水利在中国古代是国家大事,作为一个古老农业文明的大国,从“大禹治水”到大运河、坎尔井,防治水害,兴修水利都是国家大事。新中国成立之初,百废待兴之际,国家就立即启动了“荆江分洪”工程、治理淮河工程,随后治理黄河、治理海河。在水利工程建设方面,新中国在水利方面与中国古代最大的不同,在于古代是农业文明时代,水利主要是防洪、农业灌溉和运输。而新中国已经处于工业文明时代,工业化、城市化成为发展的主旋律,因此水能利用、工业用水、城市用水成为水利建设的主要目标,大力兴修水库和水电站成为新中国水利建设的特点和亮点。
工业文明时代也是一个生产和居住向城市集中的时代,是需要大规模消耗能源和水资源的时代。而中国人口众多和水资源欠丰这两个特点,使得当1949年新中国实现了国家独立、人民解放并开始大规模工业化以后,水利问题就立即摆在了执政的中国共产党面前:它既可以防治水旱灾害和进行农业灌溉,又可以提供现代能源(水力发电)、解决城市用水,可谓一举两得。因此,中国几千年积累下来的水文化在新时代、新中国得到发扬光大,创造出世界一流的水利工程。
我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印尼,名列世界第六位。但是,我国的人均水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4。是全球人均水资源最贫乏的国家之一。按照国际公认的标准,人均水资源低于3000立方米为轻度缺水;人均水资源低于2000立方米为中度缺水;人均水资源低于1000立方米为严重缺水;人均水资源低于500立方米为极度缺水。
中国虽然人均水资源为轻度缺水,但是区域之间分布极不平衡。长江流域及其以南地区,国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;其以北地区,国土面积占全国的63.5%,其水资源量仅占全国的19%。2017年,人均水资源超过4000立方米的共有6个省、区,排名顺序分别为:西藏142311.3立方米、青海13188.86立方米、广西4912.06立方米,云南4602.41立方米、新疆4206.41立方米、海南4165.74立方米;有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米。这种人均水资源区域分布与地区经济发展水平成反比,在经济发达的京津冀地区,人均水资源较少,而在经济欠发达的西南地区,那些人均水资源均超过了全国平均水平的地区,基本上都属于祖国边陲的经济欠发达地区,人口相对稀少,经济相对落后,城市化率比较低,并且随着经济发展和人口流动自由度的提高,还会向东南发达地区流动。很明显,水资源的分布成为制约中国经济发展的主要因素之一。
近年来,随着我国城镇化进程的加快和人们生活水平的提高,对于洁净水的需求日益增加。而我国也是水资源污染严重的国家之一,水资源需求与供给之间的不平衡使我国面临较严重的水资源短缺问题。
从新中国成立之日起,中国共产党和人民政府就高度重视水利建设。国家在这方面投入的人力物力不仅超过历史上任何一个朝代,而且在当今世界也是首屈一指,水利建设的成就数不胜数。1950年代的“荆江分洪”工程、“治理淮河”工程令人自豪振奋;1957年4月开工的新安江水电站,是中国自行设计、自制设备、自主建设的第一座大型水电站,也是我国第一座百米高的混凝土重力坝。1958年9月,中国首座百万千瓦级的水电站——刘家峡水电站在黄河上游开工建设。至1975年,总装机容量122.5万千瓦的刘家峡水电站建成,成为中国水电史上的重要里程碑。此后中国又陆续建成了一批百万千瓦级的水电站。1991年,二滩水电站作为世界银行在单个项目贷款最多的项目正式开工。全面实行国际招标,项目管理全面与国际接轨,引进了国际管理经验和技术,促进我国水电建设技术和设备制造能力跨上了新台阶。1990年代初期,西部大开发为水电高速发展创造了良好的机遇。2017年水力发电量替代标准煤3.55亿吨。以超低排放0.297公斤计,减少二氧化碳排放量9.538亿吨(比IHA采用了保守的计算方法)。中国水电对二氧化碳减排的贡献占全世界近1/2。按照2018年1月国内各碳交易市场价格,水力发电年减排效益在81~492亿元之间,平均价格242亿元。如果没有弃水,水力发电的减排效益更加显著。水电正常发挥功能在百年以上,能源产出与能源消耗比(EP/ETP)可以达到300,是燃油发电的10倍。在所有低碳能源品种中,水电可持续减排能力最强。
2004年9月26日,黄河公伯峡水电站首台30万千瓦机组投产,中国水电装机总容量突破1亿千瓦,居世界第一。从1979年改革开放算起,装机突破1亿千瓦用了25年时间。2010年8月25日,云南澜沧江小湾水电站第4台机组投产,中国水电装机总容量突破2亿千瓦,不到6年时间又新增1亿千瓦装机。2017年底,全国水电装机容量34119万千瓦。2017年全年水力发电量总计11945亿度。梯级水库群渐成规模。红河干流、乌江干流,南盘江、红水河干流,黄河上中游,大渡河中下游、雅砻江中下游、澜沧江中下游、金沙江干流中下游梯级群开发已渐成规模。流域梯级“群”的综合效益逐渐显现。
水利设施的防洪效益尤为显著。以三峡水利枢纽为主的长江和金沙江干支流形成的梯级水库群30多座,总防洪库容530亿立方米。截至2017年底,三峡工程累计拦洪运用44次,总蓄洪量1322亿立方米,干流堤防没有发生一处重大险情,确保了长江中下游的防洪安全,减轻了下游干支流地区的防洪压力,降低了防汛减灾成本。三峡工程成功应对2010年、2012年两次洪峰超70000立方米每秒的洪水过程;在2016年长江发生类似“98大洪水”时,通过联合调度,成功避免了长江上游“1号洪峰”与中下游“2号洪峰”叠加遭遇,有效控制下游沙市站水位未超过警戒水位,城陵矶站水位未超过保证水位。根据中国工程院作为第三方独立评估的初步估算,三峡工程每年平均产生的防洪经济效益达76.11亿元(2007年价格水平,中国工程院三峡阶段性评估与竣工独立评估报告)。
新中国水电发展的成就,是老一辈水电人在艰难困苦条件下开创了基业,改革开放缩短了差距,自主创新实现了跨越。水电工程规模与技术难度不断刷新行业纪录。2010年以来,世界规模最大的三峡水利枢纽工程,世界最高的黄登水电站碾压混凝土重力坝(203米),总水推力最大的小湾混凝土双曲拱坝(1900万吨),泄洪功率最大的溪洛渡水电工程(98710兆瓦),地震设防烈度最高的大岗山水电工程(0.557g),规模最大的深埋长大洞室群锦屏二级水电站已成功建设并投入运行。正在建设的乌东德、白鹤滩、两河口、双江口水电站等也极具挑战。这些世界级巨型工程成功建设,极大地推动了工程领域的技术进步,也带动了基础科学的发展和各学科的交叉融合。
我在这里不厌其烦、但是仍然挂一漏万地引用资料列举新中国成立以来的重大水利设施建设,只是想告诉读者,一切日常享受到的水利设施和电力供应是几代人的努力,在世界经济发展史上都是值得大书特书、光照后人的。
由此引发我们对新中国建立以来从事水利建设的“水利专家”的关注,我们希望了解他们是怎样想的,怎样做的,他们不仅留给我们上述这些看的见、摸的着的物质财富,还留给了我们哪些精神、文化财富?这是我读这本书的初衷和期望。
高峻教授多年来孜孜不倦地从事新中国水利史研究,治学严谨,成果丰硕,为学界所瞩目敬重,可谓“筚路蓝缕,以启山林”。我与他为中国人民大学中共党史系的系友,从1980年代起就有学术交流,交往多年。这次应他之邀作序,虽然自知能力不够,但是为新中国水利事业成就和“水利人”精神所感召,不敢推辞,故勉为其难。
通观本书,我感到是作者群体在研究新中国水利设施建设基础上更进一步研究“水利人”行为的重要著作。本书由 14 个专题构成,研究和探讨了新中国 70 年的 13 位水利科技大家的学行,再现出他们在水利事业中攀登水利工程科技巅峰的历程,理论和实践的创新成就。其中有对新中国水利工程学界的三位中国科学院、中国工程院资深院士张光斗、严恺、潘家铮学行的专题研究,他们数十年如一日,在新中国治理长江、黄河、海河等大江大河的水利事业中作出了卓越的贡献,是水利工程学界的楷模、领军科学家。他们筚路蓝缕,创办系院,培育英才,使清华大学、河海大学、武汉大学的水利工程学科成长为世界顶尖学科,河海大学成为世界顶尖水利高等学府,他们为新中国的水利工程学攀上世界的巅峰作出了重大贡献。也有对以解放军干部的身份转入水利战线,主持新中国黄河、长江治理事业近半个世纪,在实践中勤学、学而专、专而精,成为水利科技大家的河官王化云、“长江王”林一山的专题研究,他们带领广大水利工程科技人员和人民群众长期艰苦奋斗,主持建成了黄河、长江干支流上的一系列大型水利工程,为建成黄河、长江的防洪体系,使黄河 70 多年岁岁安澜,奉献甚巨。
可以说,新中国治水事业取得的巨大成就,是在中国共产党的英明领导下,几代水利工程科技工作者和广大人民群众长期艰苦探索、勇于进取和团结协作的成果,其中水利工程科技大家起到了科技主力军的领军作用。新中国的70年,也是中国共产党和人民政府注重延揽人才,不拘一格重用人才,发挥专家在水利事业中的科技主导作用的年代。我们有责任为新中国水利史树碑立传,有责任让这些为新中国水利事业殚精竭虑、呕心沥血作出重大贡献的专家像历史上的孙叔敖、西门豹、李冰父子、王景、范仲淹、王安石、郭守敬等人一样名垂青史,为后人楷模,将他们的精神融入到中华民族优秀文化中泽被后世。
欣逢盛世,科学和文化必然繁荣。今年是新中国成立70周年,明年是全面建成小康社会,后年则是中国共产党建立100周年,这本书的问世恰逢其时,可以作为献给新中国成立70年、献给中国共产党建立100周年的礼物,也是我们今天学习中共党史、学习新中国历史难得的教材之一,特此向高峻教授及其带领的团队表示祝贺,并期待有更多、更好的成果问世。
作者系中国社会科学院当代中国研究所副所长、研究员、博士生导师