刘西拉 中国土木工程学会

  一、    土木工程学科发展的回顾与评价

(一)良好的发展机遇

工程学科的发展与自然科学学科不同，它不仅要受自然规律的约束，而且要受社会规律的约束。在一个国家中，某一工程学科的发展水平，不仅取决于以往的积累，更重要的是看社会的需要。随着国家经济持续快速发展，中国已成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区，建设规模和速度高居世界前列，有着相当规模的高坝水库、大型港口、高速公路、大跨度的桥梁和高层大跨建筑都陆续在中国出现.

实际上这种形势是与我国城市化的进程密切相关的。一般发展中的国家，在发展的初级阶段，随着城市化的发展，国家和人均收入增长是缓慢的；当城市化达到一定水平后，国家和人均收入增长就会陡然加快，而且城市化的进程也随之加速。根据国际上，特别是亚洲一些国家和地区发展的规律统计，这个国家的人均收入增长从缓慢到加快的转折点大约在城市化率（城市人口占总人口的比例）30％左右。中国在1999年，城市化率已达30.9％，最新的国家统计数字显示，2005年中国城市化率已达42.99％。应该充分认识到，由于中国正处在城市化加速的起点，国家和人均收入增长加快，这正是国家建设的大好时期，这正是土木工程学科发展的最好时机。这种发展背景是西方所不具备的，从学科发展讲，我们已具备在土木工程学科赶超西方先进国家的客观条件。

(二)面临的严峻挑战

我国人口众多，给经济发展带来很大困难。西北地区与东南地区相比，人口分布密度很不均匀，平均收入可差20倍以上。我国还有2亿多的农村剩余劳动力，他们多选择进城务工和在乡镇企业就业。这几年进城务工的农民不断增加，如何在城市化的过程中保证这部分弱势群体的生活和工作权益是一个非常重要的问题，也是我国城市化的重要特点。

我国能源短缺，人均能源可采储量远低于世界平均水平。能源安全，尤其是石油安全，越来越突出。以建筑业为例，目前中国现有建筑总面积400多亿平方米，其中95%以上是高耗能建筑，单位建筑能耗比同等气候条件下发达国家高出2～3倍。中国现有建筑在使用过程中采暖、空调、通风、照明等方面消耗的能量已占全国总能耗的30%左右，建筑中不合理的高能耗已经难以为继。无可置疑，注重能源的节约已是大规模的工程建设中必须考虑的重要原则之一。

我国人口众多，赖以生存的水问题仍然存在。当前水利发展面临的主要问题是：江河防洪形势依然严峻，防洪减灾体系不够完善；水资源短缺导致供需矛盾尖锐；水生态环境恶化的趋势未得到有效遏制，已对我国国民经济和社会发展产生全局性影响。

我国平均受教育水平偏低。资料显示，建设领域农民工总量超过4000万人，约占全国进城务工人员的近三分之一。大量的农民涌入城市从事繁重的体力劳动，而对他们的教育培训严重滞后。根据国家安全生产监督管理总局的数据统计，每年建筑业发生的伤亡事故中，进城务工的农民工占伤亡率总数的95％以上。应该把对农民工的关心、教育和培养当成一件大事来抓。

在整个国家从社会主义计划经济向市场经济转轨的过程中，政府的职能亟待转变。政府要用政策引导市场，而不要代替市场去操作。目前，由于法制不健全，市场不规范，在资金转换、土地开发和企业转制的过程中出现了大量的非法经营活动。能不能杜绝此类活动不仅是事关国家法制建设的大事，也是保证我国工程技术健康发展、城市化进程顺利完成的大问题。最近外国设计的工程在我国频频施工，有些工程是在一定程度上迎合我国一些业主喜好标新立异的心理，有些在国外难以建造的方案却可以在中国中标；他们不按中国的规范，而我们又缺乏足够的科学依据去审核。这样下去，中国会变成外国工程技术发展的“试验场”，中国的建设市场也会被外国人“唱主角”（这种现象在东南亚一些国家已经出现）。这使我们在高科技领域追赶西方的同时，有可能失去在土木工程领域超越西方的宝贵机遇。

(三)冷静的思考

工程建设最大的特点是它所涉及的技术除了其综合性外，还有很强的个性。个性是指工程建设与建设的地域、环境有非常密切的联系。工程建设技术的发展仍然要高度强调自力更生，大力依靠自主创新，如果再和国外先进技术的引进有机结合起来，就有可能实现我国工程建设技术的跨越式发展。

总结发达国家的发展历程，发达国家有许多成功的经验，无疑是我们今后发展中可以借鉴的有利条件。我国土木工程技术的整体水平，在工程实践、工程理论和工程计算方面，与国际先进水平相比都有一定的差距。当然，我们也应当看到，尽管我国经济条件和技术人员有限，在一个局部、一个部门、一个单位很难一时建立起可以与发达国家竞争的条件，但是从整个国家讲，我国整体组织起来的实力仍是可观的。如果加强统一的领导，同时做好科学的规划、选准突破点，是有条件变弱势为优势，迎接国际同行挑战的。

在认真学习发达国家成功的经验的同时，也必须注意他们许多反面的教训。例如，国外在城市的发展方面，那种在城市中建造高楼集中金融商业中心的发展模式，在2001年“911”事件以后，已经引起了很大的质疑。又如，国外在发展私人小轿车方面也有教训，西方发达国家无序地发展私人小轿车造成能源的低效消耗、环境污染、交通堵塞。尽管他们采用了许多高科技的管理手段，现在已开始感到最有效和最环保的还是发展公共交通，特别是轨道交通。所以，我们应该清醒地看到：在学习发达国家成功经验的同时，若能够避免发达国家已经走过的弯路，我们就完全可以实现所谓的工程“技术上的跨越”。

二、    土木工程学科发展的趋势和特点

　　（一）        从单纯单体工程分析发展到对整个系统网络和环境的综合与控制

工程建设涉及的范围从空间域上有明显的拓宽，并且进一步考虑对整个环境可持续发展的影响。例如，国家正在调整江河防洪策略，强调在流域管理的大框架下部署防洪建设，统筹考虑防洪和抗旱问题，适度承担风险，从控制洪水向洪水管理转变，在防止水对人类的侵害的同时，也要防止人类对水的侵害，主动适应洪水、人与自然和谐的防洪战略。又如，城市防灾减灾必须扩大到全城市区域统一规划。

　　（二）        从单纯使用阶段的安全设计发展到工程全“生命周期”综合与决策

已往的工程设计有的仅考虑在使用阶段工程的安全，现在除了考虑使用阶段的安全，还要考虑安全以外的内容，如结构的功能能否得到保证以及耐久性问题等。对一些重大的工程，目前比较科学的做法是要将建造、使用、老化三个阶段全部综合考虑，进行全“生命周期”的可靠性管理。

　　（三）        从单纯依靠专一学科深化到依靠多学科的交叉

这种交叉体现在：一，在层次上，工程分析的结果不足以作为工程决策的唯一依据，在此之上的系统工程、甚至社会工程也很重要；二，在内涵上，化学、物理以及它们的基础—数学都变得十分重要。

　　（四）   信息技术从全方位渗入

21世纪是信息的时代。信息化是计算机与互联网及信息技术发展的必然结果，它包括信息技术的产业化、传统产业的信息化、基础设施的信息化、生活方式的信息化等内容。工程的进行效率有赖于工程的各相关方面大量的技术和经济信息的高效处理、交换和表达。在工程建设中，技术方面的信息化已经展示了其特有的潜力。一方面，通过信息化，可以使传统的工作效率和质量提高、成本降低；另一方面，信息化作为手段，可以使得人们实现更加复杂的工程。目前的信息技术已从工程的规划设计到工程的施工、运行管理和维护全方位地渗入，成为工程技术在新世纪发展的命脉。

　　（五）   工程材料的发展空前活跃

随着上个世纪冷战时代的结束，以美国为首的西方发达国家把大量的军事工业转为民用，大量的原来用于国防的工程材料开始在民用范围内推广，加之材料科学的长期积累，工程材料的发展空前活跃。工程材料是土木工程的基础。历史上，土木工程领域的每一个飞跃，都离不开材料的变革。国际上正期望着未来将有能提供人类大量使用的、极高效能的、符合环保的全新工程材料出现，然而从目前看，还未发现可以全面代替钢材和混凝土的工程材料。近20年来，我国是世界上水泥生产的第一大国，但是必须看到，生产水泥是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。我国目前也是世界上第一的产钢大国，但技术升级却一直进展缓慢。2亿吨的生产能力中，处于落后和国内一般水平的约占总生产能力的一半，而每吨钢耗能比发达国家高出三成。可以预计，在“十一五”期间，传统材料的改性是主要的，而改性的原则仍是节约能源。

三、       土木工程学科发展的战略重点和措施

(一)   土木工程学科发展的战略重点

工程学科发展战略重点的确定原则应该是：（1）对国家2020年全面建设成小康社会、实现经济再翻两番有重大意义和广泛应用前景的关键问题；（2）能适应我国自然资源和人力资源的约束条件、充分节约能源、符合可持续发展战略的关键问题；（3）目前国际上十分重视且对今后学科发展预计有战略意义的关键问题^[7]。

中国正处在城市化的加速期，工程建设无疑是整个国民经济发展的主要支柱之一。尽管我们在从事着世界上最大规模的工程建设，但是应该清醒地看到，我国能源短缺，环境资源的压力不断加大；我国的能源消耗已成为世界第二，环境污染的现状还没有得到根本的改善。土木工程学科发展的战略重点应该明确为“走可续的发展道路”，这不仅符合国家“科学发展观”的战略思想，而且符合世界发展的潮流。

应该指出，在实现可持续发展的过程中，各国面临的形势仍十分严峻。世界上耗能最多的美国至今还没有在《京都议定书》上签字。一些发展中国家存在的问题仍比较严重。应该说，在我国的工程建设领域，从设计科研到施工管理，从管理部门到学校教育，从认识到行动都还有大量的工作要做。是否真正认识到“走可续的发展道路”是我国工程建设领域和土木工程学科发展的战略重点？是否真正为“走可续的发展道路”采取了一切必要的行动？这都需要认真地反思。

(二)   土木工程学科发展的措施

　　1. 健全法制系统、规范政府行为

政府部门必须充分认识工程管理的重要性和其内涵，并在法律上、学术上和工程实践上给予工程管理应有的地位，同时应该牢记，需要强化的是科学的工程管理，而不是工程管理名义下的反科学行为。政府的职能是引导、支持和促进行业的发展，应是实现宏观管理，不是微观管理；政府应当主管政策、方针、战略，而不应当代替学术机构、学会抓具体的项目。规范政府行为的关键是要健全法制系统，政府官员应依法行政。2003年十届人大通过实施的《行政许可法》是以法律的手段规范政府行为，促使政府职能转变的一个积极而坚实的步骤,但是实施至今，还需要大力加强。

　　2. 打破部门分割、统筹科学规划

我们需要有一个科学的战略规划，首先要充分重视战略规划的重要性，要强调规划的严肃性，要克服“短期行为”和“部门分割”。土木工程学科“走可续的发展道路”绝不是那一个部门和单位自己的事，也不是那一个部门和单位自己可以完成的。制定科学规划本身就是一项科学工作，它应该是结合国家需求、跨部门的、注重协调发展的规划，它不应该只考虑本部门的利益，它也不应该随着行政领导的变更而随意改动。

　　3. 确保质量安全、抓紧教育培训

    在确保工程质量安全方面，一般要从三个方面入手，即三个E。一是工程技术（Engineering），二是工程教育（Education），三是法治(Enforcement)。不要以为，仅仅靠检查就可以解决所有问题。从战略高度看，教育是基础。在我国工程建设领域里，工人和技师的技术考核是最不严格的，相对技术水平是最低的。面对如此大规模的建设任务，如果不抓紧教育与培训，整个的工程安全和质量就得不到切实的保障，也很难完成国家城市化建设的任务。目前，教育培训的重点是那些大量进入农民工的经济发达的大城市和周围地区。

　　4.加大科技投入、重视成果转化

在21世纪由于信息技术的强力推动，经济全球化的趋势越来越明显。我们要保持清醒的头脑，不要沉醉于经济增长的速度，要从战略上明确我们在世界经济浪潮中的定位。从亚洲的金融危机可以看出，南韩的汽车制造、台湾的芯片制造，都在一定程度上减小了他们的损失。如果我们不突出自主创新，我们就有可能在一些重要的方面沦为西方发达国家的“加工厂”和产品的“市场”。

我国的高等学校是国家自主创新的重要力量，特别是在基础研究方面，更是主力。目前，我国的高等学校尽管有一些研究成果，但在成果的转化方面总是不通畅。原因一方面是，高校的科研人员在重视成果转化方面的意识差，另一方面，一些部门领导参与决策，迷信“外国货”、忽视对自己知识产权的保护也是一个原因。

　　5. 抓紧信息化建设、做好基础数据积累

在新的世纪，必须抓紧信息化的建设。信息化对土木工程学科的促进作用是怎么估计都不会过高的。工程信息化可以大大促进土木工程技术在空间域和时间域的拓宽。我国工程建设领域近年的实践表明，不仅在城市的综合防灾、减灾，而且在交通系统的组织和控制方面体现了强大的优势。对一些重大的工程而言，不仅是在设计过程中，而且从建造到维护都要信息化，实现全“生命周期”的可靠性管理。在这方面，我们与西方发达国家相比，我们的确也具备“迎头赶上”的契机。

我们已经有大量的研究成果出现，但是必须强调的是，至今仍然忽视土木工程领域中基础数据的积累，而至今没有采取断然措施改变这个状态。工程基础数据的积累有如工程方面的基础建设，是一个需要长期有组织的努力才能初见成效的工作。由于工程基础数据的积累是跨部门的，并且需要长期的工作积累，这就需要从国家的高度统一组织、统一规划，把这项基础工作抓紧抓好。

四、        结语

从现在到2020年，中国工程建设技术的发展面临着前所未有的机遇和挑战。我们必须抓紧时间，以强烈的责任感，根据国家建设的需要和工程技术发展的自身规律，努力奋斗。我们应时刻牢记，我们的自然资源和人力资源并不富裕，我们的财力也十分有限。面临国际上激烈的竞争，我们更需要统一意志、统一安排、精诚团结、协同作战，而社会主义制度正提供了这种保证。

Development Report

on Civil Engineering in China（2006）

Liu Xila

China Civil Engineering Society （CCES）

It is well-known that China has the largest construction industry in the world, in fact, which is affected by the urbanization process of the country. According to the surveying data on the national and personal incomes in developing countries, at the first stage of the urbanization process, the incremental speed was very slow. When the urbanization ratio reaches around 30% there is a turning point after which the national and personal incomes increase sharply. In 1999 the urbanization ratio in China reached 30.9%, in 2000 it jumped to 36.2%. In 2005 it reached 42.99%. In other words, China is at the starting point of an accelerative urbanization process, and the national and personal incomes are predicted to increase accordingly. Over this period, it is expected that large numbers will migrate from rural areas to urban areas, and consequently infrastructure growth and residential development are needed. For example, it has been recognized that the transportation infrastructure is the greatest limitation to economic development in China. Since the 1980s the development of an integrated transportation system (which includes railways, highways, water carriage and airlift) has been the priority of national economic development.

Although the rank of China’s gross domestic product (GDP) has reached the fourth place in the world in 2005, China’s Growth Competitiveness Index is dropping. From the World Economic Forum’s 2005-2006 Global Competitiveness Report, among 117 countries, China is ranked 49^th. China’s global competitiveness is limited by barriers to its development: growing population, energy resources, education, and pollution. 

There are 1.3 billion people living in China, and the population distribution between northwest and southeast China are quite considerable. The personal incomes in southeast China is up to 20-times greater than in northwest China. There are 120 million formers moved from the rural to urban areas in 2004. Most of these relocated farmers are now working as construction laborers. Maintaining medical insurance, living conditions, annuities, and employment for this population is a challenge.

China’s limited energy resources are a strategic problem for both the population and national development. The personal adoptable energy is less than the world. In 2000, the personal adoptable petroleum, natural gas, and coal in China were 11.1%, 4.3%, and 55.4%, respectively, of the world averages. The consumption of energy resources is increasing, however. As the personal income in China increases, the consumption of petroleum increases. By 2020, the annual consumption of petroleum is predicted to reach 400 million tons. At that time, almost 60% of petroleum products will be imported. China produced steel more than 349 million tons in 2005, which accounts for almost 1/3 of world steel production. However, its energy exhaustion per ton is 30% higher than that of developed country. From survey data, in 2005, China produced 1060 million tons of cement, which required 1060 million tons of limestone, 159 million ton coal, and 116 billion kWh electric powers. Following this trend, the limestone in China will be exhausted after 25 years. The Limitation of construction materials is a big challenge for the construction industry in this country. With limited resources, energy and resource conservation is critical to China’s development.

Comparing with other countries the average education level in China is lower, which will directly affects the quality assurance and quality control of China’s construction. In China, the quality of construction-industry employees is lower than that of other industries. Almost 80％ of the employees working in the construction industry are former farmers, the total is about 32 million. A large number of these farmers moved to the cities, who are looking for jobs without necessary technical education and training, in order to maintain develop construction safety and quality, it is necessary to provide them with appropriate education and training.

China’s recent efforts towards sustainable development are a good example for other developing countries. Following recent sustainable development, the health of most people has been improved. However, these improvements may be counteracted by the growing pollution problem caused by development. From an environmental survey of 118 cities in China, it is estimated that the groundwater of 64% cities has been polluted badly. At present, the ecosystem of water system in whole country is degenerating. It is one of China government’s big challenges to protect people’s health in the face of a growing industrial economy.

China’s development and urbanization is inevitable. At present, the Chinese people are working hard to build a moderately well-off society in an all-round way. Not long ago, the main targets for China's economic and social development from 2006 to 2010 has been set, of which the principal economic target is to double the 2000 per-capita GDP by 2010 on the basis of optimizing its structures, increasing economic returns and reducing consumption; and enhance substantially the resource utilization ratio, and by 2010 reduce the 2005 per-unit GDP resource consumption by around 20 percent. To attain this target, China, guided by the scientific concept of development with people first, overall coordination and sustainable development at the core, will promote the overall development of its economy and society. In civil engineering, the mentioned challenges from both nature and society must be considered. The priority should be concentrated on sustainable development.

After discussion on the development trends of civil engineering from technical points of view some measures on sustainable development are emphasized, such as, to enforce a legal system and to standardize government functions, to make strategic scientific and technical plans，to insure the quality and safety and to clutch the education and training, to increase research funds and to enforce the transition from fundamental research to application, to develop information technique in civil engineering，and to pay more attention to engineering data accumulation.

China is currently in a period of expansive development, but is also faced with many challenges. In order to pursue successful, sustainable development, the country must plan for the long-term education of its construction industry and long-term maintenance of its material resources.  If the country succeeds in building an organized, high quality construction industry, then China will be a good role-model for other developing countries and worldwide construction practice. In the new century it should be a good time for China to present more contributions to the world.