何继善：探索我们脚下的世界

江泓

地球是人类生存的家园，我们对这个星球及其结构的了解还十分有限。而就有这样一些科学家，他们通过测量寻找地球深处的矿产资源，何继善便是其中的佼佼者。

给地球做“CT”的科学家

何继善上小学时，日本侵略者的铁蹄已经踏上湖南的大地，战争让他不得不放弃学业，跟着家人一起颠沛流离。新中国成立后，何继善有机会考入中南有色金属局化验班学习，被分配到湘东钨矿从事矿砂的检验工作。在工作中，他深感中国探矿技术的落后，便暗暗下了继续学习的决心。在那时，对何继善来说，学习是最大的渴望，因此，当国家发出“向科学技术进军”的口号后，刻苦准备4年的何继善于1966年考上了长春地质学院（今吉林大学）金属物理勘探专业。

进入大学之后，何继善了解到当时的苏联发明了一种名叫二次谐波磁力仪的仪器，他对这种仪器非常感兴趣。由于国内没有二次谐波磁力仪，何继善利用能够找到的有限的翻译资料苦心摸索，没想到居然研制成功了。这次攻坚，使尚未出校门的何继善对地球物理有了更深的了解，也坚定了他从事相关领域科研的信心。此后，何继善对地球物理的探寻更一发不可收，他心中还萌生了一个新的想法——将两种不同频率的电流同时输入地下，然后测量两种频率的电流形成的电位差振幅，以此鉴别不同的岩石和矿物，这，就是后来为地质勘探人员所常用的双频激电法。

1960年，大学毕业的何继善被分配到中南矿冶学院（今中南大学）地质系任教，除了上课，何继善天天躲在实验室中搞研究。看到何继善如此专心科研，大家送了他“何霸蛮”的外号，“霸蛮”在湖南方言中有专注、不达目的决不罢休的意思。何继善很喜欢这个外号，他说，在科学研究和创新上就得“霸蛮”。

有一次，何继善去贵州进行矿产资源的调查，正赶上地质队的一台电子自动补偿仪出现了故障。面对不工作的仪器，大家还真犯了难：如果修坏了可是要被扣上“破坏革命生产”的帽子呢！这时，何继善拍着胸脯上前，说：“我来修。”就这样，他靠着一个万用表和一把螺丝刀，还真就把仪器修好了。大家看到何继善能修理仪器，于是干脆将机器交给他操作。有了直接使用仪器的机会，何继善开始以双频激电法的思路对机器进行改进，然后运用到矿产调查的实践中去，他惊讶地发现，自己研究的新方法竟然可以探测地表以下更深的深度，远超过原来只有几十米的探测深度。

1977年，凭借着多年来对双频激电法的研究和运用，何继善研制出了双频激电仪等一系列仪器，这些仪器以及相关的方法很快就在全国地质勘探部门中推广开来。甘肃的金矿、河北的银矿、新疆的铅锌矿、安徽的铜矿、湖南的有色金属矿的发现，都归功于何继善的研究和发明。人们曾这样形容何继善的工作：“从事的地球物理探测，就好比是给地球做‘CT。”

1986年3月，何继善带着他的“双频激电法”在美国亚利桑那大学做了学术报告，他的研究立即引起了世界地球物理学家的关注，并获得了极高的评价。美国应用地球物理学家霍曼教授评价道：“双频激电理论和实践，是近年来应用地球物理学界的一件大事。”此后，何继善的“双频激电法”相继在澳大利亚、巴西亮相，并在秘鲁、伊朗等国采用此方法勘探金属矿，效果非常显著。

寻找水下的漏洞

1998年夏天，中国遭遇了百年不遇的特大洪水，长江、嫩江、松花江全线告急，当时何继善正在巴西进行访问，电视机中肆虐的洪水深深地触动了他，何继善思考着：自己从事水资源勘探和水环境勘测这么多年，能不能找到治理水患的办法？

带着这个问题，回国之后，何继善开始调查，他发现在洪水到来时最危险的，便是大坝决堤、垮坝，而管涌是造成决堤、垮坝的“头号杀手”，有90%的决堤、垮坝都是由管涌造成的。然而，当时世界上没有能够准确查找管涌的方法和仪器，只能靠人工沿着堤坝进行巡查或是派潜水员到水下去摸探，这些方法不但效率低、不全面，而且存在着很大的风险。

为了能够准确测定管涌的数量和位置，何继善根据电流场与水流场的相似性提出了“流场法”。在正常情况下，水流会沿着堤坝的走向流动，水库中的水则是静止的，水流速度在空间上的分布被视为流场。当管涌出现时，原本正常的流场中会出现异常流场，通过对异常流场的三维分布进行测量就能够找到管涌的位置。虽然原理看上去简单，但是流场法却涉及了水利学、流体力学、电子学及地球物理学等多个学科。为了实地检验自己的理论，何继善在1998年年底带着研究团队来到距离长沙不远的株树桥水库，由于这个水库的水面比长沙高120多米，因此被称为“长沙头上一盆水”。株树桥水库一直存在渗漏的问题，但是好多年都没有找到渗漏点，存在着重大的安全隐患。

何继善在株树桥水库一待就是几个月，过年都没有回家。他利用自制的仪器不断向水中发射多频复合信号，然后对信号进行接收，最终准确查明了渗漏点的位置，这也证实了其方法的正确性。根据流场法，何继善研制出了世界上第一台能在汛期等恶劣环境下快速、准确探测堤坝管涌渗漏水口的仪器设备——普及型堤坝管涌渗漏检测仪，这种仪器探测的准确率高达100%。

1999年，湖南汉寿的蒋家嘴大堤在汛期出现特大管涌险情，大堤随时都有垮塌的危险。就在这时，何继善亲自与助手携带普及型堤坝管涌渗漏检测仪赶到现场，仪器迅速准确地找到8个管涌点。经过人们的全力封堵，终于解除了大坝的险情，这也是普及型堤坝管涌渗漏检测仪第一次接受实战的检验。

目前，中国主要省份的水利技术和防汛管理单位已经装备了普及型堤坝管涌渗漏检测仪，它们在保卫人民生命财产安全上发挥着重要作用。

什么是管涌？

管涌是指在汛期高水位情况下，堤内平地发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。这种险情在湖北一般叫翻砂鼓水，江西叫泡泉。管涌发生时，水面出现翻花，随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量的涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。

发掘脚下的新能源

2010年，年近80岁的何继善将目光投向了一个崭新的领域——页岩气。由于自己的家乡湖南省石油、煤炭和天然气储量相对较少，水电资源受季节影响又大，因此，这里的社会经济发展长期受到能源匮乏问题的束缚。如何打破湖南省能源匮乏的现状，成为何继善非常关心的问题。他将解决办法放在了开发页岩气能源上。

页岩气是储藏于页岩层中的可供开采的天然气资源，我国页岩气的资源量比常规天然气大8倍，但开采难度要大得多。在谈到为什么要开发页岩气时，何继善说：“因为这个对我们国家来讲太重要了，储量如此大的天然气，如果我们自己能够开发出来，就可以改变我们国家北煤南运、西气东输这样一个区域资源调配的格局。”

为了查明湖南省的页岩气储量，何继善使用了自己从2005年提出的广域电磁法，这种方法使用了人工场源并扩展了观测的范围，具有探测深度大，观测速度快、精度高和野外工作效率高等特点，是一种全新的电磁勘探方法。2012年，何继善带着研究团队来到位于湖南省西北部的龙山县进行试验，工作人员拉开上千米长的测线进行勘测，得到的电阻率曲线异常，从而表明广域电磁法完全能识别页岩气所反应的电磁信号。此后，何继善及其研究团队又以从龙山县得到的资料为基础，结合区域地质信息和地层岩性，制作了地电模型，更好地推广了这项研究成果。湖南省页岩气资源量大约有9.2万亿立方米，可开采量为2万亿立方米，而湖南省目前每年消耗的天然气为十几亿立方米，所以湖南省页岩气的使用前景十分可观。由于何继善对湖南省页岩气开发的大力推进，也使其被家乡人民亲切地称为“湖南页岩气之父”。

何继善从事科学研究60多年，却始终保持着年轻人的热情，他总是想法很多，而且对发明创造乐此不疲。由何继善主持的重大科研项目多达40余项，发表专著及论文100多篇，获得发明专利奖项24项。除了科研，何继善还非常热衷于科普教育。他常说：“只有把接班人培养好了，国家才有未来。”而未来，对于何继善来说何尝不是新的起点，充满热情和干劲的他，虽已年过80，却还将继续挑战新的领域。

爱书法的科学家

何继善认为科学与艺术是分不开的，他本人特别喜爱楹联、书法，其作品笔力遒劲饱满，结构宽博大方，章法和谐统一。为了能够勤加练习，何继善每天4点半起床，6点就已开始在案头挥毫泼墨。与他在科学上的态度一致，何继善在书法上既勤学苦练又勇于创新，他善作“嵌名联”，就是将人名嵌进即兴创作的诗句或对联之中，这可是相当考验个人文化修养的。