2007-02-09 13:21 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
摘要:水利建設(shè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要方面,水利工程師要掌握許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí),還需要從更高層次上進(jìn)行全面綜合的思考。本文作者從50多年水利水電建設(shè)生涯中的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),對(duì)水利建設(shè)中的若干方面從哲學(xué)的高。
關(guān)鍵詞:水利建設(shè) 哲學(xué)思考
第一個(gè)問(wèn)題叫照鏡子的哲學(xué)
也就是《紅樓夢(mèng)》里說(shuō)的,鏡子要正反兩面都照的意思。拿水利來(lái)說(shuō),人類治水已有長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史。尤其是中國(guó),水旱災(zāi)害特別嚴(yán)重和頻繁,從有記載的大禹治水起,中華民族的文明發(fā)展史幾乎就是一部治水史。這里既有成功的經(jīng)驗(yàn),也有失敗的教訓(xùn)。
在初期,人們對(duì)于浩淼洪水或長(zhǎng)年久旱幾乎束手無(wú)策,只能逃避。避之不及,就成為浮尸餓殍。其后,隨著科技和生產(chǎn)力的發(fā)展、經(jīng)驗(yàn)的積累,人們開始要制服水:開渠、打井、修堤、筑壩,工程規(guī)模和作用不斷擴(kuò)大,到上世紀(jì)達(dá)到高潮。在這場(chǎng)較量中,人類似乎取得了重大勝利。就以我國(guó)來(lái)說(shuō),50年來(lái)在防洪、灌溉、供水、發(fā)電等各方面都取得了驚人成績(jī),但也出現(xiàn)了一系列失誤,一定具體說(shuō),50年中我們修了26萬(wàn)km的江湖大堤,保證了黃河、長(zhǎng)江安瀾;建了8.5萬(wàn)座水庫(kù),打了數(shù)百萬(wàn)眼機(jī)井,全國(guó)供水量從1949年的1000億m3增加到現(xiàn)在的5600億m3/年,保證了工農(nóng)業(yè)發(fā)展;灌溉面積發(fā)展到5374萬(wàn)hm2,以有限的耕地養(yǎng)活了12億多人口,GDP產(chǎn)值超萬(wàn)億美元;開發(fā)了八千幾百萬(wàn)千瓦的水電,正在進(jìn)行宏偉的西電東送工程;現(xiàn)在建設(shè)中的三峽水利工程是世界上最大的水利樞紐,今年將開始發(fā)揮效益;更多的工程包括著名的“南水北調(diào)”正在開工或籌備、規(guī)劃之中;水壩的高度已達(dá)300m量級(jí),似乎已經(jīng)做到“人定勝天”的程度了。但是,在勝利的影子下,清醒的人們看到一些引人深思的問(wèn)題。
建了大庫(kù)、修了長(zhǎng)堤,洪水得到控制,但是堤防愈來(lái)愈長(zhǎng),河床不斷淤積,過(guò)流能力不斷縮減,出現(xiàn)小洪水高水位的局面。1998年黃河在花園口的洪水流量?jī)H7600m3/s,水位比1958年的22300m3/s還高0.91m.長(zhǎng)江也是一樣,一逢汛期,險(xiǎn)情迭出,動(dòng)輒要幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)人上堤搶險(xiǎn),這樣的“水漲堤高”有一個(gè)盡頭嗎。
供水量成倍遞增,經(jīng)濟(jì)大發(fā)展,但付出的代價(jià)是:水資源過(guò)度開發(fā),低效利用、浪費(fèi)嚴(yán)重,河道斷流干涸、地下水位大幅度下降。我國(guó)要趕上發(fā)達(dá)國(guó)家水平,GDP還得增加10倍以上,又從哪里去取得所需的水呢。
河道的梯級(jí)開發(fā)和渠化,帶來(lái)了巨大效益,但對(duì)某些河道,天然洪水消失了,魚類回游通道截?cái)嗔耍恍┪锓N滅絕了,有些水庫(kù)淤積了。
最嚴(yán)重的還是水環(huán)境的被污染。有人形容為“有水皆污,無(wú)河不干”。說(shuō)我們的開發(fā)是“吃祖宗飯,斷子孫糧”。現(xiàn)在世界上有一些組織和人士反對(duì)建一切水壩和水利工程。我們堅(jiān)決反對(duì)不顧國(guó)情、因噎廢食的偏激言論和做法,但認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),改進(jìn)工作,避免失誤是完全必要的。
我想正確的態(tài)度就是要記住老子的一句話:“福兮禍所伏”。世界上的事物總有兩面性。大自然經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的演變,維持著相對(duì)平衡的形態(tài)。修建水利工程,特別是大型工程必然會(huì)打破平衡,引起一系列擾動(dòng),經(jīng)若干年后再達(dá)到新的平衡。在擾動(dòng)過(guò)程中,總是有得有失,天下沒(méi)有盡善盡美的好事。問(wèn)題是要科學(xué)、公正地評(píng)判是非得失,而且必須在長(zhǎng)期和全局的立場(chǎng)上予以衡量。對(duì)“失”還要進(jìn)行最大可能的消除或補(bǔ)償。這就是水利工程師的責(zé)任。
必須反對(duì)本位主義和短期觀點(diǎn)。現(xiàn)在要建工程都得先做“可行性研究”,但一般對(duì)工程效益總是反復(fù)論述,對(duì)副作用總是避重就輕。這是難免的,官員們要體現(xiàn)政績(jī);業(yè)務(wù)部門要發(fā)展自身;設(shè)計(jì)公司、施工商要攬活吃飯。要他們完全放棄地方、本位、近期觀點(diǎn)也是過(guò)苛。只有上帝才考慮全面。這個(gè)上帝就是國(guó)家、政府和超脫的科學(xué)團(tuán)體。
下面這些問(wèn)題要特別重視:
修建防洪水庫(kù)控制洪水時(shí),下游不能無(wú)限制地侵占行洪空間。要認(rèn)識(shí)到人不能消除洪水,必須學(xué)會(huì)與洪水共處,將必要的行洪空間留給洪水。
在解決工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市生活需水時(shí),不能“以需定供”敞開供應(yīng),不應(yīng)低價(jià)、無(wú)償供水。利用地下水必須保持長(zhǎng)周期內(nèi)抽取和回蓄的平衡,這是個(gè)大原則。在缺水地區(qū),要維持一定的短缺壓力,就是要實(shí)行高價(jià)供水,不要去“為民造!薄7駝t,大供水就意味著大浪費(fèi)、大破壞、大污染。今天一些地區(qū)水資源被嚴(yán)重破壞,浪費(fèi)水的社會(huì)習(xí)氣得不到扭轉(zhuǎn),水利工程師在無(wú)意中也起了作用。
不要認(rèn)為通過(guò)工程把天然河道的徑流調(diào)節(jié)到均勻下放,吃光喝干,就是最優(yōu)方案。要認(rèn)真研究一切副作用,必要時(shí)要泄放人工洪水,沖刷河床,形成瀑布急灘,要保證有一定水量返回大海。
建水利工程要和生態(tài)、環(huán)境、通航、旅游、文物等各部門協(xié)調(diào),特別要重視污染問(wèn)題。凡是水的污染未被處理、水的浪費(fèi)未能解決的地方,原則上不應(yīng)該再上開發(fā)性工程。
在干旱的內(nèi)陸地區(qū),不能任意蓄水、墾荒、栽樹,搞人工綠洲。對(duì)大西北,只能適應(yīng)自然條件,因勢(shì)利導(dǎo),保護(hù)改善環(huán)境,不要設(shè)想把它改造為千里塞外江南!疤焐n蒼,野茫茫,風(fēng)吹草低見(jiàn)牛羊”同樣是必須保留的風(fēng)光。
讓我們記住“福兮禍所伏”這句至理名言,當(dāng)然也應(yīng)記住“禍兮福所倚”這句話。只要把過(guò)去的失誤查清,從思想上、行動(dòng)上、政策上有所改進(jìn),水利工程就能真正做到興利除害,趨利避害,為民造福,在新世紀(jì)中還將以更大的規(guī)模開展,并取得新的成就。
第二個(gè)題目是坐飛機(jī)的哲學(xué)
如果有兩架飛機(jī),一架機(jī)齡很短,一架已超期服役,不久前還出過(guò)事故,您選坐哪一架呢,相信人們都容易作出選擇。即使那架舊飛機(jī)的老板請(qǐng)了專家診評(píng),認(rèn)為該機(jī)尚符合飛行條件,恐怕也不能改變您的決定,因?yàn),坐舊飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)性肯定較大。當(dāng)然,如果任務(wù)緊急,又無(wú)其它手段,也只能乘坐舊飛機(jī)了。
水利工程中也存在“風(fēng)險(xiǎn)論”或“確定論”的認(rèn)識(shí)問(wèn)題。
很多年輕的工程師們總把工作看作是個(gè)“確定性”的問(wèn)題。他們掌握現(xiàn)代化科技知識(shí)和手段,能進(jìn)行復(fù)雜的分析計(jì)算試驗(yàn),熟悉規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。但他們忽視了一點(diǎn):許多基礎(chǔ)性的資料、參數(shù)、假定、方法等都有相當(dāng)?shù)娜我庑裕?guī)范條文也只是已往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),不 存在絕對(duì)的正確性。
例如,在設(shè)計(jì)一座水壩時(shí),我們無(wú)法查清地基中的一切情況,無(wú)法完全掌握材料的特性和反應(yīng),更無(wú)法預(yù)知建成后會(huì)遭遇什么樣的洪水、會(huì)誘發(fā)多強(qiáng)烈的地震。舉個(gè)例子,我們現(xiàn)在能對(duì) 拱壩在地震時(shí)的反應(yīng)計(jì)算得很精確,連橫縫的開合也可考慮,但一切結(jié)果都取決于所給的地震動(dòng)過(guò)程,而這是不可知的。我們只能假設(shè)很多條過(guò)程線來(lái)做研究。在水工設(shè)計(jì)中,一定程度上還得依靠過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和工程師的判斷。所以,基于現(xiàn)代科學(xué)理論、通過(guò)現(xiàn)代手段分析試驗(yàn)、能滿足規(guī)程和規(guī)范要求的設(shè)計(jì)在法理上是站得住的,但任何設(shè)計(jì)師都無(wú)權(quán)宣布他的設(shè)計(jì)沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)。
我深感在水利工程的設(shè)計(jì)中,“確定論”的影響大了一些,這也許與學(xué)校教育有關(guān)。老師總是要學(xué)生求出一個(gè)確定的答案。有些領(lǐng)導(dǎo)還經(jīng)常要求專家們下簡(jiǎn)單的結(jié)論,例如,“在這個(gè)壩址上能不能建高壩”,專家們也敢于做出確定的答案:“可以建多少米高的××壩。”對(duì)這樣的問(wèn)答,我總有些懷疑。隨著科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng),不計(jì)風(fēng)險(xiǎn)與投入,似乎很難排除在某個(gè)壩址建壩的可能性,反過(guò)來(lái)說(shuō),不附加約束條件地肯定能夠建壩也太簡(jiǎn)單了些。
事實(shí)上,不存在沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)或工程,只是風(fēng)險(xiǎn)性有高低,工程失事的后果有大小而已,這就要求決策者做全面衡量。仍以坐飛機(jī)為例,如果必須在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)某地,其它交通工具都無(wú)法滿足,機(jī)場(chǎng)上也只有一架飛機(jī),該機(jī)又經(jīng)過(guò)檢定,那么乘坐這架飛機(jī)就是合理的決定。但如果并不存在這種緊迫需要,有很多交通手段或有很多架飛機(jī)可供選擇,您又是攜帶全家男女登機(jī),那么是否非得乘一架出過(guò)事的超齡飛機(jī)就值得深思了。
以壩址選擇為例。如果我們要建一座興利水庫(kù),有兩個(gè)壩址可供考慮。甲壩址的地質(zhì)條件差,附近有活斷層,地震烈度高,但可獲得較大庫(kù)容,取得更多效益。乙壩址地質(zhì)條件好,但位在上游,庫(kù)容較小,應(yīng)該選哪個(gè)方案呢。這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)是要在效益、代價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)中進(jìn)行平衡和選擇。答案取決于具體條件,無(wú)一定之規(guī)。我們一定要弄清幾個(gè)基本問(wèn)題。例如,在效益比較方面,乙方案是否已不滿足建庫(kù)的基本要求,還是僅“相對(duì)較差”。在風(fēng)險(xiǎn)比較上,甲方案遭遇強(qiáng)震而潰壩的可能性到底多大,潰壩后果又如何。如果潰壩機(jī)率極低而且后果不嚴(yán)重(不死人或很少傷亡),工程風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題在決策中就不必置于重要位置;相反情況,如垮壩要引起下游城鎮(zhèn)毀滅、人民重大傷亡,風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題就成為決策中的重大考慮因素。在這種比較中,沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn),而是對(duì)效益和風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)衡,技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較也不是決定性因素。由于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估只能是個(gè)模糊概念,所以這類問(wèn)題常難取得一致認(rèn)識(shí),最后的取舍往往取決于決策層的思維方式和協(xié)調(diào)結(jié)果。
第三個(gè)題目叫做服中藥的哲學(xué)
我在幼時(shí)依靠吃中藥治病,長(zhǎng)大后就改看西醫(yī)、服西藥了。印象中,中醫(yī)、中藥有不少迷信落后成份,許多理論也不夠科學(xué),而西醫(yī)要科學(xué)可信得多。西藥的研制更為嚴(yán)密,一種藥有一種藥的特效與功能,分子構(gòu)造式明確,連進(jìn)入身體后怎么吸收、怎么排泄也清清楚楚,這豈是將樹皮草根一鍋煮的中藥可比的。但現(xiàn)在我的認(rèn)識(shí)有些變化。西藥雖然科學(xué),似乎總?cè)鄙冱c(diǎn)“綜合”和“辯證”的精神。中醫(yī)中藥雖“不科學(xué)”,但它的許多原則如“辯證診治”、“全面照顧”、“君臣相配”、“因人因情增減調(diào)整”等等,實(shí)有深意。把兩者長(zhǎng)處結(jié)合起來(lái),定能達(dá)到新的境界。
水利工程中也會(huì)出現(xiàn)要服中藥的情況。
例如,在設(shè)計(jì)大壩混凝土標(biāo)號(hào)時(shí),我們把壩體劃分為幾區(qū),分區(qū)提出要求:強(qiáng)度、齡期、抗?jié)B性、抗磨性、耐久性、坍落度、水灰比等,看上去很科學(xué),但這樣得出的結(jié)果是:有時(shí)相鄰區(qū)的混凝土性能相差懸殊:“抗磨混凝土”全面開裂;為了抗?jié)B,水泥用量極高,與其它要求極不相稱等,這些都不合理,會(huì)產(chǎn)生不利后果。這都是吃了“迷信西藥”的虧,不少人不是為了要降低膽固醇拼命采取措施,反而把身體搞垮了嗎。
再舉個(gè)拱壩優(yōu)化的例子,這里也有兩種認(rèn)識(shí)。按西醫(yī)路線,首先建立一個(gè)目標(biāo)函數(shù)(例如取為拱壩總體積或總造價(jià)),再確定拱壩設(shè)計(jì)和施工中必須滿足的一些條件(稱為約束條件),然后建立一個(gè)可描述拱壩體型的數(shù)學(xué)模式,其中含有若干設(shè)計(jì)變量,改變這些變量,可以得出不同的拱壩體型。最后運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法,尋求一組能滿足所有約束條件而使目標(biāo)函數(shù)取最小值的設(shè)計(jì)變量,就找到了最優(yōu)方案。其思路和技術(shù)路線是無(wú)可非議的,但有時(shí)優(yōu)化得出的斷面并不合理,而且視假定不同優(yōu)化結(jié)果也不同,并無(wú)一個(gè)絕對(duì)最優(yōu)解。其次,目標(biāo)函數(shù)除了追求最小工程量外是否還應(yīng)考慮點(diǎn)什么,這就出現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。例如,使工程量V和工程安全性K同時(shí)達(dá)到最合適狀態(tài)。一般講,隨著V的增加K也增加,V和K之間的關(guān)系可以畫成一條曲線,在K大于最低安全系數(shù)和V小于最大容許工程量之間的這一段是可行域,問(wèn)題在于如何把性質(zhì)不同的因素綜合為一,來(lái)選出一個(gè)最優(yōu)解。經(jīng)濟(jì)性和安全性畢竟不是同一性質(zhì)的問(wèn)題。再探究下去,所謂工程的安全性K又用什么衡量,難以找到一個(gè)合理、公認(rèn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)啊。簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)尋優(yōu)道路就走不通,這似乎是一個(gè)“模糊綜合評(píng)價(jià)決策”問(wèn)題,也許要根據(jù)大量分析計(jì)算結(jié)果開個(gè)會(huì)來(lái)決策,這就有些煎中藥的意味了。
在論證三峽工程的可行性時(shí),曾由加拿大的著名水電咨詢公司在世界銀行指導(dǎo)下進(jìn)行獨(dú)立的論證。我與加拿大專家相處幾年,深感其水平很高,經(jīng)驗(yàn)豐富,而且辦事高效率、“科學(xué)化”,受益良多。但也感到他們?cè)谌∩、決策時(shí)過(guò)分重視經(jīng)濟(jì)效益分析,屬典型的“西醫(yī)”學(xué)派。建水利工程當(dāng)然要講究投入產(chǎn)出問(wèn)題,但工程效益既有具體經(jīng)濟(jì)效益,也有社會(huì)效益!皽p少城市和人民被淹的可能性”、“解除人們心理壓力”、“保護(hù)珍稀物種”之類的效益,怎么能化成美元計(jì)算呢。加方專家主張減少三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容,在遭遇特大洪水時(shí)讓庫(kù)區(qū)人民臨時(shí)逃洪,事后補(bǔ)償,這樣可減輕移民壓力,經(jīng)濟(jì)上也是有利的。其實(shí),我們最初設(shè)想的就是這個(gè)方案,但在深入論證后,存在許多較難解決的問(wèn)題(如逃洪區(qū)能否進(jìn)行建設(shè)、如何發(fā)展、臨時(shí)逃洪會(huì)不會(huì)死人……),最終認(rèn)為,根據(jù)國(guó)情民意不宜采用。在交流中,加方專家很難理解和接受我們的看法。最后我只能說(shuō):“你們的分析很科學(xué)精確,但我們做決策時(shí)還得考慮更多的因素,要綜合協(xié)調(diào),好比用中藥治病,得全面考慮病人情況,增減藥味和用量!奔臃綄<医M長(zhǎng)聽(tīng)后苦笑說(shuō):“我干了一輩子技術(shù)工作,你卻要我喝一服中國(guó)湯藥!”也許這就是東西方文化的微妙區(qū)別吧。
第四個(gè)問(wèn)題可稱為握雞蛋的哲學(xué)
雞蛋是個(gè)脆弱的東西,不僅“以卵擊石”意味著必然失敗,只要把它在桌面上輕輕一擊,也一定殼破黃流。但是,如果把雞蛋握在手中要捏碎它,卻不容易。如果把蛋深埋在沙子中,上面甚至可以駛過(guò)卡車而蛋安然無(wú)恙。上帝能用這么少的一點(diǎn)材料,利用優(yōu)美合理的體型,使蛋殼能發(fā)揮這么強(qiáng)大的抗力,真是一位了不起的設(shè)計(jì)大師。
其實(shí),不僅雞蛋如此,其它土、沙、巖石、邊坡等也都一樣。只要善解其性,用其所長(zhǎng),它們就會(huì)發(fā)揮超出想象的潛力。而且,隨著情況的惡化,還會(huì)不斷自我調(diào)整,挖掘潛力,不到潛力徹底告盡,決不輕言失敗?上覀兂3UJ(rèn)識(shí)不到這一點(diǎn),未能用其所長(zhǎng),使之過(guò)早夭折,這好比不將雞蛋握在手中,而把它架在石頭上,卻埋怨蛋殼太薄一樣。
有時(shí),人們不僅不利用材料之長(zhǎng),還把它當(dāng)敵人看。早年我們?cè)O(shè)計(jì)地下結(jié)構(gòu)時(shí),眼睛盯住的是襯砌和配筋。而對(duì)圍巖,主要是計(jì)算什么山巖壓力、彈性抗力等等。其實(shí),采用合理的洞室形狀和施工方法,即使是很差的圍巖也具有極強(qiáng)的自穩(wěn)能力。如因勢(shì)利導(dǎo)地幫它點(diǎn)忙 (加固),貌似不完整的巖體就能形成很厚實(shí)的自然拱,遠(yuǎn)比人工的襯砌拱強(qiáng)大。這條真理現(xiàn)在已愈來(lái)愈為人認(rèn)識(shí)。地下洞室的襯砌也更多地采用柔性襯砌替代剛性襯砌,以適應(yīng)自然?上覈(guó)還有些人總歧視天生的圍巖,看重人工的襯砌,甚至由于不合理的設(shè)計(jì)和野蠻施工斷送了圍巖的命,還怪罪于地質(zhì)條件不良,這是不公平的。
我們進(jìn)一步研究一下柔性支護(hù)的原理。在洞壁上掛些網(wǎng)噴點(diǎn)漿,打幾根錨桿,灌一點(diǎn)漿,究竟起什么作用,有的同志努力做理論分析,將噴層、錨桿當(dāng)作結(jié)構(gòu)元件,進(jìn)行仿真計(jì)算。這當(dāng)然很有用,但我認(rèn)為柔性支護(hù)的主要作用有二:一是防止發(fā)生局部坍落,破壞體型,不斷惡化,從而喪失發(fā)揮潛力的機(jī)能;二是由于支護(hù)是柔性的,容許圍巖發(fā)生一點(diǎn)變形,讓它自我調(diào)整,挖掘潛力,這些作用不一定能算得出來(lái)。
過(guò)去有一根稻草壓死一頭駱駝之說(shuō),意思是讓駱駝馱上荷載,逐漸增加,總會(huì)出現(xiàn)從量變到質(zhì)變的極限,那時(shí),再壓上一根稻草也會(huì)把駱駝壓垮。反過(guò)來(lái)說(shuō),一根稻草也可以挽救一個(gè)結(jié)構(gòu)。洞室或邊坡的崩坍,總是從局部小塊掉落或局部范圍錯(cuò)動(dòng)開始,不斷惡化。如果一開始就加點(diǎn)小力量防止出現(xiàn)這種情況,結(jié)果就完全不同。一根細(xì)柱受壓,極易撓曲,如加幾個(gè)支點(diǎn),盡管并未提供多少反力,細(xì)柱就能承受大得多的壓力,都是同一道理,即花極小代價(jià),防止天平向一側(cè)傾斜、惡性發(fā)展而已。充分掌握材料特性,因勢(shì)利導(dǎo),挖掘潛力,與之和諧共處,別把它當(dāng)敵人,就能做出最經(jīng)濟(jì)合理和安全的設(shè)計(jì)。
第五個(gè)問(wèn)題可稱為吃砒霜的哲學(xué)
砒霜是劇毒物質(zhì),攝入少許,就立即送命,以致人們聽(tīng)到這個(gè)名詞都不寒而栗。但有記載稱:也有人嗜食砒霜,每日進(jìn)食微量,持之以恒,不僅未中毒,還特別長(zhǎng)壽,到暮年仍鶴發(fā)童顏元?dú)獬渑嬖圃啤A砣珧隍伎梢匀胨帲咭嚎梢越舛,這些雖不可全信,但對(duì)劇毒的東西只要了解其特性,控制其用量,一樣無(wú)害,甚或可起好的效果,則是無(wú)疑的。此外,世界上的廢棄物不計(jì)其數(shù),成為人人討厭的垃圾,要花大代價(jià)處理之。其實(shí),經(jīng)過(guò)巧手改造,破爛樹根可以變成稀世藝術(shù)珍品,斷磚碎瓦可能內(nèi)藏重要文物信息?傊^“有毒”、“破爛”的概念都是相對(duì)的,在很多情況下,存在化廢為寶、以毒取勝的可能性。
這在工程界也是如此。在“利廢”方面,用垃圾發(fā)電就是明證。又如燃煤電廠排出的粉煤灰,長(zhǎng)期以來(lái)作為廢品處理,不論設(shè)場(chǎng)堆放或排入江河都有后患。后發(fā)現(xiàn)在拌制混凝土(或制造水泥)時(shí)可以替代部分水泥,不僅節(jié)約水泥(或熟料),而且具有多方面的優(yōu)點(diǎn),找到了大量利用的出路。目前,某些火電廠的優(yōu)質(zhì)粉煤灰已成為供不應(yīng)求的搶手貨,價(jià)格也與水泥持平了!疤焐也谋赜杏谩,看來(lái)不僅適用于人,也適用于其它物件。
再舉一個(gè)氧化鎂混凝土的例子。水泥或混凝土中含有氧化鎂成份,在凝固后會(huì)產(chǎn)生體積膨脹,使混凝土開裂甚至解體,屬于不穩(wěn)定因素,所以有關(guān)規(guī)范中視其為有害成分,對(duì)其含量有嚴(yán)格限制。然而氧化鎂使混凝土體積膨脹的作用,正可抵銷或補(bǔ)償混凝土澆筑后由于溫度下降以及自身體積變形導(dǎo)致的收縮,而后者正是混凝土建筑物特別是大體積結(jié)構(gòu)斷裂的重要原因。合適地在混凝土中加入氧化鎂就可以化害為利,問(wèn)題是要確切掌握它的變化機(jī)制并能嚴(yán)格地加以控制。我國(guó)在這方面的研究是走在前面的。有關(guān)科研人員進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究工作,總結(jié)了規(guī)律,提出了措施,并陸續(xù)在工程上進(jìn)行實(shí)踐,取得很好效果。值得作為例子的是:在一座國(guó)際招標(biāo)施工的大水電站上,由于各種原因,施工進(jìn)度嚴(yán)重滯后,已被世界銀行認(rèn)為是無(wú)可救藥的工程。要搶回工期,只能在酷暑季節(jié)大規(guī)模高速度澆筑基礎(chǔ)混凝土,而這正是工程界之大忌。我經(jīng)反復(fù)研究后決策在混凝土中摻加氧化鎂來(lái)解決開裂頑癥,置國(guó)際專家組提出的強(qiáng)烈書面異議于不顧,因?yàn)槲蚁嘈胖袊?guó)科學(xué)家的研究成果,愿意為基層承擔(dān)責(zé)任,敢于吃一點(diǎn)砒霜。結(jié)果奇跡般地挽回了工期,大壩至今運(yùn)行正常。所以我們不要輕視身邊的破爛和廢棄物,它們很可能是珍寶啊。
第六個(gè)問(wèn)題可稱為做體檢的哲學(xué)
人免不了要生病,定期檢查身體極為重要。對(duì)于要人、名人,更要查得勤些、細(xì)些,這也是可以理解的。通過(guò)體檢,及早查明健康情況,發(fā)現(xiàn)隱患,及時(shí)診治,當(dāng)然是件好事。但也有這樣的情況:一個(gè)人做了體檢,發(fā)現(xiàn)體內(nèi)長(zhǎng)了個(gè)小瘤子,或細(xì)胞有癌變跡象,趕緊開刀、化療,思想包袱沉重,甚至精神崩潰,反而加速了死亡。另一個(gè)相同的人,不查身體,渾渾噩噩過(guò)日子,倒是安享天年。所以有人說(shuō),癌癥不一定越早查出越好。這話雖片面,也有一定道理。我不是醫(yī)藥專家,估計(jì)人體中幾百億細(xì)胞,總有些細(xì)胞要不斷發(fā)生變化,向癌細(xì)胞方向演變,但人體自身固有的“矯正”能力常能加以控制。中醫(yī)所謂“正能壓邪”(年輕人的矯正能力更強(qiáng)),就不成為問(wèn)題。正如社會(huì)上總有些人要變壞,只要在人民和治安當(dāng)局的控制中,就不會(huì)變天一樣?梢(jiàn)問(wèn)題不在該不該查身體,而在于以什么態(tài)度對(duì)待檢查結(jié)果。
水利工程在建設(shè)前的勘測(cè)試驗(yàn)工作,在某種程度上有些像體格檢查。這一工作總是逐步深入的,也像人們先做簡(jiǎn)單的一般體檢,再進(jìn)入?圃敳。通過(guò)詳查總會(huì)得到更多的資料,可能有好的信息,更多是查出新的不利因素:發(fā)現(xiàn)了新的斷裂或風(fēng)化帶比預(yù)計(jì)的厚、材料強(qiáng)度有所下降等等。另外,分析計(jì)算工作的深入,也會(huì)揭露些新情況,如應(yīng)力、變形大了,安全度低了等等。經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況:在可行性研究中認(rèn)為安全的設(shè)計(jì),工作深化后不滿足要求了。例如在核算壩體或邊坡的穩(wěn)定性時(shí),由于查出更多的小節(jié)理,做了更多的試驗(yàn),或進(jìn)行了更精確的分析,發(fā)現(xiàn)安全度已不滿足規(guī)范要求,怎么看待這個(gè)問(wèn)題呢? 我認(rèn)為如果新的資料未改變大的格局,僅僅是具體數(shù)據(jù)的調(diào)整,而且勘測(cè)分析手段和深度已超過(guò)常規(guī)要求,則是否需大改設(shè)計(jì)是值得商榷的。實(shí)際上,邊坡穩(wěn)定核算一類的問(wèn)題,還沒(méi)有嚴(yán)格的科學(xué)解答,設(shè)計(jì)在一定程度上取決于經(jīng)驗(yàn)和判斷。也就是說(shuō),勘探的手段和深度、參數(shù)的試驗(yàn)和取值、計(jì)算的理論和方法,以及要求的安全度是相配套的。規(guī)范中要求的安全系數(shù)正是考慮到當(dāng)前的勘探、試驗(yàn)、計(jì)算的水平而規(guī)定的。如果我們采取了特別先進(jìn)的手段或做了過(guò)細(xì)的工作,能把問(wèn)題查得十分清楚,就不需要那么高的安全度了。否則會(huì)出現(xiàn)工作愈深入建筑物愈不安全的矛盾。基于同樣理由,有的同志開發(fā)了對(duì)某些結(jié)構(gòu)(如土石壩)的新計(jì)算理論,求出了較大的安全度,我也不贊成就修改設(shè)計(jì)、削減工程量?傊,開發(fā)新的更精確的勘測(cè)、試驗(yàn)、分析手段是絕對(duì)必要的,但要修改原來(lái)配套的設(shè)計(jì)原則和規(guī)范則有待從更高層次上加以研究。
還有同志在選壩時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)資料做了抉擇,而在進(jìn)一步工作后發(fā)現(xiàn)所選壩址有不足之處,感到很后悔。我卻認(rèn)為只要新的資料并未否定原來(lái)的主要結(jié)論,用不著懊喪。換一個(gè)壩址,在進(jìn)一步工作后同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的,而不同勘測(cè)深度的壩址是不能對(duì)比的,正如一個(gè)只做了簡(jiǎn)單檢查的人和一個(gè)做了全面詳查的人,很難從檢查結(jié)果來(lái)評(píng)論誰(shuí)的問(wèn)題更多一些。 第七個(gè)題目可稱為管孩子的哲學(xué)
不以規(guī)矩不能成方圓,所以小至設(shè)計(jì)制圖,大至治國(guó)平天下,非立規(guī)矩、標(biāo)準(zhǔn)和法律不可。對(duì)孩子如果放任不管,很容易走邪路和墮落,須加以管教。這是盡人皆知的事。但如果作畫寫字,都必須用規(guī)矩,就沒(méi)有書法家和畫家了。一個(gè)國(guó)家如果法律多如牛毛,老百姓會(huì)無(wú)所適從,還會(huì)被壞人鉆空子,“國(guó)將不國(guó)”。對(duì)孩子管得過(guò)嚴(yán),會(huì)產(chǎn)生逆反心理,也是常見(jiàn)的事?梢(jiàn)任何事都有個(gè)“度”,過(guò)猶不及。
水工建筑物的特點(diǎn),就是它的失事不僅意味工程本身的破壞,而且會(huì)造成眾多生命死亡和財(cái)產(chǎn)損失。特別是高壩大庫(kù)的失事,甚至意味著對(duì)生態(tài)、社會(huì)的破壞,這是其它建筑物不可比的。所以各國(guó)政府都在不同程度上對(duì)其設(shè)計(jì)建造進(jìn)行管理。
我過(guò)去對(duì)制訂水利水電工程的各類規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)深感興趣。尤其在擔(dān)任水電部總工程師期間,更將它作為重要的業(yè)務(wù)。在我的主持和組織下,對(duì)已頒布規(guī)范進(jìn)行清理、修訂,對(duì)缺門的制定規(guī)劃,組織力量,全面啟動(dòng)編制,希望能做到巨細(xì)無(wú)遺。認(rèn)為這樣就可進(jìn)行全面控制,天下太平。中國(guó)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)取法于蘇聯(lián),本已失于過(guò)瑣,這樣一來(lái),更是“青出于藍(lán)”。有關(guān)水利工程規(guī)范之多,可能冠于各國(guó)了。
現(xiàn)在我一直在琢磨這樣做的后果。正面作用確實(shí)有,例如有利于基層同志工作,也有利于保證小工程的安全,但負(fù)作用也很大。首先,它妨礙了創(chuàng)新,給科技人員套上了枷鎖。規(guī)范是建立在過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)上的,負(fù)有指導(dǎo)和約束全國(guó)水利建設(shè)的責(zé)任,所以一定要推薦和規(guī)定比較成熟的做法,能做到“中間偏安(全)”就不錯(cuò),不可能推薦最新的、富有創(chuàng)新意義的方法。規(guī)范中充滿了“嚴(yán)禁”、“不得”、“不應(yīng)”之類的禁忌,和“必須、”“應(yīng)”、“遵照” 之類的命令,一些新的構(gòu)思、理論、方法、工藝都在違反規(guī)范的帽子下被否決。其次,規(guī)范又為不思進(jìn)取的人提供了保護(hù)傘。既然列出那么多的規(guī)定,提供了標(biāo)準(zhǔn)的理論、方法、參數(shù)甚至是具體的公式,依樣畫瓢豈不既安全又省力。各類檢查、鑒定、驗(yàn)收、都影響不了我。出了事,規(guī)范還可以作為辯護(hù)武器。如果搞什么創(chuàng)新,出了事全由自己負(fù)責(zé)。幾十年來(lái),中國(guó)水利建設(shè)規(guī)模之大,世所少見(jiàn),雖也取得了不少科技進(jìn)展,但創(chuàng)新性的成就與之是不相稱的,創(chuàng)新的力度和速度比不上發(fā)達(dá)國(guó)家,規(guī)范過(guò)多過(guò)細(xì),恐怕是原因之一。你給孩子定下那么多的清規(guī)戒律,要他非禮勿視、非禮勿聽(tīng)、非禮勿行,怎能指望他成為愛(ài)迪生或愛(ài)因斯坦呢?
所以我現(xiàn)在的想法是規(guī)范宜少宜粗,手冊(cè)可多可細(xì)。必要的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還是要有,應(yīng)該處于“中間偏先(進(jìn))”的位置。主要應(yīng)規(guī)定一些基本要求和各級(jí)人員的職責(zé),以及各級(jí)工程的審批程序。把責(zé)任(包括安全性和先進(jìn)性)落實(shí)到具體的人員身上,這比規(guī)定一些指標(biāo)、參數(shù)、方法更重要,更有效。有些人可能擔(dān)心這樣做會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量下降和事故增多。其實(shí),有許多國(guó)家并無(wú)很多規(guī)范,由政府頒發(fā)的更少,多是一些權(quán)威性的學(xué)術(shù)團(tuán)體制定的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定,為大家遵循,并無(wú)法律效力,你只要有足夠的依據(jù)就可以突破。結(jié)果新事物出得快,也未見(jiàn)發(fā)生什么大事故。
至于具體的建筑結(jié)構(gòu),具體的計(jì)算公式更沒(méi)有必要做統(tǒng)一規(guī)定,完全可以改為大量的設(shè)計(jì)、施工手冊(cè),把各家理論,各種經(jīng)驗(yàn)、參數(shù)和各種典型實(shí)例匯集比較,供廣大基層人員參考取舍,而不應(yīng)是“統(tǒng)一尺碼”。
既要使孩子富有朝氣,不斷創(chuàng)新前進(jìn),又不能讓他野馬般地亂闖瞎撞,這是一門藝術(shù)。有關(guān)的政府官員、科技管理者和技術(shù)帶頭人應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)這門藝術(shù)。
最后一點(diǎn)稱為吃螃蟹的哲學(xué)
上面提到規(guī)范過(guò)多過(guò)細(xì)對(duì)創(chuàng)新的制約,這就涉及到在水利工程中采用新技術(shù)的問(wèn)題。所謂新技術(shù),包括新思路、新理論、新結(jié)構(gòu)、新材料、新設(shè)備、新工藝、新管理方法等等。搞技術(shù)創(chuàng)新意義重大,但問(wèn)題也很復(fù)雜。
任何新技術(shù),既冠名為新,就意味著缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。而水利工程的成敗,一般又影響巨大。如何既保證安全又促進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用便成為一對(duì)矛盾。形象地說(shuō)就是誰(shuí)來(lái)吃第一只螃蟹。
我認(rèn)為,解決這個(gè)矛盾的正確辦法有二。一是在方針上,要“慎重”與“積極”并舉,不可偏廢。所謂“慎重”,就是保持頭腦清醒,不做無(wú)根據(jù)和無(wú)相當(dāng)把握的事。一切通過(guò)試驗(yàn),由實(shí)踐來(lái)做出結(jié)論和決策。尤其在重要工程或關(guān)鍵部位不能掉以輕心。所謂“積極”,指思想上要確信創(chuàng)新和發(fā)展是人間正道,滿懷熱誠(chéng)地歡迎新生事物,并深入調(diào)查研究,采取各種措施為其成熟和采用創(chuàng)造條件,有“敢為天下先”的襟懷,而不是消極地等待,“等別人吃了第一只我再吃”。其二,在策略上,“實(shí)事求是,區(qū)別對(duì)待”八個(gè)字極為重要。新事物從構(gòu)思、萌芽到成熟、推廣,一般要經(jīng)過(guò)“理論研究和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)”、“中間試驗(yàn)或工業(yè)性試驗(yàn)”和“全面推廣、形成生產(chǎn)力”三個(gè)階段,但根據(jù)不同的情況可以采用不同的做法和速度。
有的新事物的理論基礎(chǔ)扎實(shí)、簡(jiǎn)明、可信,研究中投入的人力、物力、資金、時(shí)間充分,研究試驗(yàn)成果齊全、系統(tǒng),而有的未能達(dá)到這些要求,則前者顯然可以更快更大規(guī)模地試用、推廣。
有的創(chuàng)新屬技術(shù)上的改進(jìn),原理簡(jiǎn)單明確,容易檢驗(yàn)和實(shí)施;有的則屬于本質(zhì)性的重大改革,后果影響深遠(yuǎn),甚至要經(jīng)若干年后才能論定(如某些新材料),則前者顯然可以更快更大規(guī)模地試用、推廣。
有的工程上采用某項(xiàng)新技術(shù),風(fēng)險(xiǎn)和后果不大,或有檢修替換條件;有的工程或建筑物上采用某項(xiàng)新技術(shù)若萬(wàn)一失敗,后果嚴(yán)重,或沒(méi)有檢修補(bǔ)強(qiáng)條件,則對(duì)前者顯然可以更大膽一些。
在小工程上試用成功的新技術(shù),有的需在中型工程上再行考驗(yàn),然后推廣到大型工程上,但有的也可通過(guò)理論分析和判斷,做跨越式的拓展。
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