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从“控制洪水”到“洪水管理”
——专访中国水利水电科学研究院副总工程师程晓陶

2011-10-30陈婷婷

科学中国人 2011年4期
关键词:减灾洪水

本刊记者 陈婷婷 姚 宇

从“控制洪水”到“洪水管理”
——专访中国水利水电科学研究院副总工程师程晓陶

本刊记者 陈婷婷 姚 宇

治水是我国一个古老而悠久的话题。据史籍记载,早在远古时代水灾就开始困扰中国人。唐代虞世南所著《北堂书钞》中说,“遂人氏时,天下多水”。

从共工氏“雍防百川”与鲧“障洪水”,到禹“疏九河”;从“欲治国者必先除五害”,“五害之属水为大”的先秦古训,到汉代贾让影响深远的“治河三策”;从始于战国的“宽河固堤”,到兴于明代的“束水攻沙”;从清代屡禁不止的“围湖造田”,到民初权衡利害的“蓄洪垦殖”漫漫治水历程,犹如一道长廊,展现着数千年来,我国人民与洪水不屈博弈的画卷。

新中国成立之初,江河失修,水患频仍,百废待举。老一辈领导人高度重视治水,翻身农民组织起来,大兴水利,为长远发展奠定了基础。改革开放以来,经济社会的快速发展使治水面临一系列新的压力与挑战,迫使我们要转变传统的治水思路,新世纪中,水利系统与时俱进开始了“从控制洪水向洪水管理”、“从单一抗旱向全面抗旱”的战略性转变。

程晓陶,正是为我国推行“洪水管理”新理念做出重要贡献的一位专家!

无心插柳柳成荫

程晓陶,工学博士,教授级高级工程师,博士生导师。现任中国水利水电科学研究院副总工程师,水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心常务副主任,《水利学报》常务副主编。1985年研究生毕业后留在中国水利水电科学研究院,一直工作在水利科研的第一线。多年来,他结合工作需要,不断拓展研究领域,为防洪减灾领域的理念更新与科技进步进行了不懈的努力。

程晓陶成长在那个“上山下乡炼红心”的年代,尽管从小喜欢读书,但是1973年高中毕业后升学无门,只能卷入到接受贫下中农再教育的浪潮之中。经过两年半插队生活的磨难,他对水利是农业的命脉有了切身的体会。

1975年10月,程晓陶通过招工来到了三三0工程局,也就是后来的葛洲坝工程局,在三年普通工人的岗位上,他先后评上了厂、局两级劳动模范。也正是在这样的环境中,他树立了献身祖国水电事业的信念,1977、1978年两次参加高考,都选择了武汉水利电力学院的水电站动力设备专业,并终于如愿以偿。

水电站动力设备专业,涉及到水、机、电三方面的知识,有较宽的适应性。大学三年级时,因了解到水轮机“空蚀”是一个尚未解决的难题,他萌生了毕业后继续念研究生的念头,并为此开始了积极的准备。在教授水力学的许承宣老师的建议下,他报考了国内空蚀研究的权威专家、水利水电科学研究院机电所的许协庆先生。

也许是命运的安排,当年报考许协庆先生并上了分数线的学生特别多,需要动员一部分学生转到其他导师的名下。这时,许承宣老师再次给了程晓陶中肯的建议——改报林秉南先生。于是,程晓陶有幸成为我国水力学与河流动力学知名专家、中国科学院院士林秉南先生的门生。

“回头来看,接受这两个建议,改变了我一生的命运。”程晓陶回忆说。

两年半的研究生学习,在导师林秉南、赵世俊等前辈及王连祥、刘树坤、何少苓、陆吉康等师兄、师姐的指点下,程晓陶掌握了水工模型实验与数值模拟等多种研究手段,并在老一辈学者的言传身教下,懂得了养成严谨学风的重要。

研究生毕业之后留院工作,程晓陶早期从事的是海洋波浪能利用、滑坡涌浪等方面的研究。1989年,随着国际减灾10年活动的推进,程晓陶参加了水利部减灾研究中心的筹建工作,从此转入了防灾减灾的研究领域。

1990年程晓陶成功申请到了日本文部省奖学金,并以排名第一的评分入选京都大学工学部国际班。国际班课程的总题目是“土木工程在日本的研究进展”,全部讲义都是用英文准备,每次授课涉及土木工程的一个领域,而每位教授几乎都是从1868年明治维新以来谈起。这一年半的留学经历,程晓陶不仅大大地拓宽了眼界,还领悟到了科技进步与社会经济发展之间的紧密联系。

1999年,程晓陶又申请到了日本学术振兴会的奖学金,成为京都大学防灾研究所的论文博士生。在其后的4年中,他每年有两、三个月的时间在日本学习、交流,撰写博士论文。借此机会,程晓陶系统梳理了对洪水、洪水灾害、洪水风险以及洪水管理的认识;通过中、日、美三国纵横向的比较,更加理解了治水方略必须因地制宜、审时度势、把握适度的含义;同时,对社会经济快速发展阶段城市型水灾害及其防治对策也有了更为全面和深入的了解。

在防洪减灾研究中,程晓陶始终把水灾调查作为自己最基本的研究手段。1994年北江大水与湘江大水现场调研的经历和感受,他至今记忆犹新;1998年抗洪最紧张的时候,他在嫩江边上老乡家里住了一星期,体验了抗洪抢险的艰难,随后又赴江西进行灾后重建的调查;2005年的沙兰水灾、2007年的济南水灾、2008年汶川地震后的次生灾害等,他都赶赴灾区进行过实地调研;而对国外2000年日本名古屋大洪水、2002年欧洲大洪水、2010年巴基斯坦大洪水的实地考察,则增强了他的国际眼光和“移他山之石以攻玉”的能力。近年来,他先后被世界银行与联合国亚太经社会(UNESCAP)聘请为顾问,参与了对印度、泰国、菲律宾与越南等防洪项目的考察与咨询。程晓陶说,这些年来他发表的许多观点都是源于自己的调查而非来自书本。

人的一生,总要有所追求,有所贡献。程晓陶说,也许最终从事的工作,不同于最初的预想,但只要认清了工作的意义与价值,坚持不懈地去努力,总会有所奉献、有所收获。

石漫滩水库调研

人与洪水应“共存”

千百年来,饱受洪水危害的人们,一直视其为洪魔猛兽。当代科技的进步,大大增强了人们改造自然的能力与信心,大灾之后有大治,人们一度期待通过工程措施能够达到一举根治洪水的目的。然而,一旦几年不发洪水,人们又可能松懈了治水的热情与投入,当下一次洪水来临时,重蹈家毁人亡的悲剧。

上世纪改革开放之初,中央与地方财政分灶,中央对水利的投资锐减,而地方又更愿意将资金投入到效益好的短平快项目中,以致90年代中,我国再次出现了水患频仍的局面,水灾损失占GDP的比值高达1%—4%。这一期间,程晓陶积极撰文探讨“流域综合开发治理中加强防灾体系建设的若干问题”,提出要重视“城市化与现代社会中的水害演变”。1998年大洪水之后,痛定思痛,我国政府成倍增大了治水的投入。程晓陶及时发表了“98洪灾启示录”、“国土安全与粮食安全”等文章,指出“在洪水高风险中谋生存、求发展,是我国的基本国情”,“防洪体系建设,必须与经济建设同步,有计划按比例的发展”,强调要从“回避风险”、“降低风险”、“分担风险”、“提高承受风险的能力”、“提高风险的预见能力”、“提高风险的应急能力”和“避免人为加重风险”等7个方面不断加强防灾能力建设,以满足随经济社会发展而日益提高的安全保障需求。

在治水思路调整的讨论中,程晓陶认为,要靠短期高投入全面建成高标准的防洪工程体系,使洪水不再泛滥成灾,或将受淹范围的居民全部迁出,淹了也没有损失,都是脱离我国基本国情的。在人多地少,经济底子薄的国情下,人与洪水的和谐共处,不是谋求人不犯水、水不犯人,而是要体现在人与洪水共用一片土地上。这片土地小水归人,大水归水;大水归水时如何发挥好洪水的资源效益与环境效益,最大限度地减轻灾害损失,是新时期治水必须深入探讨的问题。

为此,新世纪之初,程晓陶连续发表了一论、二论、三论“有中国特色的洪水风险管理”的三篇文章,主张要全面理解洪水的风险特性,深入认识洪水风险管理的本质,遵循可持续发展的治水理念与原则,探讨泛滥允许型的治水模式,形成风险分担与利益共享的运作模式,建立双向调控、把握适度的推进机制,促使新时期大规模治水活动中,人与自然的关系从恶性互动向良性互动转变。

2000年,随着科技体制的改革,中国水利水电研究院决定设立防洪减灾研究所,程晓陶通过竞聘成为第一任所长。在研究室设置方案中,程晓陶提出要设立一个“洪水管理与减灾政策研究室”,这一举措,对于从2003年起水利系统开始全面实施“从控制洪水向洪水管理”与“从单一抗旱向全面抗旱”的战略性转变,起到了积极的推动作用。

2004年至2005年,作为中方专家组组长,程晓陶承担并组织实施了亚行赠款的国际合作项目《中国洪水管理战略研究》,在6省调研,中外比较,以及问题分析、需求分析、约束条件分析的基础上,该项目全面阐述了洪水管理的基本理念、定义与内涵,提出了中国洪水管理的战略框架与行动计划。程晓陶说,值得欣慰的是行动计划中列举的许多事项,正在成为政府有计划推动的现实。

科技进步保民安

《吕氏春秋·察今》中写到:“世易时移,变法宜矣”,说的是:做事要据情况而论,该变法时就必须变法。

治水亦如此!

世纪之交,程晓陶撰文指出:“21世纪,防洪抗旱减灾领域的科技发展必然体现出两大趋向:一是自然科学中相关学科的深入与综合;二是自然科学与社会科学(法学、经济学、社会学、管理学、心理学等)在交叉领域的开拓与交融。不同国家不同区域,自然地理条件不同,社会经济处于不同的发展阶段,洪水与干旱灾害的风险特性必然会有显著的差异。因此,在治水方略的制定与技术方案的选择上,必须因地制宜,既要遵循自然规律,也要顺应经济社会的发展规律。我国正处于社会转型与经济快速发展阶段,防洪抗旱形势的显著变化决定了我们不能一味沿用传统的治水手段,而国情的差异又使得我们不能简单地照搬发达国家的治水理念与模式。”

因此,新时期中“防灾减灾必将更加依赖于科技进步”,这是多年来程晓陶反复强调的一个鲜明观点。为了以更好的科技成果服务于防灾减灾,20年来,程晓陶不断拓展着自己的研究领域。

“八五”攻关期间,程晓陶承担了“黄河下游二维水沙运动仿真模型”的研发任务。针对黄河来水来沙变幅大,滩槽水沙交换受生产堤影响显著的特点,程晓陶基于二维非恒定流与不平衡输沙的理论,采用无结构不规则网格,开发了具有动态图像显示与人机对话等功能的仿真模型,能够合理反映黄河下游大洪水期间淤滩刷槽、漫滩行洪的特点与生产堤等内部边界在洪水演进过程中抢险加高、溃口、堵口等现象,经专家鉴定,达到了国际领先水平。其后他又将该项技术运用于城市洪涝灾害仿真系统的研发,针对城市建筑密集、排水系统复杂等特点做了一系列改进,该项成果被评为自然科学基金的优秀成果,至今已在北京、天津、上海、广州、福州、沈阳、哈尔滨、济南等众多城市得到推广应用。

1998年大水之后,程晓陶将视野转向了防洪减灾的宏观战略研究。积极探讨适合我国国情的治水方略与洪水风险管理模式。2003年,程晓陶作为水利部派出的4名专家之一,参加了“国家中长期科技发展战略规划公共安全专题”研究;在水利部“水利科技发展战略研究”中承担了防洪抗旱减灾领域的需求调查分析、发展前沿综述与科技发展战略的研究任务,以及战略研究报告绪论的编写;2005年与中外专家共同完成的“中国洪水管理战略研究”,其后获得了亚洲开发银行最高等级的杰出贡献奖。

中国有句老话:“居安思危,防患于未然”。2006年以来,作为中方专家组组长,程晓陶组织实施了中英科技合作项目——“流域未来洪水风险情景分析技术研究”。该项目引进了国际上新兴的“未来预见”理念与技术手段,通过中外跨学科专家的共同努力,将气候变化、水文、水力学、经济社会发展预测、水灾损失评估、工程可靠性评价等一系列模型有机地结合起来,通过系统地识别影响未来太湖流域洪水风险演变的各种因子及其不确定性,建立起其间的动因响应关系,形成了预见未来流域洪水演变的情景分析手段,对2030年、2050年太湖流域不同经济发展模式与气候变化模式下洪水风险的增长给出了量化分析的结果。为流域防洪体系建设的长远规划、治水方略与发展模式的调整,有效抑制洪水风险的增长,切实支撑与保障可持续的发展提供了决策依据。

2010年我国再次遭受了严重的水旱灾害。程晓陶认为,今年的水灾击中了我国防洪体系的两个软肋——中小河流整治与城市内涝的防治,反映出新的经济社会发展形势下,我国防灾减灾面临的新的压力与挑战,不是简单靠国家增加投资就能解决的问题,为此连续撰写了“中小河流整治严重滞后的症结与出路”、“城市型水灾害及其综合治水方略”等文章,阐述在完善管理体制与运作机制,全面加强能力建设上下更大功夫等主张。

2009年10月起,程晓陶被任命为《水利学报》常务副主编。他对胜任这一工作有信心,因为早年水电站动力设备及水力学与河流海岸动力学两门专业的学习,导师当年严格要求所养成的严谨作风,以及长期从事科研一线工作及担任《中国防汛抗旱》杂志主编多年积累的经验,为此奠定了一定的基础;同时,他认为这项“为他人做嫁衣裳”的工作,是进一步拓展视野的学习机会,其意义不仅在于办好一份一流的杂志,还在于面对现实中普遍存在的“浮躁”风气,引领出“求实”与“严谨”的良好学风。

“当然,防灾减灾研究的方向,我是不会丢的”,程晓陶笑着说,“这是我的天命”。50岁那年程晓陶访日期间,与几位同龄的日本教授聊起了“天命”,即席以“五十知天命”为题赋诗一首:位卑忧国思大千,未遁空门也成仙。怡山乐水行天道,济困扶危保平安。“天命不可违,这条路我会一直走下去的”,程晓陶补充说。

在越南考察城市防洪体系

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