關(guān)于全球水壩工程演化的幾點認識

張志會

工程作為一種實踐活動，是在需求拉動與科技推動下進行選擇和建構(gòu)的。技術(shù)創(chuàng)新開拓了工程在技術(shù)發(fā)展方向上的“可能性空間”，而工程活動究竟具體地向何種方向演化，還受制于社會環(huán)境與公眾的環(huán)保意識等多種因素。水壩工程自古到今都在不斷發(fā)展演化，主要呈現(xiàn)出以下幾個特點：

三峽工程電力輸向全國。 攝影/鄭斌

一、經(jīng)濟社會發(fā)展需要是水壩工程演化的強大拉力

古往今來，水壩工程演化就是在社會需要的牽引與拉動下向前發(fā)展著。18世紀后期，工業(yè)革命的機器大生產(chǎn)和資本主義社會的快速發(fā)展增加了對生產(chǎn)用水的需求，城市人口的增加又刺激了城市供水業(yè)的發(fā)展，大規(guī)?；牡氐拈_墾對灌溉用水提出了很大的需求。這些因素帶動了同時期西方國家水壩工程的發(fā)展，促使出現(xiàn)了第一次建壩高潮。

在第二次工業(yè)革命和電力需求拉動下，水輪機誕生，水電與煤炭等能源開始大規(guī)模應(yīng)用，直接促進了重工業(yè)的大踏步前進，也使得這些工廠對方便廉價且持續(xù)有效的動力供應(yīng)有著巨大需求。20世紀30年代，美國發(fā)生了嚴重的經(jīng)濟危機，羅斯福為使美國擺脫困境，決定實施“新政”，美國政府出臺了一系列促進水電開發(fā)以帶動煉鋁等重工業(yè)發(fā)展的計劃，美國掀起了第二次水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)熱潮。英國、意大利、挪威等多個國家的水利建設(shè)也有了新發(fā)展。

二戰(zhàn)后到20世紀70年代中期是主要資本主義國家經(jīng)濟迅速發(fā)展的時期。伴隨著世界人口的急劇增長、水資源供應(yīng)短缺的矛盾日益緊張。這一時期，西方國家不斷建設(shè)大型水壩工程，水庫的數(shù)量、庫容量都大幅增長，主要河流流域的綜合開發(fā)利用量達到很高的程度。水力發(fā)電作為清潔可再生能源，產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟效益。隨著人們對生活質(zhì)量的追求，水庫游覽休閑的功能日益顯現(xiàn)。

20世紀后半葉，在西方某些發(fā)達國家國內(nèi)的水壩建設(shè)基本飽和的情況下，有一些發(fā)展中國家尤其是中國、巴西、印度等發(fā)展中的大國，卻在快速增長的社會需求的拉動下，開始了史無前例的水壩工程建設(shè)。

正通過三峽大壩下泄的長江洪峰。 攝影/鄭斌

二、科學(xué)技術(shù)進步是水壩工程演化的直接推動力

除了自然環(huán)境和社會因素，在水壩工程演化過程中科技進步起著巨大的推動作用。從宏觀的歷史視野來看，三次產(chǎn)業(yè)革命與人類歷史上出現(xiàn)的三次建壩高潮呈現(xiàn)出大致的一一對應(yīng)關(guān)系，這絕不是偶然的巧合，而是深刻地反映了科學(xué)技術(shù)發(fā)展與水壩演化進程的內(nèi)在聯(lián)系。在現(xiàn)代壩工理論的武裝下，水壩工程師得以不斷設(shè)計出更多構(gòu)思精巧、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抵御自然災(zāi)害能力更強的大型水壩工程。技術(shù)創(chuàng)新推動了生產(chǎn)工具和建筑材料的不斷革新，水壩工程的類型也不斷發(fā)展，從遠古時期低矮的土壩，到后來出現(xiàn)了拱壩、重力壩等新壩型，大壩設(shè)計、建造的理論和方法不斷創(chuàng)新和完善，壩高和性能都不斷提高，規(guī)模日益宏大。胡佛大壩、三峽大壩等每一座現(xiàn)代水壩都是現(xiàn)代科技的具體體現(xiàn)。

三、工程認知是水壩工程發(fā)展的重要因素

在不同時期，由于多方面的原因，人們對自然、文明、社會和工程會有不同的認識和理解，這些都必然深刻影響到工程目標的設(shè)定與工程實踐的導(dǎo)向。農(nóng)業(yè)文明時期，生產(chǎn)力發(fā)展水平較低，廣泛流行依賴自然和“服從天命”的自然觀和工程觀，出現(xiàn)過一些比較原始的水利工程。后來隨著青銅器和鐵器工具陸續(xù)出現(xiàn)，水壩工程有所發(fā)展。在工業(yè)社會里，科技進步和資本主義生產(chǎn)方式催生了“征服自然”的工程觀。人們借助高效率的水輪機和鋼筋混凝土等新型建筑材料矗立起大型水壩，但因當初對生態(tài)影響估計不足，工程的生態(tài)負效應(yīng)逐步顯現(xiàn)且備受詬病。

當前正處于從工業(yè)文明向生態(tài)文明的過渡時期，“水電事業(yè)在走出技術(shù)、資金、市場等因素的困擾后，又面臨新的問題，即如何看待水電開發(fā)對生態(tài)帶來的影響”。為了適應(yīng)生態(tài)文明發(fā)展的需要，出于可持續(xù)發(fā)展的規(guī)范性要求，工程界首先要樹立起水資源的開發(fā)利用與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的工程生態(tài)觀；在開發(fā)利用河流時，要從保護整個生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā)，因地制宜地進行開發(fā)建設(shè)，最大限度地趨利避害，在工程中維持人與自然的可持續(xù)發(fā)展。

四、工程安全是水壩工程可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵

水壩工程始終處于一個動態(tài)運行過程中，只有在水壩工程的規(guī)劃、決策、設(shè)計、建設(shè)、運行、退役的全過程中高度重視工程安全，才能在滿足我國不斷增長的水資源需求的同時，切實保障民眾的生命財產(chǎn)安全。水壩工程的規(guī)劃要主動根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展需求來研究制定。工程決策既要重視技術(shù)可行、經(jīng)濟合理，又要重視社會可接受、環(huán)境友好,實現(xiàn)科學(xué)決策和科學(xué)發(fā)展。工程完工后的投產(chǎn)運行階段尤其要重視安全性。目前，國內(nèi)各地還存在著大量的病險水庫，嚴重威脅著當?shù)厝嗣袢罕姷纳敭a(chǎn)安全和社會經(jīng)濟的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，因此，迫切需要做好除險加固工作，提高現(xiàn)有水庫的防洪抗旱標準，來應(yīng)對日益頻發(fā)的極端氣候事件。此外，我國壩工領(lǐng)域的科技管理工作存在著多頭管水等復(fù)雜問題，應(yīng)該通過上下聯(lián)動，完善水資源在區(qū)域間的優(yōu)化配置工作。