江恩慧
(黃河水利科學研究院水利部黃河泥沙重點實驗室,河南鄭州450003)
習近平總書記9月18日在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會并發表重要講話。他強調“黃河生態系統是一個有機整體”“要更加注重保護和治理的系統性、整體性、協同性”“要堅持山水林田湖草綜合治理、系統治理、源頭治理,統籌推進各項工作,加強協同配合,推動黃河流域高質量發展”,為黃河流域綜合治理指明了方向。
(1)系統論思想方法的發展與黃河流域系統??倳浀闹v話高屋建瓴,充分體現了系統論的思想方法。系統論的發展已經有100多年的歷史。20世紀40年代,奧地利生物學家貝塔朗菲(Bertalanffy)提出《一般系統論》,后來逐漸發展成為一門獨立學科,并廣泛應用于社會、經濟、管理、生物系統研究。明確而又比較系統地提出河流系統概念的是舒姆(Schumm,1977),他按照河流的自然態把河流從上游至下游劃分為集水盆地子系統、河道子系統和河口三角洲子系統3個子系統。舒姆的理論逐漸為后人所接受,并得到發展。
黃河是一個復雜的巨系統,治理黃河是一項復雜的系統工程。因此,無論黃河治理的整體戰略、實施方案,還是不同河段的治理方略、工程布局,抑或是單一工程的具體設計、運行管理,在其規劃、可行性研究、實施的各個階段,都必須以系統論思想方法為統領,把黃河流域作為一個有機的復合系統,統籌考慮。針對黃河流域系統治理這個命題,黃河流域系統可劃分為干支流河流子系統、區域社會經濟子系統、流域生態環境子系統三大子系統。黃河流域的系統治理要以河流基本功能維持、區域社會經濟高質量發展、流域生態環境有效保護三維協同為整體治理目標,定量研究黃河流域綜合治理的整體布局及不同治理措施之間的博弈協同效應。
(2)系統論思想方法將為黃河流域生態保護和高質量發展提供科技支撐。王化云等新中國第一代治黃人融數千年治黃經驗與現代科技思想為一體,創造性地先后提出了“除害興利、綜合利用”“寬河固堤”“蓄水攔沙”“上攔下排、兩岸分滯”等治黃新方略,形成了系統治理黃河的戰略雛形。在此基礎上,幾代治黃人將其發揚光大,逐步完善形成了當今黃河治理總體和不同區域的治理策略與治理目標。李國英撰寫的《治理黃河思辨與踐行》全面體現了他對黃河系統治理的深入思考。
鄂竟平部長在水利部黨組中心組專題學習研討習近平總書記座談會上的重要講話精神時指出,習總書記的重要講話是對“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路的豐富和完善,要堅持問題導向、辯證施治,堅持因地制宜、分類指導,堅持統籌謀劃、系統治理。
然而,在治黃科研中應用系統論這一科學思想方法還處于起步階段,落后于其他很多領域,今后應注重系統論思想方法的引領,把治黃這一系統工程做得更好。黃河水利科學研究院江恩慧等正在開展的國家自然科學基金重點項目“游蕩性河道河勢演變與穩定控制系統理論”、國家重點研發計劃項目“黃河干支流骨干樞紐群泥沙動態調控關鍵技術”、中央公益性科研單位院所長基金項目“黃河下游灘槽協同治理架構及運行機制研究”,都是基于系統論方法開展的;《黃河流域綜合治理的系統理論概要》初稿正在編寫中,有望2019年年底出版。
(3)應用系統論思想方法系統研究黃河水沙調控關鍵技術。習總書記指出黃河水少沙多、水沙關系不協調是治黃的癥結所在,要緊緊抓住水沙關系調節這個“牛鼻子”,完善水沙調控機制。黃河水沙調控是長期困擾治黃實踐的關鍵技術難題,是實現黃河流域綜合治理、系統治理的重要抓手,總書記的講話增強了我們基于黃河流域的系統治理,應用系統論思想方法,抓緊、抓準、干好黃河干支流骨干樞紐群水沙動態調控關鍵技術研發的決心和信心。當前,以干流已建龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底等骨干樞紐為主體,以海渤灣、萬家寨及支流控制性水庫為補充,初步形成的黃河水沙調控工程體系,在防洪防凌安全和水量統一調度等方面發揮了巨大作用。然而,流域來水來沙條件是動態變化的,庫區-河道邊界約束條件是動態調整的,區域社會經濟發展和生態健康維持的需求是動態增長的,特別是針對黃河水少沙多的現實狀況,黃河水沙調控不僅要注重水量的適應性調度,更要突出泥沙的動態調控,實現行洪輸沙-社會經濟-生態環境等河流系統功能多維協同的目標,探索水動力-強人工措施有機結合的水沙調控技術,突破“調水容易調沙難”的瓶頸。