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勤溯源献身水利科学 创未来造就“百万宝库”

发布日期:2022-08-10 10:39:31 来源:ayx爱游戏官网 作者:ayx爱游戏 点击次数:2次

  “上善若水,水善利万物而不争。处众人之所恶,故几于道。”水是生命之源、生产之要、生态之基。水,只有水,才能对人类的生存与发展、社会的和谐与进步具有如此重要的意义。

  同志曾提出,水利是我国农业发展的命脉。今天,水利已经成为整个国民经济的命脉。水利事业的兴衰与社会发展、资源环境、民生福祉息息相关。

  新中国成立后,国家相继开展了对淮河、海河、黄河、长江等大江大河大湖的治理。治淮工程、长江荆江分洪工程、官厅密云水库、黄河小浪底、龙羊峡水利枢纽等一批重要水利设施相继兴建,谱写了我国水利水电建设事业的新篇章。

  60多年间,国家先后投入数万亿元资金用于水利建设,水利事业取得了前无古人的辉煌成就,水利工程规模和数量跃居世界前列,水利工程体系初步形成,江河治理成效卓著。

  这些都离不开几代水利工作者与全国人民一道奋力拼搏的汗水和孜孜不倦的奉献,张楚汉就是其中杰出的水利工作者之一。他是清华大学水利水电工程系教授、博士生导师,2001年当选为中国科学院院士,他把一生的时间和精力都献给了我国的水利事业。

  从2012年开始,张楚汉院士和王光谦院士负责组织了全国百余名水利专家,历时近四年,花费无数心血和汗水,终于编写完成100万字的论著——《中国学科发展战略·水利科学与工程》。近日,清华大学土木水利学院为该书举办了发布会,《科技文摘报》记者出席会议,并在会后就我国水利科学与工程在未来的发展、该书的编写历程以及产生的重大意义等问题,专访了张院士,以揭开水利工程建设的科学规律,并探寻编写这部百万著作背后的曲折与波澜。

  2016年4月6日,清华大学水利科学与水利水电工程国家重点实验室举办了《中国学科发展战略·水利科学与工程》新书发布会,并在会上举行了赠书仪式。清华大学水利系的教授、专家都来领取这本书,并纷纷找张楚汉院士签名。只见张院士精神矍铄,态度真诚,耐心地对待每一位索要签名的人,认真地对待每一本需要签名的书。

  这部百万字的著作可谓是水利科学与工程学科的科技大全,其涵盖信息之广、科学前沿凝练之深,在水利科学发展的历程中都是罕见的。张院士在会上谦虚地表示:“这不是我一个人的功劳,我个人充其量只是个主编而已。这是清华大学联系的我国水利科学100多位专家经过反复研讨、撰写、审查、修改、论证,近4年的辛勤奋战换来的劳动成果,是我们中国水利科技、教育界与工程师们的共同心血和结晶。”

  会议结束后,张楚汉院士推着一辆自行车离开,记者随同他一起来到位于土木水利学院清净幽雅的办公室。

  从他的一位读博的学生江汇口中得知,他几乎每天都骑着自行车往返于办公楼和住地之间。校园很大,这样既能节省时间又锻炼身体。他耄年犹勤,走起路来健步如飞,腰板很直,讲起话来声若洪钟,精力十分充沛。

  张楚汉出身贫寒,但仍属书香门第,他的家族中一共出了7位清华毕业生。谈及与水利结缘,他笑说自己从小就想当一名科学家,后来随着学习的深入他爱上了水利这门科学,这主要是受他一位堂叔的影响。“我有一个堂叔,当时在清华大学水利系读书。我毕业时,他写了一封信给我,问:‘你毕业后干啥?’我说:‘你不是读水利吗,那我也报个水利好了。’再加上当时前苏联大力修建了古比雪夫等大型水电站,而我们国家正好学习前苏联,修建水电站被认为是社会主义建设的一个里程碑式成就,自己也就觉得水利水电是伟大的工程事业,便心向往之。”

  都说兴趣是最好的老师,在他凭借努力进入清华大学水利工程系以后,他在水利工程的科研道路上走得风生水起。其中有两段历程让张楚汉院士记忆深刻,受益匪浅,可谓是他“水利人生”中的两个里程碑。

  第一个里程碑是他从1961年开始读研究生至1965年研究生毕业的这段时间。期间他师从著名水利专家张光斗院士,张光斗教会他研究科学的方法。“读研期间我加深了数理化的学习,特别是数学和力学,这为我以后的科研打下了坚实的理论基础。”后来他进入美国加州伯克利大学学习也不感觉到吃力,就是因为在研究生期间打下了扎实基础。

  第二个里程碑是1978年年底前往美国留学,在美国学习两年半的时间。“我还清楚地记得,1978年6月,同志作出指示:‘我们要向经济发达国家派遣留学生和访问学者,不是一个两个地派,而是成批地派。’同年底,从各大高校和中科院选出首批赴美访问学者52人。清华有9人,我是其中之一。”这是中国改革开放以来的第一批留学生。

  当时,中美还没有正式建交,因此中美之间还没有正式的航线年年底,张楚汉和他的同学们历经辗转到达美国。在他们到美国之后的一个多月,第一次访美。访美期间,还接见了这批中国留学生。张楚汉和他的同学们受到了当地华人和美国官员的热情欢迎。“那时候有大使馆的参赞,还有很多华人科学家来迎接我们。美国总统卡特的夫人也专门举行了招待会。卡特夫人说我们是美中文化交流的第一批使者。”

  张楚汉当时在加州大学伯克利分校访学,他的指导老师是美国科学院和工程院院士、世界著名地震工程与结构力学权威R.Clough教授。Clough名望很高,要求也很严格。“我在美国留学期间学到的最重要的就是创新精神,美国的学风比较严谨认真,来不得半点虚假,这一点我从美国学到,也一直作为自己对博士生的重要要求。”

  在两年半的时间里,张楚汉主修了10多门研究生课程。“在美国,我经常没有周末没有节假日,也没有白天黑夜,天天在实验室和计算机房苦干,最后终于完成了名为 《地震时水库空穴对大坝的影响》的论文,受到美方导师的欣赏,发表在英国的一本著名专著中,占整整一章内容。”这也使得Clough对他非常欣赏。后来,Clough多次到中国,对张楚汉和他负责的清华大学水工抗震组评价很高。

  1981年,他从美国学成归国。“在美国的时候,也有人劝我们,说美国研究条件那么好,生活条件各方面都很好,不如留下算了。但是对我来说,我的根在中国,国家派我出来,背负着学习先进科学技术的使命,必须要回归,把这些东西贡献给国家——这是个责任。我根本没有留下的念头。但是另一方面,感到美国的学术研究条件和氛围真的很好,大师云集,设备、研究氛围都很好,很羡慕。相对地,我们国家当时科技还很落后。国家派我出来,培养我,我当然要回国报效。我们的天地在中国,我们的根在中国。”

  在谈及当时国内水利科学与美国的差别时,张院士说国内比较注重强调生产实践,不大强调理论创新研究。教授们做个模型,放放水,测测流速,写个报告就算研究报告了,表现得很实际,但缺乏新意。

  张院士还说:“关于水坝的安全分析、抗震分析等,美国已经用计算机数值模型来做了。国际数值模型和非线性理论已经发展起来了。而国内还是经验性的判断,没有进行深入地理论突破研究。”

  回国以后,张院士给清华大学水利工程系的老师们开课讲结构动力模型方法和计算机程序,结果土木系、机电系、工程力学系等相关专业的老师都来听。因为他们没有接触过美国先进的计算模型和方法,而他也很乐于将自己在美国的所学所悟和他们一起共同分享。

  当时我国正在兴建一批二三百米的高坝水电站,而这样的高度、规模、技术难度,都找不到先例可以借鉴,发达国家也没有这样的技术经验。“规划、设计、勘测、施工、技术,等等,都需要我们自主创新。那么高的山上要建起几百米的大坝,要保证地基的稳定,在地震、洪水、地质等因素的影响下保证安全,这些都是中国水利水电科学家们自主创新的成果。”

  跟水坝电站打了一辈子交道,张楚汉也有了深刻的心得。他认为,水利建设关系到国计民生的很多方面,要考虑周全,争取安全、高效地服务国家、造福人民。他提出了建设水电站的“三大挑战”:一是移民安置,大水电站建设,动辄移民十几万人,三峡更是有上百万移民,人是第一位的,一定要保证移民搬迁后安心、富裕;二是生态环境保护,保护和开发要并重,不可偏废;三是坝库安全,如果水坝出现问题,那将给整个国民经济和人民生命财产安全带来灾难性的后果。实际上,坝库安全也是张楚汉和他的研究组重点研究的问题。

  2008年5月12日,四川汶川发生8级地震。大地震也给四川境内的水利工程设施造成严重破坏,并可能影响电力供应,进而影响社会正常的生产、生活。心系于此,张楚汉4次赶赴灾区。

  一次,张楚汉和专家们沿着大渡河往下走,沿途冒着余震和滑坡的危险去查看大渡河上的水电站损害情况。最险要的一次,张楚汉等刚走过去,身后就滑下一大片土石方,阻断了道路。尽管如此,他们仍然坚持一直驱车到了大渡河口。作为专家,张楚汉还在位于绵阳的水利部指挥部出谋划策,争分夺秒地制定排险方案,为唐家山堰塞湖及下游北川、绵阳的安全提供了保障。

  2009年2月,中科院又提出一个课题,那就是地震后的唐家山堰塞湖该怎么整治。北川县位于唐家山堰塞湖下游几公里处,万一洪水漫坝、泥沙冲下来,北川县城遗址必将不保。而唐家山上游大禹的故乡——禹里如果不搬迁后靠的话,就会被唐家山洄水淹没。这条河如果不及时整治,必将给人民生命财产安全带来严重的威胁。

  张楚汉、陈祖煜等4位院士建议,唐家山堰塞湖的整治应该既有利于经济发展,又有利于保护地震灾害遗址和唐家山自然形成的人工湖。立项后,由张楚汉负责这一咨询项目。该项目历时3个多月,两度到当地调查研究,通过举办研讨会和论坛,集合了中科院和工程院共16位院士以及我国水利水电、工程、治河等领域专家共70多人的意见,完成了若干专题报告。最后,由张楚汉院士执笔完成了《中国科学院关于呈送〈关于唐家山堰塞湖整治与北川地震遗址保护问题的建议〉的报告》,由中科院院长路甬祥院士签发为急件呈送中央,受到中央领导高度重视。

  在投身国家水利工程事业的同时,作为博士生导师的张楚汉始终没有忘记自己教书育人的本职工作。他非常关心青年学者的成长,因为他把青年学者看做是国家的未来与希望。目前他已经培养了近50位博士生,他们散布在产业界、研究界,有许多都是教授、博导、院长或者总工程师了。甚至美国、欧洲、澳大利亚、加拿大、中国香港,到处都有他的学生。真可谓是桃李满天下。

  《中国学科发展战略·水利科学与工程》集合了我国100多位水利专家的智慧,他们花费了近四年的汗水和心血,编写了这部百万字的著作,这可谓是我国水利科学与工程领域的“百万宝库”。

  自2012年开始,国家自然科学基金委员会和中国科学院部署了“水利科学与工程”学科发展战略研究项目,决定编写《中国学科发展战略·水利科学与工程》,沿袭由中科院院士牵头的方式,并凝聚水利科学与工程领域专家学者共同开展研究。于是,就把这个艰巨的任务交给他和王光谦院士。“责任交给我了,我就不能马马虎虎,要拿出高质量的成果才能对得起国家领导的信任。”

  “我国水利科学与工程面临的挑战比较严峻,主要有六大前沿问题:一是水安全的问题;二是气候变化对水资源的影响;三是河流生态环境遭受严重破坏;四是农业节水与最严格水资源管理问题;五是与水有关的五大自然灾害,如洪涝、风暴潮、山洪泥石流、城市洪水、干旱;六是可再生的水电能源,水力发电怎样与风力发电、光伏发电协调共同发展,未来的水电站如何保证其长期持续的运行安全与高效的问题。”张楚汉说,“这些问题来源于自然条件的变化和经济快速发展导致人类活动加剧,因此认识科学规律并通过多种工程技术措施,对自然界的水和水域进行有效的控制和调配,才能可持续地开发利用和保护水资源。”

  为了更深层次的剖析这些问题和寻求解决问题的方法,更为了推动我国水利科学与工程的发展,张楚汉院士和王光谦院士组织了百余名水利专家讨论了全球气候变化下的我国水文趋势和水资源安全、河流水沙过程与调控、洪旱灾害与防灾减灾、河湖近海生态环境问题的安全与对策、高坝水电站枢纽长期安全高效运行等问题,围绕我国水利科技前沿与水安全的现状、国家需求和发展趋势,深入探讨了国家水安全面临的挑战和关键问题,提出了解决水安全问题的有效途径等相关建议。

  随后,这百余名水利专家组成项目组,按学科方向分为十六个组,包括水文学、水资源、农田水利学、河流动力学、环境水力学、水旱灾害、水能利用、海岸工程学、工程水力学、水工建筑学、水工混凝土、岩石力学与工程、土力学、水力机械动力学、水利工程管理和水利移民工程等学科方向。

  三年多的时间里,他们团结合作,经过辛勤劳动,无数次研讨会上的观点碰撞,无数次伏案疾书的编写,无数次反复修改、论证......最后编写形成的《中国学科发展战略·水利科学与工程》一书在研究我国水利科学与工程发展历程的基础上,总结了国际国内水利科学与工程发展态势和研究前沿,对水文水资源及农田水利、水力学及河流海岸动力学、水生态环境、水旱灾害、水能利用及水力机械、水工建筑、岩土力学与工程、水利工程管理及移民等方面的重要研究进展作了系统论述,对我国水利科学与工程研究中存在的问题和未来的发展方向进行了剖析,同时展望了水利科学与工程的发展前景。

  由此可见,这座“百万宝库”概括了当今国内外前沿的水利科学理论和水利工程建设技术。它的问世对洞悉水利学科发展规律,把握前沿领域与关键技术具有重要意义,在推动我国水利科学与工程的发展中具有引领作用。张院士说:“这本书虽然完成了,但我们接下来还有很多后续的工作要做。借用孙中山先生的话来说,就是‘革命尚未成功,同志仍需努力’。因为我国水利科学的发展正面临很多挑战,实现水利科学与工程领域的‘中国梦’还有很长一段路要走,而我们责无旁贷。”

  君心若水,水善利万物而不争,万物莫不遵道而贵德。张院士还向记者谈到了他的“八字”人生格言:勤学,多思,溯源,探异。“就是要勤奋学习,多思考,善于探寻事物的根本、源头,多看到科学发展存在不同的地方。”此外,他还谈到自己做人的“八字”方针:律己,宽仁,求实,尚美。“就是要严于律己,待人宽厚仁慈,追求对客观实际的正确认识,崇尚美德。”

  在五十多年的科研生涯里,他始终以这“十六字”来要求自己,做学问讲究脚踏实地、认真做事;为人处世讲究宽厚仁慈、抱瑜握瑾。他不慕荣华,为人率真豁达,研究认真专注。他说:“改革开放三十多年的发展,如今我国的水利建设水平已达国际一流,工程的设计水平和分析水平也已达国际一流,但是在理论模型和一些关键技术方面与国外还有一定差距。”基于此,他希望《中国学科发展战略·水利科学与工程》的出版能让更多的人深入了解水利科学与工程的发展现状和未来前景,同时他们也要不断发扬创新精神,让水利科学与工程更好地为祖国人民造福。返回搜狐,查看更多

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