可持续发展的奇迹

可持续发展的奇迹_中国都江堰与法国罗纳河的启示_提升创新能力加

系统工程的典范　可持续发展的奇迹——中国都江堰与法国罗纳河的启示

陈永武

（成都市老科技工作者协会，四川，成都，610000）

一、可持续发展的都江堰今昔

创建于两千多年前的都江堰，是当今世界唯一的古老、尚在运作且仍在发展之中的水利工程，因此对于都江堰的政治、经济、科学、文化价值，无论怎样评价都不过分。特别应当指出：都江堰从创建之时起，就是多目标综合开发利用的系统工程，在各个方面发挥出多种社会效益和经济效益，不仅使古蜀的成都平原成为“水旱从人”的“天府之国”，而且还对四川乃至西南地区人民的文化理念、技术观念、行为规范等方面，也产生了深远的影响。因而，在21世纪初，被联合国教科文组织确认“青城山·都江堰”为世界文化遗产。

都江堰工程是中华民族本土科学文化的结晶。在治水思想上，贯穿着“乘势引导、因时制宜”的原则；在建设方略上，遵循“就地取材、注重实效”的原则，尤其重视水资源的充分开发利用和管理，创造出一整套工程维护和岁修经验，从而使都江堰经过2000多年运行而工程弥新，且能进一步不断发展，成为我国水利建设史上重要的科学财富。都江堰在历史上，持续不断地发挥农田灌溉、客货航运、水能利用、城镇供水、环境保护及旅游卫生等功能；中华人民共和国成立后，更进一步地利用现代水利科学技术，使都江堰灌溉区域和各类功能得到了空前的发展。

都江堰灌区效益已由建国前局限于成都平原中部14个县（州），扩展到整个成都平原，并穿过龙泉山，发展到川中丘陵区，共37个县（市、区），灌溉面积由建国前夕的280多万亩发展到2000年的1008万亩，成为全国第一个实灌面积突破1000万亩的特大型灌区。现在都江堰灌区人均耕地面积占四川全省14％，却提供了占全省的31％的商品粮，为全省18％的人口解决了粮食问题。灌区内有8个县市发展综合经营，名列全省“十强”，充分说明都江堰水利效益为四川经济发展和人民致富做出了巨大的贡献。现在都江堰上游已兴建的紫坪铺水库，将使洪枯水期岷江来水得到均衡调节，古老的都江堰将再度痪发青春，为祖国西部大开发作出更大贡献。

都江堰堰首位于岷江出山口后的白沙至都江堰市区一段枢纽工程，包括分水鱼嘴、内外金刚堤、飞沙堰、宝瓶口等。内外江各干渠渠首，也有相应的枢纽工程，其布局往往参照堰首格局。都江堰堰首自李冰始创“壅江作堋”，历经两千多年的变迁，直至近代均未建拦水闸坝，采取无坝取水鱼嘴分流形式。中华人民共和国建立后，充分利用现代水利科学技术，先后在各大干渠渠首建闸，调节径流，发展渠系，使灌渠网分布于整个成都平原，穿越龙泉山，引灌至川中丘陵，成倍地扩大了都江堰灌溉面积。1973年冬至1974年春，为充分利用岷江水源，在都江堰鱼嘴右侧建成外江节制闸，使岷江洪水得到初步调控，岷江水源亦得到了充分有效的利用。

都江堰灌区工程是自各级引水渠道系统所构成，这是两千多年不断发展、变化、进步的结果。在李冰建堰初期，主要引水干渠是伸向岷江东岸的郫江和流江，具有通航和引灌两方面突出功能。岷江西岸的引水主干为羊摩江。在西汉初年的司马迁时代，渠系已经逐级加密，《史记》称“以万亿计”，虽有所夸张，但事实上围绕“成都二江”，确已有了较为密集的水网。以后历代又不断扩延，不断加密，随时与冲淤变化相适应，使各级渠道得以发挥出应有的灌排功能，于是才得到了“水旱从人”的称誉。千百年来各级渠道布置，大都能合理地适应地表倾斜走向，因地制宜，成为古代水利技术科学方面光辉的成果。

都江堰鱼嘴先将岷江总分为内江和外江。内江自鱼嘴左侧入宝瓶口，经南桥至仰天窝闸，在太平鱼嘴，分为蒲柏河和走江河，再下至蒲柏闸丁公鱼嘴和走江闸鱼嘴，再分为蒲阳河、柏条河、走马河和江安河，成为内江水系四大干渠。外江水系在都江鱼嘴右侧，分出沙黑总河，至漏沙堰闸又分为黑石河和沙沟河两大干渠，分布于都江堰老灌区。各大干渠及其支渠流向，均大致垂直地面等高线，干渠分出支渠，支渠分出斗渠，斗渠分出农渠，进入农田则为毛渠。一级接一级，千支万流，组成都江堰引水渠系。

1949年后，由于采用现代水闸分水泄洪，引水流量得到人为控制。利用外江水系沙沟河补水的西河水源，新建三合堰；利用内江水系蒲阳河、柏条河和府河水源，新建人民渠和东风渠穿过龙泉山脉，使都江堰水源进入川中丘陵地区；同时新建继光、鲁班、团结、黑龙滩、三岔、石盘等大中型水库，引洪囤蓄，实行引蓄结合，构成长藤结瓜式的灌溉系统。从1970年至1972年春，又对都江堰老灌区进行渠系改造，裁并干渠，横开支渠，废除了羊马河，杨柳河进口下移至江安河青龙嘴引水，锦水河改建为分干渠；废除蟆水河、五斗河、羊子河、油子河、磨底河、黄土堰、白马河等，并减少了渠线长度，使输水更加合理便捷。

都江堰水利管理是具有本土特色的一门技术科学。古代渠首工程，结构简单，没有及时的维修、更新，就无法持续运用，更谈不上什么发展了。因此，从建堰时起，都江堰就有一套完整的管理体系，其原则除了建设与管理相融合以外，更有政府管理与群众管理相结合，工程规范与群众制度相结合，政府法令与乡规民约相结合等。这些都是保证古堰历经2000余年而长盛不衰的关键所在，也是中国人独特的创造。中华人民共和国成立后，不但完善和加强了各级管理机构，还使各项管理工作走向科学化。合理调整渠系和灌区，增加用水调节设施，刷新原有的各项管理制度，配置各类水量监测和调度设备，使都江堰管理跃上一个新的台阶。

都江堰的传统科技在世界范围内，许多古老的水利工程皆已湮失无闻，而都江堰不但长存，而且潜力不断被挖掘，效益不断扩大，创造了可持续发展典范。如果没有科学技术的支撑，创造这一奇迹是不可能的。中华本土科学注重实用，都江堰科技也是如此。其中传统结构如竹笼卵石，以当地丰富的竹料编笼，用江河中的卵石构成较为完整的建筑构件，可以适用于堤坝、围堰、护岸及护坡等不同用途的工程中，费省价廉，就地取材，群众易办，实为科学上的一大创造。竹笼卵石结构为半透水体，承受水压力较小，稳定性好，独具特色，但是这种具有先进性的传统结构，却缺乏水力学、结构力学、河流动力学及泥沙学等方面的科学分析，至今还停留在经验阶段，这是后人应当从理论上给以论证的地方。都江堰传统的杩槎结构也是如此。都江堰设有“水则”，是水位观测的古老标尺，它是一项实验科学设施，至少从唐宋起就用此种方法测水而掌握水情，可惜长系列的水位观测资料，竟没有完全保存下来，这些遗憾值得后人反思。直至近现代，才添加了有科学仪器进行水文观测资料的整编。

特别值得一提的是，都江堰工程经受住了2000多年来自然灾害破坏的影响，尤其是经受住了2008年“5·12”汶川特大地震的考验，工程仍然完好无损（只是鱼嘴表面后人添加的钢筋混凝土保护层被震裂，原有鱼嘴工程并未受破坏）。

二、系统工程的典范

都江堰工程为什么伟大？它是中华水利科学的光辉成果，也是世界范围内唯一的充满活力的古老水利工程。都江堰的成功建造，更是中国古代运用系统工程思想的典范。距今2000多年前，生产力极不发达，在都江堰的修筑与决策中，古代人们自发地巧妙运用系统工程中，总体化和最优化两大核心思想和水力学基本规律，从科学技术入手，极为完美地解决了大型水利工程的系统总体目标和选址、排洪、排沙、水量调节、维护管理等分系统一整套技术难题，使工程实现了总体上的极高可靠性和投入产出的最优化，并经受了2000多年中自然、社会及环境等变迁的严峻考验，始终不断地发挥着巨大的经济效益和社会效益，成为四川农业上的首要资源和经济发展的基础设施。这种在技术聪明绝伦的伟大创举，才是都江堰成为世界历史中绝无仅有的伟大水利工程和世界优秀文化遗产的根本原因。

图1　泥沙螺旋状环流运动平面图及剖面图a-b、c-d

都江堰是在应顺流河与泥沙运动规律基础上建成的。如图1所示，都江堰水利工程的水利水文原理示意图，生动地解释了都江堰为什么是伟大的水利工程。我们很难相信在2000多年前，中国对河流规律和泥沙运动的认识能达到如此高度。当今水文学中有这样一条水文原理，即河流的曲流原理——河流有一种走曲线的趋势，河槽中的水流呈螺旋状向前流动着，这一流动的结果使河岸的凹岸侵蚀冲刷，在凸岸将携带的泥沙堆积。李冰父子认识到了这些水文规律，在都江堰水利工程中，在第一个曲流处，利用凹岸和凸岸，设置了鱼嘴工程，把江水一分为二，清水进入内江，泥沙和浊水进入了外江。引水工程宝瓶口正设置在凹岸处，将清水引向成都平原，而把泥沙砾石抛向凸岸，并被水流冲走。而飞沙堰在枯水期将江水抬高，引入宝瓶口，在洪水来时，多余的水将越过飞沙堰流走。这就是伟大的都江堰。它之所以直至今天能使用，是基于对河流的深刻理解和认识。在当今河流开发的热潮中，相信都江堰的智慧在中国不会失传，其科学精神和光辉思想必将传承发扬。

三、罗纳河开发有都江堰的影子

法国人是否学了都江堰？毫无疑问，法国人对都江堰是感兴趣的。何以证明？1965年夏，一个故事就发生在都江堰现场。当时，对外友协介绍了两位法国友人到都江堰参观，作者当时在省水利电力厅工作，随领导陪同外宾。两个老外对这项绝无仅有的伟大工程参观、询问十分仔细，津津乐道地看，赞口不绝地谈。但当大家站在高地上瞭望都江堰全景时，法国朋友发现就在山坡脚下的河岸有一处未完似的“工程”，便通过翻译问我们“那是怎么回事？”当翻译转告说：“那是‘大跃进’尾声年代，当时有关部门想为都江堰‘配套’，建鱼嘴水电站未成留下的‘烂尾工程’。”老外摇着头说：“这是不是你们中国人讲的画蛇添足？”还问当时的决策人都是谁？搞得当时的官方陪同有点尴尬。当老外得知时任水电厅长叫李克、省长叫李大章、省委书记是李井泉时，两个老外幽默地表示：要学李冰父子也不容易， “三李”学“二李”没有成功啊！为摆脱在场人的尴尬，老外最后说：“我们也要学李冰科学治水的经验。”40年过去了，当作者从《中国地理》杂志上看到单之蔷总编访问法国所写的《罗纳河让我想起了都江堰》的报道后，第一反应就想到了：法国人当年在都江堰说的是真话！不少老外都来过都江堰，他们都欣赏、研究过都江堰，甚至取走了“经”。不然单总编怎么会联想到“法国学了都江堰？”当然，科学无国界，当代法国人成功开发罗纳河与中国古人修建都江堰，都很好地遵循了系统工程科学思想。罗纳河的成功也为当今中国开发江河反馈了新的范例。

罗纳河是一条被人类开发得淋漓尽致的河，是一条完全梯级化了的河，这条曾经性情暴烈的河已经完全渠化了。我们并非要赞美人类对自然的开发，而是罗纳河的开发的确充满智慧。从源头到入海口，人们在河上兴建了19级水坝和十几座电站，把罗纳河变成了一个由许多水库组成的阶梯河，然而令人惊讶的是：如此开发建坝的河，竟未淹没田地，还没有移民，他们是怎样做到的呢？

图2卫星照片图就是法国罗纳河的一级电站和水坝，可以看出水库的确没有淹没土地。并由此可见这种河流开发的无坝都江堰模式，似乎被移置到了法国罗纳河上。

图2

他们对天然河道与人工运河的关系，作了十分和谐的处理。罗纳河的水电工程的确很像都江堰模式，把一条河分流成两条河，一条是原来的河，一条是新建的运河，河水最终仍归流回原来的河道，这一点与都江堰完全相同，然而中国的都江堰要比罗纳河早2000多年。从图2中，我们确实可以对照看出都江堰的影子。法国人并没有在原来的河道上直接建电站，而是新开挖了一条运河，在运河上建立了电站和船闸，然后在原来的河道上再建一座低坝抬高水位。这样双河道的结构，既完成了发电和航运的任务，又保持了原有的天然河道，使河流的自然形态没有发生太大的变化。虽然在原有的河道上为提高水位建了水坝，但建的是低坝，基本保持了河流自由流淌的状态，并有过鱼的通道等，因此罗纳河的水电开发没有带来太多的负面影响。

罗纳河开发为什么选择这样的方案呢？因为罗纳河是一条重要运输通道，需要足够深的标准化航道，最好的办法是用梯级的船闸把河流渠化，但法国人不愿意破坏原有的天然河道，结合发电的需要，他们采用了一种极为巧妙的方法，就是不在原有的河上建电站和船闸，而是开挖一条运河把水引出来，在这条人工运河上建堤坝和船闸来发电和通航。为了调节水位，在原河道上还需要建一个低坝来蓄水，人工运河中的水发电、行船后又流回了原来的天然河道。当你仔细研究这种由人工运河发电走船的方法时，就会想起中国的都江堰与大运河，甚至还联想到其人工运河引水地点的选择，与都江堰“引走清水，排走泥沙”的原理十分相似。法国人是否借鉴了都江堰？我们对科学发展观又有哪些宏扬呢？由此作者感到，我们对祖国古代水利开发的伟大智慧，似乎还理解得不深，对我们深厚的传统水文化，研究继承得尚不够。

图3　法国罗纳河低坝运河型电站示意图

四、都江堰是否遭遇“画蛇添足”的尴尬

都江堰是我国水利史上的一座丰碑。2000年11月，这项世界上历史最悠久、设计最科学、保存最完整、至今发挥作用最好、以无坝引水为特征的充分体现系统科学典范的大型水利生态工程，被联合国教科文组织列入“世界文化遗产”，成为世界人民共同的文化瑰宝。然而在2003年，有关部门却要在都江堰的核心部位另外增修一座大坝的消息，引来了诸多争议，使运行了2260年的古堰陷入了尴尬的境地。尴尬由争执双方引起。

力主加坝方的意见：2003年4月28日，都江堰管理局组织了一次增建坝选址论证会，计划在鱼嘴上游1310米处，加修一座高23米、长1200米的大坝——“杨柳湖水库”。论证会上，因大坝的选址会破坏都江堰的自流引水功能和周围的文化遗产，而遭到了很多专家的反对。6月5日，都江堰管理局再次组织了一次论证会，前次论证会上持反对意见的专家此次均被排除在外。6月18日，联合国教科文组织驻北京办事处文化官员埃德蒙·木卡拉，针对此事向中国联合国教科文组织全国委员会和建设部提出询问。2003年7月7日，都江堰市人大常委会在向四川省人大递交的针对此事的一份报告中称：“我们不能以牺牲一个2260多年的中国文明为代价，去建设一座任何一条江河上都可以建设的水库……”面对各方面的反对，都江堰管理局的理由是：杨柳湖工程是正在建设中的“国家西部大开发十大工程”之一的紫坪铺水库的配套工程。杨柳湖工程的主要作用在于缓和紫坪铺泄洪时对都江堰鱼嘴的冲刷，同时配合紫坪铺综合发挥防洪、灌溉、发电等效益……按照规划，2001年开工的紫坪铺工程到2005年建成后将同期发电，如果杨柳湖工程2003年不上马，紫坪铺工程的综合效益就无法有效发挥，不仅国家巨额投资无法收回，而且财政还要背上沉重的负担。

反对加坝方的意见：都江堰市世界遗产办公室认为，如果杨柳湖工程上马，都江堰无坝引水的特点将完全消失，遗产的真实性与完整性将不复存在，拥有2260多年的中华文明和人类奇迹会受到严重影响，有面临从《世界遗产名录》中清理出册的危险。联合国教科文组织北京办事处文化遗产保护专员对此也十分忧心：以损坏或牺牲文化遗产为代价去“变换”经济效益，长此下去，很可能无法通过联合国6年1次的复查，而被列入“濒危世界遗产”名录。北京大学中国文化遗产研究中心谢凝高教授说，都江堰的价值，不仅体现在灌溉几百万亩良田，更体现出2260年来人与自然和谐的救治方案，这样一个“国宝”工程，却要在其核心区加建大坝，实属荒唐。

图4

都江堰系统工程的系统元素与外部环境的平衡条件若被扰乱，必将引起系统工程整体的不平衡振荡。尴尬将随之而来：第一，都江堰无坝引水的特点将完全消失，面临从《世界遗产名录》中清理出册的危险。第二，都江堰有序运行的2000多年间，不曾依靠过什么水坝电站的保护。第三，紫坪铺水库1134万亩设计灌溉面积中，已有1100万亩经由都江堰独立完成了。第四，飞流直下被横堵一条坝，不仅大煞风景，杨柳湖水坝放水会更近冲刷都江堰。第五，不可“征服自然”，还需“天人合一”。第六，都江堰的价值不可以用5000万增收来评价。第七，都江堰市与都江堰管理局二者在管理体制上存在问题，对此，各方面的处理方式都不同。水利部有关负责人初步意见是：紫坪铺水利工程是西部大开发的标志性工程，而杨柳湖反调节水库是其综合利用的重要组成部分，不可能不建。建设方已将原定建在鱼嘴附近的杨柳湖大坝坝址从距都江堰鱼嘴300米处，上挪到1300米处。并可能考虑再度上移坝址，这样“站在都江堰鱼嘴就看不到大坝了”，就可“使世界遗产地的景观得以保持。”联合国教科文组织关注，都江堰管理局拟在距离都江堰水利工程鱼嘴分水堤1300余米处修建高约23米、宽约1200米的杨柳湖水库大坝。该水库距离世界遗产核心区350米。联合国教科文组织驻京办的文化官员埃德蒙·木卡拉6月18日已就此事提出询问。都江堰于2000年申报世界自然、文化遗产，但因紫坪铺水利工程对生态环境的影响，只获得世界文化遗产，而未能进入世界自然遗产名录。国家三部委调查组专家结束了在都江堰的有关调查工作认为，计划修建的杨柳湖工程在世界遗产保护的缓冲区中，也在国家风景名胜区的范围之内，对都江堰景观的破坏显而易见，也极有可能对都江堰的功能造成重大影响。建议进一步开展深入、慎重的科学论证，工程上马须慎之又慎。

五、都江堰与罗纳河开发对当今江河开发的启示

（一）江河开发治理应坚持科学发展观，要按系统工程思想追求总体效益最佳化——以都江堰为例

都江堰是应用系统工程的典范。系统工程是一门综合性极强的新学科，它以系统论、运筹学、控制论、信息论及可靠性理论等所组成的系统科学为基础，以电子计算机为主要手段，以数字化、模型化及定量化为主要特征，对所研究的由若干元素或单元所组成的系统进行分析、设计、控制或决策管理，并充分考虑到系统内部元素之间以及系统与环境之间的各种复杂关系，其目标是使该系统在总体上尽可能地达到最佳化，现已广泛应用于经济、社会、军事、航天、工程等领域，发挥着重要的作用。现代系统工程到目前虽然只有40多年的历史，但就总体化和最佳化这两个核心思想而言，人类自进入文明时代就一直在进行探索和研究，具有几千年悠久文化的中华民族，有着许多成功运用系统工程核心思想的实例。驰名中外的都江堰，是灌溉、防洪、漂木、发电和工业、生活用水等多种功能的大型水利枢纽工程，是古代系统工程的典范。

1．水利系统最佳总体目标的确定

系统目标的制订是系统工程技术的首要任务，关系重大。它不仅影响系统总体的成败与优劣，也设计、建设系统的指导方针。为治理岷江，修建都江堰，李冰父子也是在总结前人治水经验的基础上，组织各方面的力量完成的。他们首先确定了治理岷江水患的宏伟目标，这就是三字经碑文中“分四六、平潦旱”，其含意即是把岷江巨流按四与六分成，平衡水灾与旱灾，使下游地区既不发生水灾，又不发生旱灾。这个目标已经不是单纯地为治患而治患，而是变患为益，变水害为水利的目标了，它既是一个最佳化的总体目标，也是设计、建造都江堰的指导思想。这一先进的系统决策思想为都江堰成为“独步千古”的水利工程奠定了最重要的思想基础。事实证明，修建都江堰水利的最佳总体目标已完全实现了。

2．水利工程的最佳选址与彻底的分级排沙

在大型水利工程中，排沙问题一般都是重大的技术难题，解决得好坏与是否彻底，往往决定着该工程的成败和能否经受长期的考验。都江堰选址精妙，各设施在总体配合上异曲同工。在有关现代科学理论远未萌芽的2000多年前，李冰父子为代表的工程建设者们，成功而巧妙地解决了排洪、排沙与水量自动调节等关键技术，实现了费用低、效益大、维护简便、可靠性高等系统总体上的最佳化，并经历2000多年各种复杂的社会、经济、自然条件等变化的严峻考验，至今仍可与中外任何现代大型水利工程相媲美。都江堰面临的排沙难度大，彻底性、可靠性要求很高，即使排沙功能达到999‰，每年仅仅留下1‰的年沙量，一千年后也必然累积淤塞。都江堰有效运行了2000多年，不但完好无损，堤岸上也无泥沙堆积，排沙解决得如此彻底，极为难得，这是都江堰具有极高可靠性中最重要的技术基础。用现代水力学理论分析，都江堰的彻底排沙是通过充分利用自然地形进行最佳选址，以及对水流和泥沙规律的深刻的理解和应用，并采用三级排沙措施实现的。现代水力学在18世纪中期才成为一门独立的学科，距今仅200多年的历史。而我国2000多年前就有如此精妙的应用，充分说明都江堰确实具有相当高的科学水平和创造性。

3．最佳的水量自动调节实现了科学管水

彻底排沙只是实现“分四六、平潦旱”最佳总体目标的基础条例，关键一步还必须根据季节不同，调节水量，并做到恰到好处。在现代水利工程中，一般都是采用修筑耗资巨大的水坝，将水拦截储存，再用闸门启闭调节水量。都江堰却仅仅利用自然地形，修筑了几处简便的设施，就做到了水量的自动调节，充分利用灌县与成都之间200米的海拔高差，又实现了成本极为低廉的无坝自流灌溉。今天看来，没有任何现代化设施又奇妙地实现了大水量的自动调节，并从2000多年前运行至今，在中外水利史上极为罕见。都江堰实现最佳水量自动调节仍然是充分利用自然地形，将鱼嘴分水、飞沙堰溢洪与宝瓶口引水阻水，三者融为一个整体，巧妙配合实现的。

4．最佳管理模式的工程维护

都江堰经过2000多年考验，显示了具有极高的可靠性。实现最佳的维护管理则是保持其极高可靠性最重要的条件之一。一个大型工程，要做到最佳的维护管理必须具备四个条件：一是对工程本身高度重视，设置了效能高，配合好的管理机构；二是有一套科学而有效的管理章程和制度；三是维修技术成熟简便，易于掌握；四是维修管理费用低廉。四个条件相互关联，缺一不可。前两项是基础，后两项是关键。都江堰2000多年来在维护管理上全面达到了这些条件，这在生产力水平和科学技术均不发达的封建社会能做到这一点是极不容易的。因此，在维护管理都江堰上，历来上下重视，配合良好，共同总结出了以“深淘滩，低作堰”为核心的一套科学治水章程与经验。岁修设有专门官员指挥督办外，岁修完毕，府州县大小官员还亲临现场观察、参加放水典礼。

都江堰维护管理中，最主要的环节是每年枯水季节预防性的岁修工作。需将沉积在宝瓶口至鱼嘴段河床内的泥沙用人力挖上河岸，使河床恢复原有坡降的状态，并与飞沙堰保持适当的高度差。这项工作关系重大，如果挖的深度不够，则河床高，走水量小，下一年的灌区可能发生旱灾；如果挖得过深，不仅增大了工程量造成浪费，且河床低，走水量大，下一年的灌区可能发生水灾。因此存在着一个最佳的挖掘淘淤深度问题。我们的祖先在这一关系重大的维修技术上，解决得既完满又巧妙，在飞沙堰对面凤鸡窝河床内并排埋设了三根卧铁，碗口粗，三尺多长，每年岁修时见到卧铁即是到达了最佳挖掘深度，也即是“深淘滩，低作堰”中“深淘滩”的标准。2000多年沿用至今的成功史实，证明了最优化技术的应用，在都江堰维修工作中也达到了相当水平。维护管理费用极为低廉，是都江堰实现总体最佳化中另一项重大指标。所用的原材料，都是当地既丰富又廉价的竹子、木料以及和取之不尽的泥沙和卵石，这就使得材料与制造费用十分低廉，且技术要求不高，很容易掌握。

（二）江河治理开发，要转变治水理念，实现人与自然的和谐——以欧洲莱茵河与罗纳河为例

欧洲的河流，已经走过了资源开发的阶段，进入了休闲审美的时代。中国的河流，正步入开发资源的高峰期。今天中国有100多座60米以上的高坝正在江河上修建，还有数不清的中小电站在那些“清清的故乡小河”上开工。欧洲人回望，他们对于河流也曾经干过很多蠢事，愧对河流，现在重新处理好人与河的关系，认真做到人与自然和谐发展。

在一些国际河流流经的国家，正为河流治理开发争吵不休的时候，著名的跨越西欧9个国家的莱茵河却在静静地流淌。它水质清澈、鱼游鸟翔。它从阿尔卑斯山的雪峰下一路流过，穿越了瑞士的化工铁塔林、法国的炼钢炉岸，荷兰的油罐巨人阵……竟然没有被污染。能做到这一点，你不得不承认莱茵河的伟大。

欧洲人比较会全面认识河流的功能。中国许多专家在讲河流的功能时，很多时候谈论发电功能、运输功能、灌溉功能、提供用水及排泄净化污水等，较少谈到河流的审美功能和休闲功能，也较少看到河流的巨大文化内涵和美的潜质。其实，河流不仅是自然资源，更是文化遗产的长廊，是具有审美价值的自然景观，在规划河流开发时，不可偏废。模仿自然，恢复自然，已成为目前欧洲治理开发河流的潮流。强调恢复河流的滩地和湿地，让两岸的堤坝自然化，或者模拟天然河流的河岸、河形。

在欧洲，河流的休闲、观光功能正凸显出来，人们把河流看做是自然和文化的“遗产长廊”。莱茵河已进入“休闲时代”，河边随处可见度假宿营地。莱茵河虽然还发挥着运输大动脉和发电等功能，但仅为经济发展开发河流的时代已经过去，现在的莱茵河，人们更关心的是怎样使它“恢复自然”，挖掘它的审美和休闲价值；古老的帆船，时尚的游艇，水清澈见鱼，河流给人以美的享受和愉悦；当今的莱茵河，随处可见人与自然的和谐相处。在莱茵河的入海口，荷兰鹿特丹附近的拦海大坝宏伟壮观，却被专家指责为副作用大，宣扬应将大坝拆除。被指责之一是大坝隔断了咸淡水交汇的生态系统，导致生物多样性的丧失。

流经法国的罗纳河全长812公里，法国境内长522公里。河两岸是法国重要的工业区，也是世界上交通最密集的地方。有一条交通公路，两条国家公路，三条铁路和一条高速铁路。尽管罗纳河两岸是经济高度发达地区，但罗纳河已经告别了污染，河水清澈见底，已消除了洪涝灾害。目前，罗纳河最关心的是怎样“恢复自然”。这是欧洲许多河流开发的共同追求，罗纳河开发的总目标被确定为：“提高沿岸人民的生活质量。”对比我们治黄的管理目标是：“大堤不决口，河流不断流，河床不抬高……”这表明黄河与罗纳河确实处于不同的发展阶段上。罗纳河上仅有一座32米高的坝，多数坝只有几米高。这种低坝的优势是：水库的建设淹没土地少、没有移民（欧洲土地私有，占地、拆迁费用高得惊人）、安全性好、溃坝危害性减小，船只过坝的时间短，有利于运输，对水生物的影响也比高坝低。而我国黄河上的三门峡水利工程，360米的高坝，淹没了关中平原数十万亩土地，移民60万，第一期移民28万。高坝虽然蓄水量多、发电多，但是淹没的耕地多、移民多，而且不安全和影响了船运，即使设置船闸，也因为坝高，而增加通过船闸的时间，显然选址不当的高坝更会带来许多弊病。欧洲的经验值得借鉴。

（三）江河治理开发，要有“人水和谐”的治水理念，必须建立循环经济的水利发展模式

（1）人类自有历史以来，就是为了生存与自然灾害作斗争，从认识自然到适应自然这是人类发展的历程。当代主要问题是人类不合理的利用自然，导致对水土资源和水环境的破坏，因此，今天我们研究和谐社会，人水和谐以及生态规律，研究人类的活动与构建和谐社会的关系及其影响，正是为了社会更加和谐，人与自然更能相互适应，人水关系以及经济社会发展与水的关系更加协调。基于这种认识，在构建和谐社会里，必然要实现人水和谐，但人水不和谐来自两方面：一是自然界的演变，这是人类无法抗拒的，但人类可以躲避它对人类的侵害或减轻对人类的危害；二是人类活动对大自然的破坏，是可以控制的。如果自然演变与人类活动交织在一起，就要控制人类活动对自然的破坏包括对水的侵害，并设法修复人类对自然和水的破坏。

在构建和谐社会时一定要实现“人水和谐”，并且要转变治水理念。从20世纪发达国家水利建设的发展进程来看，20世纪80年代以来，可持续发展战略已成为各国经济社会与环境协调发展的共同准则。治水思路已从“人与水抗争”转向“人与水共存”，从过去的“防御洪水”转向“洪水管理”，从“水资源大规模开发”转向配置、节约和保护，并寻求“环境和生态功能”，从“单一的工程管理”转向“流域内人类生产生活行为和生产方式的管理”、从“多目标开发为主的大规模水利建设时期”转向“以水法规和现代水管理为中心的综合治理时期”。过去人们没有考虑水资源有限的问题。随着经济社会的发展和用水量的急剧增加，在一些国家和地区，水短缺和水污染日趋严重，水资源已成为经济社会发展的严重制约因素，此时水资源的有限性及其节约和保护问题引起世界各国的关注。其基本思想都是对水资源的开发利用，要在自然环境包括水资源的承载能力限度内，维护水环境和水生态系统，实现水资源可持续利用。总而言之，当今世界应当走向人类与水相依共存的时代，应当进入以水法规和现代水管理与良好水环境为中心的综合治理时期。

借鉴国外水利发展的进程，虽然我国已经调整了治水的理念，并正进入一个新的发展阶段，但尚未完全到位。因此，在未来水利事业发展的战略重点应当尽快从“工程型水利”逐步向“资源型水利”转变。在大力提高江河防洪标准的同时，要增强“水危机”的忧患意识，水利的发展战略在加强工程措施的同时，重点领域应转向非工程措施，实现工程措施和非工程措施有机结合；在加强水资源开源、利用的同时，必须认识到靠增量是有限的，重点领域应转向资源的配置、节约和保护与管理的有机结合，特别是加强现代水的管理。要依靠科技进步和体制与机制的创新，改变工程型水利的单一结构和模式，加快水利结构的优化升级。应当看到资源型水利是依靠工程创业，在工程型水利发展的基础上，向资源型水利转变，这是历史发展和时代进步的必然产物。或者说，未来水利事业的发展不可能再靠传统措施，在工程数量达到一定量级的基础上，已不可能和增量进行比较。不言而喻，未来水利事业的发展依靠过去已建工程的存量和质量仍然是主体，特别是进入科技创新和体制创新的新时代，不能只是靠工程措施，而是要加强非工程措施，以及两者的有机结合，加强工程和资源的统一调度和管理，建立水安全保障体系；要大力发展循环经济，建立以循环经济为重要特征的水资源增长方式、发展模式，建立水资源循环利用的生产、生活体系。通过水安全保障和水资源可持续利用两大体系的建立，为构建和谐社会提供有力的支撑和保障。

（2）水利工作要建立循环经济的发展模式。水利要大力发展循环经济，必须从观念上、思维上、战略上及策略上进行一次重大的变革，做到“五个转变”：转变治水理念、转变发展战略、转变发展模式、转变增长方式、转变管理职能。水利要在优化结构、提高质量和效益基础上，实现速度、结构、质量、环境、效益相统一，建立水资源循环利用体系的发展模式。水利要逐步建立源水、供水、输水、节水、排水及污水处理网用的统一管理、一体化运作的水务管理体制，建立水资源可持续利用的长效体制和机制；要依靠科技进步，形成低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续、资源节约型、环境友好型社会为特征的资源节约型、环境友好型社会的增长方式和消耗模式。

总而言之，按照科学发展观、循环经济和资源节约等理念，总的原则就是“人与自然和谐相处，避免所谓的“人定胜天”。水资源可持续利用的基本方针是“合理开发、综合利用、优化配置、高效节约、有效保护、科学管理、永续利用”的28字方针。按照循环经济的理念必须从源头抓起，一是水源区的保护；二是加强需水管理，要多渠道开源，简而言之保护、减量；三是全方位节水，在输水中间环节全方位节水。四是再生和再循环的重点是末端的废污水处理回用，这里也是从源头抓起，包括减量、再利用。因此，按照减量化、再利用、资源化三原则，水利的循环经济体系，可采取抓两头带中间的循环发展增长模式。

一是抓源头。从源头抓总量控制和定额管理，从宏观和微观两个层面实现减量化，使用水总量保持在水资源承载能力范围之内，要结合国家经济结构和布局的调整．将耗水大的工业项目向水源丰富地区或可利用海水的沿海地区转移，规划中耗水大的建设项目必须布局在丰水地区，以确保各种水域能够永续利用，这是缓解水资源供需矛盾和实现水资源可持续利用最根本性的措施。

二是抓末端。在末端要抓废污水排放总量控制和逐步减少排污总量，事实上废污水达标排放是最基本的要求。因此，要减少排放总量必须从排放源头抓起。从源头严格控制排污“增量”，削减污染“存量”使废污水排放总量保持在水环境容量允许范围内。抓减少排污量，既保护了环境，又减少了对人的身心健康的危害。在水资源严重短缺的形势下，排放的废污水通过再生处理后，可以再利用、重复利用，使其资源化，应用于农业和城市市政杂用、景观用水与回灌地下水等领域，从长远来说，要通过清洁生产，从减少排污量逐步走向废污水的零排放。

三是中间抓节水。要控制和减少水的浪费和损失，减少了用水既减少了废污水排放量，又有利于缓解用水总量增加的矛盾。

根据以上三个环节的测算，全国总节水量将达到640亿～690亿m³，相当于2004年全国总用水量5548亿m³的11.5％～12.4％（相当于2000年到2004年全国总用水量5年平均值5493亿m³的11.7％～12.6％）。

结束语：都江堰与罗纳河对水资源的成功开发利用，为我们展现了系统工程典范，可持续发展奇迹。在当今水资源短缺与水环境恶化的情势下，我们在江河治理开发时，还应按照循环经济的理念，不仅要抓好常规水资源的循环利用效益，还要重视非常规水资源的开发利用，最终提高水资源承载能力和水环境容量，逐步建立水资源循环利用体系，实现水资源的可持续利用。