浅谈对系统工程的认识和在南水北调工程中的应用

浅谈对系统工程的认识和在南水北调工程中的应用

王嘉希1  ,魏潘锋2 

1中国南水北调集团中线有限公司河南分公司  河南省郑州市 450000

2中国南水北调集团中线有限公司渠首分公司 河南省南阳市 473000

摘要:当今社会是系统工程的社会，我们处在一个系统工程的时代，系统工程在多种领域均有广泛的应用。为了进一步了解系统工程，了解系统工程方法，明确其重要性，深化其广泛应用的特性，本文比较详细地介绍了什么是系统工程，系统工程的起源和发展，系统工程的现状，并结合自身工作实际谈谈对系统工程的认识。

关键词：系统工程；南水北调；重要性；认识

1.什么是系统工程

“系统"一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的意思。而什么是系统工程呢?系统工程的基本定义为系统工程是组织管理系统的规划，研究，设计，制造，试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。简言之，系统工程就是组织管理系统的技术。

系统工程在系统科学结构体系中，属于工程技术类，它是一门新兴的学科，国内外有一些学者对系统工程的含义有过不少阐述，但至今仍无统一的定义。1978年我国著名学者钱学森指出:"系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法”。1977年日本学者三浦武雄指出:"系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。因为系统工程的目的是研制一个系统，而系统不仅涉及到工程学的领域，还涉及社会、经济和政治等领域，所以为了适当地解决这些领域的问题，除了需要某些纵向技术以外，还要有一种技术从横的方向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程，从以上各种论点可以看出，系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。

2.系统工程的产生与发展

系统工程是应运而生的，它是工业生产和科学技术发展的必然产物。20世纪三四十年代工业生产和工程技术有了巨大进步，加上第二次世界大战的催化作用，更有额飞速大发展，随着生产规模越来越大，生产工艺越来越复杂，科学技术研究设计的专业和部门也越来越多，需要人们从整体和相互联系的角度去考虑问题，制定一系列组织和管理的方法和程序。

系统工程作为一间科学技术虽然形成于本世纪中叶，但系统工程的思想方法和实际应用可追溯到远古时代。中华民族的祖先在了解和改造自然的辛勤实践和大量的社会活动中，早有许多朴素的系统概念和应用实例。如《孙子兵法》“经五事":道-天-地-将-法。在水利建设方面，战国时期，秦国太守李冰父子主持修建了四川都江堰工程。这一伟大水利工程巧妙地将分洪、51水和排沙结合起来，使各部分组成一个整体，实现了防洪、灌溉、行舟、漂木等多种功能，至今，该工程仍在发挥着重大的经济效益，是我国古代水利建设的一大杰出成就。在建设施工方面，北宋真宗年间，皇城失火，宫殿烧毁，大臣丁谓主持了皇宫修复工程。他采用了一套综合施工方案，先在需要重建的通衢大道上就近取土烧砖，在取土后的通衢深沟中引入汴水，形成人工河，再由此水路运人建筑材料，从而加快了工程进度。皇宫修复后，又将碎砖废土填入沟中，重修通衢大道。使烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重工程任务协调起来，从而在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。

3.系统工程的现状

系统工程虽是一门年轻的学科，而且是一门多学科交叉的大学科，在现代有非常广泛的应用和发展。国际上，1957H.Good和R.E.Machol发表第一部名为《系统工程》的著作系统工程学科形成的标志。1958，美国研制北极星导弹潜艇，提出网络优化技术，这是最早的系统工程技术之一。1965，R.E.Machol编著《系统工程手册》，表明系统工程的实用化和规范化。在我国，系统工程同样有极大地应用和发展。两弹一星工程是中国系统工程的发轫。"两弹一星"是巨系统工程。早在1962年，在钱学森的倡导下，航天型号的研制率应系统工程方法，后在"两弹—星"研制试验的实践中不断总结、完善和提高，形成了一整套系统工程方法。我国大规模研究与应用SE是从1970年代末、1980年代初开始的。1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程"的专题文章。1980年11月，中国系统工程学会在北京成立，与国际系统工程界进行了广泛的学术交流。1970年代末以来，应用SE理论和方法来研究与解决我国的重大现实问题，在许多领域和方面取得了较好的效果。

4.系统工程在南水北调工程中的应用

系统工程这个词的核心词汇是"系统"，所谓"系统"，就是一个整体。系统工程是一种研究方法，关键在于要把握大局，一切以大局为重。这正如南水北调工程的建设一样，1952年，毛泽东同志在视察黄河时提出：“南方水多，北方水少，如有可能，借点水来也是可以的。”这也是南水北调的宏伟构想首次提出，我认为这是第一次体现了系统工程在南水北调工程中的应用，因为我国水资源在地区分布上很不均匀，南多北少，东多西少，相差悬殊。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%；淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%。且降雨量分配不匀，旱涝灾害频繁。大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70%以上，降水量和径流量的年内、年际变化很大，并有少水年和多水年连续出现，连续丰水或连续枯水较为常见。但毛主席将整个中华大地通盘考虑，将南方降雨多、水资源丰沛、易发生洪涝灾害，北方降雨少、水资源困乏、阻碍经济社会发展等一系列问题运用系统工程思维，最终提出了南水北调工程的构想，将南方多余的水资源运送至北方水资源短缺地区，从而解决了中国水资源分布不均的问题。

1959年，中科院、水电部在北京召开了“西部地区南水北调考察研究工作会议”，确定南水北调指导方针是：“蓄调兼施，综合利用，统筹兼顾，南北两利，以有济无，以多补少，使水尽其用，地尽其利。”最终，经过一代又一代人的积极进取、开拓创新，于2002年12月23日，国务院正式批复《南水北调总体规划》，南水北调工程规划东、中、西三条调水线路，分别从长江流域下游、中游、上游调水，通过三条调水线路，与长江、淮河、黄河、海河流域相互连接，构筑“四横三纵、南北调配、东西互济”的中国水资源配置格局。这其中将系统工程中的思维、方法体现的淋漓尽致。

南水北调中线工程于2003年12月30日开工，2014年12月12日14时32分正式通水，全长1432公里、历时11年，中线输水工程以明渠为主，局部渠段采用泵站加压管道输水的组合。明渠渠首位于丹江口水库已建成的陶岔引水闸，北京段位于总干渠末端，流量最小，全段采用管道输水，终点为北京市的团城湖；天津干渠线路推荐“新开淀北线”方案，起点为西黑山，终点延伸至外环河，采用明渠与管道结合的输水方式，输水总干渠包括天津干渠线路总长1420千米，各类建筑物共1750座。中线工程的重要内容就是，对丹江口水库的主坝——丹江口大坝进行加高，由原来的162米加高到176.6米，水位要从157米提高到170米。为此，丹江口水库上游地区需要淹没面积144平方公里，移民34.5万人。

南水北调中线工程是一项良好的经济工程。按2000年末价格计算，中线工程总投资约920亿元。这些投资的40%将转化为消费资金，这对于扩大内需，刺激经济增长将发挥重要的推动作用。根据投资的乘数效应，中线工程的兴建，将拉动建材业、制造业、交通运输业以及第三产业的发展。中线工程还将带动南方调水区、调水沿线地区、北方受水区经济结构的战略性调整，建设节水型工业、农业和节水型社会。

南水北调中线工程是一项宏伟的生态工程。中线工程受水区现状年均缺水量在60亿立方米以上，经济社会的发展不得不靠大量超采地下水维持，从而造成地下水大范围、大幅度下降，甚至部分地区的含水层已呈疏干状态。实施南水北调中线工程后，初期年均调水量95亿立方米，后期根据需要进一步扩大调水规模，可使受水地区的缺水问题得到有效解决，生态环境将有显著改善。 

南水北调工程功在当代、利在千秋。东、中线一期主体工程自2014年全面通水以来，浩荡清流从江都水源地和丹江口水库出发，承载着我们党的初心使命，跃动着时代发展的强劲脉搏，迎迓着亿万人民的殷殷期盼，千里北上，不舍昼夜，为沿线地区发展注入澎湃生机和无尽活力。截至目前，累计调水440多亿立方米，直接受益人口超过1.2亿人，提升了沿线群众饮水质量和安全水平，助推了华北地区生态修复与地下水超采综合治理，推动了水源区和受水区绿色发展，发挥了巨大的社会、经济、生态效益。

（图1）

（图2）

（图3）

参考文献:

[1]《论系统工程》（新世纪版）上海交通大学出版社，2007

[2]《系统学原理》国防科技大学出版社，1996

[3]《系统工程概论》 中山大学出版社，1998

[4]《运筹学》 清华大学出版社，1990

[5]《系统工程原理》 国防科技大学出版社，1999

[6]用钱学森系统工程理论构建党建系统的探索与实践 《中国党政干部论坛》 2020 年第011期

[7]钱学森系统工程思想的理论和实践价值 《上海党史与党建》 | 2019 年第010期

[8]系统工程理论与方法技术及其在管理实践中的应用研究 《低碳世界》 | 2018 年第003期

[9]系统工程理论与实践教学改革 《中国市场》 | 2015 年第002期

[10]南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首至沙河南段设计工作报告 长江勘测规划设计研究有限责任公司，2014