小时缩短到0.5小时左右,而且信息传输差错大大减少,质量效益有根本性的提高。

  1997年,在“小浪底水情自动测报系统”项目建设中引进了丹麦遥测系统卫星通信设备(TT-3020),实施后可实时监测“三小间”水雨情信息,不仅能及时分析暴雨特性、提高降雨预报的精度,而且能直观地了解到雨量分布情况、变化趋势和暴雨的路径,做出该区间的洪水预报成果,已取得了明显的经济社会效益。自动测报系统的建设,还解决了那些暴雨中心、设站不足或对洪水预报影响较大的地区的资料测报问题。

  (4)先进设备和技术的引进应用,加快了黄土高原水土保持生态系统建设的步伐。

  遥感技术、地理信息系统技术、系统工程理论、化学技术和生物技术等国内外高新技术在水土保持生态环境建设中开始大规模引进应用。利用“948”计划引进的正在实施的具有国际先进水平的遥感监测设备和技术,为动态监测黄土高原水土流失和生态环境建设效益提供了强有力的支持手段,并正在为黄土高原水土流失遥感普查工作发挥重要作用;利用植物组织培养技术进行良种沙棘、葡萄苗的繁育等均取得了好的效果,“水土保持优良植物引进”项目正在实施;利用包括GIS、RS、GPS在内的“3S”技术进行黄河流域水土流失现状及治理调查、水土流失类型划分、水土保持区划已取得阶段性成果;中法科技合作项目、中加科技合作项目、世界银行贷款项目等,均取得了显著成效,为领导决策和推动全国水土保持工作发挥了重要作用。

  1.4管理科学研究对治黄的作用评价

  在小浪底水利枢纽建设中,工程移民和环境评价被世界银行专家誉为亚洲样板。在工程运用中,三门峡水利枢纽局实行企业化管理,适应市场的经济的需要,利用现代管理学、社会学、经济的发展成果,改革内部干部、工资制度、用工制度,建立现代企业制度,达到“产权明析、权责明确、政企分开、管理科学”,促进了企业的发展。在生产实践中运用TQC法,节约了成本,提高了工作效率和工作质量。

  在黄河水资源的管理上,拟订了“全面节水、适当开源、统一规划、强化管理”、“加强经营管理,讲究经济效益”的水资源开发利用方针,提出了水资源开发利用原则,实施了取水许可管理管理制度,对黄河水量进行统一调度。通过分析设计用水和引黄耗水过程,规定了正常来水年份各省区年内各月可供水量分配方案,对黄河水量进行统一调度管理,保障了城乡人民生活用水,基本满足了工农业合理用水,兼顾了水利枢纽的发电效益,初步扭转了九十年代以来下游的严重断流局面,并被中央领导同志誉为“这是一曲绿色的颂歌,值得大书而特书。”通过开展水利工程水费计收管理方面的研究,对黄河下游供水成本进行了核算,按成本核订了水费标准,使黄河流域各省区的农业灌溉水价和下游引黄渠首水费标准都先后进行了调整,对水资源的开发利用和管理起到了一定的经济杠杆作用,在一定程度上促进了计划用水和节约用水。据了解农业灌溉水价调整以后,宁蒙灌区年均节水5亿m3左右。目前开始进行的黄河水资源费政策研究,将发挥经济杠杆对水资源合理配置和调控作用。2000年《黄河重大问题研究》报告首次结合生态环境需水,对21世纪上半叶的水资源供需进行了预测,提出了解决黄河水资源问题的总体思路和不同水平年水资源利用规划目标。这些措施对黄河水资源的开发利用、合理分配和科学调度起到了或正在起到重要作用。

  2面向21世纪科技治黄发展展望

  随着流域经济社会的不断发展,人们对黄河治理开发提出了越来越高的要求。因此,面向21世纪,黄河治理开发要以知识创新、技术创新、体制创新为手段,加强基础研究和应用基础研究,重点开展对黄河治理开发有重大影响的关键科技问题的联合攻关,重视引进、消化、吸收国内外先进的科学技术,为实现从传统治黄向现代治黄的转变提供强有力的科技支撑。

  “需求牵引,技术推动”是科技发展的规律。通过剖析黄河治理开发存在的主要问题,分析面向21世纪黄河治理开发对科学技术的需求,展望面向21世纪科技治黄的发展、现代高新技术发展可能对黄河治理开发产生的影响,为逐步形成面向21世纪的治黄思路提供科学依据。

  2.1面向21世纪黄河防洪减灾对科学技术的需求与展望

  进入21世纪,小浪底水库建成投入运用,下游河防工程标准提高,抗御大洪水能力增强,但下游仍有发生大洪水的可能,且预见期短,对堤防安全有较大威胁。泥沙问题在相当长时期内难以根本解决,历史上形成的地上悬河局面将长期存在。防洪工程、非工程措施尚不适应防洪减灾的要求。

  (1)面向21世纪黄河防洪减灾对科学技术的需求

  黄河洪水问题的症结是泥沙,研究黄河的洪水泥沙历来是黄河科研的基础性工作。面向21世纪,需要进一步深入研究泥沙运动机理及黄河河床演变规律;要结合黄河的治理开发,进一步开展物理模型试验技术研究,提高模型试验成果水平。基于建模、数值求解等基础研究的进展,不断完善泥沙数学模型。在继续改进一维泥沙数学模型的同时,研究和开发二维泥沙数学模型及三维泥沙数学模型,注重数学模型和物理模型的有机结合。在以上开展理论研究和技术攻关的基础上,加强新的水沙条件下的黄河中下游河道、水库水沙运动规律、河道冲淤演变趋势及整治措施等研究。

  21世纪初,小浪底工程建成并投入运用,未来古贤、碛口等工程将相继建成生效,要在以往对多沙河流水库调度运用研究成果的基础上,以确保黄河防洪安全、减轻河道淤积为目标,进一步深入研究小浪底等水库的防洪减淤运用方式及其联合调度技术。

  伴随西部大开发战略的实施、黄河干流梯级控制性工程的开发、中游大规模生态环境的建设、南水北调工程的建设等人类活动的影响,“拦、排、放、调、挖”等处理利用泥沙的条件发生了变化,需要研究新的水沙条件下泥沙处理措施以及各种措施可处理利用泥沙的能力。在已有研究成果的基础上,结合中游生态环境建设,深入探讨水土保持减沙作用;结合淤筑相对地下河,对淤筑关键技术、环境影响等进行深入研究;结合小浪底等干流水库的运用,深化调水调沙的研究;在进行挖沙实践的基础上,加强挖河机理和疏浚技术的研究。此外,还要开展新的条件下泥沙处理新措施的研究,结合东线南水北调工程的实施,探讨非灌溉季节引长江水入东平湖蓄水,再由东平湖向黄河放流,“冲刷”山东河道的可能性。在上述研究的基础上,开展黄河泥沙的合理配置综合研究,最终实现黄河泥沙的合理处理利用,减轻河道淤积,实现河道冲淤平衡。

  河口泥沙由于受河流动力及海洋动力的双重影响,运动规律复杂。以前,对于河口问题的研究基础较为薄弱,面向21世纪,要加强河口演变规律及治理方略、治理措施的研究,包括开展改道、引海水“冲刷”降低河床的可行性,拦门沙形成规律及疏浚技术、河口泥沙向深海输送技术等研究。

  继续加强黄河堤防工程、河道整治工程建设仍是21世纪黄河治理战略任务中一项重要内容,要在引进、消化、吸收国外先进、高效施工技术的基础上,继续大力开展堤防隐患探测、安全度评价和堤防加固等技术的开发研究;在加快河道整治工程新结构研究的同时,应特别重视抗老化新材料在河道整治工程中的应用研究。

  进入21世纪,在水文测验、河道地形测量、水环境监测、报汛等技术更新改造过程中,充分运用现代高新技术,加快研究、引进、推广应用新仪器、新设备、新技术,实现水文测报的现代化,增强洪水测报的能力,提高水文测验的精度和时效。加强流域产汇流规律、人类活动影响、高含沙洪水、变动河床水位预报、漫滩洪水处理等关键技术研究。通过引进、消化、吸收国内外先进的预报模型,开发适合黄河特点的预报模型。采用计算机、网络、通信、虚拟现实等技术,进一步开发完善洪水预报系统,充实、修订洪水预报方案,提高预报精度,延长预见期;研制先进实用的水情信息、气象信息的采集、传输、处理等服务系统,防洪调度、指挥、辅助会商决策等现代化的防洪指挥调度系统,提高调度决策的科学性。

  (2)面向21世纪黄河防洪减灾工作展望

  进入21世纪,随着各类研究成果取得的突破,黄河防洪减灾工作将以崭新的面貌呈现在世人面前。数学模型、物理模型等研究手段及相关技术的不断发展,对黄河水沙运动基本规律的认识不断深化。在此基础上,通过对已有的“拦、排、放、调、挖”和新的泥沙处理技术的深入研究和探讨,黄河泥沙得到合理分配及处理利用,达到河道冲淤平衡,实现“河床不抬高”。

  20世纪90年代以来,以网络技术、虚拟现实技术、通信技术为代表的现代信息技术、以纳米技术为代表的新材料技术等现代高新技术迅猛发展,已经给防洪减灾工作展现了广泛的应用前景。进入21世纪,通过广泛运用现代高新技术,使防洪控制性枢纽工程、堤防工程、河道整治工程等黄河防洪工程体系处于良好的运行状态。随着量子计算机实用化研究的不断深入,将会给气象预报、洪水预报技术带来革命性的变化,无论是预报精度还是预见期都将大大提高。此外,计算机技术、通信技术、“3S”技术的发展为解决测验技术、数据传输技术中的关键问题提供了必要条件。从而可以采用虚拟现实技术实时模拟洪水演进过程,使计算机辅助会商决策成为可能,进而提高决策的科学性,使洪水造成的灾害损失降低到最低限度。随着黄河防洪工程措施、非工程措施的逐步完善,将实现“堤防不决口”。

  2.2面向21世纪黄河水资源优化配置对科学技术的需求与展望

  随着人口增加、城市化进程加快、国民经济发展,流域内及下游沿黄地区对黄河水资源的需求也越来越高;随着生活和消费水平的提高,同时对所利用水的水质标准也将提出一定的要求。黄河水资源的时空分布不均和水污染程度的加剧,导致黄河水资源的供需矛盾越来越突出。黄河流域各省区的农业灌溉水价和下游引黄渠首水费标准仍然大大低于成本,不利于计划用水和节约用水;现行的水费和水资源费政策,在很大程度上影响着黄河水资源的合理开发利用;用水定额的准确确定和用水的准确计量技术与水资源统一调度的要求相比还存在较大差距;水资源分配未能与区域经济、人口、生态环境建设等科学地结合起来;缺乏有效的水权转让机制和水市场体系;水资源管理、监测、监督体制不完善等问题。这些问题严重制约了黄河有限水资源的优化配置。

  (1)面向21世纪黄河水资源优化配置对科学技术的需求

  水将成为21世纪的一个重大问题。水不仅是生命存在之必需,是经济发展的基石和经济增长的制约因素,而且是一种时空分布上很不均衡的有限资源。因此,为了避免因水诱发的地区间矛盾的激化,促进人类生存环境的改善,实现经济社会的可持续发展,必须实施水资源的优化配置。为此,要深入分析研究水资源优化配置方面关键问题。

  首先,要开展黄河流域水资源承载能力及其供需发展的趋势研究。通过深入细致的典型调研和观测试验,重点研究黄河重点产流区天然径流量及其变化特点、黄河流域生态环境用水特点及用水量计算方法、黄河流域重点灌区区域水平衡机制及耗水量、引黄灌溉节水潜力、黄河干流重点河段水污染趋势及满足水质目标的最大纳污能力、黄河流域社会经济发展对水环境的影响等关键技术问题。通过剖析典型支流,建立三水转化模型,摸清地下水开采对地表径流的影响,分析评价黄河流域地下水存量、空间分布、可开采量及变化趋势等流域水资源特点和规律。根据流域水资源状况,客观分析流域农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模,开展水资源长远供需形势研究,统筹分析城乡生活、生态环境保护与建设和国民经济各行业用水,对流域内工业用水、农业灌溉用水、生态环境需水、城市用水等各方面较长期的社会需水量进行科学预测,提出黄河流域水资源能够持续支撑区域经济社会发展规模并维系良好生态系统的承载能力。

  其次,站在辩证唯物主义的高度,积极探索提高流域水资源承载能力的有效方法和途径。一是加强管理、科学节水。通过引进和开发高科技节水技术,提高水资源的承载能力。二通过实施跨流域远距离调水,也就是通过实施南水北调工程利用“客水”来提高区域内的水资源承载能力。重点分析研究西线南水北调工程实施后对黄河流域水资源和生态环境的影响。三是进行经济结构调整。从全流域水资源状况的角度对流域经济社会的发展布局提出建议,根据不同地区水资源状况打造不同的经济结构,以水定发展。通过综合运用行政措施、工程措施、经济措施、科技措施,实现水资源的优化配置,建立节水型社会、节水型经济。

  第三,加强水资源统一调度技术研究。重点开展黄河水资源非汛期中长期径流变化及预报关键技术研究、黄河水质监测关键技术研究,开发研制黄河干流水量调度模型和黄河干流水质污染预测预报模型。运用先进的自动通信、遥感遥测技术及计算机技术,开展水资源实时监控关键技术引进、开发与应用研究,提高引水测验技术水平,实现引水的远程监控。

  第四,加强黄河水污染的毒理学、污染水体的化学污染机制、多泥沙河流水质评价标准和评价方法等研究。开展水资源保护重点研究不同类型城市的节水减污审核指标体系,污水资源化技术,河道富氧技术提高河道自净能力,利用河道湿地生态净化水质技术等关键技术攻关。开发和引进水质自动监测系统、水质实验室现代分析技术和管理系统、水质现场快速监测分析技术等黄河水质监测及预警技术。

  第五,开展黄河流域的水权、水市场研究。在水资源权属的层次划分、优先原则等水权理论研究的基础上,研究水资源所有权的权益定量化,明确各地区各行业各部门乃至各企业各灌区各自可以使用的水资源量以及社会的每一项产品或工作的具体用水量要求和节水指标,层层落实节水责任。研究水资源费与水费体系的相互关系及实际操作,水费体系与国民经济价格体系的关系,水价的社会承受能力,水价调整对需水量的影响,水资源管理过程中发生的社会外部成本的核算方法,水资源管理的成本和效益等。研究合理的引黄供水水价,发挥水价对黄河水资源合理利用的杠杆调节作用。明晰水权,开展水权有偿转让机制研究,形成与市场经济协调的黄河流域水权转让和水市场体系。

  第六,开展黄河水资源管理体制和运行机制研究。研究流域管理和区域管理相结合的管理模式和水质监督机制,研究水资源相关资产经营管理的政策支撑条件等。

  (2)面向21世纪黄河水资源优化配置前景展望

  通过普及节水技术,完善节水措施,建立节水型社会、节水型经济,实施跨流域调水工程,提高流域水资源承载能力,缓解流域水资源供需矛盾。合理分配各地区、各行业、各部门使用水资源量,健全用水定额体系,实现水资源优化配置,保障维系良好生态系统用水,实现“干流不断流”。水费和水资源费合理,供水工程管理单位健康运行发展;明晰水权,建立健全水市场;明确流域管理机构法律地位和水行政执法地位。

  进入21世纪,随着现代信息技术、虚拟现实技术、水资源实时监测技术的快速发展,为建设具有数据自动采集、传输、处理、水资源预报、远程监视与控制的可视化水资源实时监控系统奠定了基础,通过先进的预报、通讯和计算技术,将不同地区、不同时段、不同来水规律、不同水质的各类水源统一调配,以形成在指定地区、指定时段内具有一定保证率和水质标准的有效供水,实现复杂水资源系统的实时或短期调度,最大程度地提高水资源的整体利用效率和综合利用效益,实现水资源统一管理。

  通过引进、开发先进的水质巡测系统、水质自动监测系统,实施水质有效监测。利用现代生物技术治理城市排污、工业污水等“点”源污染,实现污水资源化或达标排放。以生物来源的绿色化肥、现代化学技术生产的环境相容性好的农药取代传统化肥农药,显著减轻流域“面”源污染,实现“水质不超标”。

  2.3面向21世纪黄土高原生态环境建设对科学技术的需求与展望

  黄土高原生态环境问题,突出表现为黄土高原地区的严重水土流失。严重的水土流失不仅造成了黄土高原地区贫困,制约了经济社会的可持续发展,而且加剧了荒漠化的发展和其他灾害的发生,特别是大量泥沙淤积在下游河道,使河床不断抬高,成为地上悬河,大大加剧了洪水威胁。同时,为减轻下游河道淤积,还必须保证一定的水量输沙入海,又加剧了水资源供需矛盾。

  (1)面向21世纪黄土高原生态环境建设对科学技术的需求

  水土保持是治黄的根本措施,21世纪,黄土高原生态环境建设要坚持人与自然和谐相处,依据流域内可利用的水资源量及其承载能力,合理确定流域生态环境目标,建设可持续发展的良好生态环境。

  加强基础理论研究是进一步开展黄土高原生态环境建设的基矗重点研究不同水土流失类型区水的损失与土壤侵蚀机理,深入揭示水蚀、风蚀、重力侵蚀、混合侵蚀等的发展规律及其影响因素,建立水土流失评估与预测数学模型。此外还要注重吸收生态学和交叉学科领域如生态工程学、生态经济学、化学生态学、产业生态学等新兴边缘学科的研究成果,探索生态环境建设新思路,研究生态环境建设的新手段、新方法。

  重视黄土高原水土流失发展趋势及其影响因素、生态脆弱区的生态调节与退化生态系统恢复研究。包括黄土高原资源、环境状况及其相关因子与农业可持续发展的研究,脆弱生态区综合整治与可持续发展研究等。加强黄河上中游地区生态建设与水资源适应性研究。重点研究黄土高原大规模生态恢复的区域水环境效应及对区域社会经济结构的影响、黄土高原不同类型区治理措施集成对水资源的需求量和用水特点以及用水量计算方法、黄土高原生态环境建设中生态用水承载力及耗水定额等。以可持续发展理论为指导,以“宜林则林、宜农则农、宜草则草”为原则,研究黄土高原农林牧复合生态系统的结构与功能及其调控技术,为实现水土保持生态建设区域配置与区域人口、经济发展、水资源承载力协调发展提供科技支撑。

  开展水土保持沟道坝系的合理布局和相对稳定的关系、沟道坝系调洪调沙机理、砒砂岩地区沟道筑坝技术、黄土丘陵沟壑区沟道坝系工程除险加固技术、沟道整治与坝地工程可持续利用技术等治沟骨干工程建设新技术开发。抓好多沙粗沙区水土保持综合治理关键措施及配置模式研究、区域植被优化配置与快速建造技术、坡耕地综合开发利用等小流域综合治理关键技术攻关。利用现代生物技术培育耐盐碱、抗旱、抗寒、速生植物。

  大力加强“3S”技术在水土保持中的推广应用,逐步完善黄土高原水土保持监测网络,应用遥感技术、计算机技术、网络技术等实现数据的快速采集、处理,开展重点地区、重点支流的水土流失监测。重点开展黄土高原水土保持生态环境动态监测技术研究、水土流失监测指标体系和预报模型研究、水土保持效益评价指标体系与评价方法研究、黄土高原林草植被可持续发展的生态评价与补偿方式研究,水土保持预防监督规范化建设、水土流失测验系统分析与现代化测试手段研究等,客观评价水土保持减沙作用。

  (2)面向21世纪黄土高原生态环境建设工作前景展望

  黄土高原水土流失地区建成与各自区域条件相适宜的农、林、牧生态区,流域农业生产条件和生态环境大为改善,基本遏制人为产生新的水土流失。大量引进、培育基于现代生物技术的抗旱耐盐碱优良植物,有效控制流域水土流失。建成实用快速的黄土高原水土流失监测网络系统、水土保持数据库和决策管理信息系统,水土保持法制、管理体制进一步完善,形成实用有效的水土保持生态环境保护保障体系。水土保持实现经济效益、社会效益和生态效益协调统一,生态环境走上可持续发展良性循环的轨道,实现“黄土高原山川秀美,显著减少入黄泥沙”。

  2.4面向21世纪科技治黄发展展望

  展望21世纪,信息技术、新材料技术、生物技术等现代高新技术将进入高速发展阶段,通过运用现代高新技术手段开展治黄基础研究、应用基础研究、现代高新技术在黄河治理开发中的应用研究、三大问题的交叉研究、黄河治理开发与国民经济协调发展的结合研究,有所突破,为21世纪治黄方略的完善和黄河治理开发规划的修订提供科技支撑。黄河泥沙合理分配及处理利用技术的发展,将可使黄河河道达到冲淤平衡,实现“河床不抬高”;黄河防洪工程体系的良好运行,气象、水文测报预报技术、防汛指挥决策、调度技术的发展,将保证黄河标准洪水下的防洪安全,实现“堤防不决口”;随着水资源研究的深入,节水技术研究的突破,跨流域调水工程的实施,有望建成“各地区、各部门、各单位层层有指标、人人有定额”的节水型社会,实现水资源优化配置、“干流不断流”;运用现代生物、化学技术减轻污染,强化水质监测,实现“水质不超标”。最终实现黄河的长治久安。

  展望21世纪,随着基础研究、应用基础研究和空间数据库、虚拟现实、神经网络、专家系统、图像自动解译、多源数据融合技术等高新技术的进展,积极运用先进的信息技术,以数字的方式获娶处理和分析有关黄河自然、人文等各方面的数据,把有关黄河的海量的、多分辨率的、三维的、动态的数据按照统一的座标集成起来,形成一个包括各类相关信息的获娶更新、存储、处理、提娶分析和传播等体系的数字化、动态的虚拟黄河。借助于信息传递的数字化和网络化,建设数字黄河。并通过数字黄河,对黄河进行三维的、可视化的信息检索。利用虚拟现实技术,还可以模拟黄河的演变过程。数字黄河将成为解决黄河水资源、生态环境、洪水灾害等问题所需要的、实现流域21世纪可持续发展的、不可或缺的重要工具。

  深化科技与国际合作管理模式改革

  国际合作与科技局

  过去的几年,黄委科技工作的重点一直是:采取各种有效措施,努力提高各级对科技的认识,增加对科技的投入。为达到这样的目标,当时主要靠的是黄委科技主管部门的呼吁、黄委规计和财务部门的支持。目前,黄委基础研究投入是每年800~900万元;应用技术研究的投入有两个渠道:一是国科局下达的项目经费,大约每年200~400万元;二是规计财务和其他业务局下达的科技水平较高的生产项目经费,这实际上已经成为应用技术研究投入的主流。

  现在,科技投入上去了。所以今后一个时期科技工作重点应转为:努力使宝贵的治黄科技投入得到令人满意的回报,真正实现治黄科学技术的实质突破!这是科技工作能否进入良性循环的关键。

  要达到这个目标,首先是靠黄委科研人员的努力,第二是靠各级科技管理部门的努力。但现在看来,无论在科研人员自身、还是科技管理层面上,都还存在许多不利于科技进步的因素:

  一是在科研人员的创新意识和创新能力方面。目前,科技新知识和新工具的掌握程度已经成为制约黄委实现科技创新的屏障:不少科研骨干因为外语问题甚至几乎完全没有了解国际动态的能力;有的人长期沉醉于传统研究手段,根本没兴趣试探当代新工具、新知识和新信息资源的应用。我们认为,这些问题的解决可能比增加科技投入更难。

  二是科研项目的组织方法、科研手段等亟待创新。招投标的核心是鼓励竞争,此法则对科研立项当然也同样适用。但由于科研项目的特殊性,生产项目中主要以报价为中标依据的招投标方式难以在科研立项中采纳。今年,国科局尝试用招投标的运作模式进行科研立项,不仅激发了广大科研人员的竞争意识和竞争能力,为黄河科研队伍跻身国家对奠定基础,而且也为今后的科技管理探索出一条新路。但总体看来,黄委在科研项目管理的许多环节,如竞争立项、承担单位和项目负责人的选择、独立评审、科研监理、经费审计、知识产权、成果共享和不同性质单位的科技工作方向等方面,都需要拿出切实可行的办法,以进一步提高科技成果的质量、最大限度地发挥科技投入的效益、培养科技人才。

  三是国内国际科技交流渠道的利用程度很远远不够。在国内学术舞台方面,近年黄委在营建委学术气氛方面做了很多努力,也收到较大成效。但如何进一步鼓励学术争鸣、如何引导科技人员主动倾听和吸取相关专业的知识、如何更多地引进委外专家做学术讲座等方面仍需下功夫。在国际科技交流方面,目前的关键是如何使出国科技考察团组的考察更务实、更高效?如何利用外宾来访机会引进国外新思想和新技术?如何使国际合作项目执行得更富有成效?

  因此,今后3~5年我委科技工作的思路是:

  在黄委党组“三条黄河”的框架下,以构建科技治河体系、推进治黄现代化为目标,通过研究手段、研究思路和组织方式的创新,力争3~5年内在黄河水沙运动基本规律方面取得较大突破;通过联合攻关和先进技术引进等手段,大幅度提高高新技术在治黄中应用的程度和水平、推进治黄传统技术升级;进一步改革科技管理方式和学术活动的组织方式,为实现治黄科学技术的突破提供组织和政策支持。

  黄河治理开发哪方面的科技含量需要进一步提高?大概包括三个方面:一是黄河水沙运动基本规律的再认识,这直接决定了今后治黄思路的调整方向。二是在信息采集和传输、水(洪水)的调度等方面高科技的应用程度;三是传统治黄技术的革新和升级,如堤防建设和管护、流深沙测验、水土流失治理等。

  如何提高这些领域的科技水平?回答这个问题似乎很简单:一靠自主科研;二靠先进技术引进应用;三靠群众性的技术革新。但问题是如何操作?

  1深化科技管理机制的改革

  在科技管理环节需要改革的重点有以下4个问题:

  (1)进一步改革科研立项模式。

  在科研方向的确定方面,要继续完善和推行“2003年科研计划”的立项模式:先广泛征集委属各单位、机关各部门和广大专家对下年度科研立项的建议,然后由科技主管部门对所有建议进行整理筛选,接下来将初选意见报专家论证会充分讨论,最终报主管主任批准、并将确定的立项意见公告全委以指导科研人员编写立项申请书。

  在科研项目承担单位的选择方面,要根据科研项目的性质,逐步建立和完善包括“竞争性立项”、“单一承担单位指定”和“招投标”等在内的多种工作方式。凡可能涉及两个或两个以上承担单位的基础研究项目和应用基础研究项目,将尽可能推行竞争性立项模式;凡技术指标明确、考核指标易操作的应用技术开发项目,将逐步推行招投标方式;对那些只有一个潜在承担单位的项目,采用“单一承担单位制定”方式,依靠专家评审和中期检查等措施,促进成果水平的提高。

  要逐步调整不同性质单位的科技工作方式:科研单位是黄河基础研究的主体队伍;生产单位则在应用技术开发和先进技术引进应用方面起主导作用,并积极鼓励生产单位与国内外高水平研究单位联合攻关;管理部门重点要做好行业技术指导,并积极引进管理新理念、大力推行办公自动化。

  为加强项目执行中的监督和管理,黄委将探索建立科研项目监理制度,由同行专家全程跟踪重大科研项目的研究方法选择和实施、技术路线制定、基本数据的可靠性等。

  要严肃项目负责人制度。一般科研项目的项目负责人不得超过两个人;大型科研项目最多不超过3个人,但需经委主管主任特批。项目第一负责人必须是能够对项目实施做出实质性贡献者,包括制定研究大纲、技术路线,组建研究队伍,对成果的主要学术思想和技术创新做出实质性贡献等。项目结题时,要提交项目组所有技术骨干(含项目负责人)对研究成果贡献大小的说明,并经项目组成员签字。

  要严格执行科研项目的研究大纲论证、中期技术检查和最终成果评审等关键程序。

  基础研究要注意研究方法和研究手段的创新;应用技术研究要高度注意高新技术应用的程度和技术集成。

  (2)进一步改革科技成果评价指标体系

  要逐渐淡化并适时废除现行科技成果评价的“国际领先水平”、“国际先进水平”等评价用词。根据治黄需要和科技自身发展规律,针对不同性质的研究课题,制定不同的评价指标体系。

  对黄河水沙运动基本规律和演变机理等治黄基础研究和应用基础研究,要突出体现治黄目标与科学发展目标的有机结合,以成果是否在前人基础上取得了新突破或创新的认识、这个突破对治黄需求的实质性贡献、项目在科技人才培养方面发挥了什么作用等作为主要评价标准。

  对黄河基础资料整编审查、基本情况调研和基础数据库建立等科研基础性工作,将主要取决于项目整理或获取的黄河基本数据(资料、情况)是否准确、可靠、系统,成果是否可以共享,对治黄作用的大小等作为评价重点,注重整合、共享和服务,淡化论文和专利情况。

  应用技术研究成果的评价,应紧密结合治黄需求、以技术推动和需求牵引为导向。其评价指标主要是关键技术突破的程度、技术创新点与国内外同类技术的比较、所突破的关键技术对治黄推进作用的大孝共性技术与核心高技术的创新和集成水平等。

  对科学探索性基础研究成果,将主要依靠学术争鸣方式对其进行评价。

  (3)改革科技评价体系。

  科技评价内容包括立项论证、中期评估、成果评审和经费审计等方面。要建立一套科学、规范、可行的科技评价体系。目前,关键是做好以下三方面:

  首先,为保证科技评价工作的独立性和公正性,黄委科技主管部门将不再操作评价的具体工作。参照国外通行做法,由有资格的独立科技评价机构实施科技评价的主要内容。为此,要建立减轻与之配套的经济责任、社会责任和相关法律责任的制约机制。(初步考虑由黄河研究会承担)

  第二,要改革评审专家选择和管理的方式。

  由于科技管理人员不可能在所有专业领域都是专家,所以“评审专家”对确保评审质量非常重要。要建立一套可向公众开放的科技专家库,以随时查询有关专家的业务专长、学术思想、科技成就、参加过的科技评价发言要点、信誉记录等。专家库应采用开放式录入平台,任何人都可以自动成为专家库成员,并录入有关信息,但必须说清你在哪个专业领域有独到见解?你最有代表性的成果是什么?而不是仅仅把成果名称罗列。个人信息可以实时更新。一旦进入专家库,他所参加的所有科技评价会议的发言要点(经管理部门整理、本人签字)都将被专家库管理部门及时录入,这是反映专家信誉的重要内容。这样,即使没有行政主管部门的惩罚,专家本人都要自觉地掂量掂量自己发言的分量和真实性。

  要采取措施,吸取更多委外专家进入专家库。

  实际上,专家参加别人成果或项目的评审,对自己也是一个开眼界、学习知识的过程,而且非常富有实效。不要认为当评审专家只是对别人的奉献。当评审专家的好处是:开阔了自己的眼界;学习了新知识;评审别人时得到了别人给的评审费。所以,很多人都愿意参加这种评审会议。

  为保证评审的公正性和客观性,成立的科技评价专家组应包括至少5个人、两个以上学术流派。会议上各专家的发言要点要作为附件,如实反映在评审意见中。

  第三,要引进并逐步推行大中型科研项目的经费使用审计制度。

  为顺利实施以上改革,要改革科研经费预算栏目,在立项时就列上这笔预算,并说明准备被评审几次。实际上,评审可能会有两种:一种是科技主管部门要求的评审,可能包括立项评审、中期成果评审、最终成果评审等至少3次,这个钱可以在预算中专门设此栏目;第二种是项目自己请专家进行的咨询,这个钱不应转设预算栏目,由项目自己出。

  2加强科学道德建设,营造良好的创新文化,反对学术腐败。

  要倡导热爱科学、淡泊名利、坚持真理、实事求是、勇于创新、严谨务实的学风。要坚决反对不符合实际情况的炒作和浮夸,甚至造假行为。一经发现,将给予行政处分,并停止本人3~5年的科研和生产项目申请权。

  要进一步改革学术活动的组织方式和内容,努力营造百家争鸣的学术气氛,保证不同学术观点的公开交流、发表和充分讨论。科技主管部门将创造条件,引进黄委外专家介绍科学技术的最新发展、科学研究的最新手段和思路等。

  要采取措施,鼓励和推动不同学科领域、不同学术思想、不同研究群体间的交流和合作。

  要引导科技人员主动倾听和吸取相关专业的知识。

  3关于科技人才培养

  依托重大科研项目,培养黄河学科带头人的专业技术水平和组织能力;

  依靠重大国际合作项目,增加专家的新知识和思路、英语;

  为青年科技人才的才华展现搭建舞台。

  人才培养途径有三个:(1)开展国际国内的合作研究。通过合作研究,一可以调整我们惯常的思考问题方式;二可以提高某一领域的研究水平。(2)有目的地与国外一些水利机构建立互访和技术交流机制。(3)利用一切可能利用的途径(如948和国际贷款项目),大力引进国外先进的技术和设备。

  4关于国际科技交流与合作

  同国外相比,黄河的差距主要反映在高新技术的应用程度和水资源管理的理念,包括水沙和环境信息的采集技术和设备、传输技术和设备、后处理技术和信息共享机制,包括人们对某些水问题考虑和处理的角度或称出发点、管理体制和运行机制等方面。

  今后一个时期国际合作的指导思想是:根据对方国家或组织在水利方面的职能和技术优势,以已经启动或即将启动的重大项目为依托,开展多种形式的国际合作。合作的目的是:通过合作提高我委相关领域的科技水平,同时培养一批既了解国际水利科技发展动向、又具备与国际接轨能力的中青年科技骨干。再通过持久的努力,最终达到提高黄河的国际知名度和影响力的目标。根据当前的国际形势,可以选择灵活多样的形式,包括合作研究、知识交流和培训等。

  当前需要解决的主要问题是:如何使出国科技考察团组的考察更务实、更高效?如何利用外宾来访机会引进国外新思想和新技术?如何使国际合作项目执行得更富有成效?

  来源:人民网(责任编辑:常红)


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