第六节 科研工作


　　在完成综合性勘测设计的同时，还进行了20余项课题的科学研究工作，这些研究从1984年起，由科研室归口管理。
　　一、曙光农场白浆土改良定点调查
　　1978至1979年，文炳世在曙光农场5队进行白浆土改良定点调查，配合人员有该场的郝曙光和5队科研班人员。曙光5队历年改良白浆土卓有成效。为摸清白浆土改良途径以及白浆土培肥改良后的土壤特性，这次主要是进行生产性的定点观测，选择5队的3个地号，其中包括已改良和未改良的地段，定点定期进行为期2年的连续观测和综合性土壤诊断、观测项目有降水、地温、土壤含水量和作物生育期调查等项，土壤诊断项目有土壤各种物理和化学性质测定，同时对已改良和未改良地段，对比其土壤性质和作物产量，确定各种措施的改土效果。定点调查成果已应用于该场农业生产，1979年获总局科技成果三等奖。
　　二、气压栓塞压水试验器的实验研究
　　压水实验器是水利水电工程地质勘察工作中的一种常用重要设备。过去一直采用从苏联引进的设备，该设备笨重，不适于野外作业，同时设备质量和工作效率低。院结合关门嘴子大型水库地质勘察，进行高工效、多功能的气压栓塞压水实验器的科研工作，经过5年研制出了新型压水试研器。项目负责人张双，协助实验工作的有江崇松、张剑霞、卞永惠、李海军、史秋华、刘福林和李廷举等20余人。这项成果获总局1979年优秀科技成果三等奖。1982年11月4日，由总局科委主持，召开鉴定会，省内外专家认为，直径为108毫米的新型压水实验器属国内先进水平，有实用和推广价值。黑龙江省水利勘测设计院在经济效益证明材料中写道：“采用这种气压式压水设备，可提高工效3至5倍”。
　　三、降雨径流模型研究
　　为了探索三江平原不同地貌条件下流域产流汇流规律，院和黑龙江水利科学研究所和海河大学进行“三江平原地区降雨径流模型”课题的研究工作。本课题包括三项内容，第一是三江平原沼泽性河流降雨径流流域模型研究，应用别拉洪河流域17年实测降雨径流资料进行模拟，畅流期模拟精度较高，该模型基本上反映了沼泽性河流地区产流汇流的主要规律和特点，在国内属于首创，已应用于七虎林河1981年大洪水验证和鸭绿河桥设计洪水验证，效果较好，第二是山区河流降雨径流模型研究，这是移植新安江模型并加以局部修改，对洪峰流量模拟精度较高，第三是农田排水试验区降雨径流模型研究。这是把降雨径流模型应用到农田水利学科领域的尝试，本课题研究工作从1982年11月开始，至1984年结束。1984年7月经专家鉴定，获得好评。1985年获总局科技成果三等奖，课题主持人郭大本、杨培枢(省水科所)和赵人俊(河海大学)，主要参加者有王清、解晓荣和刘作荣以及省水科技所和河海大学的科技人员。
　　四、三江平原国家科技攻关
　　自1983年以来，院参加了国家科委组织的“六五”和“七五”科技攻关课题研究。
　　(一)、三江平原农业自然资源遥感复查和总体开发方案
　　该课题是国家“六五”科技攻关重点课题之一。1984年由国家科委委托中国科学院长春分院组织人员，采用遥感技术对三江平原农业自然资源进行复查，遥感复查一共17项子课题。院主持的是“三江平原水资源复查与评价”(包括地表水和地下水)，课题负责人郭大本；其他土地、地貌、泥炭和土壤4个课题由中科院长春地理所主持，院是协作单位。“地表水资源复查与评价”课题的主要参加者有齐汉强、王清、赵春录和刘作荣等。“地下水资源复查与评价”的主要参加者有翟志和。安瑞强和曹玉生等。长春地理所主持的“土地资源复查”，院负责三江平原国营农场范围内的土地复查，用卫片进行作业，主要参加者有陈琴笙、宁振亚、崔元吉、陈瑞祥、文炳世、王水梅和靳之更等。应用遥感技术，王水梅和王秀云等参加了长春地理所主持的“地貌和泥炭资源复查”，陈琴笙和王水梅等还参加了沈阳林业土壤研究所主持的“土壤资源复查”。此外，王清和齐汉强等还参加了长春地理所主持的“利用卫片调查1981年三江平原洪水”等课题，每项课题的主要成果有文字报告和有关图表。1986年12月，中国科学院邀请多方面专家对以上课题进行鉴定，获得好评。国家计委、经委、科委和财政部四单位曾联合“对三江平原农业自然资源遥感复查”课题取得的效果予以表彰，并获国家级科技进步三等奖。郭大本获得奖励证书。
　　三江平原农业自然资源复查，进一步查明了各类资源的数量和质量以及时空分布规律，为三江平原的综合治理和合理区划提供了依据。在资源复查的基础上，进行总体开发方案的论证和规划。院参加这项工作的主要有刘来顺和李立峰等。
　　(二)、八五〇和八五三农场水资源详查
　　1983年11月，国家为了开发三江平原把“三江平原农业区域增产综合技术攻关”项目，列入国家重点科技攻关计划。经过专家论证八五〇和八五三农场被选定为重点科技攻关计划的示范区。为完成国家下达的攻关任务，黑龙江省国营农场总局先后成立了攻关领导小组、专家组和攻关办公室，同时组织垦区内外多部门、多学科的技术专家协同攻关，农业自然资源详查是攻关项目中的一个重要组成部分。
　　农业自然资源详查包括五个专题，院科技人员承担了其中的地表水、地下水和土地资源详查三个课题。从1984年春天开始，历时一年半完成详查任务。科技人员在分析和利用前人资料的基础上，遵照国家规定的水土资源详查规范和精度要求，全面勘测，认真测试，深入分析研究，按期提交了两个农场的详查报告、图册和表集，院土壤科技人员提交的成果图比例尺为1/50000—1/100000，有土壤图和土地利用现状图等10种，有各类面积和各种土壤养分汇总的表册。地表水和地下水提交成果图比例尺为1/100000—1/200000水文图件17种，水文地质图件12种。在详查报告中，真实而详细地阐述了八五○和八五三农场水土资源的数量、质量和时空分布特点，并对资源优势、存在问题和合理开发利用作了科学的评价。1986年经国内专家鉴定认为：“资料扎实，机理模型正确，参数可靠，成果达到了国内先进水平。”该成果现已运用于农场总体开发方案编制和资源的合理开发安排，并为建立生态农业、国民经济各部门开发研究的决策提供了依据。同时为今后垦区各农场农业资源详查摸索出了方法和经验。　　
　　八五〇和八五三农场农业自然资源详查报告和图集，已由黑龙江省农场总局三江攻关办公室于1986年8月铅印。1986年获总局科技成果一等奖。
　　参加八五〇农场水土资源详查的，土壤有宁振亚和文炳世等9人，地下水有董泽兴和李宝春等9人，地表水有齐汉强和王清等10人，八五○农场的吕志存、隋广恕和黄立发等参加了各项技术工作。参加八五三农场水土资源详查的，土壤有陈瑞祥、崔元吉和曹存富等6人，地下水有李宝春、林树权和丁柞原等14人，水文有齐汉强、王清和赵春录等10人。八五三农场的孙长安和方培原等也参加水土资源详查工作。
　　(三)、万亩低湿的除涝防旱工程试验示范
　　为了开发三江平原，国家科委决定设置示范基点，进行农业增产多学科综合技术攻关。经论证，选择八五〇农场14队作为完达山南的科技攻关示范基点。在“六五”和“七五”期间连续两个五年，院在示范基点上进行除涝防旱综合试验。
　　八五〇场14队地势低平，历年涝情严重，试验措施以综合除涝为主。采用波纹管和树技捆埋设的暗管以及鼠洞地下排水和明沟地表排水措施，排除地表水和部分土壤水；采取深松等措施打破不透水层，增加土壤水分调蓄能力，改良土壤，形成一个完整的散表墒蓄底墒、泄滞水的防涝防旱农业系统工程。“六五”期间，治理面积数百亩，重点在于观测和积累数据以及探索组装模式，取得较好的经济和社会效益，其科研成果获总局进步三等奖。经论证又列为“七五”攻关课题。在“七五”期间完成了万亩低湿耕地的治理任务，在垦区首次采用新技术和新措施进行连片涝洼耕地的治理，为垦区大面积低产田改造提供了组装模式。
　　八五〇农场14队“六五”期间的粮豆平均亩产83.5公斤，年平均经营亏损10万元。治理后经济效益较明显，1988年模式田粮豆平均亩产162.2公斤，比“六五”期间平均亩产提高78.7公斤，1988年14队经营盈利10万元，1989年盈利10万元以上。
　　在科技攻关期间，国家科委主任宋健、黑龙江省副省长戴谟安、省科委主任朱典铭、总局局长刘成果等，曾到试验示范基点视察。宋健视察后，对试验区进展情况表示满意，对攻关取得的成绩给予充分肯定和较高评价。试验区接待了美国、日本和荷兰的同行专家以及国内和垦区内的同行专家。牡丹江管局在试验区多次召开现场会。国内外专家对试验区的工作给予较大的关注和赞赏。
　　1983—1986年，本课题负责人姚章村，主要参加者闫学义：1987—1990年本课题负责人黄春发和姚章村，主要参加者有靳宝初、李重祥、郑秀君、闫学义和吴风梅等。目前处于结题鉴定阶段。
　　(四)、库塘区综合治理试验研究
　　本课题是国家科委在“六五”期间确定的科技攻关项目之一，选定完达山北的八五三农场作为科技攻关示范基点，进行库塘区水土资源综合开发模式研究。在“七五”期间又以此课题进行深化研究。本课题由院主持，协作单位有黑龙江省八五三农场和黑龙江省红兴隆科研所。
　　在“六五”期间的主要研究内容：适应机械化耕作的排灌工程系统的组装模式：小麦、大豆、玉米和水稻4大作物的高产综合技术开发：池塘养鱼技术开发和乳肉兼用型改良牛的繁育等。1984和1985两年攻关达标，直接经济效益14.2万元，推广效益21.8万元，水土资源利用率分别提高26%和4.1%，库水资源每立方米水的综合产值由原来的0.0l元，提高到0.105元。在实用技术组装上，成功地实现了由库水转变为地面喷灌水的配套技术；为提高水库农业效益、综合开发水土资源开拓了思路，取得了阶段成果。主要科研人员有王备林、石贵福、黄春发和梁德生等。获总局1986年科技进步二等奖，获黑龙江省政府科技进步鼓励奖。　　
　　在“七五”期间，对此课题进行深入研究，主要研究内容：水利工程系统化管理技术开发；白浆土补水高产农业综合技术组装；畜、禽、鱼综合饲养开发研究等。1986年开始研究，进展顺利。本课题主持人是郭大本和王备林，主要参加者有黄春发、高殿举和靳宝初等。目前正处于结题鉴定阶段。
　　五、排水模数试验研究
　　院对排水模数研究包括农田排水模数、水田排水模数和草原排水模数3项试验研究内容。
　　(一)、农田排水模数观测
　　这是继友谊排涝试验时期农田排模的深入研究。1984—1985年，由王清主持，水文组和科研室结合，在八五〇农场14队两个地号观测设备有自记雨量计和量水堰等，观测项目有降雨、蒸发、径流、土壤水分、上层滞水和地下水位等。观测人员忍受蚊虻叮吮和暴雨侵袭，1985年获得七次观测资料。
　　(二)、水田和草原排水模数试验研究
　　为适应三江平原开发治理和国家商品粮基地建设的需要，水电部松辽委于1985年9月20日发出(1985)计字第26号文件，委托院在三江平原开展水田和草原排水模数研究。
　　水田排水模数研究课题的负责人，前期为梁德生，1986年梁调走后为靳宝初，主要参加者为吴风梅、闫学义和李艳杰，杨爱费和李重祥为技术指导。试验地点选择在汤原县莲江口农垦科学院水稻研究所的稻田内，稻田引松花江水自流灌溉，是耕作50年左右的老稻田。试验目的在于研究三江平原特定的气象、水文、地质、土壤、灌排和栽培等条件下，实测水田的气象、土壤和水稻生育状况、灌排水量及其耗水量等因素，探索水量平衡规律和水田排水模数。课题试验年限为1986—1990年，以1989年观测项目为例，在稻田内设置了自记水位计、自记温度计、量水堰和地温计等仪器设备，该年各项观测和实测数据达6万余个。
　　草原排水模数的试验地点，选择在建三江管局前进农场二队，位于二队队部西南3公里的一片荒原上，面积为1200亩左右。1988年用挖掘机挖了间距为200米左右的排水沟，在沟内设置量水堰等设备，在降雨时观测排水沟内的水位变化，同时也进行降雨、蒸发、地下水位和土壤含水量等项目的观测。观测人员在帐篷内吃住。为了记录一次降雨的排水沟内水位升降的全过程，观测人员忍受蚊虻叮吮，昼夜在沟旁观测和记录沟内的水位变化。参加草原排模观测的主要人员有文炳世和宁振亚以及在二队雇用的观测工人。
　　六、别拉洪河主河道边坡整治试验
　　别拉洪河主河道治理工程于1977年经省有关部门审批。列为国家重点工程项目。主河道开挖和全线通水后，有些地段发生严重冲蚀和塌坡造成河床淤高，工程效益未能充分发挥。
　　院于1982年1月对主河道全线进行调查，发现较严重的冲蚀破坏渠段长达8.8公里，严重的塌坡段长达14公里，大部分发生在上游分流段。在对河道全线调查的基础上，又对该河的工程地质与水文地质，地貌现状和土质条件以及其他基本资料进行广泛的搜集整理，在全面勘测基础上开始试验研究工作。
　　1983年院与黑龙江省水利科学研究所共同协作，拟定了《别拉洪河上中游主河道边坡破坏成因及整治措施》的研究大纲，并确定了试验计划和试验方案，开展了全面的试验研究工作。经过两年的生物措施和工程措施试验，基本摸清了边坡破坏成因，采取了相应的整治措施。其中生物措施有草皮护坡与种草护坡等，并于1983年12月鉴定，认为对防治边坡冲蚀的效果良好，已列入1984年工程实施项目。此外，蓄水稳定边坡试验，效果较好。通过现场观测，室内试验与理论分析，认为工程措施可行，后因经费不足等而暂未实施。
　　院于1985年7月提交了《别拉洪河主河道边坡整治试验研究报告书》，为今后整治河道提供了科学依据和可行措施。试验项目负责人徐基荣，主要参加者有陈福生和省水科所盛守田等9人。
　　七、遥感技术应用研究
　　院土壤科技人员对遥感技术研究主要有航片判读、航片转绘成图和航片、卫片应用等几个方面，是我国遥感技术应用较早的单位之一，早在1965年就应用航片对向阳涝区进行土壤调查，特别是1980年以后，大面积应用航片进行土壤调查、土地资源调查、土地利用现状和水利工程现状以及古河道的地质和地貌等多项调查，其中主要有洪河农场、友谊农场五分场2队，八五〇农场和八五三农场以及别拉洪河下游、七虎林河、浓江和鸭绿河流域等调查，航片调查总面积为1514万亩，提高了工效、判读准确率和图斑详尽率，降低了作业成本，1985年3月，经全国有关专家鉴定，院航片应用技术已达国内先进水平，从1984年开始，土壤科技人员应用卫星图象进行土地资源、土地利用现状的水利工程现状调查，1984年应用美国摄制的比例尺为1/200000的MSS卫片，进行三江平原(农场部分)土地资源调查。根据卫片不同图象的形状、大小和色调划分土地利用类型，共划6大类，16个制图单位，编制了垦区比例尺为1/200000土地资源分布图，如用常规法调查需2至3年才能完成，而用卫片调查只用7个月全部完成了任务。这次卫片土地资源调查为三江平原的区域性规划设计，提供了科学资料。1987年应用美国4号和5号卫星图象扩放的比例尺为1/50000TM卫片，进行浓江和鸭绿河上游涝区土地利用和水利工程现状调查。这种卫片的最小上图面积为0.8亩，在线状物上经过增强信息处理以后，一般干、支、斗、农沟和公路都能反映出来，耕地的轮廓清晰明显，这种卫片经室内预判后，辅以外业少量典型调查，同时参加近期航片和已有现状图，可获得较满意的专业用图。近期来应用卫片调查面积为5754万亩，及时而准确地为院其他专业和农场生产部门提供了科学资料。参加遥感技术应用研究的主要人员有陈琴笙、文炳世、宁振亚、崔元吉、陈瑞祥、王秀云和曹存富等。
　　八、振冲法加固软土地基的引进和实践　　
　　在垦区的工程地质勘察中，经常遇到软土地基承载力低，满足不了工程设计和施工需要这一难题，从1985年开始，院学习和引进了采用振冲法加固软土地基的新技术，在学习和引进过程中得到了水电部北京勘测设计院康景俊高级工程师的热情帮助和指导。在引进过程中，李宝春、张洪军和梁英涛等技术人员，自行设计并改进了振冲器的两个部件，在使用中收到较好的效果。采用振冲法加固软土地基，不用钢材，不用水泥，施工速度快，地基承载力明显提高，加固效果好，效率高，受到建设单位的好评。
　　院首次采用振冲法加固软土地基，是1987年4月至5月加固普阳农场的现代化粮食处理中心。当年3月进行地基勘察时，发现地基为淤泥质土，地基承载力每平方米只有8—12吨，满足不了粮食负载的需求，施工队已开赴现场，基坑已爆破完毕，粮仓又必须在7月中旬投入使用，在这种紧迫情况下，该场委托院用振冲法对地基进行加固处理，地勘队接受任务后，仅用22天就完成了4座1000吨粮仓和2座300吨粮仓的地基加固工作，为设计和施工赢得了时间，保证了该场粮食处理中心在7月中旬投入使用。
　　佳木斯石油化工厂的二次沉淀池，在开工前未进行工程地质勘察，当挖到预定基础5.3米时，发现地基为饱和状态的粉细砂，承载力每平方米低于8吨，该沉淀池为防止沉淀物外漏，对地基不均匀沉降要求很高，当时要将基础改为桩基已不可能。在这种紧迫情况下，建设单位请求支援，院采用振冲法，仅用5天时间加固地基，地基承载力每平方米达到20吨。既保证了质量，也节省了开支，缩短了工期。　　
　　此外，1987和1988年间，应用振冲法对佳市碳素石墨厂和总局三江食品公司的工程建设，进行软土地基的加固，收到了很好的效果。目前，院用振冲法加固软土地基总计4000多平方米，造碎石桩1765根，造桩总长10861延长米，创造了较好的经济效益和社会效益。
　　近几年现场取样，测试，做静载试验和用国外先进仪器等测试手段，对振冲法加固效果进行了检验，积累了宝贵的数据，同时，结合北方寒冷地区特点，对振冲法采用不同的施工方法，也收到较好的效果，振冲法加固软土地基技术，1988年通过鉴定，被誉为有学有创，填补了黑龙江省和垦区的空白，主要参加者有左兴武、李宝春、李云浦和丁柞元等。1989年获总局科技进步二等奖。
　　九、开展和运用微机等技术
　　1981年从《测绘通报》了解到国内有的单位水准外业记录及检查计算，采用袖珍计算机，效果很好。院购置了一台PC——1211袖珍计算机，1982年冬测量队举办了一个BASIC语言学习班，由卢洪源讲课，学习推广PC——1211袖珍机的操作和编程。1983年王希明编写了三四等水准测量记录，三角锁网和导线的简化平差及计算程序。从此测量工作的数据处理，由查对数表，摇手动计算机被袖珍计算机代替。
　　从1983年至1989年，陆续购进PC——1500、PB——700等袖珍微机45台，1984和1985年由总工会举办了两期推广应用PC——1500机的BADIC语言学习班，大部分技术人员参加了学习，促进各个室队在各自的专业工作中，自编程序或引进外单位的优秀程序，逐渐普及使用微机。
　　院每年渠道测量和设计工作量都较大，张镇强编写了渠道测量设计程序，由PC——1500机配置CE——158接口和X——T绘图仪，可完成渠道纵横断面测量的记录，计算、打印纵横断高程成果表，绘制纵横断面图、计算断面水力要素、计算、绘制渠道设计成果图。用此程序提高作业工效约十倍，消灭传递和计算数据时可能出现的错误，减轻劳动强度，成果图清晰规整，1987年以后，在纵横断面测量和渠道设计中，已被普遍采用。　　
　　1985年总局项目办有一台IBM——PC/XT微机交院使用，1989年采用了2.13D操作系统，开始用dBASE、AUTOCAD、Wordstor、BASICA等软件为勘测设计服务。
　　十、其他科研项目　　
　　(一)、水电效应法桩基无损检验技术的学习和应用
　　桩基是工程建设中重要而常用的一种基础形式，近年来在垦区桥梁和其他工程建设上得到广泛应用，院在做桩基静载试验的同时，也对目前国内外桩基检测技术进行比较和研究，水电效应法在1985年通过部级鉴定，其检验结果与钻探取样，静载试验方法的结果，基本上是一致的。1987年决定引进检测桩基质量，确定桩基承载力比较准确的水电效应法。院派王家华参观广州、大港和北京等地的工程实践，并到上海同济大学参加专业培训。中国科学院电工所张用谦高级工程师还到院进行实地培训。1989年与该所合作，引进了水电效应法测桩技术。目前，院对宝清县水泥厂，佳市房地局和总局三江食品公司等单位施工的桩基，应用水电效应法进行了检验，通过检验后的回访信息反馈，证明水电效应法检验桩基质量和确定单桩承载力，比较准确可靠。
　　(二)、七虎林河挖河结合筑堤的实验研究
　　1983年在七虎林河治理时，进行开挖主河道结合筑堤的实验，主要在该河试验段采用不同的施工机械和施工方法进行试验，探索铲运机结合推土机在重沼泽地筑堤的方法，以及TS——140推土机结合普通推土机在沼泽地挖沟结合筑堤的方法。这次完成了85个观测项目，取得了6150个试验数据；开挖排干和支干2400米，重沼泽地筑堤130米，平地筑堤140米。这些试验成果，为七虎林河施工设计的机械选型，施工方案的合理选择，施工设计和预算编制等，提供了可靠的科学依据，对三江平原其他河流的治理也有重要参考价值，参加试验的主要人员有刘登善和李凯等。
　　(三)、前进农场除涝综合治理试验
　　受总局委托，从1987年秋开始，选择前进农场2队进行试验，采取“旱、稻、草”模式，在有排水出路的前提下，条田采取“单沟配合两沟一台”，田块采取“沟、管、洞、松”，重点治理耕地内部的低洼水线，主要试验项目有低产田除涝综合治理，沼泽荒地井灌种稻和草原改良等。主要参加者有文炳世、宁振亚和赵春辉以及前进农场的武松江等。
　　(四)、三江平原连续干旱和开荒关系的研讨
　　在七十年代后半期，三江平原出现了罕见的连续干旱，省内外学术界对开发三江平原众说纷纭，有人认为三江平原连续干旱是因为开荒破坏生态平衡造成的，郭大本等对三江平原的历史和现状进行系统分析后，认为连续干旱不是开荒造成的，在国家科委和农垦部联合召开的学术研讨会上，他发表了《三江平原近年来连续干旱和开荒关系的几点意见》，为开发三江平原提出了科学论据，受到与会者的赞同。
　　(五)、季节性冻土观测
　　1980年初，黑龙江省水利科学研究所冻土室技术人员与院协商，在总局所属三江平原农场地区，找一个曾采用抗冻措施的水工建筑物，在其附近建立季节性冻土观测场，进行水工建筑物抗冻害的观测研究。观测场选择在八五二农场5队队部蛤蟆通灌渠的一个水工建筑物附近。从每年11月1日起至第二年4月底止，共观测两个冬春，即1980年11月1日到1981年4月底和1981年11月1日至1982年4月底。在采取抗冻措施的桥、闸和涵洞，设几点观测点，观测不同气温条件下，这些水工建筑物冻胀力变化情况。经两年观测，积累的观测数据为北方寒冷地区水土建筑物采取何种抗冻害措施，提供了科学依据。参加冻土观测的主要人员有李树海、黄春发和田绥林等。