论水工业及其学科的产生与发展

（发表于1997年4月）
聂梅生 李圭白 傅 涛 崔福义

　　在我国，给水排水是一个传统的行业和学科，传统给水排水自本世纪初形成和逐步完善以来一直是土木工程的一部分。随着科学技术的迅猛发展，国民经济发展和人民群众生活水平的日益提高，以及社会主义市场经济体制的逐步确立，我国的给水排水事业面临新世纪的挑战与机遇，主要表现在以下4个方面：
　　（1）给水排水名称已不能涵盖现代给水排水行业的全部内容；
　　（2）受名称的限制，给水排水受到来自各个邻近行业的"侵食"与挑战；
　　（3）面临与国际接轨，中国的给水排水作为学科的名称在世界上已?quot;硕果仅存"；
　　（4）给水排水名称已经开始严重影响行业、学科的发展和人才培养。
　　因此，给水排水必须自我完善，顺应发展，以迎接挑战。
本文将简要概述我国水工业及其学科的产生背景与主要框架。

1 水工业的产生

1.1 水资源·人类可持续发展
　　水是人类最宝贵的资源，是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。日益严重的水资源短缺和水环境污染不但严重困扰着国计民生，而且已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素。
　　联合国报告预言，到21世纪淡水将成为全世界最紧张的自然资源。我国是一个水资源匮乏的国家，再加上在经济快速发展所带来的水污染和供水量跟不上的条件下，水危机已成为最严峻的现实问题，极大地阻碍了经济的发展。据统计，由于供水不足，城市工业每年损失达到1200亿元人民币；由于城市水污染造成的经济损失估计相当于国家当年财政收入的6%；另一方面，饮用水的短缺和水污染也已危及居民的生活和健康，影响到社会的安定。
1.2 给水排水事业的发展
　　给水排水工程技术是本世纪初建立和逐步完善的工程技术体系，近百年来它有效地指导着给水排水事业的发展。在给水排水工程技术的指导下，我国逐步建立了一批自来水厂、污水处理厂等给水排水公用设施，并建立了相当规模的，与之对应的工程研究、教学、设计、生产系统，为我国的给水排水事业发展起了重要的推动作用。
　　随着城市化进程的加快，给水排水事业在世界范围内，特别是在中国，虽然有了很大的发展，但另一方面，给水排水事业的发展已受到水资源浪费的极大危害。
1.3 水环境的污染·水资源的浪费
　　近20年来，中国的经济以年增长10%左右的高速连续增长。伴随着经济和人口的增长，环境污染日益加剧，水污染的形势更加严峻，许多湖泊、河流甚至流域严重污染，这实际上是对本来已经很匮乏的水资源造成了更大的浪费。
　　在中国，给水排水一直被作为社会福利的组成部分。由于水价长期过低，以及消费者对污水的处理不需要承担经济责任或仅承担有限的责任，从而导致了传统给水排水管理体制及其所具备的能力、手段违背了水是一种商品的经济规律，使水资源的保护和水的节约工作失去了经济动力。这是造成水资源浪费和水环境严重污染的又一重要原因。
1.4 社会主义市场经济·人类社会可持续发展
　　改革开放以来，中国的经济体制正逐步向社会主义市场经济体制转轨。经济增长方式由过去的粗放型向集约型转变。长期作为社会公益事业一部分的给水排水事业，由于是以浪费水资源取得粗放型的经济增长，已经不能适应新的经济体制的要求，资源浪费、劳动生产率底，在某种程度上阻碍了社会经济的发展。如何建立科学完善的、与社会主义市场经济体制相适应的给水排水事业，使之在科学、合理、有效的利用匮乏而宝贵的水资源的条件下持续、健康发展，已成为极为紧迫的任务。
　　长期以来，人类为了自我生存而利用科学技术改造自然、战胜自然。随着科技的发展，人类改造自然、战胜自然的力量的不断壮大，单纯追求发展的思想不可避免地造成了对自然界的破坏。这种人类发展的异化现象表现在资源的逐渐枯竭、环境的污染等等。人类发展进入90年代，可持续发展成为时代发展的主题，人类在大力发展经济的同时，必须把节约资源与保护环境作为对子孙后代负责的重点问题来考虑。这是给水排水事业持续、健康发展必须遵守的法则。
1.5 水工业的提出和发展
　　水工业的提出从根本上讲是给水排水事业社会化的具体表现，被赋予新的含义的给水排水事业将是当代中国水工业的主旋律。
水工业是以城市及工业为对象，以水质为中心，从事水资源的可持续开发利用，以满足社会经济可持续发展所需求的水量作为生产目标的特殊工业。它是随着水的商品化和产业化生产而逐步形成和完善的新兴工业，它是水的开采、加工、输送、回收及利用的综合产业。其产业主体是自来水公司（或供水公司）、污水处理厂等，包括为水工业服务的水工业制造业，广泛涉及科研、设计、工程、设备、加工、管理等相关领域。
　　水工业的发展程度不仅影响一个国家经济发展水平，更直接与经济的可持续发展相关联，在全世界水资源普遍紧张，中国尤其匮乏的形势下，在中国今后的持续、快速、健康的经济发展中，水工业必然要成为一个举足轻重的关键产业。
近年来，中国水工业已有较大的发展，一方面给水排水工程技术在中国有了长足的发展，工程数量、质量、规模以及技术的先进性有了较大提高，为给水排水事业转变成水工业提供了工程基础；另一方面，《中国21世纪议程》提出中国社会经济可持续发展的要求，为给水排水赋予新义，使行业各界对水工业的重要性有了较为深入的认识。
　　同时，在清华大学许保玖先生等众多专家的倡导下，在建设部有关部门主持下，众多专家共同完成编写《中国2000年水工业可持续发展战略》，并由建设部科技司发布，水工业的概念在《中国2000年科技计划和2010年长远规划》、《建设部关于加速科学技术进步的决定》、《建设科技2000年科技计划和2010年长远规划》等政府规划指导性文件中被正式提出，并在"九五"国家科技攻关中正式以水工业的名称立项。
　　在此基础上，社会各界就水工业的概念、内涵、体系组成及政策基础展开了较为广泛的研讨和争鸣，水工业的体系在逐步形成，为水工业真正列入国家工业系列奠定了基础。

2 水工业学科体系伴随水工业工业体系的发展而产生

2.1 新兴的水工业学科体系
　　一门工业与它的对应学科间是实践与理论的关系，两者伴随产生，相互依托，相互促进。伴随水工业的形成而产生的学科是水工业科学技术（也可称"水工业工程学"），是一个新兴的学科体系。水工业学科体系核心问题是研究城市和工业的发展对水的不断增长的利用需求与水资源紧缺及水环境污染的矛盾。
2.2 水工业学科体系产生的技术基础
　　（1）以水质为主题的给水排水工程技术
　　给水排水工程技术的内容可概括为水的输送和水的处理，即水量和水质问题。在水质相对较好的年代，给水排水工程以满足水量要求为主要矛盾，而水质要求在次要位置，随着给水排水工程的发展，环境的污染、人类用水质量的提高，给水排水逐渐转变为以满足水质要求为主要矛盾，而水量要求转变为次要因素，为传统给水排水技术赋予了新的要求。
　　（2）水处理工程技术的设备化、产业化
　　传统给水排水工程是土木工程学科的一个分支，水处理的过程主要是以土木工程的构筑物来实现。但是，为了科学地控制水处理过程中的水质参数，从而适应给水排水工程以水质为主题的转变，现代的水处理过程已由传统的土木型转变为设备型和设备集成型，设备集成的技术含量及投资比例不断提高，从而反映了水处理工程技术的设备化、产业化和市场化。
　　（3）给水排水工程技术高的新技术化
　　计算机技术、信息技术、材料科学、系统科学等新科技向传统的给水排水工程技术的渗透、交叉推动了给水排水工程技术的高新技术化。

3 水工业科学技术及其学科体系的初步框架

　　水工业科学技术是一门新兴的学科，它是以城市和工业为对象，研究以水质为中心的水资源的开发利用及其社会经济影响以及相关设备制造的综合性工程学科。
　　水工业科学技术的基本框架是给水排水工程技术的发展和继承，并赋予了社会可持续发展及市场经济的丰富内涵。水工业科学技术主要包含五个部分：一是技术基础学科，包括城市水利学、水化学、水生态学、水处理生物学、流体力学、机械学、水质公共卫生学；二是水质与水处理工艺技术，包括化学水处理技术、物理水处理技术、生物水处理技术、水处理反应器、水质分析技术；三是水工业工程技术，包括给水工程、排水工程、建筑给水排水工程、中水工程、自动化工程、水的利用工程、节水工程；四是水工业制造技术，包括水工业器材制造技术、水工业仪器仪表技术、水工业通用及专用设备制造技术、水工业重大装备技术、水工业控制系统、水处理单元设备技术；五是水工业社会科学，包括水工业经济学、水工业规划与管理学、水工业社会学、水工业法学。

4 结语

　　本文提出的仅仅是一个水工业及其学科体系的初步见解和框架。在建设部有关部门的统一协调下，在《中国2000年水工业可持续发展战略》的指导下，水工业工程界、学术界、应用部门等社会各界，正发挥各自的作用，共同推进中国水工业的进程，使中国水工业向完善、健全发展，并将逐步形成完整的水工业工业体系和学科体系。