基于WSR的水利工程全过程协同管理研究

2019-07-05卢明湘谢晓莉

经济数学 2019年2期

卢明湘谢晓莉

摘要在水利工程管理当中，从前期决策、勘察设计、建造到运营维护的全过程，引入全过程协同管理，可以产生和助力发挥协同效应.以都江堰工程为例，运用物理-事理-人理方法论（Wuli-Shili-Renli System Approach，以下简称WSR方法论），从物理、事理、人理角度，对协同管理进行系统分析，通过构建基于WSR系统的协同管理三维分析模型、协同管理分析矩阵和协同管理分析框架，为水利工程的协同管理提供启示和借鉴，助力于发挥水利工程协同管理全过程的协同效应.

关键词水利管理;协同管理;协同效应;WSR方法论;都江堰工程

中图分类号 F224， F752.5 文献标识码 A

Collaborative Management on Full Process

of Hydraulic Engineering Based on WSR System Approach

LU Mingxiang1，2， XIE Xiaoli2

（1.School of Management， Xihua University， Chengdu， Sichuan 610039， China;

2. School of Civil Architecture and Environment， Xihua University， Chengdu， Sichuan 610039， China）

Abstract In Hydraulic Engineering management， the full process of collaborative management is introduced， from the early decisionmaking， survey and design， construction to operation and maintenance of the full process， collaborative management is implemented， and produces and plays a synergistic effect. Taking Dujiangyan project as example，this paper use the WSR System Approach to analyze the collaborative management from the perspective of Wuli，Shili and Renli. By constructing the 3D analysis model，analysis matrix and analysis framework of collaborative management based on WSR System Approach，it provides enlightenment and reference for collaborative management of Hydraulic Engineering to realize the synergistic effect of the full process of Hydraulic Engineering.

Key words hydraulic management; collaborative management; synergistic effect; WSR system approach; dujiangyan project

1 引言

在水利工程管理中融入協同管理思想，能优化工程的运作流程，提升工程管理质量与效率.近年来国内外专家学者围绕如何将协同管理应用于工程建设管理领域开展了很多研究.杜栋等（2008）[1]运用CMS研究协同管理，指出CMS是综合财产、客户、工作流程、项目、资料等方面的协同管理软件.王君华（2009）[2]运用系统理论方法，认为企业是一个巨系统，母公司与子公司的关系相当于系统与子系统的关系.吕栓锋等（2013）[3]运用WSR方法论，分析大型工程施工过程中各要素、各部门、各子系统间的协同问题，旨在在绩效管理中提高其协同性.孙靖（2015）[4]研究了天津市水利工程建设项目群协同管理问题，优化现有项目群的管理方法.李长亚（2017）[5]将博弈论运用到工程项目管理中，结合协同管理思想，建立多方博弈的数学模型，分析影响不同阶段主体收益的因素，提出全过程工程项目管理系统的协同机制.耿小平等（2017）[6]运用BIM方法，研究工程施工过程中的协同性，探究BIM在施工协同信息平台中的运用，提升施工管理控制程度和精细化水准.这些研究为工程建设协同管理积累了宝贵的经验，但大多是针对某个阶段的建设工程协同管理研究，从前期决策、勘察设计、建造到运营维护对建设工程进行全过程协同管理的研究尚不多见.

都江堰工程是至今仍在运作的无坝引水大型水利生态工程，其先进的协同管理思想值得学习和借鉴.李可可和黎沛虹（2008）[7]从都江堰工程的结构布局、产生的社会历史效应、治水文化的形成与发展总结了其对后世的影响与启示.吴自力（2010）[8]从企业文化的角度初步探讨了都江堰工程中蕴含的人力资源管理哲理，得出了疏导是根本、人人可成才、团队精神永恒等重要结论.王培君（2012）[9]介绍了古代著名的水利工程，并总结出在新建水利工程时要突出指导思想和精神内涵，讲究工程美学，在大环境尺度和视野内做好统筹规划.以都江堰工程为例，运用WSR方法论，从物理—事理—人理角度分层次、有逻辑的对工程建设全过程的协同管理进行系统分析，不遗漏可能造成严重后果的关键元素，并使元素、各子系统间协调配合、全过程协同管理，以实现工程建设的协同效应.

2 都江堰工程及协同管理

2.1 都江堰工程

有“泽国”“赤盆”之称的古蜀地非涝即旱，四川百姓生活苦不堪言.李冰父子运用“引水灌溉，分洪减灾”的理念，携百姓在岷江上筑鱼嘴分流，修飞沙堰泄洪排沙，凿宝瓶口引水灌溉，从此成都平原“水旱从人”.都江堰工程的鱼嘴和金刚堤将岷江来水分为内、外二江.内江水经过宝瓶口引水进入到都江堰灌区确保成都平原的用水.当内江水量超越宝瓶口的危险水位时，洪水经飞沙堰汇入外江实现泄洪功能.外江河床建造的比内江高，保证枯水季六成水汇入内江，四成水排向外江.而丰水季，弯道不再限制水流，主流直奔外江，又因外江建造的较宽，约有六成水排往外江，四成水汇入内江，从而实现都江堰“分四六，平潦旱”的功能[10].由于内江入口河床凹陷，而外江入口河床凸起，按照弯道环流原理，含有少量沙石的表层水流向内江，含有大量沙石的底层水流向外江排走大量沙石，而内江少量的沙石经过飞沙堰进行处理.内江水在汇入宝瓶口的急弯处时被狭窄的宝瓶口制约，在弯道环流、离堆的顶托作用下，产生强力的回旋流，将内江约70%的沙石甩出飞沙堰，投入外江，实现排沙重任.

2.2 协同管理

如果一个系统环境由多个子系统构成，协同管理是协调所有子系统的功能、组织、空间等结构，使整个系统具有竞争及协作能力，其效应远超单纯的将各子系统简单累加所形成的效果[6].协同管理的核心目标是打破人、财、物、信息以及流程等各种资源间的壁垒，力求各种资源间协调运作，同时对各种资源的价值进行最大限度的运用、开发及提升，最终实现工程的协同效应.水利工程建设周期长，参与部门多，工程建设及运行管理复杂.在水利工程管理中融入协同管理理念，对优化工程运作流程，提高工程管理效率，实现互利共赢具有重要作用.

2.3 都江堰工程的协同管理

复杂性和多变性是水利工程管理的显著特点，没有长久不变的水利工程管理模式，但有万古长青的管理思想[11].要重视工程本身，更应重视真正让都江堰工程历经千年的科学管理思想，其协同管理就有许多值得现代水利工程学习和借鉴的地方[12].都江堰工程的设计与建设顺应自然规律，使其经得起上千年的考验.首先，渠首工程设计前，李冰携有治水经验的百姓，详细勘察岷江水情及周围地形地貌的特点，分析造成当地东旱西涝的本质原因，为工程科学设计打下夯实的基础.其次，设计渠首工程时，巧妙运用地貌优势、岷江水势，乘势利导、因时制宜，设计了布局合理、协调运行的三大工程，既解决了水患，又处理了淤积泥沙的隐患，实现了治水与治沙的有机结合.第三，工程建造时，就地取材与加快进度、削减成本协同衔接，既节约了时间，也大幅度地削减了人力物力.最后，后期运营管理中，独特的岁修措施大大延伸了都江堰工程的使用寿命，“深淘滩，低作堰”的思想一直指导着岁修工作，使工程延用至今.都江堰工程各元素的完美衔接，全过程协调运作，实现了全过程的协同管理.

下面以都江堰工程为例，运用WSR方法论对水利工程的协同管理进行分析.

3 都江堰工程WSR系统协同管理分析

3.1 三维分析模型构建

基于WSR系统从物理事理人理角度构建都江堰工程协同管理三维分析模型图1所示.

项目群的管理方法.李长亚（2017）[5]将博弈论运用到工程项目管理中，结合协同管理思想，建立多方博弈的数学模型，分析影响不同阶段主体收益的因素，提出全过程工程项目管理系统的协同机制.耿小平等（2017）[6]运用BIM方法，研究工程施工过程中的协同性，探究BIM在施工协同信息平台中的运用，提升施工管理控制程度和精细化水准.这些研究为工程建设协同管理积累了宝贵的经验，但大多是针对某个阶段的建设工程协同管理研究，从前期决策、勘察设计、建造到运营维护对建设工程进行全过程协同管理的研究尚不多见.

在都江堰工程WSR协同管理的三维分析中，物理对应自然环境、人财物等资源、数据收集、质量、进度、成本指标等，它们解决了都江堰工程协同管理的“物”是什么.事理对应传统措施、在自然科学、系统科学、管理科学等的基础之上的创新措施和其他领域科学措施，即通过“硬”技术解决“怎么去做”的問题.人理对应利益相关者的协调、建成后最大化发挥效益、人员管理、经验文化等，即通过“软”技术解决“最好怎么做”的问题[3].

3.2 协同管理分析矩阵

根据WSR方法论，从WSR三个维度剖析都江堰工程全过程协同管理中的元素和子系统.

（1）划分工程子系统.设A为全过程管理系统集，A=（a1，a2，…，ai，…，an），ai表示全过程管理中第i个子系统，i从1到n.都江堰工程的全过程管理可以划分成：决策管理（a1）、勘察设计管理（a2）、建造管理（a3）和运营维护管理（a4）4个子系统，则A=（a1，a2，a3，a4）.

（2）确定维度分析矩阵.设维度分析矩阵为B， B中的元素bmn（m=1，2，3;n=1，2，…，q）是从WSR三个维度出发，对全过程管理系统集A的子系统ai协同管理产生影响的元素.其中m=1，2，3代表WSR三个维度.

结合都江堰工程的具体环境和实际情况，从WSR三个维度分析都江堰工程的全过程管理，确定维度分析矩阵.其中，物理维度W的元素包括：选址优越、建设融资、详细勘察、就地取材等.事理维度S的元素包括：乘势利导、科学设计、水沙治理、冰火相激、岁修措施等.人理维度R的元素包括：道法自然、人尽其才、承担责任、岁修制度等.

（3）构建系统分析矩阵.全过程管理系统集A和维度分析矩阵B确定后，构建系统分析矩阵C.

aiB是经WSR系统分析后，系统分析矩阵C的第i个子系统.aibmn是第i个子系统中，从WSR中的某一维度出发分析的第n个元素.

3.3 协同管理分析框架

运用WSR方法论，从WSR三个维度分析都江堰工程全过程管理中各子系统的元素，明确都江堰工程C的子系统aiB和第i个子系统中的元素aibmn.要实现全过程协同管理，需要将W、S、R内部、WSR之间、各子系统之间的相互协作，提高元素间的协同性，促进全过程的协同管理.

都江堰工程WSR协同管理分析框架如图2所示.

都江堰工程WSR协同管理分析框架中，选址优越属于三维模型的物理中的自然环境范畴，建设融资、就地取材属于物理中的人、财、物等资源范畴，详细勘察属于物理中的数据收集范畴.乘势利导属于事理中的传统措施范畴，科学设计、水沙治理、冰火相激、岁修措施属于事理中的创新措施范畴.道法自然、岁修制度属于人理中的经验文化范畴，人尽其才属于人理中的人员管理范畴，承担责任属于人理中的最大化发挥效益范畴.通过WSR系统分析都江堰工程的协同管理，为现代水利工程协同管理提供启示和借鉴，促进发挥水利工程全过程的协同效应.

4 都江堰工程WSR系统分析

对水利工程的协同管理启示

都江堰工程在单个元素的知物理、明事理和通人理的基础上，注重物理、事理和人理本身的协同，物理、事理和人理之间的协同，以及全过程的物理、事理和人理的协同，为水利工程的协同管理提供启示和借鉴，以发挥水利工程全过程的协同效应.

4.1 水利工程的物理（W）协同管理

（1）决策管理（a1）的选址优越（b11）.李冰对都江堰工程进行充分论证，认真比选，决定将工程建在川西北高原河道刚进入川西冲积平原的入口处.岷江出口弯道中央海拔约750米，而成都平原的海拔在400-500米之间，落差大约为250-350米，岷江水可凭借落差自然流向川西平原各处.都江堰工程选址优越，属于物理中自然环境的范畴.

（2）决策管理（a1）的建设融资（b12）.都江堰工程的融资渠道有政府财政、专项赋税、个人捐款.专项赋税主要是灌区受益民众以计亩摊收等方式征集，个人捐款多是来源于大户或乡绅.都江堰工程融资渠道多样，有助于减少政府的财政压力，属于物理中人、财、物等资源的范畴.

（3）勘察设计管理（a2）的详细勘察（b13）.工程的详细勘察是科学设计的关键，更是合理施工的保证[8].为了科学设计都江堰工程，李冰在勘察机械和技术匮乏的情况下，深入勘察岷江水势及周围地形走势，探索当地西涝东旱的本质原因，对现代水利工程设计施工前的全方位、详细勘察提供借鉴.工程勘察属于物理中数据收集的范畴，收集到全面、真实的数据，实现了“知物理”，才能实现此元素与前后工作的衔接协同.

（4）建造管理（a3）的就地取材（b14）.都江堰工程所用材料均是本地盛产，如竹笼、羊圈、杩槎、桩工、干砌卵石堤岸等，宝瓶口的建筑材料更是玉垒山本身.就地取材与加快进度、削减成本协同衔接，属于物理中的人、财、物的范畴.

以上为都江堰工程达到物理协同的关键元素.实现水利工程物理协同目标，要判断关键元素是否属于物理？如果是，又属于物理的哪个范畴？让属于物理的关键元素达到“知物理”，并使其相互協作、协同衔接，以减少负面影响.

4.2 水利工程的事理（S）协同管理

（1）勘察设计管理（a2）的乘势利导（b21）.都江堰渠首工程的选址、结构、尺寸等的设计，结合四周地理情况、岷江水势、上游来沙等，构成一个和谐的整体.“乘势利导，因时制宜”强调要充分掌握并正确利用河流流势、地形走势及其它自然条件，巧用有利条件消除不利影响，在不同的时间、地点和条件下，采用合适的措施把工程做好[12].李冰借鉴了大禹治水的经验，运用了乘势利导的传统思想，属于事理中传统措施的范畴.

（2）勘察设计管理（a2）的科学设计（b22）.鱼嘴前身是一个河心滩，李冰把它改造成正对水流的分水堤，就达到了防洪灌溉的双重功效，比起现代的大坝拦水和闸门调控，其优越性不言而喻[13].再如金刚堤纵卧于岷江中实现四六分水，其走向顺水流方向，只有堤头鱼嘴与水流正面抗衡，故只需定期检修鱼嘴及其他迎水部分.三大工程协调配合，共同实现分水、排沙、泄洪、控制引水，设计先进，属于事理中创新措施的范畴.

（3）勘察设计管理（a2）的水沙治理（b23）.郑国渠、漳水渠等也是我国古代颇为著名的水利工程，国外也有埃及和古巴比伦灌溉系统，但都因时间的推移废弃了，只有都江堰工程穿越千年历史，沿用至今.有效处理泥沙是都江堰工程长盛不衰的重要原因，也是都江堰工程科学性的重要体现[14].时至今日，泥沙淤积仍是世界水利工程困扰的难题，而早在2270多年前，李冰就已采用“治水与治沙有机结合”这一创新设计，实现了“明事理”.都江堰工程水沙治理属于事理中的创新措施.

（4）建造管理（a3）的冰火相激（b24）.宝瓶口处原本全是砾石，在连钢钎都没有的战国末年，开凿难度可想而知.李冰率能工巧匠火烧岩石，水浇巨石，在冷热温差的作用下，岩石表面碎裂，再一层一块的往下挖，才形成了现在我们看到的宝瓶口.用冰火相激的创新措施凿开坚硬的岩石，实现了“明事理”，属于事理中创新措施的范畴.

（5）运营维护管理（a4）的岁修措施（b25）.每年冬季枯水期是都江堰工程的歲修时节，都江堰堰务会组织民众用杩槎截断鱼嘴和玉垒山之间的内江河道，清理内江凤栖窝的泥沙，这属于事理中创新措施的范畴.岁修措施是水利工程可持续发展的重要体现，水利工程的生命周期是一个不断更新完善维护的过程，不能建设完工即工程结束.

以上为都江堰工程达到事理协同的关键元素.实现水利工程事理协同目标，要先判断单个元素是否属于事理？如果是，又属于事理的哪个范畴？让属于事理的关键元素达到“明事理”，并使其相互协作、协同衔接，以减少负面影响.

4.3 水利工程的人理（R）协同管理

（1）勘察设计管理（a2）的道法自然（b31 ）.道家遵循的“道法自然、天人合一”的思想十分契合现代水利工程“人与自然和谐相处”的治水理念.一方面，人类要充分利用自然规律，使其服务于人类的社会发展与经济繁荣.另一方面，人类活动要顺从自然，不能破坏与超越自然[7].都江堰工程遵循“道法自然”的中华传统文化精神进行设计，属于人理中经验文化的范畴.都江堰灌区面积从原来的几十万亩到新中国成立时的282万亩，再到现在的1000多万亩的规模[15]，增长近10多倍，却依然能够正常运行，这都体现了都江堰工程全过程“道法自然”，并随着历史长流而不断发展.

（2）建造管理（a3）的人尽其才（b32）.水利工程在建造阶段不仅要工程材料上就地取材，还要人员上人人成才.都江堰工程的山体和卵石，各有各的作用，正如智有高低、才有大小，但不论卓越或是平庸，都取决于管理者可否正确用人.管理者应用唯物史观的思维，辩证地看待人才，不应以偏概全，而要用人所长、人尽其才[16-17].人尽其才充分合理的利用了人力资源，属于人理中人员管理的范畴.

（3）建造管理（a3）的承担责任（b33）.三峡工程是300年的设计使用年限，但比起都江堰工程几千年的运行时间，三峡工程几百年也显得望尘莫及.都江堰工程告诉后世：水利工程不是一时之建筑，而是千秋万代之事业[9].水利工程建造时要保证工程使用安全和可持续发展的能力，承担社会及历史责任，使其成为“功在当代，利在千秋”的生态工程[12].都江堰工程承担社会及历史责任，体现可持续发展，实现资源利用最大化，这属于人理中的最大化发挥效益.

（4）运营维护管理（a4）的岁修制度（b34）.国内外专家一致认为，古堰常保青春的根本原因在于它独特的岁修制度.多年来，都江堰工程有过多次重大检修，都以遵循岁修制度为前提，从未改变其基本性质、功能和外貌.“深淘滩，低作堰”就是岁修的精辟总结，是从无数经验教训中总结出来的，其重要性不亚于建筑工程本身[18]，岁修制度属于人理中经验文化的范畴.现代水利工程需沿用“岁必一修”的管理原则，延长工程寿命，实现社会、生态、经济效益最大化.

以上为都江堰工程达到人理协同的关键元素.实现水利工程人理协同目标，要判断单个元素是否属于人理？如果是，又属于人理的哪个范畴？让属于人理的关键元素达到“通人理”，并使其相互协作、协同衔接，以减少负面影响.

4.4 水利工程的WSR协同管理

都江堰工程WSR间的协同管理分析.如物理中的选址优越是后序一系列科学合理工作的基础，物理中的多渠道建设融资是后序一系列工作开展的保证，有了物理中详细的勘察，才有事理中的科学设计.再如，事理中长期以来坚持的岁修措施，总结出人理中的岁修制度，而岁修制度反过来又指导着后世的岁修措施，元素相互协作，相互协调，促进了都江堰工程WSR间的协同管理.

要实现水利工程WSR协同管理的目标并不是每个元素协同的简单累加，需要属于物理的元素达到“知物理”，属于事理的元素达到“明事理”，属于人理的元素达到“通人理”，各元素相互协作，实现W、S、R的内部协同.WSR间的元素互动协作，增加信息交流，减少负面影响，实现WSR的协同衔接.

4.5 水利工程的全过程协同管理

都江堰工程决策管理的关键元素包括选址优越、建设融资，它们都属于物理，物理间的协同实现决策管理子系统的协同.勘察设计管理的关键元素包括详细勘察、乘势利导、科学设计、水沙治理、道法自然，详细勘察属于物理，乘势利导、科学设计、水沙治理属于事理，道法自然属于人理，物理事理人理间的协同实现了勘察设计管理子系统的协同.建造管理阶段关键的关键元素包括就地取材、冰火相激、人尽其才、承担责任，就地取材属于物理，冰火相激属于事理，人尽其才、承担责任属于人理，物理-事理-人理间的协同实现了建造管理子系统的协同.运营维护管理阶段的关键元素包括岁修措施、岁修制度，岁修措施属于事理，岁修制度属于人理，事理-人理的协同实现了运营维护管理子系统的协同.四个子系统的协同需要各利益主体间建立沟通机制和反馈机制[9]，管理人员的沟通和相互反馈能打破各子系统间的交流壁垒，增进信息交流，及时更新动态信息并策划突发事件处理应急方案.子系统中利益主体还要建立相应的激励与约束机制，使利益相关者的目标一致，才能共同发挥最大价值，实现全过程协同管理.

5 结论

通过WSR方法论，构建都江堰工程WSR协同管理三维分析模型、协同管理分析矩阵和协同管理分析框架.从W、S、R内部分析都江堰工程达到协同的关键元素，再从WSR间分析都江堰工程的协同衔接，最后到全过程各子系统的协同管理，为水利工程全过程协同管理提供启示和借鉴，实现现代水利工程元素间及子系统间的互动协调，在空间上使每个元素满足工程设计时的预期要求，实现横向环节的协同，在时间上实现各时期纵向层次各工程子系统的有序衔接、各利益相关者协同合作，互利共赢，以实现水利工程全过程的协同效应.

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