关于全球水坝工程演化的几点认识

张志会

工程作为一种实践活动，是在需求拉动与科技推动下进行选择和建构的。技术创新开拓了工程在技术发展方向上的“可能性空间”，而工程活动究竟具体地向何种方向演化，还受制于社会环境与公众的环保意识等多种因素。水坝工程自古到今都在不断发展演化，主要呈现出以下几个特点：

三峡工程电力输向全国。 摄影/郑斌

一、经济社会发展需要是水坝工程演化的强大拉力

古往今来，水坝工程演化就是在社会需要的牵引与拉动下向前发展着。18世纪后期，工业革命的机器大生产和资本主义社会的快速发展增加了对生产用水的需求，城市人口的增加又刺激了城市供水业的发展，大规模荒地的开垦对灌溉用水提出了很大的需求。这些因素带动了同时期西方国家水坝工程的发展，促使出现了第一次建坝高潮。

在第二次工业革命和电力需求拉动下，水轮机诞生，水电与煤炭等能源开始大规模应用，直接促进了重工业的大踏步前进，也使得这些工厂对方便廉价且持续有效的动力供应有着巨大需求。20世纪30年代，美国发生了严重的经济危机，罗斯福为使美国摆脱困境，决定实施“新政”，美国政府出台了一系列促进水电开发以带动炼铝等重工业发展的计划，美国掀起了第二次水利基础设施建设热潮。英国、意大利、挪威等多个国家的水利建设也有了新发展。

二战后到20世纪70年代中期是主要资本主义国家经济迅速发展的时期。伴随着世界人口的急剧增长、水资源供应短缺的矛盾日益紧张。这一时期，西方国家不断建设大型水坝工程，水库的数量、库容量都大幅增长，主要河流流域的综合开发利用量达到很高的程度。水力发电作为清洁可再生能源，产生了巨大的社会和经济效益。随着人们对生活质量的追求，水库游览休闲的功能日益显现。

20世纪后半叶，在西方某些发达国家国内的水坝建设基本饱和的情况下，有一些发展中国家尤其是中国、巴西、印度等发展中的大国，却在快速增长的社会需求的拉动下，开始了史无前例的水坝工程建设。

正通过三峡大坝下泄的长江洪峰。 摄影/郑斌

二、科学技术进步是水坝工程演化的直接推动力

除了自然环境和社会因素，在水坝工程演化过程中科技进步起着巨大的推动作用。从宏观的历史视野来看，三次产业革命与人类历史上出现的三次建坝高潮呈现出大致的一一对应关系，这绝不是偶然的巧合，而是深刻地反映了科学技术发展与水坝演化进程的内在联系。在现代坝工理论的武装下，水坝工程师得以不断设计出更多构思精巧、结构复杂、抵御自然灾害能力更强的大型水坝工程。技术创新推动了生产工具和建筑材料的不断革新，水坝工程的类型也不断发展，从远古时期低矮的土坝，到后来出现了拱坝、重力坝等新坝型，大坝设计、建造的理论和方法不断创新和完善，坝高和性能都不断提高，规模日益宏大。胡佛大坝、三峡大坝等每一座现代水坝都是现代科技的具体体现。

三、工程认知是水坝工程发展的重要因素

在不同时期，由于多方面的原因，人们对自然、文明、社会和工程会有不同的认识和理解，这些都必然深刻影响到工程目标的设定与工程实践的导向。农业文明时期，生产力发展水平较低，广泛流行依赖自然和“服从天命”的自然观和工程观，出现过一些比较原始的水利工程。后来随着青铜器和铁器工具陆续出现，水坝工程有所发展。在工业社会里，科技进步和资本主义生产方式催生了“征服自然”的工程观。人们借助高效率的水轮机和钢筋混凝土等新型建筑材料矗立起大型水坝，但因当初对生态影响估计不足，工程的生态负效应逐步显现且备受诟病。

当前正处于从工业文明向生态文明的过渡时期，“水电事业在走出技术、资金、市场等因素的困扰后，又面临新的问题，即如何看待水电开发对生态带来的影响”。为了适应生态文明发展的需要，出于可持续发展的规范性要求，工程界首先要树立起水资源的开发利用与环境保护相协调的工程生态观；在开发利用河流时，要从保护整个生态系统的角度出发，因地制宜地进行开发建设，最大限度地趋利避害，在工程中维持人与自然的可持续发展。

四、工程安全是水坝工程可持续发展的关键

水坝工程始终处于一个动态运行过程中，只有在水坝工程的规划、决策、设计、建设、运行、退役的全过程中高度重视工程安全，才能在满足我国不断增长的水资源需求的同时，切实保障民众的生命财产安全。水坝工程的规划要主动根据社会经济发展需求来研究制定。工程决策既要重视技术可行、经济合理，又要重视社会可接受、环境友好,实现科学决策和科学发展。工程完工后的投产运行阶段尤其要重视安全性。目前，国内各地还存在着大量的病险水库，严重威胁着当地人民群众的生命财产安全和社会经济的稳定持续发展，因此，迫切需要做好除险加固工作，提高现有水库的防洪抗旱标准，来应对日益频发的极端气候事件。此外，我国坝工领域的科技管理工作存在着多头管水等复杂问题，应该通过上下联动，完善水资源在区域间的优化配置工作。