水文化论文第1篇

关键词：武汉水文化江城

武汉市地处江汉平原东部、长江和汉水的交汇处。徐城北先生的文集这样叙述到：“武汉的地理位置得天独厚，一线贯通、两江交汇、三镇雄峙、四海呼应、五方杂处、六路齐观、七星高照、八面玲珑、九省通衢、十指连心。”寥寥数语，想必是对武汉最全面的概述了。同全国其他特大城市相比，武汉市的水资源优势突出。166个湖泊、165条河流点缀其间，水面面积占全市国土面积的1／4，在全国省会城市中数第一。丰富的水资源为武汉提供了深厚的文化底蕴，武汉的人文历史就是水兴武汉、武汉兴水的历史。

一、水文化的内涵

水，是自然的元素、生命的依托。管仲曾说：“水者何也？万物之本原，诸生之宗室也。”综观世界文化流源，水势滔滔的尼罗河孕育了灿烂的古埃及文明，幼发拉底河的枯容消长明显地影响了巴比伦王国的胜衰兴亡，地中海沿岸的自然环境是古希腊文化的摇篮，流淌在东方的黄河长江，则滋润了蕴籍深厚的中原文化和绚烂多姿的楚文化。所以，从人类发展的角度来看，似乎可以将一切文化现象纳入到“水文化”的范畴内，“水文化”称的上是其他文化的母体。总的来说，水文化是对传统水功能的一种延伸和升华，其实质是一个国家或区域人民的优良传统和品德在水事活动中的体现，其根本理念是创造以认为本和人与自然和谐相处的境界。从不同的角度来看，水文化有不同的含义。

从哲学的角度来讲，《管子·水地篇》中说“书水者，地之血气，如筋脉之流通者也……”这里，水充满生机和活力；而老子从另一个角度论水德“上善弱水。水善利万物而不争，居众人之所恶，故儿于道。”这也体现了水的人格魅力。可见，水文化就是人的文化，这也是我们现在提倡“人水和谐发展”的最初依据。

从水利的角度来讲，水文化是人类对社会各个时代和时期水环境观念的外化，是人类为适应自然生态水环境和满足兴利除害需求的一种方式，也是人类指导自身行为和评价水利工程、水利事业的准则。

从景观的角度来讲，城市特色景观的生成不外乎三种途径：一是美学途径，二是心理学途径，三是历史文化途径。城市景观设计的三大原则是尊重自然、尊重人、尊重文化。水文化就是指在在城市景观的建设中充分利用城市的人文水资源，以水为载体，紧密联系历史文化和地方特色，将人的行为、历史水文化和创造城市特色景观综合协调考虑。

二、江城武汉的三镇风貌

武汉位于长江与汉水交汇处，山丘、湖泊与平陆相间，享有“江城”和“百湖之市”的美誉。从3500年前古“云梦泽”旁盘龙城的兴衰，到三国时期占据长江天险的武昌城的兴起，再到汉水改道后汉口的繁荣，以及近代依托长江黄金水道快速发展而成的“大武汉”。水生态系统的演变不仅在武汉的各个重要的发展阶段起着特殊的作用，而且还造就了武汉“两江三镇”的城市格局。

汉口是武汉市的一个重要组成部分，与武昌和汉阳分别隔长江和汉江相望。汉口得名于地处汉江之口，因古时称汉水为夏水，故当时有夏口之地名。汉口因其地理位置优越，自古就有“九省通衢”之说。明朝成化年间，汉江几经改道，最后使得今天的汉口成为同临两江的黄金地段。至明朝末年，汉口已经相当繁华，与江西景德镇、河南朱仙镇、广东佛山镇并称“四大名镇”。武昌之名始于东汉末三国初，孙权为了与刘备夺荆州，于公元221年把都城从建业（今南京）迁至鄂县，并更名为武昌，取“以武治国而昌”之意。有意思的是，今天的武昌高校林立，文风盛行，成为了武汉市的文化区，与当年的“以武治国”相去甚远。“汉阳”一名的来历与汉水密切相关，古语“水北为阳，山南为阳”。古时汉阳在汉水之北，龟山之南，又因得日照多的地方也称阳，故名汉阳，是武汉三镇中最早成形的，被武汉人称为老城。

三、江城武汉的水文化优势

城市的建设需要文化的支撑，文化是一张独一无二的城市名片。武汉的文化特色与个性究竟是什么？历史学家冯天瑜先生曾经说过：“城市风格首先依托于地理环境和自然特色。武汉在这个方面最大的特色就是‘江城风格’。”余秋雨先生说：“中国文化从根本上说是‘大河文明’，能称得上大的城市，只有大上海、大武汉、大重庆，武汉应立足自然生态，做足长江文章。”

其实，在我们几千年的文化中，就有不少名著名篇名家都是从水的角度来认识武汉、赞美武汉的。《尚书》记载：“江汉朝宗，其流汤汤。”《诗经》记载：“江汉汤汤，武夫洸洸。”崔灏的“黄鹤一去不复返，白云千载空悠悠”成千古绝唱。诗仙李白一句“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”，则让武汉第一次有了江城的美誉。后来，南宋诗人袁说友在《游武昌东湖》中也写道：“只说西湖在，武昌新又说东湖……如何不作钱塘景，要与江城作画图。”又一次奠定了武汉“第一江城”的地位。

水不仅是文人墨客关注武汉的重要方面，也是江城政治经济地位形成的重要因素，这在历史记载中也有体现。湖广总督张之洞在一副楹联中高度概括了江城武汉在中国乃至世界中的地位。联云：“昔日整顿乾坤，缔造多从江汉起；今日交通文轨，登临不觉亚欧遥。”孙中山先生不仅把武汉三镇的情况熟记于心，而且几次要把武汉作为中国定都的最佳地方。他曾说“枢轴总揽水陆交通，西连北控，武昌真是天下的根本重地。”对武汉的水更是情有独钟，他在《水调歌头·游泳》中不仅描写出了武汉的气势，更为武汉今后以水而兴指明了道路。当代中央领导人也非常看中武汉，把武汉作为中部崛起的中心城市纳入规划战略。在国务院批准的武汉总体规划首页中明确表述：“要把武汉建设成为具有滨江、滨湖特色的现代城市。”这些都肯定了武汉的江水特色，显示了武汉深厚的水文化底蕴。

四、江城水文化的传承与发展

武汉是一座源水而发、因水而兴的城市，其城市之根就是水，文化之根就是水文化。因水患肆虐而闻名的龙王庙，江河交汇的南岸嘴，山拥水抱的东湖风景区，全国最大的滨江景观江滩……这些无一不体现出武汉深厚的水文化底蕴，但是目前武汉市的水文化研究还没有得到应有的重视，相对于杭州、成都等城市来说比较落后，不仅在理论研究上没有形成严密成熟的体系，而且对现有的水文化资源保护不够，致使水文化优势得不到合理有效的利用。

举一个例子来说：武昌东湖与西湖相比，为什么一直只是湖北名湖，而不是中国名湖？究其原因，西湖是中国人文资源沉淀最为深厚的文化之湖，一直被人们认定为是活着的吴越文化的“博物馆”，而东湖的文化多流于表面，缺乏历史的品位。“水文化的沉淀与升华不够”才是东湖落后于西湖的根本症结所在。这也说明了我们现在的落后局面，只有加大水文化开发的力度，才能提升武汉的文化品质，创出城市特色。

本文仅对水文化之于武汉的建设提几点粗浅的意见：

1．把水文化贯穿于城市规划中，引起相关部门的重视。在规划中要注意水功能的合理分区，并要以水资源的可持续利用和支持、保障武汉社会、经济的可持续发展为目标，与流域功能区划和武汉市水环境功能区划相协调。

2．把水文化溶入到城市景观建设中，挖掘和突现其文化内涵。近几年来，武汉市重点实施了“绿满滨水、显山透绿、景观道路、亲民绿化”四大工程。建设了一批美丽的亲水景观。今后在这个方还要继续面努力，争取早日把武汉建设成为“一步一景”，并且每个景观都是水文化象征的“有独特内涵”的江城。

3．把水文化展现在城市旅游经济的运行中，二者相互促进。亲水是市民休闲娱乐的主要方式，也是武汉独特的对外吸引力之一。因此，在发展武汉旅游业的时候，应注意开发水域旅游，使旅游者能在游览过程中能时刻感受到江城的水特色，这也是武汉旅游区别于其他城市的一个重要方面。

4．适当加大宣传力度，让广大市民知晓水文化的内涵和意义。人民是文化的一个重要载体，加强宣传一方面可以提高人们的文化内涵，另一方面也可以号召更多的人加入到水文化建设的队伍中，促进武汉的水文化发展。

5．武汉已被列为全国第一批开展水生态系统保护与修复的试点城市。这也给我们一个提示，在进行武汉市水文化的建设中，要注意保护水环境、治理水污染，运用科学发展观，实现人水和谐发展。

参考文献

[1]《浅议水文化分类结构大纲》．刘星原．《湖北水利水电》2005年第1期．

[2]《“以水为师”——萌生中国水文化的哲学启蒙》．《江苏水利》2005年第8期．

水文化论文第2篇

水利文化工作作为水利工作的重要组成部分，对水利工作的总结与升华具有很强的指导性作用，不断采取多种有效措施，加强水利文化建设可以较好地推动水利改革与发展。水利文化建设的重要地位主要体现在如下两个方面，第一：有利于促进我国水利事业的不断发展。当前，我国正处于全面建设小康社会的关键时期，经济社会发展的同时水利工作也面临诸多的挑战，如何创新水利文化研究机制，将水利文化与信息技术相结合成为我国水利事业发展的关键因素。第二：有利于增强水利工程的文化内涵。随着我国人民文化生活水平的不断提升，人民对于水利工程建设的文化品位也提出了相应的要求，这也体现了社会的发展与进步。在追求水利建设高品质的同时，对水文化建设和谐精神的追求也成为当前满足人民水利文化追求的关键性步骤，这一点应当成为水利文化地位的重要发展方向。

二、水利文化建设的发展思路

1.加强理论研究与创新实践

当前，发展与建设先进的水利文化事业，需要时刻把握水利文化的发展内涵，必须坚持繁荣水利文化建设的基本内涵，需要时刻把握水利文化的前进方向，最为根本的就是要始终坚持马列主义世界观在水利文化建设中的重要指导地位。同时，还需要紧密围绕党中央关于水利工作的指导方针，紧密团结广大水利工作者，坚持科学的水利理论，引导包括水利文化在内的水利事业向前发展。同时，有关水利部门还需要组织相关专家学者，进一步发挥干部群众的丰富经验优势，坚持在实际工作中理论联系实践，深入开展理论创新实践活动，在创新实践中丰富与发展水利理论，引导水利文化不断向前发展。

2.加快水利改革与文化建设

在现代社会的发展历程中，改革作为发展的动力，加强水利文化建设需要我们始终运用改革的方式进行。当前，对水资源管理体系比例、水利工程扶植体系和水利文化体系的完善有利于加强水利行业的成长活气。因为水利文化建设在投资比例上过于单一，在增强水利文化建设水平的同时，必要进一步抓住机遇，加大水利文化建设的投资力度，拓宽投资渠道，实现投资比例的多样化。水利文化建设只有具备充实的物质基础，才能较好地推动其体制、机制的健全，才能从根本上促进水利改革事业的完善。

3.强化舆论导向与水利文化

在国民经济高速发展的今天，社会急剧发展过程中存在的转型问题更应当通过文化这一产物进行回归。因此，水利文化建设应当牢牢把握舆论导向性作用，不断发动广大人民群众，弘扬水利文化建设的实质内行，通过优秀的文化创作，起到对群众精神力量的鼓舞与凝聚，促进人民群众从内心深处热爱自然、保护环境。同时，需要强化水利文化的效果，自觉发展群众与水利文化之间的关联，使水利文化真正在舆论中占据主导地位。

三、总结

水文化论文第3篇

今天来讲可以说是一种全面的环境认识。而对于理发的定向、定时，有关于空间、时间的计算内容，无论其对错，以我们今天深受西方文化影响的理论体系而言，很难去深入的理解。其中原因之一是传统文化的缺失和断层，另一个原因是古代的经验推到并不能被今天的科学实验所证实。所以简单的定性，可能会让人们对于一些传统文化带来误解，但如果我们以发展的眼光来看待这个问题，在某种程度上也会推动科学对传统文化的认识。

2外来的“和尚”也许会念经

既然我们不能用传统的思维来理解风水学，不妨以外来的“和尚”的认识来理解，用更加现代、简洁的解释更通俗易懂一些。英国传教士伊特尔《风水、古代中国神圣的景观科学》中写道:“在我看来，风水无论如何是自然科学的另一种名称。”伊特尔对古代风水元素中的“理”、“数”、“气”、“形”，归纳为“自然法则”、“自然数值比”、“自然气息”、“自然外形”。通过四个角度解释了风水所依据自然的基本面貌。同时，伊特尔也一针见血的指出了风水发展中的遗憾:“在一代代的传承中，不再通过实践分析来解剖自然，或者真正科学性的研究一直未得到应有的地位”。简单的来说就是初级的、淳朴的认识没能以实验来推导，而是以一种经验的逻辑来无限的推广，是一种没有发展成熟的古老学科。日本学者郭中端在《风水:中国的环境设计》中指出，在中国的农业文明中，人们的生活、耕作、收获与天地间的关系非常紧密，这种天、人之间的关系，并不局限于克服自然界的影响，进行再创造，而是逐渐的产生了对天地万物的信仰和向自然学习的一种生活态度。如果抛开风水理论，就很难理解中国传统建筑的真正奥妙所在。关于风水，我们除了想古人学习有用的东西之外，在风水诞生之初的一种向自然学习的态度，更值得我们继承和发扬。英国近代生物化学家和科学技术史专家李约瑟，一个地道的中国通。他在《中国的科学与文明》中谈到:“中国人不仅根据天象来占卜，也相土或风水来卜地。风水产生的深远影响，已比占星术更为近代学者所注意。风水与占卜不同，从罗盘发明，可以认识风水的重要性。在许多方面，风水对于中国人民是有益的，如它提出种植树木和竹木以防风，强调流水近于房屋的价值。虽然在其他方面十分迷信，但它总是包含着一种美学成分，遍中国农田、居室、乡村之美，不可胜收，都可藉此以说明。”李约瑟谈到了风水对于科技的贡献“当欧洲人甚至连指向性都还没有听说过时，中国人就已在为磁偏角的起因而操心了”，肯定了风水的确在很多方面对于人类史有益的，也清醒的认识到它存在说不清的迷信，并且出人意料的从美学的角度来衡量的风水的作用，从这个角度讲，同样是封建社会，欧洲的中世纪城市，逐步自然发展到了一种有机的城市尺度，场所的感觉适宜人的心理及尺度，但是这是一种自然的发展结果，并未有过实际系统的研究，而在中国在探究居住环境领域却形成了一套相当实用的理论，同时这种理论与儒家、道家思想的结合形成了一种人与自然和谐相处的人文美学，比如我国的古建筑群的布局，古典园林，都有着虽由人作、宛若天开的效果。牧尾良海对风水的定义:“当人们在构筑都城、住宅、坟墓等建筑物时，对构成所择地点环境的大地自然的形式、方位，流泉的有无以及它的形态，地表下的精气(龙脉)的优劣吉凶，整个局面的阴阳调和程度等，进行观察判断，寻求各种条件尽可能优良的佳境胜地，包括上述种种理论和方法的思想的体系，即是风水思想。”牧尾良海的这一定义，把握住了整个风水的思想。

3结语

水文化论文第4篇

（一）水电交通安全文化建设的有效加强，是有效促进交通安全的保障交通安全的文化气氛浓厚了，自然对人们安全意识的提高有更好的促进作用，而人们普遍的交通安全意识的提高反过来也从不同程度上促进交通安全文化建设的发展。近年来，生产保障大队把“人本”管理作为安全工作的灵魂主线，推行人性化安全管理，从抓思想、提认识、转观念入手，突出“安全”主题，不断丰富和提升交通安全文化。1.开展安全理念征集活动，组织全员参与。提炼出了核心理念“安全第一，生产第二”、“安全工作只有起点，没有终点”、“带着感情抓安全”，以及“关注安全有多深，关爱员工就多重”和“一切事故都是可能发生的”、“一切事故都是可以预防的”，安全工作无小事等一些言简意明、内涵丰富的安全理念。这就提高了员工的安全认识，丰富和发展了交通安全文化内涵，实现了从“要我安全”向“我要安全”的转变，有力地促进了交通安全管理工作。2.开设安全课堂，加强行为规范。为了积极宣传安全生产新的规定和规章制度，让其成为职工操作的行为准则，开展了“安全课堂”，利用每周一安全会特点，加强对员工进行系统培训，对员工岗位安全责任制等相关知识进行培训，注重安全技能和故障应急处理的学习，使员工明确自己在安全驾驶中的具体任务、责任和权利，在行驶中做到安全操作有标准，行为有规范。为巩固培训成果，做到操作规范化，开展了“岗前三分钟安全自律”活动，就是在驾驶员上车前3分钟，做“看、想、诵”三件事来保证安全。3.开展“红旗车”评比活动，强化安交通全文化建设。持续开展了“红旗车”评选活动，在活动中引入职业道德、规范驾驶、车辆维护、遵章守规、服务质量五个方面进行量化考核，在员工中牢固树立起“我要安全”、“我懂安全”的安全理念。

（二）减少水电交通事故的发生，最根本的一条是对于交通安全的有效管理近年来，随着油田快速发展和水电业务范围的持续扩大，水电交通的运输压力也在逐渐增大，而对于交通安全的有效管理就是从根本上减少交通事故的发生。为此，在交通安全管理中，生产保障大队坚持“一主线、一核心、五突出”（以全面落实安全责任制为主线，以风险控制为核心，突出安全专项整治，突出重点区域和路段排查，突出重点违章行为查纠，突出基层配属车辆管理，突出关键时期、关键部位、关键作业、关键人员管理）的工作目标，严格“四交一封”制度落实，逐车、逐人落实安全责任。

1.严格车辆“三检”制，不放过一处事故隐患。运行车辆的“跑、冒、漏、滴”现象看似小问题却隐藏着大风险，严格落实车辆“三检制”是我们持之以恒的管理理念。为此，我们利用每周一的安全检查做到“三讲”：即“发现隐患立即讲，看到违章敢于讲，心有疑问及时讲”。把着眼点和立足点放在安全隐患的超前防范上，对排查出的安全隐患实行跟踪制，落实人员、时间进行整改。2.落实交通安全联责制。严格执行各级管理人员安全责任联系点制度，做到“三到现场”，即管理到现场、措施落实到现场、解决问题到现场。3．抓实安全监督检查制。落实好“六必查”（即车载人数必查、出车时间、路线必查、长途出车前“三级”安全教育必查、出车前车辆安全技术性能必查、车辆安全用具必查和车辆货物装载情况必查），确保行车安全。4.开展“四讲一落实”活动，就是在车辆出车前讲工作任务的同时，讲车辆运行过程的安全风险，讲风险诱因，讲控制措施，并落实好具体的控制措施。

（三）交通安全文化建设的加强，也是体现水电整体素质的一个重要方面提高员工的安全素质，培育优秀的安全行为文化是交通安全文化建设的根本任务。我们积极推行“五个学习法”，强化“安全第一”理念。建立了以安全技术、风险防范为核心，以每周一安全教育为基础，以班组安全培训为手段，以出车前的安全教育为落实的安全培训网络。坚持落实定期学习培训制度，把员工培训作为提高队伍素质和确保安全操作的重要手段。一是理论灌输法，以通过周一安全会、安全经验分享、安全论坛等形式向职工传授安全理论和方法；二是启发引导法，通过个别谈心、交心，以及利用父母情、夫妻情、子女情、亲友情等，做到以理服人，以情感人，以德化人，达到开通思想，提高认识的目的；三是形象教育法，把安全道理、安全技术理论变成能看得见、摸得着的实际具体形象的内容，采用事故预想、事故预案演习、预防救护演习等，让员工在模拟操作和判断中，获得经验和感受。四是活动熏陶法。通过开展“安全无事故红旗车竞赛”、“安全生产月、安全警示月”、安全经验分享等活动，寓教育于活动之中，受教育于熏陶之时。五是正反对比法，积极宣传交通安全的先进集体和个人，批评“三违”人员的行为，使正反两方面形成明显的反差，树立榜样、指明方向，形成了人人关心安全、个个重视安全的良好风气。

二、加强水电交通安全文化建设策略

（一）充分发挥交通安全管理单位的示范、导向作用，从管理层带动，以保证该项工作强力推行按照“分级管理，按级负责，权责一致，一岗双责”的原则，形成“领导集体负责，部门具体负责，全员人人有责”的管理方式，明确管理责任，进一步将责任细化分工，从每个人做起，从每件事做起，从每个环节做起，岗位无轻重，确保管理责任横向到边，纵向到底。一是当好安全文化的倡导者。领导干部带头弘扬“安全第一”“珍爱生命”的理念，弘扬不甘落后、苦练本领的进取精神，扭转不思进取、不抓落实的落后风气。二是当好安全文化的组织者。在安全管理工作中做好整体规划，精心组织，分步实施，循序渐进，落实组织责任，做好检查考核，促进安全文化建设的深入发展。三是当好安全文化示范者。高度认识安全文化建设，严格规范自己，用言行诠释安全文化内涵，为员工做出表率；落实好领导带头反违章、查隐患，深入现场评最优、抓最差，让员工认识到抓安全需要胆识和勇气，需要从严从细，需要碰硬的文化、实打实的文化、持之以恒的文化。

（二）制订符合水电实际的交通安全管理制度，从机制上为更好地加强交通安全文化建设做好服务工作围绕《水电厂安全生产法实施细则》《水电厂安全事故责任追究法实施办法》的实施，结合安全生产实际，完善内部管理制度，修订完善车辆维护保养、车辆“四交一封（定）”、车辆GPS监控，以及停车场门卫管理制度。建立健全各管理岗位标准化执行卡，坚持管理岗位周检、主管领导月检制度，每周一召开主管领导标准化周检工作碰头会，通过加大制度执行和考核力度，规范工作标准、管理程序和工作现场，落实标准化作业程序，在规范安全管理的基础上，创新安全管理制度，完善安全管理手段，使安全管理工作常抓常新。

（三）明确部门职责，形成各负其责、团结合作的交通安全文化建设氛围立足于现在的管理模式向推行科学管理方式转变，积极推行职业安全健康管理体系，从我们的实际工作出发，把管理重点放在事故预防的整体效应上，实行全员、全过程、全方位的安全管理，实现对交通安全工作全过程的控制，逐步建立起系统化、标准化、自我完善的安全管理体系。发挥各管理岗位的安全职能，形成各负其责、齐抓共管的格局。建立了以大队长、安全副大队长、专职安全员、生产办主任、技术员为一条线的安全技术管理系统，对车辆运行过程中安全技术的科学性、可行性负责，根据安全法律法规制度等有关规定确保安全控制技术落实到位。大队长、安全副大队长和HSE监督员是安全管理的第一管理责任人，负责保障车辆运行过程中的按章指挥、按章作业和各项安全技术措施的现场实施。以党支部书记、政工部门为主的安全宣传教育系统，是安全宣传教育的第一责任者，通过明确职责，将交通安全方针政策、交通安全法律法规，通过多种形式不折不扣地宣传贯彻到班组、到岗位。以专职安全员、生产办主任、班组安全员为主的专职安全监督组成的安全监督系统对车辆运行过程中安全运行、技术措施监督落实负责，筑牢交通安全的防线。在安全管理中，把安全工作作为考核干部、员工的主要指标，实施“安全一票否决制”，发生事故的班组，对班组安全员免职，对专职安全员、生产办主任进行处罚，激发员工抓安全工作的积极性、自觉性和主动性。

水文化论文第5篇

《学习生命之水》教育项目提供的教学资料共包括五个方面的内容：一是基本教学资源，为昆士兰州最早开发出来的水教育课程体系；二是澳大利亚国家大纲教学资源，是随着该教育项目的发展在其他常规课程国家大纲范围内开发出来的几个水教育专题；三是教师需要掌握的背景知识，归纳了讲授相关课程所需的基本知识和对应的教学要求，可视为一本面向所有水教育课程的教师参考书；［7］四是支撑材料，提供一些教学活动顺利开展所需的图书等辅助资料；五是教师资料库，将这个教学项目所有的课程描述、课堂活动、事实清单和其他相关教学资料按照上课年级分类索引后，提供给教师、学生和其他相关人员。［8］在这五个方面的教学材料中，前两类为教学活动的开展提供了具体指引，尤其值得我们注意。下文概括介绍这两个课程体系的主要内容。1．基本教学资源的课程体系基本教学资源按照教学对象的年级和教学主题之间的衔接关系分为五个阶段，即：学前班、一年级、二和三年级、四和五年级以及六和七年级。从二和三年级开始，各阶段的主题又细分为两个小主题。整个课程体系的内容如表1所示。2．澳大利亚国家大纲教学内容的课程体系参考澳大利亚小学教育国家大纲开发出来的水教育专题主要涉及《科学》和《地理学》两门学科。《科学》课程的水教育专题涉及二年级、六年级和七年级三个阶段。而《地理学》课程的水教育主题直接按照这门课程原有的教学进展展开即可，不再按照学生年级加以区分。整个教育专题的主要内容详见表2，表3。

二、《学习生命之水》教育项目的主要特点

昆士兰州的《学习生命之水》教育项目推出至今已经七年，在环境和资源管理部的推动及州政府其他部门的配合下，逐渐在全州小学中间推广开来，对澳大利亚全国性水教育的普及和系统化发展起到了积极作用。与澳大利亚其他州和美国等国家的水教育相比［8－9］，昆士兰州的《学习生命之水》教育项目呈现以下特点：

1．运用以探索为中心的5E教学模式澳大利亚小学教育普遍遵循5E教学模式，水教育项目的课程体系也不例外。所谓5E教学模式是指教学过程的五阶段，即：参与（engage）、探索（explore）、解释（explain）、深化（elaborate）和评价（evaluate）。参与阶段旨在通过提问等方式调动学生兴趣，激发他们的好奇感。探索阶段旨在通过收集材料等方式给学生提供一个系统了解所学主题科学现象的机会。解释阶段旨在通过讨论等方式让学生归纳和总结出能够解释自己观察到各种现象的科学理论。深化阶段旨在通过调研等方式，考查学生将刚学到的概念和知识用在新环境下的能力。评价阶段旨在通过整理报告等方式，让学生与老师一起反思自己的学习经历及对相关知识的理解。［10］《学习生命之水》教育项目的设计者在课程设计中充分考虑到了5E教学模式的运用，每个主题的教学都可分化为上述五个阶段来开展。

2．创造一个连接全部课程的主线水教育涉及主题广泛，几乎涵盖到生活的方方面面，基本教学资源的课程体系更是从学前班一直延续到七年级。在这么长的时间跨度内涉及众多不同的水主题，如何充分调动学生的学习热情、避免让学生学到后面忘了前面呢？这需要教育者采取某种措施，创造性地将学生整个小学期间学习的所有内容连接起来，让其自然而然地成为学生课外兴趣和认知体系的一部分。《学习生命之水》教育项目创造出“维兹”这个卡通人物来实现上述要求。［11］维兹是一滴水，它时而化身为引导学生认识水循环的向导，时而化身为可为学生提供智慧用水咨询的专家，成为学生们整个水教育课程中的一个好伙伴。而且由于维兹是以卡通人物的形象出现的，类似中国动画片中的喜洋洋之类，很容易引起小学生的兴趣，从而较好实现教学效果。

3．引导学生关注生活实践中的问题水教育是一个实践性很强的教育主题。［5］它在传授给学生基本知识的同时，更重要的是要培养学生节约用水的习惯、重视水资源可持续性发展的态度和积极与水生态和谐相处的观念。《学习生命之水》教育项目主要从两个方面来培养学生解决涉水实践问题的能力：一是引导学生关注学校、社区及当地的各种关于水的问题。例如对学校水使用和饮用水处理的稽查以及对当地集水区水循环系统的探索；二是将学习的内容与日常生活中的各种涉水实践结合起来。例如在水处理方面让学生观察和调研自己家里自来水的水源和废水的流向，在用水宣传方面让学生用海报等方式履行作为智慧用水使者的职责。这种将教学内容与当地情况和生活中的实际问题结合起来的做法是包括水教育在内的所有实践性教育都应该遵循的一条重要要求。

4．注重学生动手能力的培养由于水教育实践性很强，因此学生不能仅仅停留在听故事、学知识的层面上，更应该通过自己的动手实践，亲身体验所学的各种关于水的描述和理论。《学习生命之水》教育项目给学生提供了众多的自己动手机会，包括稽查学校用水实践、调研当地人水观念的变化、制作和张贴智慧用水宣传海报、制作当地水系数字地图和利用示意图软件展示当地某个水库之类集水区的自然循环等。这些对于培养学生的实际动手能力可以起到积极作用。5．注重与其他课程的衔接和互动作为日常生活中人类最为亲密的伙伴之一，“水”一直是小学很多科目教学都很关注的一个重要主题，专题的水教育是在当代全球都不得不更加重视水危机威胁背景下相关教育的深化产物。专题的水教育与其他不同科目中的涉水教育应该如何衔接呢？《学习生命之水》教育项目既开发出了独立于其他科目的基本教学内容课程体系，还在《科学》和《地理学》原有国家教学大纲内开发出了与这些科目某些内容联系紧密的水专题教育。这为教师在教学实践中灵活处理水专题教育和其他科目社会教育提供了便利。

三、《学习生命之水》教育项目对我国小学水文化教育的启发

水文化论文第6篇

中国早期农业社会的祈雨、治水活动常伴随着巫术仪式，所以产生了反映祈雨与治水巫术仪式的神话。

1.祈雨型。古代祈雨，多由巫师主持并实施。甲骨文和相关典籍多有关于用焚巫、暴巫、雩舞等方式祈雨的记载，说明巫师在祈雨活动中的主体地位。由巫师主持的具有巫术性质的祈雨活动是驱使水神降雨的仪式。这类仪式导致了祈雨型水神巫术神话的产生。由于社会的变迁，反映此类仪式的神话已残缺不全，仅寄存于相关神话人物的造型中，如雨师、四海海神、夸父等。(1)雨师。雨师，有多种称谓，可见其并非专指一神，而是众多掌管雨水神灵的统称。最初是以毕星为雨师，即以二十八宿中西方七宿之一的毕星为雨师。《周礼》中的《大宗伯》篇称:“以燎祀司中、司命、风师、雨师。”郑玄注:“雨师，毕也”，意思是“月离于毕，俾滂沱矣。是雨师毕也”。东汉蔡邕《独断》则称:“雨师神，毕星也。其象在天，能兴雨。”毕星在天，雨水也是从天而降，古人便以为雨水是由毕星操纵的。将毕星认定为较早出现的雨师，是因为这种认定符合自然崇拜演变的规律。自然崇拜最初的对象就是自然物质本身，后来才发展为人格化的神灵。雨师人格化之后，便出现了一系列人形化的雨师。先秦时期人形化的雨师有蓱翳、屏翳、玄冥等。雨师人格化的原因，一方面与自然崇拜的必然演化有关;另一方面则与巫师经常参与并操纵祈雨活动有关。蓱翳、屏翳、玄冥等极有可能是祈雨的巫师人物。雨师之名，以“师”名神，含有尊重的意思。其实，尊雨师之神为师，主要是出于对操纵降雨的巫师人物的尊重。同样的道理，风师之名也是出于对呼风唤雨之巫师的尊重。明确了雨师与巫师合二为一的关系，再来考察雨师驱使水神祈雨的神话。《山海经•海外东经》:“雨师妾在其北，其为人黑，两手各操一蛇;左耳有青蛇，右耳有赤蛇。一曰在十日北，为人黑身人面，各操一龟。”郝懿行注:“雨师妾盖亦国名，即如《〈周书〉王会篇》有姑妹国矣。”王念孙指出:“《御览•鳞介五》(卷933)无妾字。”按经本无妾字，所以郭璞注只释雨师:“雨师谓屏翳也。”按郭璞雨师之说，此雨师形象中当蕴含了水神巫术仪式:“其为人黑，两手各操一蛇”，或“各操一龟”，蛇、龟均为水神，人黑者或人面黑身者，操蛇耳蛇或操龟之形象，正是巫师人物用水神施行巫术祈雨仪式的写照。其实，《山海经》不少掌管水域，能呼风唤雨之神灵，都具有雨师以蛇等水神为饰的形象。(2)四海海神。《山海经•大荒南经》:“南海渚中，有神，人面，珥两青蛇，践两赤蛇，名曰不廷胡余。”《山海经•大荒西经》:“西海渚中，有神，人面鸟身，珥两青蛇，践两赤蛇，名曰弇兹。”又云:“西南海之外，赤水之南，流沙之西，有人珥两青蛇，乘两龙，名曰夏后开。开上三嫔于天，得《九辩》与《九歌》以下。此天穆之野，高二千仞，开焉得始歌《九招》。”四海海神或珥蛇、或践蛇、或衔蛇、或操蛇，均是以蛇为饰，象征着它们都是掌管水域的神灵，其形象皆源自巫师人物操纵水神施行祈雨的巫术仪式。(3)夸父。夸父追日神话，在《山海经》中有两处记载。《山海经•大荒北经》:“夸父与日逐走，入日。渴欲得饮，饮于河渭，河渭不足，北饮大泽。未至，道渴而死。弃其杖。化为邓林。”夸父为何追日，神话中没有明说，只说“夸父不量力，欲追日景”，对夸父追日颇有微词，这是神话记载者的评价，并不代表神话的真意。神话极言夸父追日时的口渴，喝干了黄河、渭河的水都不解渴，曲折地透露出当时严重的旱情，烈日暴晒、河流枯涸。上古人以为旱情是太阳神造成的，要解除旱情，就需赶走太阳。夸父追日，即是逐日，就是要将太阳赶回其居住之所禺谷以消除旱灾。可见，神话反映的是一种驱旱祈雨巫术。这种巫术还见于驱旱神女魃活动。《山海经•大荒北经》:“黄帝乃下天女曰魃。”天女，即天神之女。上古神话中的太阳神往往是旱神，旱魃成为其女也就顺理成章了，所以，女魃神的形成，与上古太阳为旱神的信仰有关。神话说，女魃从天而降帮助黄帝战败蚩尤之后，“不得复上，所居不雨。叔均言之帝，后置之赤水之北。叔均乃为田祖，魃时亡之。所欲逐之者。令曰:‘神，北行!’先除水道，决通沟渎”。女魃所居必大旱，要解除旱情，必须念口诀驱逐女魃。神话反映的正是逐日驱旱祈雨仪式，只是所逐对象已由日神置换成日神之女魃。这种仪式在后世演变为浇旱魃仪式，一直流传，至清代仍盛行不衰。旱魃神话与相关仪式也足可佐证夸父追日之本义。夸父逐日，是为除旱，夸父的原型就当为驱旱祈雨之巫师。上述神话中的神灵均以水神(蛇、龙、龟)为饰，既表明了他们主宰降雨的神职，也是巫师人物驱使水神施行巫术祈雨的仪式的再现。

2.治水型。治水是为了解除洪涝灾害，在古人的观念中，洪涝灾害的形成也与水神有关，所以在治水过程中也要施行水神巫术。反映此类巫术的神话，称为治水型水神巫术神话。治水神话以鲧禹神话为典型，《山海经•海内经》:“鲧窃帝息壤以堙洪水，不待帝令。帝令祝融杀鲧于羽郊。鲧复(腹)生禹。帝乃命禹卒布土以定九州。”鲧治水，用息壤以堙之法。息壤作为一种不断增长的土壤是不存在的，只是一种带有巫术性质的物件，可见鲧治水也用巫术之法。鲧的治水巫术与水神也有关系，但难考证。禹治水，既用堙，也用疏，并在两法中施行水神巫术。晋王嘉《失遗记》卷二:“禹尽力沟洫，导以夷岳，黄龙曳尾于前，玄龟负青泥于后。”黄龙曳尾，是模拟水神黄龙疏通河道的巫术，玄龟负泥，是模拟水神玄龟修补堤岸的巫术。此则神话所反映的正是大禹所用水神治水巫术。由于大禹治水多用疏通之法，所以神话中表现大禹施行巫术疏通水道的行为居多。屈原《天问》:“应龙何画?”王逸注:“有翼为应龙，有神龙以尾画导水，注所当决者，因为治之。”朱熹注引《山海经》:“禹治水，有应龙以尾画地，即水泉流，因为治之。”诸多文献，都叙述了大禹驱使应龙疏通河道的巫术，此应龙与前所述黄龙一样，均为水神。通过对水神施行打击乃至杀害而消除水患的巫术，典籍也多有反映此类巫术的神话。大禹导淮神话讲述了大禹降服水神无支祁的巫术。《古今图书集成•神异典》引《古岳渎经》:“禹治水，三至桐柏山，惊风迅雷，石号木鸣，土伯拥川，天老啸并，攻不能兴。禹怒，召集白灵，授命夔龙，桐柏千君长稽首请命，禹因囚鸿氏、章裔氏、兜卢氏，黎娄氏，乃获淮涡水神名无支祈，……禹授之童力，不能制;授之乌木，不能制;授之庚辰，能制。……颈锁大索，鼻穿金铃，徙之淮阴之龟山足下，俾淮水勇安流注海也。庚辰之后，皆图此形，免淮涛风水之难。”古人往往将水害归咎于水神作祟，所以要施行驱除或征服水神的巫术。禹通过太阳神庚辰来施行囚禁水神无支祈的巫术，终于获得成功。治水神话中的施虐巫术还有杀死水怪。《山海经•海外北经》:“共工之臣曰相柳氏，九首，以食于九山。相柳之所抵，厥为泽溪。禹杀相柳，其血腥，不可以树五谷种。禹厥之，三仞三诅，乃以为众帝之台。在昆仑之北，柔利之东。相柳者，九首人面，蛇身而青。不敢北射，畏共工之台。台在其东，台四方，隅有一蛇，虎色，首冲南方。”相柳水怪所到之处皆陷为水泊，疑为地震灾害造成堰塞湖现象的神话式表达。禹治昆仑北水害，实则为治理堰塞湖，所以才用填土的方法。禹杀水怪相柳氏，是治理堰塞湖过程中施行的巫术，神话几经转辗叙述，已成为一个完整的降服水怪故事，但其中的巫术行为人依稀可见。

3.创世型。女娲的本事在于造人，但随着女娲神话的不断传承发展，又衍生出了女娲补天杀水怪的神话，女娲补天杀水怪神话显然是受原生态水神巫术神话影响而形成的。女娲补天杀水怪，也属于对水神的施虐巫术行为。《淮南子•览冥篇》:“往古之时，四极废，九州裂，天不兼覆，地不周载;火滥炎而不灭，水浩洋而不息，猛兽食颛民，鸷鸟攫老弱。于是，女娲炼五色石以补苍天，断鳌足以立四极，杀黑龙以济冀州，积芦灰以止。苍天补，四极正;涸，冀州平;狡虫死，颛民生。”女娲治理水患是与补天相联系的，已经不是一般的治水，而是属于对世界的重新创造。在创世神话中，世界的创造往往不是一蹴而就的，需要多次创造，才能建立起稳固而有秩序的世界。女娲之时，固有的天地不够牢固，发生了天塌地陷、洪水泛滥的情况，女娲炼五彩石补上了破损的天空，用螯足将其固定，并且杀水怪消除水患，都属于再次创世行为。女娲与禹的水神巫术行为，同出一辙，却有着不同的性质。女娲的治水属于创世性质，而禹的治水则属于创世后的创业行为。显见，女娲治水巫术神话是受禹治水巫术神话影响而形成的。如上所述，在原始农业发端与洪水泛滥的时代，产生了大量的水神巫术神话，反映出当时水神巫术仪式的盛行。由此，水神巫术及其相关神话就成为中华文明的源头之一，泽披后世，影响深远。

二、部落战争中的水神巫术仪式

水神巫术神话的产生，强化了水神巫术仪式的神圣性与普适性，由此，水神巫术仪式的应用就超出了祈雨治水活动的范围。《春秋左传•成公十三年》刘子曰:“国之大事，在祀与戎。”春秋时代的这种观念，同样也适用于史前时代。祭祀包括与祭祀相关的巫术活动和战争是氏族部落中的最重要的活动。将两件最重大的活动结合起来，就有可能在战争中使用巫术手段，这样，就产生了用于战争的水神巫术。黄帝战蚩尤神话是反映水神巫术仪式的典型案例。《山海经•大荒北经》:“蚩尤作兵伐黄帝，黄帝乃令应龙攻之冀州之野。应龙畜水。蚩尤请风伯雨师，纵大风雨。黄帝乃下天女曰魃，雨止，遂杀蚩尤。”丁山先生认为:黄帝、蚩尤为水旱之神，“左传所传说的‘阪泉之战’黄帝擒杀蚩尤的故事，实象征祷雨之祭用蓄水的‘应龙’决杀旱龙的寓言。”丁山先生断言:“因此，我敢论定，所谓‘逐鹿之战’，所谓‘阪泉之战’，不是什么民族战争，也不是什么奴隶革命，只是把农业生产者受了旱灾的威胁而举行祷雨的典礼演绎成为祷雨的神话而已。”［2］丁山先生否认黄帝战蚩尤神话为战争神话，显然不符合客观实际，因为神话明明白白反映了黄帝与蚩尤的生死较量;但丁先生认为神话表现了与祈雨有关的巫术仪式，是独具慧眼的。事实上，黄帝战蚩尤神话，并没有正面叙述战争，而是叙述了战争中的巫术对抗行为。双方所使用的巫术，都是驱使水神的巫术，这是将当时农业生活动中普遍使用的巫术法则运用于战争的结果。黄帝先是用应龙施行巫术。《大荒东经》:”旱而为应龙之状，乃得大雨。”郭璞注:“应龙，龙有翼者也。”应龙是有翅膀的水神，可见黄帝所用之法为水神降雨巫术。蚩尤则针锋相对，利用水神风伯、雨师作法，纵大风雨，以遏制应龙之水，也是运用水神巫术。黄帝又用魃来施行止雨巫术。魃，旱神。旱魃，从表面上看，与水神相对立，从实质上看，却有着同一性。水神掌管雨水，既可降雨，也可止雨。止雨，也即旱魃之神性。旱魃表现了水神止雨方面的神性，实为水神大家族一员。旱魃止住了风雨，黄帝在与蚩尤的斗法中取胜，这实际上是从侧面表现了黄帝部落赢得了这场战争。共工与颛顼之战也与水神巫术相关。《淮南子•天文训》:“昔者共工与颛顼争为帝，怒而触不周之山，天柱折，地维绝。天倾西北，故日月星辰移焉:地不满东南，故水潦尘埃归焉。”神话没有明确叙述战争场面及水神巫术，但战争的结局是洪水泛滥，从中也透露出了战争中施行水神巫术的信息。此外，神话中的炎黄之战，有多种说法，其中一种说法也与水神巫术有关。《吕氏春秋•荡兵篇》:“兵所自来者久矣，黄炎故用水火矣。”《淮南子•兵略训》:“炎帝为火灾，故黄帝擒之。”《史记•律书》:“黄帝有涿鹿之战，以定火灾。”“黄炎故用水火”之句，说明炎帝所用为火巫术，黄帝所用为水巫术。这与各自的巫术习惯有关。其实，水火巫术具有同一性，实则为一神职的两个侧面或两种功能。所以水火巫术实则为同一性质的巫术。炎黄所用巫术都可以称之为水神巫术仪式。由此，也就不难解释火神炎帝后裔共工、相柳为什么是水神的缘故了。从以上神话可见，古代战争，多用水神巫术，说明水神巫术影响深广，已经成为当时最重要的巫术仪式。典籍所记战争神话，几乎都与水神巫术相关，据此，中国古代战争神话，又可以称为水神巫术神话。

三、水旱灾害民俗中的水神巫术仪式

神话反映仪式，而仪式一经神话的阐释，就获得了合理性、合法性的存在，因而能广泛久远地传承。诚如马林诺夫斯基所说:“神话在原始文化中具有不可或缺的功能:它表达、增强并理顺了信仰;它捍卫并加强了道德观念;它保证了仪式的效用并且提供了引导人的实践准则。因此，神话是人类文明很重要的组成部分，它不是聊以消遣的故事，而是积极努力的力量;它不是理性解释或艺术幻想，而是原始信仰与道德智慧的。”［3］产生于农业文明发端时期的水神巫术神话，由于反映了以祈雨、治水为内在意蕴的水神巫术仪式，所以一直影响着数千年的农业社会，并使得水神巫术仪式成为民众生活中的核心仪式。在农业生产活动中经常举行祈雨仪式，在民间主要是举行水神巫术祈雨仪式。水神巫术仪式又以龙巫术祈雨仪式为主。商代已有用土龙祈雨的巫术。殷墟卜辞载:“其作龙于凡田，有雨。”(《合集》629990)这里记载的是作土龙祈雨，是以泥土造成的龙来再现龙的形象以祈雨的巫术仪式。汉代，土龙巫术仪式大为盛行。《淮南子•地形》:“土龙致雨。”许慎注:“汤遭旱，作土龙以象龙。云从龙，故龙致雨。”汉代土龙巫术还融入音乐、舞蹈及多种法术。东汉桓谭《新论》:“刘歆致雨，具作土龙，吹律，及诸方术无不备设。谭问:‘求雨所以为土龙何也?’曰:‘龙见者，辄有风雨兴起，以迎送之，故缘其象类而为之。’”造土龙巫术一直延续到宋代。宋代土龙祈雨巫术，主要由地方官吏来主持。在土龙巫术的基础上，又衍生出了蜥蜴、画龙、草龙等巫术祈雨仪式。蜥蜴巫术，是以蜥蜴代替土龙以祈雨的巫术仪式。蜥蜴之所以能够代替龙，是因为古人视蜥蜴之类的爬行动物为龙的同类。《太平广记》引唐段成式《酉阳杂俎》故事:“王彦威镇汴之二年，夏旱。时表王傅李玘过汴，因宴。王以旱为虑，李醉曰:‘欲雨甚易耳。可求蛇医四头，十石瓮二;每瓮实以水，浮二蛇医，覆以木盖，密泥之;分置于闹处，瓮前设席烧香，选小儿十岁已下十余，令执小青竹，昼夜击其瓮，不得少辍。’王如其言试之，一日两度雨，大注数百里。旧说，龙与蛇师为亲家。”《方言》八云:“守宫……南楚谓之蛇医，或谓之蝾螈。”蝾螈，即为蜥蜴。蜥蜴因常用作药物，所以有蛇医或蛇师之称。蜥蜴祈雨法为土龙祈雨法的变异形式。唐宋间又出现了画龙祈雨的巫术。郑处海《明室杂录》:“唐开元中，关辅大旱，京师阙雨尤甚。亟命大臣遍祷于山川而无感应。上于龙池新井办一殿。因召少府监冯绍正，令四壁各画一龙。绍正乃先于西壁画素龙，奇状蜿蜒，如欲振跃。绘事未半，若风云随笔而生。上及从官于壁下观之，鳞甲皆湿。设色未终，有白气若帘庑间出，入池中，波涛汹涌，雷电随起。侍御数百人皆见白龙自波际乘气而上，俄顷阴雨四布，风雨暴作。不终日，而甘雨遍于畿内。”宋代画龙祈雨相当盛行，人们还用现成龙图案来祈雨。以龙图祈雨，至明清仍有遗存，不过，所画之龙已经不是出于名师之手，而是坊间所印制的纸马一类。可见，其俗已经广为流行。近代社会，龙巫术祈雨仪式仍有传承。如胡朴安所记天津祈雨习俗:“天津农人遇天旱之时，有求雨之举。求雨者，或抬关壮缪之偶像出送，或抬龙王之偶像出送，前引仪仗多件，锣鼓喧天聒耳，犹如赛会一般。另有一人，身披绿纸制成之龟壳，以墨粉涂面，口中喃喃而语。其余随从之人颇多，大都戴一柳圈，手持一柳枝，亦不知何所取意。每到一处，该处之人皆须放鞭炮，陈列贡品迎接。有街市之处，门口皆插柳枝，用黄纸书‘大雨时行’四大字悬之。亦有书‘大雨如注’，或‘天降大雨’者。另有儿童等用长板凳一条，塑泥龙于上，以蚌壳为龙鳞，粘其上，扛之向街中游行，口中喊曰:‘滑沥滑沥头咧，滑沥滑沥头咧。家家小孩求雨咧。’或又喊之曰:‘老天爷，别下啊，滑沥滑沥下大咧。大雨下到开洼，小雨下到菜畦里。’”这种声势浩大的祈雨活动，包含了多种巫术仪式:抬关羽水神、龙王水神游街，扮水神龟神游街，插柳、戴柳祈雨(杨柳是民间信仰中的致水之物)，其中用板凳龙游街的祈雨仪式，是传统龙巫术祈雨仪式的继承与发展。

四、节日民俗中的水神巫术仪式

水文化论文第7篇

我国解放50余年来，特别是改革开放20年来，社会得到飞快发展，国民经济发生了翻天覆地的变化，人民富足，尤其是在全球掀起以“经济全球化、资本自由化、产业信息化、信息网络化”等新四化为特征的第二次现代化浪潮、世界即将进入21世纪、我国人口即将出现16亿高峰、第二步战略目标即将完成、第三步战略目标将要开始的关键时刻，党和政府及时发出号召，在“沿海发达地区要率先基本实现农业现代化”，广东要“增创新优势，更上一层楼，率先基本实现社会主义现代化”，以迎接第二次现代化浪潮，迎接新纪元，迎接即将到来的人口高峰，迎接大幅推进的城市化进程。在积极推进现代化的新形势下，党中央、国务院从民族的命运及历史的战略高度来再次审视我国当今的水问题，指出：“得认真研究水的问题，人无远虑，必有近忧，应该未雨绸缪”，特别是在党的十五届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》中，再次将水利确定为国民经济基础设施的首位，把治水摆在优先领域。同时对水利工作提出了更高的要求。即不仅要求水利工作者化解日益严重的水资源短缺、水污染、水环境破坏和生态危机，保障国民经济稳定增长，社会稳定发展，国家食物安全度稳定提高，生活环境越来越优美，而且还要求能有效地遏制生态环境急剧恶化的局面，实现人口、资源、环境与经济、社会的可持续利用与协调发展。可见，治水任务十分艰巨。水利现代化既是社会主义现代化、国民经济现代化和农业现代化的重要组成部分，又是前提、基础和保障；也是社会安全、经济安全、食物安全、生态与环境安全的重要保障。所以，要基本实现国家农业现代化、工业现代化、城市现代化、生态与环境美化和国民经济现代化以及“四个”安全的确保，首先，就必须加速推进水利现代化的进程，才能为基本实现社会主义现代化奠定良好的基础。水利现代化就是在这背景下提出来的，并迅速为广大有识之士所赞同和接受。

2水利现代化内涵

水是与社会经济、生态环境紧密联系的、相互作用的、开放型的系统。人类社会的进步是建立在水利事业不断发展并不断获得成功基础之上的。水利现代化是融入社会、经济、生态与环境发展的大的系统工程之中，它是社会主义现代化的不可替代的重要的组成部分，是基础、前提和保障；水利现代化是一个动态的、非静止的不断推进的过程；它从顶级目标而言，有起点，没有终点。

但是，水利现代化并非完全是抽象的、不可捉摸的形象工程，而是一个有型的实体，它对未来某一个历史时期来说，有一组具体的指标要求。因为，它是反映水利发展和人类社会相互作用的系统的数字形象，要能够在一定程度上刻画出这个大系统中各个组成部分之间的相互作用关系，而在这个关系中，有一部分是定性的（或曰形象的），但主体部分是有型的，是可以量化的。

水利现代化是指在水利领域广泛采用当今世界上先进的科学技术、现代的工艺设施、新型的仪器设备、科学的管理方法和网络化的信息系统，以现代的思维转变人类传统的水利观念，研究水利、装备水利，管理水利，优化配置和高效利用水资源，有效保护水环境，严格控制水污染和水土流失的源头，大力治理其末端（指已被污染的水域和已产生水土流失的土地），加速建立以供定需、供需协调发展的机制及决策科学化和城乡水务管理一体化的先进的管理体制，积极推进水利产业化进程，实现水利产业可持续发展，为社会主义现代化作坚强、有力的后盾，保障国家社会安全、经济安全、食物安全、生态与环境安全的全部运作过程，它有很强的时间性、社会性、实践性和可操作性。

3水利现代化目标

3.1总目标

水利现代化的宗旨是造福人类社会，服务于社会、经济现代化的建设和山川秀美的再造。通过水利现代化进程的加速推进，使国人逐步树立起水问题的现代观念，开创水利建设的新局面、新纪元，使水利建设与我国社会进步、经济发展、食物安全保障、生态与环境建设相适应，为社会主义现代化进程的加速推进奠定安全、坚实的水利基础，维系经济再生产、人口再生产、自然再生产可持续发展。

3.2目标层

依据水利现代化的宗旨，其具体的目标层面从顶级来说拟包括下列六个方面：

3.2.1完善的防洪体系，确保社会安全

我国由于受季风和地形的影响，以降雨要素为主的气候要素年际、年内之间变化大、不稳定，是世界上洪涝灾害和干旱发生最频繁、灾情最严重的国家之一，素称“灾荒之国”。水灾自古以来就是对中华民族生存与发展威胁极大的自然灾害。早在2500年前的先秦时期，我们的祖先就认识到：“五害之属水为大”。

中华民族的历史就是一部治水史。几千年来虽世代治水，特别是解放50余年来取得了很大成效，但目前我国防洪能力仍很低，如水库调节能力和世界一些国家的相比，我国远低于美国、墨西哥、前苏联、加拿大，其调节能力分别仅为他们的50％、60.7％、63％、68％。蓄、滞、排三位一体的防洪体系不健全，标准低，能力弱，严重的洪涝灾害依然是我国经济社会发展中的重大隐患，至今仍对国计民生构成巨大威胁。进入90年代以来，洪水灾害造成的直接经济损失已超过一万亿元，约相当于同期国家财政收入的1/5；1998年长江、松花江、嫩江和珠江发生的大洪水，尽管在党和政府的领导下，数百万军民参加抗洪斗争，取得了抗洪救灾的最后胜利，把灾害损失减低到了最低程度。可是，因洪水遭成的经济损失仍高达2551亿元。洪涝灾害造成的经济损失和影晌在各种自然灾害中仍位居第一位，约占全部各类自然灾害的60％以上。特别是随着城市规模的扩大，社会财富的累集，企事业单位的膨胀，基础设施的完善，人口的增多，若防洪能力不提高、防洪体系不完善，未来洪水所造成的人身财产损失必将越来越大，其威胁也必将越来越严重。严酷的现实摆在水利工作者的面前，我们必须面对、正视这一无法回避的现实，认真研究这一优先领域和最大限度地解决这一事关国计民生的重大问题。所以，建立完善的稳固的与社会经济发展相适应的蓄、滞、排三位一体的防洪体系、减灾体系，使人与水的关系友好相处，确保社会安全是水利工作者义不容辞的责任，理所当然是水利现代化的主要目标之一。

3.2.2优化配置、高效利用、积极保护、安全供给水资源，保障经济安全

我国水资源总量虽较丰富，河川径流量居世界第六位，约占全球河川径流量的5.8％。但是，我国人口却占世界总人目的1/5以上，每人年占有的径流量仅为2260立方米，比世界平均值的1/4还低，约相当于美国每人年占有径流量的1/6，原苏联的1/8，巴西的1/19，加拿大的1/58。可见，按人口平均拥有的水资源量显然是相当紧缺的。因此，水资源是我国十分珍贵的自然资源。特别是我国的水资源时空分布严重不均，北方水资源极为贫乏，形成大面积的贫水带，加上水环境的破坏，水资源的污染、水土的流失以及管理的不力等原因，造成从南到北、从东到西带有普遍性的资源性缺水、工程性缺水、污染性缺水、配置性缺水和浪费性缺水。

今年我国遇到春夏连旱，灾情严重，造成城市水荒，工业产值损失，农业减产，牲畜死亡，河湖干涸，人畜饮水困难，并诱发系列灾害。农作物受灾面积达4.6亿亩，其中重旱2.2亿亩，干枯绝收6700万亩，导致夏粮减产1100万吨；2770万人、1700万头大牲畜发生临时性饮水困难；在全国668座城市中有136座城市缺水，仅北方12省（自治区、直辖市）因旱缺水造成的工业产值损失额高达402.6亿元；而且导致贮水不足，危机潜伏。

人类对水的依存性，决定了社会经济发展及生态与环境建设对水资源需求的持续性。水资源匮乏问题的严重存在已经对国家经济、社会发展与食物安全构成极大威胁。在即将到来的21世纪，水资源将成为我国国民经济快速、健康、持续发展的主导性的瓶颈因素。因此，优化配置、高效利用、积极保护、安全供给、统一管理水务，确保经济安全，是未来水利建设的又一优先领域和主要任务，也是水利现代化的主要目标之一。

3.2.3建设良性生态，美化环境，保障生态与环境安全

生态与环境是维系人类社会生存、发展的两大自然资源支持系统之一。我国的生态与环境是脆弱的，特别是西北内陆地区、西南岩溶地区以及黄土高原、青藏高原、山地平原交接带、农牧交错带、海陆过渡带等区域，其组成结构相对不稳定，对干扰因素反映敏感，而且易向不利于人类利用的方向变化。

解放50余年来，我国在保护生态、整治环境方面做了大量的工作，但由于受到传统的社会再生产观念的影响，把自然再生产拒之门外，忽视了自然再生产的能力制约着经济再生产的方式和规模，忽视了自然界的发展是人类社会生存与发展的前提和基础，忽视了生态利益是人类超越一切的最根本利益。在人类社会经济活动中，在对水资源开发利用时往往注重满足生产、生活对水资源的需要，忽视了生态与环境的保护和建设对水资源的需求。因而，难以引导科学、合理地开发利用资源和保护生态环境以及补偿资源存量减少、环境转化与再造，造成严重的水环境被破坏、水质被污染、水土在流失、土壤次生盐渍化和石漠化面积在扩大、林线在后退、草原在沙化、河湖在萎缩。可见，我国面临巨大的生态赤字和生存危机。早在1982年底中央领导同志就尖锐地指出，现在农村如果出问题，很可能出在自然环境、生态平衡遭到破坏上，这种破坏是带有根本性的。伴随国民经济的快速发展，我国人民生活水平提高，对生态与环境质量提出了越来越高的要求，加大着现实与要求的反差。因此，必须尽快从人与自然截然对立，导致生态劣化，最终危及人类生存和发展的传统社会再生产理论转变为人与自然有机结合，友好相处，使经济社会与生态环境在空间上优化、时间上无限的可持续发展的现代社会再生产理论，真正认清生态优先规律是现代社会再生产的基本运行规律。

可见，在即将进入21世纪的时候，大力建设良性生态、优美环境，以保障生态与环境安全乃是当务之急，也是水利现代化的具体目标之一。

3.2.4发展灌溉，推进农业现代化，保障国家食物安全

“国以民为本，民以食为天”。以粮食为主的食物问题是直接关系人类生存、繁衍、国民经济可否持续发展、社会能否安定的大问题，特别是在中国这佯的人口大国，粮食更具有特殊的意义。早在50年代就指出：“吃饭是第一件大事”、“要注意，不抓粮食很危险。不抓粮食，总有一天要天下大乱”；邓小平讲：“农业要有全面规划，首先要增产粮食。”粮食问题是世人关注的三大问题之一，尤其是以中国、印度为主的发展中国家的人口和粮食问题更为突出。我国人口基数大，年均人口增加多；现有耕地资源少，同时缺乏宜农土地后备资源，且工业、城市和基本建设还不断占用耕地；特别是由于农业科技转化率不高，水资源不足，灌溉率低，导致气候资源、土地资源、物质资源、生物资源等增产潜力不能得到充分、有效的发挥，进而影响农业现代化进程的推进，对国家食物安全构成严重威胁。问题的严重性还在于21世纪中叶我国人口将达到16亿高峰值，并进入中等发达国家行列，生活水平又将提高到一个新的阶段，二者叠加，进一步加大粮食需求压力。届时国家食物安全问题的形势将变得更为严峻。而我国未来粮食总产量的增长还基本上只能依靠提高单位耕地面积的产量，其中又主要依靠灌溉耕地的单产水平大幅度提高。实践证明，“水利是农业的命脉”，农业发展对水资源的依赖性越来越强烈。根据有关调查统计结果，全国粮食总产量的80％、棉花总产量的90％、蔬菜总产量的95％、以及其它许多农产品也相当多的产自于约占全国耕地面积一半的灌溉耕地上。因此，在优化配置、积极保护、合理开发利用水资源、努力提高其利用率的基础上，大力发展高效节水、节能、节地灌溉，有力推进农业现代化进程，保障国家食物安全既是即将进入21世纪中国的又一优先领域和所要解决的事关全局的重大问题，也是水利现代化的终端目标之一。

3.2.5统一管理水务，拓展水利产业，维系水利可持续发展

在人类社会的历史长河中，不能没有水利，水利建设与人类社会的生存、发展息息相关，二者伴随而行，共生共荣。从这个意义上来说，在水利建设基础上发展起来的水利产业就是一个永恒的产业。但在现实情况中现行的管理体制与所要解决的水问题严重的不相适应，问题复杂，矛盾很多，水务管理不统一，政出多门。如在需水、供水管理方面，还缺少有法律效力的水中长期供求计划，传统的以需定供尚未过渡到现代的以供定需、供需协调的机制上来；目前按流域管理和按行政区管理的这种条块分割的管理体制还不能较好地衔接，对地表水、地下水、再生利用水、外调水等多种水源的统一调配还经常遇到与管理体制不协调的困难，部门之间、流域之间、省市区之间、上中下游之间、左右岸之间矛盾错综复杂，造成缺水与浪费并存、排污与治污并存、管事不能收费与收费不管事并存、保护与破坏并存、有事没人管与有人不管事并存，导致水资源短缺、水环境破坏、水域污染、水土流失等问题的加重，以及水的价格与价值严重背离，再加上重视不够，投入力度小，工程年久失修，毁损、破坏严重，水利产业步履维艰、难以为继，处于非持续发展状态，难以达到为国家基本实现社会主义现代化提供良好的基础和可靠的保障的要求。

广义的水资源管理涵盖需水管理、供水管理、水环境管理、水质管理、水源地管理、水价管理、水利投资管理、水利产业固定资产经营管理以及水行政管理等等。若不打破目前条块分割的严重滞后的管理体制，不建立起统一以流域为基础的水管理事权和面向可持续发展的水价体系，将直接影响社会再生产沿着良性轨迹运行。这对人类社会生存与发展来说无疑是个悲剧，是人们所不希望见到的事实。为了人类社会的进步、经济的发展及生态与环境的建设，就必须强化管理，积极推进现代的一体化的水务管理体制，建立科学、合理的水价体系，振兴、拓展水利产业，维系水利可持续发展。这既是21世纪中国水利建设的优先领域和亟待要解决的主要问题，也是水利现代化的终端目标之一。

3.2.6树立水观念现代化

长期以来，人们总是认为水是取之不尽用之不竭的，正因为如此，人类社会经济活动的外部性效应以及生态环境质量的公共物品性质，使人类赖以生存与发展的资源支持系统和生存支持系统并没有作为稀缺物品被合理配置，特别是水资源，于是造成人们不受限制地获取公共占有的资源环境；也正因为人们可以不受限制地获取公共占有的资源环境，致使人们误认为水资源是无限的、无价的或低价的，任意消耗、糟蹋，导致水资源的严重浪费、污染和水环境的破坏，并造成水资源利用的外在、内在不经济，进而引发水资源危机。

国际上一些专家预言，今后世界爆发冲突可能以争夺水资源控制权为中心。也有人预言，约旦可能是第一个因缺水而垮掉的国家（水信息，1998年第22期）。1998年世界环发会议指出：水资源正在取代石油成为全世界引起危机的主要根源。同年联合国大会在其专题会议上达成共识的唯一问题是即将发生的水危机。

对我国来说水危机已经降临，在960万平方公里的大地上，工程型缺水、资源型缺水、浪费型缺水、污染型缺水、配置型缺水无处不在。水资源是人类生存的基本必须品，又是生态和环境的有机组成部分、社会经济发展的基础、前提和保障。水的问题已经成为21世纪中国可持续发展的主导性的瓶颈因素。可见，在即将进入新纪元的中国已经到了非改变这种传统观念不可的地步，国人必须树立水的忧患意识和现代的水的观念。为此，一定要突破传统思想，强化对水资源的优化配置、水源地的大力保护、污染源头的严格控制和水权、水务的统一管理，使人水和谐相处，确保改善水资源状况与水相关的生态系统；确保水资源利用的可持续发展；确保人人都能够得到必须的淡水资源和过上健康的生活；确保易受水灾害威胁的人群免遭与水有关的危险。这是水利战线长期而又艰巨的任务，也是水利现代化的终端目标之一。

4水利现代化指标体系

水利现代化指标体系的研究、制定是为基本实现水利现代化终端目标服务的。在根据我国国情，客观地勾画出水利现代化的蓝图（或曰顶级目标）之后。通过一组水利现代化指标全面、系统地反映人类社会、经济及生态、环境发展与水利建设之间相互作用的轮廓，也可以视为相互作用的系统的数字图像。同时告诉我们为了基本实现水利现代化终端目标，必须从那些方面做工作以及怎样做工作。因此，这个指标体系是具有导向性的。它一方面让国人有一个奋进的方向，另一方面也有助于揭示问题，发现差距，分析原委，指出后果，提出向顶级目标奋进的办法、途径和战略举措，使其能更好地为决策服务，可操作性更强。水利现代化指标体系是一个有机的整体，相互之间都存在内在联系，环环相连，都从一个侧面反映水利现代化的程度。而且，每个指标都有很强的代表性、独立性和丰富的内涵。经初步研究我们认为该指标体系拟有以下四部分构成：

4.1水观念现代化指标

纵观人类几千年的文明史，不论是古代文明的摇篮，还是现代文明的居地，都离不开人类赖以生存的水资源和水环境。但是曾经依傍着良好的水土资源、环境，在农业文明阶段创造的闻名于世的西亚巴比伦文明、地中海腓尼基文明、北非撒哈拉文明、中国楼蓝文明等等，在随后的漫长岁月里，都是由于土地和水资源的不合理利用，违背水利可持续发展与协调发展原则而相继消亡。昌盛时期的中国，莫不以水利为安邦治国的重要措施。由此可见，水资源和水环境与其所支撑的人类文明之间的关系极为密切，不难理解水既能载舟又能覆舟的道理。水观念现代化是水利现代化的关键，如果人们对水资源的观念还是停留在原始的、传统的水利建设阶段，即以解决人类生存问题为主要目标的原始水利阶段；以建设水利工程为主要手段来保障人类经济社会发展的传统水利阶段；人与水的关系是以人改造、利用水资源和水环境为主要特征的话，水利现代化是无法进行下去的。因为它忽视了水利本身的可持续发展、水环境的保护、水域生态平衡，最终将受到自然界的报复或惩罚，这对人类社会发展显然是有害无益的。因此，我们必须树立从原始的、传统的水利向现代水利转变的新思维，迅即转移到第三阶段，即以水资源优化配置、水务统一管理、现代信息装备、先进科技支撑水利等为主要手段，实现水与经济、社会、生态与环境持续协调发展的现代水利阶段。

在这一阶段里，人与水的关系是以利用与保护、改造与适应相结合的人水和谐相处、可持续发展为主要特征。从表面上看水观念现代化是无型的、不可量化的，但是从本质上看，它包含许多实质性内容，如科学、合理利用水资源，实现代际公平；污染源防治、水源地保护、水环境改造、不与洪水争道，实现人水和谐协调；从以需定供转变为以供定需，实现一方水土养活、养好一方人；人类意识到水资源是有限的、宝贵的，必须节约水、保护水，实现水资源高效、持续利用等等。在水利现代化进程中，举国上下确立水观念现代化之时，即基本实现水利现代化之日。

4.2水利装备现代化指标

优化配置、科学合理与高效利用水资源，就要求水文预报、水利通信、重大决策、防汛指挥调度等多元的系统工程，必须做到及时、准确。它只能也必须依靠、采用现代化的手段、装备、信息技术、计算机技术和人工智能技术等建立水资源、水环境、水文水情实时监控管理系统，进而实现水资源管理信息化、水资源调度与水工设计自动化、水环境监测网络化、防洪抢险机动化、工程施工机械化。离开现代化的水利装备、手段、通信等，要大力推进水利现代化的进程，显然是不可思议的。

目前世界上一些发达国家水利装备现代化程度越来越高，如水利信息化就发展很快，普遍采用微电子技术，对各种水利基础资料（例如水文、泥沙、水质、土壤墒情、水土流失、生态与环境等）实行遥感遥测遥控，这是一；二是普遍采用计算机应用技术，对水利设施（比如水库、灌区、水电站、输水工程、节水灌溉等）实行计算机辅助设计和辅助管理。其中有些国家，已利用计算机仿真技术模拟洪水演进，配合防洪保险等非工程措施，设计防洪减灾预案，使防洪体系大为完善；利用现代信息和网络技术，在水务管理上实行在线控制和调度，使水资源的利用、配置和保护更为科学、高效。水利装备现代化程度的提高不仅大大降低了各种水利设施的运营成本，而且也大大提高了水利工作的管理水平。我国现代化水利装备主要包括：

（1）现代供排水设施。如现代灌溉设施：滴灌、渗灌、喷灌、微喷、低压管道输水、渠道硬化、地埋暗管、膜上灌、膜下灌、田间自动化测报灌溉系统，供水与排水自动化等；

（2）水文信息系统。如：水文站网合理布局、适宜密度、水文信息采集基础设施、水位、雨量观测固态存储长期自记、水资源信息网络、防汛水文自动化测报系统、水资源与水质自动监测信息网络、水雨情报汛网等；

（3）水利通信专网：如卫星通信网络、决策支持系统、计算机网络系统、光传输高清晰防汛系统、预警反馈通信系统、水利通信专网监视中心、防汛会商会议电视系统、水情险情实时图象监视系统、水利工程视象监控系统、防汛、抗旱应急卫星移动通信系统等；

此外还有设计自动化、施工机械化、管理信息化等。

4.3水利科学现代化指标

21世纪的中国水利将是一个以科技创新为标志的历史时期，创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。要维系社会、经济与生态、环境的可持续发展和基本实现社会主义现代化的宏伟目标，就要加速推进水利现代化的进程，而离开现代水利科技及其不断创新的支撑，一切发展都是难以为继的。治水是一个复杂的系统工程，客观现实要求我们解决好水利与国民经济和社会、生态、环境的协调发展及动态响应机制问题，统筹考虑水资源安全供给、优化配置、汛期安全防洪渡汛、水环境与水源地有效保护、水污染源头控制及其治理等问题，还要协调不同治水措施之间、不同地区之间、不同部门之间、不同流域之间的关系。这不仅必须按照自然规律办事，而且还必须按照经济规律办事。同时还要求掌握当今世界水资源管理的新潮流、新理论、新思路、新经验、新方法，学习国际上开发治理大江大河的先进科学技术和现代工艺设施，并要结合中国实际认真分析研究，加以借鉴应用。重大水利项目决策要进行充分的论证，科学的选比，这样就可以避免出现重大失误。这些都需要科学的决策支持信息支撑。可见，水利现代化必须建立在水利科学现代化的基础上。水利科学现代化指标主要包括：水利高层次人才的培养与高新科技的研究；水利规划与战略高层次的探索；科学决策支持信息系统的建立；高效的水利管理体制、机制、管理信息系统、政策、法律、法规、水价理论、水利融资体系、运行机制的研究、制定；水土保持、水环境保护、水污染源头控制与污染水域治理的新方法、新工艺、新材料、新技术、新途径以及洪水风险调度理论、水文预测预报的预见期和精确度、工程设计、施工、监理、监测自动化、机械化、信息化等研究；以不断提高水利科学技术在水利现代化进程中的贡献率。

4.4水利管理现代化指标

水循环的自然规律和水资源的多功能的特性，决定了水资源管理系统是一个复杂的多层次的动态管理系统。正如前面阐述的那样，由于我国水利管理体制、机制、政策、法律、法规还不完善、不健全，管理上条块分割不协调，方法、手段落后，信息传输慢，测报精度低，故在管理问题上存在的问题多，矛盾多，严重滞后于社会、经济、生态与环境持续发展的需要。水利管理现代化是水利现代化的重要组成部分，是根本，是关键，没有现代化的水利管理，要加速推进水利现代化的进程无疑是非常困难的，甚至于是不可能的。水利管理现代化的主要内容包括：管理体制的改革（如水管理事权一体化问题）、机制的创新（如水利投、融资体系建立健全问题，水利基础设施和水利产业良性循环运行机制问题，合理的水价体系问题）、办公自动化程度的提高（如水利工程视象监控系统、水情险情实时图象监视系统、水文自动测报系统、防汛、抗旱应急卫星移动通信系统等）、决策支持系统的建立（如信息库、水规划与战略研究成果、项目库）以及管理规范化、制度化、科学化、公开化、程序化、管理人员专业化等。其指标主要有：办公效率、决策成功率、指挥准确率、调度精确度等。我们要在总结我国现有水管理领域存在问题的基础上，吸收国外在水管理领域的先进理论、方法、经验，建立适合我国国情的水管理现代化体制、机制与技术手段。

上述指标体系是一个三维空间的体系，当属立体结构，这样可以客观地反映人类社会、水、生态与环境三大系统之间相互作用的关系，有利于坚持和发扬相互促进的一面，避免和克服相互制约的一面，促进水利现代化迅速向前推进。当然，要加速推进水利现代化的进程一定要有配套性的、有力的保障措施，如稳定投入，加大力度，强化水利基础设施建设；深化水利管理体制改革，加速水务管理一体化进程；振兴水利科技，促进冰利现代化等。若措施不配套、力度小，则将大大延缓水利现代化的进程。

参考文献

1汪恕诚：“加强科技创新，促进水利现代化”，在全国水利科技工作会议上的讲话，2000年10月15日

2中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议

水文化论文第8篇

金盆水库是西安黑河引水工程的主要水源工程，是一项以西安市供水为主，兼顾周至、户县37万亩农田灌溉，还有发电、防洪和养鱼等多种功能的大型综合利用水利工程。如何合理的调度金盆水库，发挥其最大效益，对缓解西安市供水紧张的局面以及实现社会经济的可持续发展和人民生活稳步提高都具有极其重要的意义和价值。

水库优化调度是一典型的多维非线性函数优化问题，目前常用的方法有模拟法、动态规划及其系列算法、非线性规划等等。这些方法各具特色，但应用中也常有一些问题，模拟法不能对问题直接寻优，动态规划（DP）随着状态数目的增加会出现所谓“维数灾”问题，增量动态规划（IDP）可能收敛到非最优解，逐步优化算法（POA）需要一个好的初始轨迹才能收敛到最优解[1]。因此，这些方法还有待进一步的完善。

遗传算法（GA）作为一种借鉴生物界自然选择思想和自然基因机制的全局随机搜索算法，可模拟自然界中生物从低级向高级的进化过程，GA在优化计算时从多个初始点开始寻优，对所求问题没有太多的数学约束，而且优化求解过程与梯度信息无关[2]，因此在多个不同领域得到了广泛应用。而GA在水库优化调度方面GA应用相对较少[3]，马光文等[4]使用基于二进制编码的遗传算法对水库优化调度进行了研究。由于二进制编码存在的编码过长、效率低及需要反复的数据转换等问题，畅建霞、王大刚分别提出了基于整数编码的遗传算法[5-6]，并将GA与动态规划的计算结果进行了比较。

自适应遗传算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和变异概率Pm能够随个体适应度的大小以及群体适应度的分散程度进行自适应的调整，因而AGA能够在保持群体多样性的同时，保证遗传算法的收敛性。本文根据黑河金盆水库的具体情况，建立了水库长期优化调度的自适应遗传算法模型，并将其与动态规划的计算结果进行了比较。

2.水库优化调度数学模型的建立

金盆水库为多功能水库，其优化调度应使其达到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年发电量最大和弃水量最小等目标要求。但此多目标优化模型如果直接采用多维多目标动态规划或其它方法求解，则可能因为目标、状态、和决策变量较多的占用计算机内存和时间，因而有必要先做适当处理，将多目标问题转化为单目标，再进行求解。考虑到城市供水和灌溉用水要求保证率高，因此将水库优化调度目标定为年发电量最大，而将城市与灌溉供水当作约束条件进行处理。

这样，金盆水库优化调度的目标函数就可以描述为：在满足水库城市供水、灌溉用水和蓄水要求条件下，使水库年发电量最大。

目标函数：F=max（1）

上式中，N（k）为各时段的发电量。

约束条件：

①水量平衡约束：（2）

②水库蓄水量约束：（3）

③电站水头约束：（4）

④水轮机最大过流量约束：（5）

⑤电站出力约束；（6）

⑥城市供水约束：（7）

⑦灌溉供水约束：（8）

⑧非负约束。

其中，Nmin与Nmax分别为电站允许的最小及最大机组出力，Hmin与Hmax分别为电站最小及最大工作水头，qmax为机组过水能力，WCt、WIt分别为第t时段城市和灌溉供水量。DIt为第t时段灌溉需水量，DCt,max与DCt,min分别为第t时段城市需水上下限。

3.自适应遗传算法的实现

在水库优化调度中，水库的运行策列一般用发电引用流量序列来表示，而该序列又可以转换为水库水位或库容变化序列。对于水库优化调度的遗传算法可以理解为：在水位的可行变化范围内，随机生成m组水位变化序列,,…,，其中，m为群体规模，n为时段数，再通过一定的编码形式分别将其表示为称作染色体（个体）的数字串，在满足一定的约束条件下，按预定的目标函数评价其优劣，通过一定的遗传操作（选择、交叉和变异），适应度低的个体将被淘汰，只有适应度高的个体才有机会被遗传至下一代，如此反复，直至满足一定的收敛准则。

3.1个体编码

为简化计算，本文采用实数编码。个体的每一向量（基因）即为水库水位的真值。表示

为：（9）

式中，分别为时段t水库水位的最大值和最小值。m为控制精度的整数，Nrand为小于m的随机数。

3.2适应度函数

在遗传算法中，用适应度函数来标识个体的优劣。通过实践，采用如下适应度函数，效果更好。

（10）

式中为目标函数值，c为目标函数界值的保守估计，并且≥0,≥0。水库优化调度为约束优化问题，关于约束条件的处理，本文采用罚函数法,

（11）

式中，为原优化问题的目标函数值，M为罚因子，Wi为与第i个约束有关的违约值，p为违约数目。

3.3遗传操作

交叉运算交叉的目的是寻找父代双亲已有的但未能合理利用的基因信息。设x和y是两父代个体，则交叉产生的后代为=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，这里，a为[0,1]内均匀分布的一个随机数。

变异运算通过变异可引入新的基因以保持种群的多样性，它在一定程度上可以防成熟前收敛的发生。具体方法为：个体Z的每一个分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被选择进行变异。设对分量ZK进行变异，其定义区间为（ZK,min,ZK,max）,则

=（12）

式中，Rand为0到1之间的随机数，rand（u）函数产生最大值为u的正整数。

3.3参数的自适应调整

遗传算法的参数中交叉概率Pc和变异概率Pm的选择是影响遗传算法行为和性能的关键所在，直接影响算法的收敛性，Pc越大，新个体产生的速度就越快。然而，Pc过大，遗传模式被破坏的可能性越大。对于变异概率Pm，如果Pm过小，不易形成新的个体；如果Pm过大，则遗传算法就成了纯粹的随机搜索算法。自适应遗传算法（AGA）使得Pc和Pm能够随适应度按如下公式自动调整：

Pc=（13）

Pm=（14）

式中，为群体中最大的适应度值；为每代群体的平均适应度值；为要交叉的两个个体中较大的适应度值；为要变异的的个体的适应度值。,,,为自适应控制参数，其变化区间为（0,1）。

综上所述，算法的运算步骤为：

(1)初始化，设置控制参数，产生初始群体；

(2)计算各个体的目标函数，应用(5)式进行适应度变换；

(3)按随机余数选择法对母体进行选择；

(4)对群体进行交叉和变异操作pc和pm分别按式(2)与(3)计算，得到新一代群体；

(5)检验新一代群体是否满足收敛准则，若满足，输出最优解，否则转向步骤2。

4.模型求解及成果分析

金盆水库坝高130米，总库容2亿方。该水库是以给西安供水为主（按照设计年均向西安供水3.05亿方），兼顾周至、户县共37万亩农田灌溉（年均灌溉供水1.23亿方），还有发电、防洪等多功能的大型综合利用水利工程。水库的特征参数为：正常蓄水位594m，死水位520m，电站出力系数8.0，装机容量2万KW，保证出力4611KW，水轮机过流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年为例，入库径流已知，用上述算法按年发电量最大求解水库优化调度，结果见表一。

表一自适应遗传算法计算结果

Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm

月份

入库水量(108m3)

月末水位(m)

城市需水(108m3)

城市供水(108m3)

灌溉需水(108m3)

灌溉供水(108m3)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头(m)

出力

(KW)

7

1.5160

572.63

0.3050

0.3050

0.2301

0.2301

20.10

40.04

6437.88

8

1.3178

591.00

0.2898

0.2898

0.2196

0.2196

24.75

68.87

13637.35

9

0.6973

591.00

0.2593

0.2593

0.1342

0.1342

26.90

77.50

16679.24

10

0.8464

594.00

0.2410

0.2410

0.0000

0.0000

30.05

78.69

18918.95

11

0.2063

589.33

0.2349

0.2349

0.0879

0.0879

12.47

76.88

7667.76

12

0.1963

587.96

0.2257

0.2257

0.0440

0.0440

10.08

75.26

6069.95

1

0.1513

585.61

0.2257

0.2257

0.0000

0.0000

8.43

73.38

4947.77

2

0.1260

582.23

0.2349

0.2349

0.0000

0.0000

9.72

70.31

5467.50

3

0.3000

581.54

0.2410

0.2410

0.0810

0.0810

12.20

68.38

6673.10

4

0.3732

581.75

0.2440

0.2440

0.1206

0.1206

14.07

68.14

7671.54

5

0.2373

561.68

0.2593

0.2593

0.0226

0.0226

31.83

59.00

15023.79

6

0.1776

520.00

0.2898

0.2898

0.2900

0.2900

32.56

32.06

8350.21

注：年发电量E=8608.3万KW·h；POP=100；Gen=200；==0.85；==0.01。

作为比较，本文又使用了基本遗传算法（SGA）、动态规划法（DP）进行计算，其目标函数、约束条件完全相同。对应的计算结果见表二，其中，DP的离散点为300。

表二动态规划及基本遗传算法计算结果比较

parisonofResultsofDPandSGA

月份

动态规划（DP)计算结果

基本遗传算法（SGA）计算结果

月末水位(m)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头(m)

出力

(KW)

月末水位(m)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头

(m)

出力

(KW)

7

572.5

20.23

39.95

6466.38

572.65

20.08

40.05

6433.56

8

591

24.62

68.82

13553.20

591.00

24.77

68.88

13650.11

9

591

26.90

77.50

16679.20

591.00

26.90

77.50

16679.24

10

593.5

30.02

78.72

18905.40

594.00

30.05

78.69

18918.97

11

588.5

13.10

76.68

8037.72

589.33

12.46

76.88

7663.79

12

586.5

10.53

74.83

6303.83

587.96

10.09

75.26

6075.39

1

584.5

8.79

72.28

5084.92

585.21

8.85

73.20

5180.34

2

581.5

9.82

69.17

5434.83

581.83

9.88

69.90

5524.98

3

580.5

12.46

67.30

6706.82

581.04

12.39

67.93

6733.84

4

580.5

14.40

66.90

7705.63

580.87

14.66

67.46

7911.34

5

562

29.42

58.24

13706.00

561.62

30.56

58.38

14273.88

6

520

0.32

32.60

32.31

8426.54

520.00

32.50

32.02

8323.96

注：DP年发电量8568.9万KW·h；SGA年发电量8581.3万KW·h，POP=100,Gen=200。

比较表一和表二可见，动态规划在控制精度为0.5m时，优化结果为8568.9万KW·h，低于SGA的8581.3万KW·h和改进本文算法的8608.3万KW·h，主要是因为DP的离散点数较后两类算法少。为了说明本文算法的优越性，将其与SGA在不同的进化代数时分别进行10次计算，结果列于表三。

表三不同进化代数的两类算法年发电量比较比较

parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration

编号

本文算法（AGA）

基本遗传算法（SGA）

Gen=200

Gen=500

Gen=200

Gen=500

1

8607.1

8596.8

8374.1

8594.2

2

8597.5

8607.2

8581.6

8571.9

3

8604.7

8612.7

7957.2

8433.1

4

8601.2

8603.5

8593.4

8475.3

5

8596.6

8595.4

8599.1

8596.2

6

8606.8

8607.2

7837.2

8608.4

7

8608.3

8608.4

8365.9

7892.1

8

8525.4

8611.3

8521.5

8592.6

9

8605.9

8551.6

8575.3

8610.3

10

8603.4

8603.7

8121.6

8441.2

注：表中年发电量单位为万KW·h。

从上表可以看出，随着进化代数的增加，两算法计算结果都越接近最优解；无论是自适应遗传算法还是基本遗传算法，其计算结果明显优于动态规划；在进化代数相同时，AGA的计算结果优于SGA，并且未收敛次数也有明显减少，表明AGA能够有效加快收敛速度。

5.结论

本文建立了水库优化调度的自适应遗传算法模型，并将其用于黑河金盆水库优化调度。与动态规划相比，遗传算法能够从多个初始点开始寻优，能有效的探测整个解空间，通过个体间的优胜劣汰，因而能更有把握达到全局最优或准全局最优；自适应遗传算法通过参数的自适应调整，能更有效的反映群体的分散程度以及个体的优劣性，从而能够在保持群体多样性的同时，加快算法的收敛速度。

ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir

FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1

(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,

2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)

AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.

Keywords:optimaloperation；geneticalgorithms；dynamicprogram

参考文献

[1]方红远,王浩,程吉林.初始轨迹对逐步优化算法收敛性的影响[J].水利学报,2002,11:27-30.

[2]潘正君,康立山,陈毓屏.演化计算[M].北京:清华大学出版社,1998.

[3]RobinWardlawandmohdSharif.Evaluationofgeneticalgorithmsforoptimalreservoirsystemoperation[J].WaterResour.Plng.andMgmt.,1999,125(1):25-33.

[4]马光文,王黎.遗传算法在水电站优化调度中的应用[J].水科学进展,1997,8(3):275-280.

水文化论文第9篇

关键词水电厂自动化；开发；发展；技术问题；技术措施；技术条件

引言

随着水电厂"无人值班"或"少人值守"工作的开展，以"厂网分开、竞价上网"为基础的电力体制改革的深入进行。对水电厂的生产运行和管理提出了新的要求，也对水电厂自动化技术提出了更高的要求。计算机监控系统的开发应用是水电厂实现"无人值班"或"少人值守"的必备条件。计算机技术、信息技术及网络技术的飞速发展，给水电厂自动化系统无论在结构上还是在功能上，都提供了一个广阔的发展舞台。水电厂自动化工作也必须适应新的形势需要，有新的发展。如今的水电厂自动化系统应该成为一个集计算机、控制、通信、网络及电力电子为一体的综合系统。不仅可以完成对单个电厂，还可以进一步实现对梯级流域、甚至跨流域的水电厂群的经济运行和安全监控。本文就如何开发水电厂自动化系统及自动化系统开发方面的技术问题作一点探讨。

1、自动化系统开发的组织过程

1.1、用户参与开发过程

计算机监控系统不同于一般的机电产品，用户参与其开发过程，对于系统发挥其监控功能十分必要。这是因为：

＃由于计算机硬件的可扩展性和软件的灵活性，使监控系统的结构、规模、功能、性能等不可能统一，市场上没有固定的系统可供购买。

＃用户的要求差异性很大。电厂规模、重要性、设备状况不同，对监控系统的要求就不同。电厂的管理模式和生产技术人员参与开发是将用户的意图、习惯和对自动化的理解融合到产品中去的最好方式。

＃参与开发能使用户最快地掌握系统开发技术，有利于用户对系统的升级、改进、完善及维护，更好地使用系统各项功能。

监控系统从设计到投运一般要经过如下过程：设计招标、合同谈判、成立联合设计开发组、用户数据文件收集、开发商设备采购、系统集成与软件开发、出厂验收、现场安装调试、工厂试验及投运等。用户应全过程参与，但真正参与开发是在合同谈判结束和各项技术条件确定后开始的，包括用户数据文件准备、系统集成与开发。

1.2、用户数据文件的准备

监控系统开发的最大工作量在于系统的客户化，而客户化的好坏起决于用户数据是否充分和准确，因此用户在同厂家开发之前应组织专业技术人员进行现场数据的收集和准备工作，生产技术人员应包括运行人员、计算机和网络技术人员、自动化技术人员。

由运行人员准备的资料有：工作站监控画面、运行报表、历史记录点定义、事件记录报表、操作键盘定义、语音报警语句、电话及ON-CALL传呼定义、统计计算格式等等。

由计算机和网络技术人员准备的资料有：计算机网络结构、MIS系统操作系统平台、MIS系统和自动化接口软件、网桥、防火墙等。

由自动化技术人员准备的数据资料有：数据库定义表、各项操作流程及防误闭锁条件、各LCU的I/O定义表、LCU顺控及自动倒换流程、AGC、AVC控制参数和边界条件、对外通信数据清单等。

数据文件准备工作一般约需3个月时间，对于尚未投产的新电厂，由于设备还未到位，其运行状况不明，图纸资料不齐全，数据文件准备工作可能需要几年的时间。

1.3、双方联合设计开发组联络会议

联合设计开发组一般应有双方技术人员和商务人员参加。首次联络会会议的主要内容一般为：

＃用户通报现场数据准备情况，并提交有关资料；

＃开发商通报设备采购情况，并就设备变更和系统集成方案征求用户意见；

＃双方对合同的理解和技术澄清；

＃确定开发的组织方式和开发的时间；

＃在随后的开发过程中根据合同要求和实际技术难度，可能还开1～3次联合设计开发组联络会。

1.4、系统的集成与软件开发

＃硬件系统的集成，一方面是检验合同文件所规定的系统结构、硬件设备的可行性，另一方面也是为软件开发搭建平台，这项工作应由开发商根据简化了的网络结构进行。

＃用户应成立厂开发工作组，一般为5～15人组成，并指定工作组负责人。用户工作组成员应包括：自动化专业人员、计算机专业人员和运行经验丰富且具备一定计算机知识的运行人员。开发商应提供应用程序开发平台，并提供必要的培训。

开发过程中用户工作组可独立完成的开发任务有：

＃对外通信数据模块原文件的编辑，等等。

用户工作组可协助开发商完成的开发任务有：

＃AGC、AVC控制流程；

＃事件及报警记录的定义；

＃语音、电话报警和ON-CALL信息的定义；

＃主站操作流程及防误操作闭锁流程；

＃历史数据的统计、计算等等。

现场用户工作组应定期反馈开发进度，全过程监督项目的执行，直到开发工作结束，并一同参与出厂验收。

2、太平哨发电厂监控系统开发过程介绍

太平哨发电厂计算机监控系统的开发始于1997年，开发的项目范围为计算机主站、网络设备、公用设备LCU。

该项目选定东北电科院自动化所为合作伙伴，项目各阶段的进度如下：

合作意向签订：1997年初

自动化改造方案和施工期进度方案：1997年

技术条件及合同拟定：1998年

技术方案和设备选型：1998年

现场数据文件准备：1998年2～4月

用户工作组开发：1998年5月～10月；1999年9月～12月（1998年1号机组；1999年2～4号机组）。

第一台LCU连入新主站网络运行：1998年10月

系统联调：1999年11月～12月

随着试验的进行，各项功能逐步投入使用。至1999年底，已能实现对四台机组遥测、遥控和遥调。

在该项目中，用户参与开发主要分两个阶段，第一阶段为数据文件准备阶段，共有20余人参与，历时3个月；第二阶段为开发阶段，共有15人参与，历时6个月。

3、计算机监控系统技术问题探讨

监控系统是一个客户化程度很高的自动控制系统，系统的实用性、先进性、可靠性以及灵活性等取决于客户（包括管理、设计开发、使用等）的要求。在此就一些技术问题进行探讨。

3.1、监控系统电源

电厂控制层应设有直流和交流控制电源，监控系统的LCU及自动化装置宜采用交直流双电源、互为备用、无扰切换的供电方式，电源装置的电压选择应保证正常情况下交流供电、直流备用，以减轻直流系统的负担。运行经验表明，UPS在现场环境下使用寿命很短，难以维护，不宜采用（太平哨发电厂正在考虑改进直流供电电源）。

监控系统主站设备（工作站、服务器和网络设备等）的运行环境要达到国家规定要求，采取交流＋UPS供电方式较好。

3.2、监控系统与励磁、保护、调速器系统接口

LCU与上述自动化装置一般采用开关量（DIO）接口和通信两种方式。对于DIO方式，由于交换的信号一一对应，接线直观，便于调试和故障查处。但接线较多，有些控制功能，例如有功和无功调节，必须在LCU内编制复杂的PID调节程序，如PID参数不当还可能造成调节性能不佳。现场应用表明，这种方式对无功/电压闭环调节尚能满足要求，但对有功闭环调节，常常出现超调或调节不到位、或凋节时间延长等现象。

上述三种自动化装置宜采用通信方式，LCU直接将给定值传送至电调和励磁装置，实现有功、无功的一次设定；LCU通过通信链路获得各个自动化装置的内部详细状态和微机保护的事故追忆采样值数据包（如果微机保护有此功能的话）。

尽管监控系统与励磁、保护、调速器装置存在接口联系，但各系统间应保持相对独立，并在通信上设置"互检"和容错功能，一方故障不应影响其它系统的正常运行。上述装置中直接作为控制和调节条件的信号（例如主开关状态、机组转速和机组状态等）不应相互转送利用，而应通过高可靠的渠道直接从设备上采集。

3.3、监控系统与现地自动控制回路和装置的功能协调

机组或公共辅助设备，例如冷却水系统、压油泵、深井泵、空压机等，一般设有现地自动控制装置。处理现地自动化与监控系统的关系时，应遵循现地自动化为主的原则，监控系统则通过开关量、模拟量的采集（无需通信）承担监视、后备控制的任务，一旦发生异常，则发出信号，并通过独立的信号采集进行紧急控制。

直流电源装置也应视为现地自动装置，监控系统只对直流系统和电源装置的工作状态进行监视，不参与控制。无需建立网络或串行通信联系。

3.4、事件记录与故障录波的考虑

事件记录与故障录波装置都是运行和事故分析的手段。事件记录一般集成在计算机监控系统中，但由于采样速度、内存等限制往往不能提供足以用来分析事故的波形；故障录波一般用在开关站，作为线路故障数据的采集和分析工具。

机组不必配置故障录波器，因为配置故障录波器会导致信号的重复采集，使二次回路和电缆布置复杂化，而且不可能收集太全的信号（有些设备的关键量、中间计算数据点无法提供接口）。将事故记录与故障录波功能分别由监控系统和具有快速交流采样功能的微机保护装置、微机励磁调节器、微机调速器等分担较为合理。这就要求微机保护装置、微机励磁调节器、微机调速器具有判别故障、存储、对时等功能。

3.5、信号返回屏的考虑

信号返回屏是电厂实现集中监视和控制的重要人机交流界面，由于显示直观、清晰可靠，画面和各仪表、元件位置固定，对运行值班十分方便，尤其是事故情况下，运行人员对全厂的状况一目厂然，其作用是计算机屏幕不可替代的（采用大屏幕电视或投影替代也是不可取的）。信号返回屏宜考虑采用一些指针仪表，以反映系统的动态过程（例如系统振荡）。

3.6、工业电视、消防报警、保安、故障录波器及MIS的接入

鉴于监控系统在电厂运行控制中的突出地位，其接入系统越少越好，信息交换量不大时，为了保证各个系统的安全运行，能采用I/O接入的决不采用通信连接。

对工业电视，由于图像信号数据量大，占用网络资源多，不应通过监控网传送，而应自成网络，在控制室设置工业电视专用CRT。但如果工业电视要实现图像自动联控切换功能，仍应以通信方式接入监控系统，通信链路上仅从监控系统单向传送用于图像自动联控切换的信息。而工业电视与电厂管理信息系统（MIS）应联网，以便授权用户进行图像访问。

消防报警对运行监视十分重要，其数据量不大，因此接入监控系统比较合理。消防报警火情信号和保安监视信号可转送给工业电视系统，进行图像自动联控切换。

故障录波器为大容量数据采集和记录分析设备，数据的实时作用不强，离线分析的成分较多，应各自自成系统，并建立各自的中心分析站。从运行管理模式看，电厂实现"无人值班"或"少人值守"后，控制室运行人员很少，而这两个系统的数据分析工作十分费时，专业性很强，不适合运行值班人员操作；如果两系统与MIS系统联网，监控系统仅通过I/O对其故障和动作等情况进行监视。专业技术人员通过MIS即可访问两系统，完成数据分析和远程管理功能。

为实现生产发电与电厂管理相结合，MIS应与监控系统联网。由于MIS用户多，MIS上数据多种多样，为安全起见，两网之间除采取防火墙等隔离措施外，还应采用单向数据流（从监控系统流向MIS），控制室设置专用MIS终端。

4、自动化系统的发展

水电厂自动化系统由I/O设备(传感器和执行器)、控制硬件、控制软件、人机接口及与信息系统的连接等组成。而水电厂的自动化是从80年代初单个功能装置研制开始的，计算机监控系统的发展过程以及典型系统的应用如表1所示：

表1计算机监控系统发展过程表

4.1、功能分布式的星型分层监控系统

以单功能微机装置集成系统，每个微机装置具有特定的功能，但每个微机装置都具有不同功能，如有的微机装置专门采集开关量，有的微机装置专采集模拟量，有的微机装置专门进行控制操作。该系统在分布的方式上进行了一些有益的尝试，但从模式上看不算是很成熟的系统。

4.2、以设备单元分布的星型分层监控系统

为了检修维护的方便，以发电机组为单元，将数据采集与控制集成到一台微机或PLC装置中，构成了现地控制单元LCU。LCU无法直接接入以太网，而计算机非常昂贵，不能使每台LCU都配备CPU（中央处理器）接入以太网，只能将微机作为前置机。这时的系统采用专门的计算机，在应用网络上已跨出了一大步，但相应的国际标准还不完善，尚不能形成理想的开放系统环境。

4.3、基于开放系统的分布式监控系统

随着计算机技术和网络技术的发展，计算机应用软件越来越复杂和庞大，软件开发的投入也越来越大，如何使这些巨大的资源不仅在这一家公司制造的计算机上运行，而且也能在另一家公司制造的计算机上运行，这就形成了一系列的开放系统标准：TCP/IP、POSIX、SQL、ODBC、JDBC、OPC等。基于开放系统的分布式计算机监控系统具有通用性和可移植性，监控系统的软件可以安装在任何具有开放系统特点的计算机上。开放系统为水电厂计算机监控系统的发展提供了强大的历史舞台。

4.4、基于对象技术的分布式监控系统

计算机硬件技术发展迅速，给软件开发提供了广阔的平台。软件技术发展到现在除了遵循开放系统标准以外，还应遵循面向对象技术的标准，如：SUN公司的JavaRMI、Microsoft公司的COM/DCOM。水电厂计算机监控系统由于面向对象的复杂性和多样性，基于面向对象的技术应用将水电厂运行设备如发电机组、主变、开关等抽象为对象。从系统设计、编程语言选择到用户界面等一系列过程都依据面向对象的理念、原则和技术，这样工作的结果将给用户带来使用和维护上的极大方便。

5、水电厂自动化系统的技术措施

水电厂自动化系统必须具备完备的硬件结构，开放的软件平台和强大的应用系统。

5.1、系统结构

目前监控系统的结构基本上以面向网络为基础，系统级设备大多采用Ethernet或FDDI等通用网络设备连接高性能的微机、工作站和服务器，在被控设备现场则较多地采用PLC或智能现地控制单元，再通过现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表、远程I/O等相联接，构成现地控制子系统，与厂级系统结合形成整个控制系统。

随着安全生产、经济管理及电力市场等功能的扩展，对计算机系统的能力也提出了更高的要求，在系统级设备中64位的工作站、服务器的选用已是绝大多数系统的必然选择，Intel公司的64位TitaniumCPU和微软公司64位Windows操作系统也即将推出，它将带给基于PC和Windows平台的监控系统用户以巨大的寻址空间和远远胜于32位PC的强大运算处理能力。高速交换式以太网（100Mbit/sorlGbit/s）技术的发展克服了以往低速以太网在实时应用上的不足，其更具开放性的标准，众多生产厂商的支持，使其无论是在设备的选购，产品的更换、产品的价格、硬软件的可移植性等诸多方面都比FDDI等其它网络产品有着明显的甚至是无法替代的优势。

对于现地控制单元，智能控制器加上现场总线技术应是一个好的发展趋势，根据IEC标准及现场总线基金会的定义：现场总线是连接智能设备和自动化系统的数字式双向传输、多分枝结构的通信网络。它具有如下技术特点：

＃系统开放性；

＃互可操作性与可用性；

＃现场设备的智能化与功能自治性；

＃系统结构的高度分散性；

＃对现场环境的适应性。

机组容量变大、控制信息量增多，控制任务功能增加，控制负荷加重、网络通信故障都会造成现地控制单元控制能力的降低。针对水电厂被控制对象分散的特点，采用现场总线将分散在现场的智能仪表、智能I/O、智能执行机构、智能变送器、智能控制器连接成一体。正好体现了分散控制的特点，提高了系统的自治性和可靠性，节省了大量信号电缆和控制电缆。所以说，使用现场总线网络较适应分布式、开放式的发展趋势。当然，现场总线控制系统主要是要有分散在被控对象现场的智能传感器、智能仪表、智能执行机构的支持，而目前在水电厂中这些还是大量的旧式装备。只能逐步过渡，最后取代旧式的数字/模拟混合装备和技术，形成全新的全数字式系统。

5.2、软件系统平台

5.2.1、支持软件平台和应用软件包向通用化、规范化发展

为适应开放化、标准化、网络化、高速化和易用化的发展技术，计算机监控系统中的软件支持平台和应用软件包应更趋向于通用化、开放化和规范化。从电力行业高可靠性的要求出发，在大中型水电厂监控系统中的UNIX操作系统等得到广泛的应用，中小型水电厂因较多采用PC构架的计算机，所以较多地采用Windows操作系统。数据库方面由于商用数据库在电力生产控制的实时性上还难以充分满足要求，专有的实时数据库＋商用的历史数据库形式，这是目前较为普遍的结合方式。由于部分数据库的专用性带来了数据变换的不便，在现今电力行业推进信息化和数字化建设的大背景下它的不适应性就凸现出来，较好的办法是遵循统一的标准接口规范，使大家可在统一的"数字总线"上便捷地进行数据交换。

5.2.2、Web、Java等新技术的应用

Web及面向对象的Java等新技术将越来越多地引入计算机监控系统。笔者了解到南瑞自控新近开发的NC-2000监控系统，全面采用了面向对象的开发技术，人机界面采用跨平台的Java来实现，它不仅给用户提供了更加方便地进行可编程二次开发的功能丰富多彩的界面，而且由于Web、Java等技术的采用，前台操作员站的应用支撑软件大大减少，可以实现真正意义上的"瘦客户机"。如在大中型电厂用高性能的UNIX工作站或服务器作为全系统的主控机和数据服务器，而用PC机作为操作员站，由Java一次编译，多处运行的特性，不仅可轻松地在操作员站和主处理器等监控系统内的节点获得同样的人机界面，加上Internet/Intranet和Web技术的支持，更可在厂领导办公室、总工办公室和生产等部门任何联网的地方直接浏览到同样的界面，甚至于在任何地点经电话接入后的微机也可以浏览到同样的界面（为保证安全需增加必要的安全措施）。

5.2.3、功能强大的组态工具

用户无需对操作系统命令深入了解，也不需要复杂的编程技巧，不论是在UNIX系统上还是在Windows系统上，都可通过组态界面十分方便地完成：

＃数据库测点定义；

＃对象定义；

＃现地控制单元的各种模件定义；

＃处理算法定义；

＃通信端口；

＃通信协义的定义。

顺序控制流程生成、检测、加载等各种功能的应用定义以及维护，很多功能只需点击鼠标进行选择，既快捷方便，又避免了使用编辑程序产生的输入错误，真正体现主系统服务的面向对象、可靠、开放、友好、可扩展和透明化。

5.3、强大的应用系统

计算机技术发展到今天，其性能越来越高，其应用也就越来越广泛。随着无人值班工作向纵深发展，也向计算机监控系统无论是系统结构上，还是功能上都提出了更高的要求，现就几个方面说明如下：

5.3.1、历史数据库系统

历史数据库系统实际上是监控系统的一个组成部分，只是将原来监控系统中需要历史保存的数据、事件和相关信息进行分门别类的存放在商用数据库中，供需要时进行查询、打印或备份。历史数据库系统以单独的计算机来实现，具有美观的人机界面，方便的操作方式和丰富多彩的显示形式。这样的配置既减轻了监控系统的负担，减化了监控系统的软件复杂性，增加了监控系统的实时性，还能通过标准数据库接口SQL、ODBC、JDBC等与其他系统互连，如MIS系统。

5.3.2、电能量监测系统

水电厂中每台发电机、每条线路甚至每台主变都安装了电度量表，传统的电度量采集一般采用由电度量表输出电度量脉冲到计算机监控系统的方式来实现的，由于监控系统的设备环节比较多，在监控系统中必须设定电度量初值，一旦有设备退出工作或工作不正常，电度量测量就有误差或以前的测量值丢失，需要重新设定其初值，这种方法实际上无法保证电度量监测的结果正确性，而且维护的工作量也很大。

目前，市场上有一种智能电度量表，它具有智能通信接口。这种电度量表能完整地保存电度量数据，并随时可以通过通信接口取得电度量数据。因此，以这种电度量表为基础，通过电度量表的通信接口，回聚在一起，配备历史数据管理功能的计算机就可以形成电度量监测系统，该系统既可以相对独立，也可以与监控系统互相通信，实现信息共享，为水电厂运行管理提供可靠依据。

5.3.3、效率检测系统

水轮机效率的实时监测对电站的经济运行有着重要的作用。水轮机的在线监测既可用于水电厂机组在安装竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。因此，水轮机效率在线检测一直是实现电厂经济技术指标考核和经济运行的一个重大科技攻关课题。但是多年来，一方面由于流量的在线检测技术还未能得到广泛的推广应用，另外，由于种种原因的限制，也使效率测试难以在电厂发挥其应有的作用。因此尽管随着计算机、通信、信息及测控等一系列新技术的迅速发展和在电厂的广泛应用，给效率在线检测项目的开发提供了成熟的技术基础。当前，以厂网分开为基础的电力体制改革方案已经出台，电力市场竞价上网亦将成为必然的发展趋势。因此，在保证安全运行，满足电力系统要求的基础上，不断提高水资源利用率和设备可用率，减少运行和维护费用，已成为每个电厂迫切需要开展的工作。

5.3.4、运行人员培训仿真系统

计算机监控系统面对着实际的运行设备，肯定不能在上面随意操作，否则会出现误操作行为，造成事故，任何水电厂都不希望出现这种情况。那么一些操作不熟炼或新来的运行人员，如何让他们尽快熟悉环境，提高操作水平，进入角色。除了可以进行培训、实习、考试等形式熟悉业务外，应该有一个让运行人员实际动手操作的培训仿真系统。培训仿真系统可作为对监控系统的补充，任何重要的控制操作或复杂的操作，应该在培训仿真系统上验证一次，保证操作的完整性和正确性，确保水电厂运行的安全。

5.3.5、状态检修系统

这是水电厂热门的课题，设备状态检修和设备运行寿命评估，既是设备检修工作发展的必然趋势，也是一项技术性很强的系统工程。状态检测主要利用现代化先进的检测设备和分析技术对水电厂主设备的某些关键部位的参量，如：机组的振动和摆度，发电机绝缘，定子局部放电，变压器绝缘等数据进行在线实时采集和监视，经过集合了现场积累的运行、检修、试验资料和专家经验的智能（专家）系统综合分析，从而对设备可能存在的机械、水力、电气等问题作出一个贴近实际的评估。要作出一个较准确的评估目前尚有很大的难度，国内外都已做了大量的尝试性工作，取得了一定的经验。在实施中，它也作为一个相对独立的系统，但目前国内大多数水电厂都有了较完善的计算机监控系统，集聚了大量监测设备，从节省投资与实际应用的角度来看，状态检修系统与监控系统之间有大量的数据需要共享，在考虑状态检修系统时应与已建成的监控系统作统筹考虑，使两者有机地结合起来，既可省去一些重复部件的投资，又可以使运行管理人员在执行实时生产控制时，随时监视到生产设备的健康状态，让健康状态良好的设备充分发挥潜力，让处于亚健康状态的设备减荷承担适当的工作负荷，而让健康状态有问题或趋于出问题的设备及时得到维修。

5.3.6、生产管理系统

目前，虽然许多电厂都有了功能较完善的计算机监控系统，但因种种原因还有部分现场设备的监测信号无法输入到监控系统中完成自动监视。所以设备的巡检工作是必不可少的。为了加强巡检工作的管理和提高巡检工作的质量，可通过生产管理信息子系统，在当班巡检人员出发前开列出巡检路线，查看设备运行情况，记录设备运行参数，巡检工作完成后,输入相关设备运行参数等信息传输至生产管理信息系统，进行分析对比，并记入历史数据库备查。

按照技术规程要求，电厂在执行设备操作或维护时必须办理相应的一次、二次工作票。这些工作也可以借助生产管理信息子系统来完成。各相关部门计算机连入该系统的网络后，就不必拿着工作票来回去签票、消票了。它完全成了数字化传输，省时省力，并可随时对签票、消票的详情进行实时和历史的查询。

生产管理信息系统完成的工作还包括：运行值长日志，智能操作票（可由生产管理信息子系统根据监控系统的实时数据，进行分析，并经过安全闭锁条件检查），设备缺陷管理，运行台帐等。

5.3.7、智能电话报警服务系统

根据监控系统产生的报警信号，按照告警信号的优先级别和被通知者的处理优先级，提供实时智能报警通知，把生产现场发生的事件经过智能化的处理，通过内部通信系统、电话、寻呼、移动通信等多种通信手段，以最快的速度把报警信息传递给相关的人员，以便他们及时作出对事件的响应。它不仅是一个智能的可通过各种通讯工具报警的系统，而且还是一个功能强大的交互式语音信息服务中心，无论何时何地通过电话拨入系统可以了解到他所关心的生产设备的运行数据。系统还提供丰富灵活的组态界面，让维护人员或操作人员通过组态界面方便地进行各种用户要求的定义，实现各种复杂的功能。

上面提及的系统都是同现有计算机监控系统密切相关的系统，根据具体情况，可配置成相对独立的系统，通过高速网络与计算机监控系统进行数据交换。也可配置成计算机监控系统的子系统。它提供了水电厂从最基础的数据采集和设备控制直到面向电力市场的经济运行决策的一整套完善服务功能，支持发电厂生产的现代管理更上一个新台阶。

6、水电厂"无人值班"或"少人值守"的技术条件

无人值班相对于有人值班而言就是要让自动化系统来完成值班人员日常的工作，包括定时巡视运行设备，记录各设备有关参数和相关事件，按操作票形式进行设备的正常操作，发生事故或故障时，进行反事故处理，采取有效措施，防止事故扩大等工作。实现比有人值班更迅速、更可靠、更安全的运行方式。虽然自动化系统具有一定的反事故处理能力，在局部范围内起到防止事故扩大的特点，但是事故或故障的出现原因是非常复杂的，少数可以通过一定的处理恢复，但大多数是无法迅速恢复，并需要检修维护人员及时前往现场认真分析处理。因此水电厂"无人值班"或"少人值守"必须具备以下几个条件：

6.1、具有计算机监控系统

计算机监控系统是实现"无人值班"或"少人值守"的一个非常重要的系统。它具有采用水电厂的机组、辅机、油水风系统、主变、开关站、公用设备、厂用电系统以及各种闸门等的电气量、开入量、温度量、压力、液位、流量等输入信号，完成各种生产流程，如开停机、分合开关等顺序控制，机组有功功率和无功功率的调节，AGC、AVC，以及其他设备的操作控制。同时监控系统还具有丰富的人机界面，防误操作的措施和一定的反事故处理能力。

6.2、具有远程控制、调节功能

监控系统不仅具有现地的各种监视、操作和控制功能，而且要具有能与远方控制系统通信能力，上送有关信息，接收远方控制系统的命令来实现远程控制和调节。

6.3、具有ON-CALL功能

现场运行的设备一旦出现事故或故障时，就需要维护人员立即前往现场，了解事故或故障现象，分析事故或故障原因，及时排除事故或故障。如何使维护人员甚至领导能及时、准确、详细的掌握事故或故障信息，这就是无人值班水电厂计算机监控系统必须具备的功能：ON-CALL功能，可以通过电话、呼机或手机呼叫信息或手机短信息。

总之，水电厂通过开发自动化系统，能够提高设备的整体健康水平，保证设备的安全稳定运行，为"无人值班"或"少人值守"奠定基础。