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仰望星空与俯瞰大地 俯仰间,追求自我、成就自我——访中国水科院水利研究所所长李益农

李益农  博士生导师

    李益农,男,1963年2月出生。博士,教授级高级工程师,博士生导师。现任中国水科院水利所所长、国家节水灌溉北京工程技术研究中心主任,中国农业工程学会第十届理事会理事。长期从事节水灌溉基础理论研究、改进地面灌溉技术和设备研发以及推广应用、灌区高效用水管理技术研究等方面的工作,作为课题主持人先后完成国家科技攻关计划项目、国家“863”计划及国家重大科技专项、中国~欧盟科技合作项目、水利部、科技部等各类部级科技项目中有关地面灌溉技术研究与设备开发的工作;作为项目负责人完成“十二五”国家科技支撑计划项目“大型灌区节水技术及设备研究与示范”技术管理工作;目前作为项目负责人主持“十三五”国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项中“现代灌区用水调控技术与应用”项目。在地面灌溉田间评价方法、精细地面灌溉技术与设备、地面灌溉反馈控制技术、激光控制平地技术应用、现代灌区水管理技术等众多研究方向上取得丰硕成果,曾先后获国家科学技术进步二等奖1项,国家科学技术进步三等奖1项,省部级科学技术进步一等奖3项,中国专利奖二等奖1项,省部级科学技术进步二等奖2项;独著或合著出版科技专著9部,发表论文近100篇;获得美国发明专利4件,中国发明专利11件。


仰望星空与俯瞰大地   俯仰间,追求自我、成就自我

 ——访中国水科院水利研究所所长李益农  

刘亚南 韩信      


记者:李老师您好,首先想请您跟我们聊聊您的学习和成长经历。在您的学习和成长中是否有过一些迷茫、困惑和抉择?您是如何调整和解决的呢?

李益农:迷茫、困惑和抉择是每个时代都要经历的过程,不同阶段具有不同的内涵,但是认识的深化过程是相似的。我于1980年考入清华大学水利系,与现在相比,当时给予我们的专业选择是较少的,在未接触专业学习之前很难想象水利专业的作业模式,但是了解之后,很荣幸我能够成为水利专业的一员。

20世纪80年代,国家处于快速发展时期,我第一次实习是在葛洲坝330工程。该工程于1971年5月开工,1988年12月全部竣工。当时葛洲坝330工程正处在实施阶段,第一次接触如此之大的工程,为之感到震撼!当时工人有几万人,都共同生活在330工区,我也与同期的工人同吃、同住、同工作,参与工程建设的每个阶段。经历了当时的工作环境和生活条件,我深知葛洲坝工程建立之初的艰辛。通过这段实践经历,我见识了水利工程的壮观和宏伟,对水利工程专业有了更加深刻的认识。第二次是在贵阳勘测设计研究院有限公司,在这里我完成了毕业实习。当时主要是参与东风水库设计,以项目某一段的某一部分完成了毕业设计,这个实践过程是从书本知识到实践认知的一个深化,对专业知识认知不断深入!以上所有经历都加深了我对水利行业的信心!

现在学生们面临的选择眼花缭乱,学校的抉择、工作的抉择、情感生活的抉择等,而我当时所处的环境选择少,目标也很纯粹,所以我当时的目标很坚定,坚信朝着自己的目标不懈奋斗就会得到很好的结果!所以,建议你们年轻人,遇到问题时,首先要坚定自己的初心,冷静思考问题所在,积极面对各种挑战!


记者:您自1988年来到水科院工作,至今已经32年了,先后多次斩获国家级、省部级科技进步奖。在您担任所长以来,水利所新增加合同额突破6800万元,实现了纵、横向课题合同额比的历史性转变,开创了水利所发展转变新篇章。您在科研上硕果累累,那么您平时是如何平衡科研和生活的关系呢?又是如何对科研工作一直保持活力和热情的呢?

李益农:人活一世总要做点什么吧。每个人一生中总应该尽自己的微薄之力为社会留下点什么,发挥一定的作用,哪怕作用微不足道!既然选择了科研作为自己的工作,那么就一定要热爱自己的工作,但是工作又不是你的全部,所以工作与生活是一个局部与全部的关系,在任何情况都要做好工作与生活的平衡,否则会为自己带来困扰。

事业心是一定要有的,要做好详细的职业规划。长远的目标是对工作充满热情的动力!工作中专心致志,一丝不苟。另外,要正确认识工作与生活的关系,工作与生活同等重要,但是不应该将工作与生活对立起来。工作其实也是生活的一部分,不能将工作和生活看作是一种非此即彼的关系。比如说,有些人工作很好,但是生活一塌糊涂,这是一种极端的现象,必然不是我们学习的榜样。我作为一名科研工作者,除了科研之外,也会培养自己的生活乐趣。科研上的突破也是我多姿多彩生活的一部分,热爱生活必然会热爱工作。个人的成长会与自己的工作、所里的工作和院里的工作统一,各个环境的工作都是相辅相成的。现代的发展是多元化的,在工作方面,不能靠一个人的力量,要和同事处理好关系,做到互相帮助,才能使得自己的工作进展顺利,进而生活上也很顺心。工作与生活相互之间的协调是必不可少的,因此工作与生活必须辩证统一,相辅相成!既要立足当下,又要着眼未来,脚踏实地去做。


记者:目前节水技术已发展到智能化,实现了从单一技术到综合技术应用、从单一目标向多目标协同的转变,但仍存在先进实用技术供给能力不足、节水产品低端化格局未改变等问题。关于农业灌溉全过程节水,您觉得我们应该关注并重点做好哪些工作?

李益农:2020年6月8日,习近平总书记考察宁夏时强调指出农业要节水化,而农业节水化与以往的节水化农业不同,农业节水化对节水的认识更全面。随着现代农业的快速发展,农业用水需求量也在不断增大,而我国水资源面临着严峻的困境,为了更好的节约水资源就需要改变传统的农业灌溉模式,这个过程就需要不断优化节水灌溉技术,以此提高水资源的利用效率。目前节水技术已经发展到智能化,实现了从单一技术到综合技术应用、从单一目标向多目标协同的转变,但仍存在先进实用技术供给能力不足、节水产品低端化的格局未改变等问题。因此,迫切需要发展农业节水化,农业灌溉全过程节水。

在农业实施全过程中,不仅要做到某一部分节水,更需要做到农业全过程节水。比如,从农业水库配水、渠道输水、田间灌水、作物耗水等整个过程要做到1+1大于2,而非为了达到某部分的节水而使得1+1小于2。针对现实情况,以统筹“水源-输配-农田-排水”的灌区用水全过程,综合考虑“农业用水-农业生产-生态环境”,推进农业适水发展。“水源—输配—农田—排水”是不可分割的整体,统筹治水与治田的全过程,注重农业水资源高效利用,既重视用水过程管控,又重视末端治理。

农业灌溉全过程节水落地实施需要面向不同的用户,实现技术实用化。在面向行业时,需要结合监管技术和预警技术;面向灌区管理部门时,需要智能调控和提升服务能力;面向用水户时,需要做到灵活便捷、省工省力、稳定可靠;面向节水企业时,需要加大科技成果转化力度、提升产品市场竞争力。

另外有必要构建节水化价值链体系。目前,我们有大量的技术、产品和方案,但没有很好实施,关键是因为政府、灌区和农户的价值没有达成一致,或没有足够多的价值共同点。农民要增收、省工,灌区管理要安全、稳定和效率效益,而国家要水安全、生态安全和粮食安全。要平衡各方需求,就需要引入经济学方法,运用价值理念,明晰节水的各方价值点,为国家节水政策制订提供依据。


记者:我国南方汛情有愈演愈烈之势,农业受灾状况牵动着国人的心弦。水利所也针对这次抗洪做了很多工作,对利用农业科技减轻农民必经之“难”,您有何建议?

李益农:2020年是“特别”的一年,疫情泛滥,水旱灾害多发。我国南方多地降水量大,造成了严重的洪涝灾害。对于“洪水”,我们院防洪抗旱减灾研究中心,利用相关遥感资料对城市及山区洪水灾害进行了有效处理。今年习近平总书记实地考察的淮河王家坝雨水丰沛,蓄滞洪区在防洪方面起到了重要作用,而蓄滞洪区的研究与应用也是防洪抗旱减灾研究中心—国家防汛抗旱指挥部科研人员需要做的工作。一般来说,洪水都是一个短暂的过程,2~3天洪水就会消退,尤其是城市的洪水内涝,暴雨历时短,城市水位升高快,降水停止后,1~2天洪水就会完全消退。

但是,对于农业而言,排水过程往往没有这么快,降水过后田间积水久久不能排走,造成了严重的涝渍灾害,这主要是因为农田往往建在平地,相对于其他用地要低一些,导致排水不畅。为了缓解降水过后农田积水对农田的浸泡等涝渍灾害,采用适宜的农田排水方法至关重要。农田排水一般有两种方式,一种是农田靠近河道,依靠自流将作物计划湿润层内的水分排走;另一种是依靠人为干预,通过一定技术手段将多余的水分通过抽水、排水方式排出农田。

每种作物都有自己的耐涝指数,除水稻外的大多数作物都无法长期在有积水覆盖的情况下生长发育。比如,一种作物的耐涝时间是72小时,农田的除涝就要有相应的技术,对于不同的种植物应有不同的设计保证率,在多少毫米的降水条件下多长时间能将田间积水排出,使得作物生长不受损害。这种情况与人在水里游泳相似,人在水里短时间游泳对身体无碍,但是如果长时间泡在水里人体也会受到损害。所以我觉得,对于南方洪水灾害我们能够涉及到的主要是两方面,一是除涝,二是降渍。除涝。

涝在地表,是能看得见的积水;还有一种灾害是在地下水里,作物计划湿润层内地下水位很高,这就相当于作物的根系一直浸泡在水中,这种泡在水里与直接扔在土中是有区别的,毕竟在根系层中还有土壤。

但是如果地下水位很高,根系层内的土壤实际上是处于饱和状态,这样长时间浸泡对作物生长也是不利的。农民常说的“烂根”,很大程度上就是因为根系长时间泡水,影响根系呼吸和相关生理作用造成的,如果不长时间浸泡在水中,也不会发生这种现象,这就是南方存在的渍害。地表看不见、而作物根系层含水很高称为渍害。这就需要各种各样的排水技术,保证农田处于一个良好的状态,所以地表排涝可以用明沟、暗管等方式。

对于水利所来说,现在强调的就是要建设高标准农田:旱能灌、涝能排。水多了也没问题,水少了也能灌上。并不是采用了喷灌技术就可以称为高标准,喷灌只解决了“灌”的问题,还要解决“排”的问题。高标准农田就是要灌排协调、灌排配套,灌排都能够发挥作用,给作物创造一个最佳的生存环境。目前,涝害、渍害是我们农业科技要解决的农民痛点、苦点。灌排协调技术就是为了解决农民的后顾之忧。


记者:在中国共产党建党99周年纪念日之际,您以“借力新基建、建设数字灌区”为题,为水利所党员干部讲专题党课,对于数字灌区建设您觉得在新时代水利行业中,我们最应该做的是什么?

李益农:灌区现代化是一个过程,不同时期有不同的标志及要求。正如手机一样,最早由大哥大、2G、3G一直发展到5G,甚至还有6G,这本身没有摆脱手机的概念,但是功能在不断完善、能力在不断提高,大家可以通过这个例子直观地理解灌区现代化。

上个世纪50年代,新中国成立以后修了许多灌区,这些从无到有,首先要有这样一套体系解决生产实际中的一些问题,这可以称为第一代灌区。随着使用年限增加,某些功能受损失,水分利用率降低。随之,开始采取节水改造,这些与水资源短缺、灌溉面积都有关系,解放初期到后期,灌溉面积呈指数形式的发展。灌溉面积的快速增长意味着灌溉需水量的逐渐增加,因此节水有着重要的意义。从“十四五”开始,新一轮的灌区建设高潮产生——节水现代化。从严格意义上说,这是我们将来要研究的事。

至于为什么要提到数字灌区,主要是针对淠史杭灌区现代化建设提出的。数字灌区建设是把灌区的管理调度上升到数字化、智能化层面,服务于灌区管理需求,指导灌区管理实践。使灌区管理由以主观判断为依据向以客观规律为依据转变,由以经验为主进行管理的模式向以数据为支撑、结合经验进行管理的模式转变,显著提升灌区管理技术水平与服务能力。

数字灌区的构成要素包括:通道互联的物联网(在现有水系连通的基础上,采集整编灌区基础资料,打造数字灌区的基础硬件物理网)、需求对应的数据网(在现有星—机—地立体监测技术及方法的基础上,针对管理者、用水户的不同需求,提供时空各异的多元化数据信息)、全景刻画的模拟网(对现有的针对单一功能的仿真模型进行有机集成,形成物理机制模型库,并采用历史数据打造知识图谱库,提供用水全链条、全过程、全尺度系列化解决方案)、业务导向的决策网(以系统治理为抓手,在现有的单目标优化调度基础上,提出基于灌区生态系统可持续发展的供、需、耗、排多目标决策方案,打造情景决策“一张图”)。四网合一的完成体系(把数字灌区从实验室的研究层面拓展到实际应用层面,真正实现两手发力),其核心技术在于,灌区农情信息遥感监测(需水过程)、现代灌区用水决策仿真(供水过程)、现代灌区用水调控智能决策(决策过程)、渠道量控一体化板闸系统(量测控产品)、云灌溉控制系统(农田自动控制灌溉)以及灌溉用水效率动态评估。

数字灌区不是单个技术部门的事情,也不是地方想做就能做到的,需要多方一起构建一个平台,多方共同努力合作才能成功。我们要做的就是把现有的一些知识做充分的利用,多个研究室齐心协力共同奋进。


记者:随着社会的发展、时代的进步,社会对人才提出了更加多样的要求,您觉得水科院的研究生们应该如何与水利科技人才守初心担使命紧密联系起来呢?您对研究生们未来的科研工作有什么建议和期许?

李益农:研究生应该树立自己的目标。目标既要长远,又要切实可行,树立目标后要脚踏实地为之奋斗。我认为合格的研究生应该具备以下三点:一要有自己的目标及清醒的认识;二要有脚踏实地艰苦奋斗的精神;三要有科学求实的态度,与做人的道理一样,脚踏实地干科研,有一说一,树立严谨求实的科学作风。

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