水利建设与生态水文
(读书报告)
朱 元 甡
2005年 9月 18日水利建设和管理与生态水文和环境水文一,破 题;
二,困 境;
三,转 变;
四,期 待;
五,建 议。
一,破 题
水利
水利建设和管理
水资源系统、生态系统、环境系统
水利、生态、环境的建设和管理三者之间的战略伙伴关系
“水利,- 用水之利,避水之害。
杜格 (Dr,J,C,R,Dooge) 十分赞赏汉语的“水利”一词的丰富内涵,该词概括了江河治理开发的 战略目标和路线,体现了东方文化的博大精深特点。
杜格指出“水利”一词在英语中是找不到对应的词汇,勉强译成:
水力工程( Hydraulic engineering) ;
水土保持、水保护( Water Conservancy) ;
水资源( Water Resources);

环境系统的研究水资源系统的研究生态系统的研究水利、
生态和环境建设和管理环境水文学生态水文学生态环境学二,困 境
水资源供需缺口日益扩大;
水污染情势令人担忧;
水灾害损失不断增长;
淮河流域水资源可持续性的严峻情势
1 水量特别短缺 (根据 1956~ 2000年资料分析 ):
人均水量 360.1 m3 /人,为全国人均水量的 16.0%。
亩均水量 264.2 m3 /亩,仅全国亩均水量的 22.1%。
世界缺水地区,1667 m3/人; 严重缺水地区,1000 m3/人时空分布极不均匀 。
湖西区人均水量 74.2 m3/人 ;
亩均水量 51.5 m3/亩 。
水体 评价范围各类水质占的百分比
I类 II类 III类 IV类 V类 劣 V类河道 13705.7km 0.9% 9.9% 15.6% 15.8% 8.4% 49.4%
湖泊 13个 15.5% 24.2% 36.2% 2% 22.1%
水库 20个 5% 35% 15% 10%
淮河流域水资源可持续性的严峻情势
2 污染特别严重 根据水资源评价的最新成果:
河、湖及水库的水质令人担忧,
水量特别短缺、污染特别严重,直接威胁本地区经济社会的可持续性发展
(人口密度大,经济发展落后,耗水量大,排污量大)
Biswas的世界用水量
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0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1900 1920 1940 1960 1980 2000
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水危机的征兆已经出现!
旱情持续不能缓解;
人畜饮水困难;
河川断流;
湖泊萎缩;
土地沙化和盐碱化;
植被退化;
绿洲消亡;
地下水漏斗扩大;
毒害物质集聚;
河流污染;
物种减少;
大片耕地撂荒;
其他;
Since 1989,
the United State has been struck by 7 of
the nation’s 10 most costly natural
disasters,including,
the 1993 Mississippi great flood;
the 1994 Northridge earthquake in California;
the hurricanes and wildfires;
and so on ;
,Disasters by Design,A Reassessment of Natural Hazards in the US”
7 / 10
Occurred within
the latest decade
of the 20 century
进入 21世纪的 10年连续发生了东南亚海啸,北美卡特里娜飓风等特大灾害美国加州 S a c r a m e n t o 河洪泛区 N a t o m a s 圩
Nat om as
(现状)
面积 ( km
2
) 22 2.7 5
设计标准 ( yr ) 40 - 70
淹没水深 ( m )
人口 (人) 31000
洪灾罹难 (人)
建筑物 (座) 13730
受灾建筑物 (座)
资产金额 ( 10
8
) 23,5
资产损失 ( 10
8
) 15,9
Nat om as
(建圩后)
19 2.8 7
100
2.4 - 7.0
200000
15
93000
93000
150
100
Mi s s i s s i p p i
( 93 年洪水)
80 93 7.5
48
45000
12 0- 16 0
三,转 变
以持续发展作为战略目标,以,生态复原
( Ecological restoration ),作为近期目标;
建立水利、生态、环境的战略伙伴关系;
决策方式转变为,协调和沟通,;
充分考虑水利建设和管理的复杂性和不确定性 ( 建立包括生态风险和环境风险的风险模拟模型;建立情景共享模拟系统;建立适应性建设和管理模式;)
W,Whipple Jr.,
Water Resources,A New Era for Coordination,
ASCE Press,Reston,Virginia,1998.
Committee to Assess the U.S,Army Corps of Engineers
Water Resources Project Planning Procedures,
New Directions in Water Resources Planning for
the U.S,Army Corps of Engineers,
National Academy Press,Washington,D.C,1999.
Committee on Watershed Management Water Science and
Technology Board Commission on Geosciences,
Environment,and Resources National Research Council,
New Strategies for America’s Watersheds,
National Academy Press,Washington,D.C,1999.
新 时 代新 方 向新 战 略
传统的水利建设和管理决策方式,是以益本比最大化为基础,寻求最优的决策方案。
对于多目标项目,通过评价指标体系和适当的方法,寻求满意的决策方案。
建立协调与沟通机制,吸纳生态、环境等部门和公众参与决策过程。
决策方式的转变传达会
(决策完成后) )
通气吹风会
(决策公布前) 方案论证会
(决策前) 决策研究会
(决策全过程)
事后知情 提出补充意见收集反馈意见 参与决策全过程
60年代50年代 70年代 80年代水利建设和管理的方向
工程建造,1808-1928年( Build)
洪水控制,1928-1950年( Control)
水资源配置,1950-1969年( Allocation)
水质保护,1969-1981年( Protect)
抑制污染,1981-1990年( Restrain)
生态环境复原,1990- ( Restore )
(近年投入已占 17%)
决策方式的重大转变长期以来,习惯单纯以经济效益 ( NED ) 最大化作为开发 目 标,进入 90年代,虽经济效益不容忽视,但必须充分考虑环境和社会效益,以,可持续发展” 作 为 远期 目标 已 成共识,目前则以,生态复原,( NER)作为初级阶段的目标 。
Max(NED) 生态复原 可持续发展
Max ( 经济,环境,社会,? )
NED
National Economic Development
国家的经济发展
NER
National Ecological Restoration
国家的生态复原四,期 待水利建设和管理环境建设和管理 组成战略伙伴关系生态建设和管理 (建议科技层面从以下几方面入手)
建立包括生态风险和环境风险的风险模拟模型;
建立情景共享模拟系统;
建立适应性建设和管理模式;
观 测认 识预 测控 制科学研究工程技术科学研究和工程技术观点和分工的示意框图
(引自 Dooge 1976年来华讲学记录)
工程兵团 200年历史进程资源配置污染控制闸坝工程灌溉工程程建洪水控制 水质保护 生态环境复原
1928 1950 1969 1981 1990
问题的复杂性和不确定性
11工程建造不确定性事物发展的随机性观测资料不完备性认识的错误和事物发展不充分
建立研究问题的模拟的框架 (知识基础) ;
建立风险模拟分析模型 (“向下方式”研建的概念性模拟模型 ) ;
风险模拟分析模型的检验和确证 (大胆假设,小心求证。) ;
统计试验的设计 (模拟分析) ;
成果的合理性分析和应用 (根据分析成果,形成对研究系统或问题风险的认识,
提出有关风险管理的建议) 。
水利风险分析的模拟途径我们在风险模拟分析方面的实践
水库防洪安全设计标准 (1995)
长江南京河段设计洪水位 (1989)
水库蓄水位的概率分布 (1990)
南水北调中线工程交叉建筑物水毁风险
(1995)
洪水保险研究 (1997)
长江中游防洪决策风险 (1995)
黄浦江防洪风险分析( 2000)
1996年 9月巴黎 IHP/IAHS 联合召开的关于
,Risk,Reliability,Uncertainty and Robustness of Water Resources
System” 的国际学术讨论会上,协会前任主席 Dr.V.Klems 宣读论文,
,风险分析:无法容忍的自欺欺人技俩,
( Risk analysis,the unbearable cleverness of bluffing)
知之为知之

不知为不知

是知也
。孔子

论语

为政篇第二风险分析的哲学是符合唯物辩证法的
孔子将事物划分为“知之”和“不知” 两大类,强调客观世界的无限性,和主观认识的有限性。
事实上人们对事物发展过程的认识,从“一无所知” 到“了如指掌”之间,是存在有宽广的过渡带。
风险分析是针对,知之不多”的不确定性,开拓了一条新的途径,充分利用知之不多的信息(如各因子可能的变幅,期望值的位置,方差的估计,分布的形状,以及各因子间的相互关系等)。
了如指掌一无所知知之不多
分析和处理事物的复杂性和不确定性,采取风险模拟分析途径是必要的、可行的和有效的;
水利风险模拟分析已经涉及水流,泥沙、水质等领域,
取得成果。
需要继续向生态和环境领域扩展。
水利风险模拟分析的内涵生态风险评估生态风险评估问题的提出参加评估的科技人员与管理层人员之间针对评估对象,内容,
目标,和要求的沟通和协调综合模拟分析研究给出各个节点的各项指标的风险特性 。
生态事故过程的监测资料及系统有关的基础资料信息研建风险分析模型生态系统功能的变化与发展生态事故的刺激与响应
(Source:EPA,1996)
(Source:EPA,1996)
建立情景共享的群决策系统
W,Whipple Jr.,Coordination,Water Resources and Environment,受到美国研建情景共享式模拟模型( Shared Vision Models)的启发
钟平安在“淮河干流水资源分配和调度研究”项目中,将有关的模型集成为一完整的决策支持系统。提供“群决策”运作的平台,突出多用户、多目标、多地区、
多部门 … 之间沟通和协调的功能。
系统具备的功能:
各决策者可采用不同的约束条件,初始和边界条件,分析计算模型或程序,形成各自中意的方案。
决策层可共享各个方案模拟的情景,有助于,求同存异”,共同来分析和评价各自方案的利弊得失,达到“沟通和协调”的目标。
他们计划将模型系统扩展到因特网上,实现异地共享;增加泥沙、环境、生态?
等领域的内容,适应生态环境建设的需求,充分体现 SVM的功能。
建立适应性建设和管理模式
( Adaptive Construction and Management )
New Directions in Water Resources Planning for the U.S,Army Corps of
Engineers,提出“适应性规划和管理( Adaptive Planning and Management )”
“科学发展观”的特点是:全面考虑水资源、生态、环境系统之间存在的复杂的和不确定性的互动关系;
水利建设和管理传统的方式是确定性的,在给定的条件下,保证方案是最优的。但当条件变化,就需要修改方案,是一个“碰鼻子转弯”的试错过程。
“适应型建设和管理理念”,是建立“监测 ~ 反馈 ~ 调整”的适应性管理模式 。
五,建 议
读书报告会继续办,认真办,越办越红火!
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百花齐放,百家争鸣。
1994年 3月 4日冯之浚讲到:要言之有物,少则得,多则失。专家无准备,会上乱侃,自我感觉良好,害处极大!
他还说:读书不等于知识,知识是经过“悟”
(渐悟,顿悟),转化为自己的东西。
作为知识分子要耐得住“寂寞”,以“板凳十年冷,文章半句多。”共勉。
李敖援引南开大学教授蒋庭黼提出一个问题,
“到底是汉武帝伟大,还是司马迁伟大?”
李敖的结论是:
“司马迁伟大。虽然司马迁生前遭受了汉武帝的迫害,可是这么多年下来,经过千百年的岁月以后,谁还记得汉武帝呢?”
“当我们翻开,史记,,我们怀念的是司马迁。”
李敖在清华的演讲 2005,9
五,建 议
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百花齐放,百家争鸣。
“Hydrologic Hazards Science at the USGS”
1999年专家委员会关于 USGS对水灾害工作的评价报告。
总的目标是:“帮助人们正确理解水旱灾害的发生和发展。”
水文部门掌握的水灾害资料最及时和最完整,对水旱事件的诠释具有权威性,主动参与防灾减灾工作,扩大服务范围,有利于促进水文人员与水利管理人员及公众之间的互动,形成双赢的局面。
有关灾害的实时信息产品的整理归档,充分利用因特网及其他通讯系统及时分发到位五,建 议
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中医药的传统与出路陆广莘等
,读书,2005,9
梁启超,中医尽管能治好病,却不能说明道理。
陈独秀,中医不知道科学,所以回答不了这个道理。
胡 适,西医能说清得了什么病,虽然治不好,但西医是科学。中医虽然能治好病,但说不清楚得了什么病,所以中医不科学。
鲁 迅,?
,治病必求本”;“君子务本,本立而道生”。“本”
不在于“病”和“病因”,而在于“人”和“生”。
西医治病是对靶点的直接对抗,属于“抗生”。
中医追求的是“卫生”和“养生”,目标是“天人合德”(你活我也活),就是“万物并育而不相害,
万物浮沉于生长之门。”。把周围环境中的因素转化为有利于“人”和“生”。
中医的“本”在于:人的自我痊愈能力,自我实现健康的能力。对内实现“稳态”,对外实现“适应”。
中医医学和中医医生分为三等:
上等:“医未病之病。” (养生)
中等:“医欲病之病。” (保健)
下等:“医已病之病。” (治病)
请批评指正!
朱元甡 退休教授河海大学电 话,025-83722181 (h),
电子信箱,zhuyuansheng@hotmail.com;
zhuyuansheng502@yahoo.com.cn