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科技报国 精神永传
——记中国水利水电科学研究院15 位院士

2022-06-22吴生志,陈梦莉,王悠又

中国水利 2022年10期
关键词:水利水电研究院

水是生命之源、万物之基,滔滔江河滋养了中华民族,孕育了灿烂的中华文明。善治国者必先治水,中国人将水作为利国利民的重要资源,水利在社会发展过程中占有极其重要的地位。从新中国成立之初,到走向伟大复兴的新时代,大批水利水电科技专家立志报国、潜心研究、勇于担当、代代传承,作出了重大贡献。

建院奠基的前辈泰斗

张光斗

黄文熙

20 世纪三四十年代,中国内忧外患,水利工程多因经费不足而失修,甚至在战乱中被人为破坏,造成许多重大水旱灾害,百姓生活雪上加霜。这个时期,涌现出许多期盼兴水利而救中国的年轻人,张光斗、黄文熙是其中的代表。

张光斗1912 年出生在江苏常熟鹿苑镇一个贫寒家庭,从小读书勤奋,成绩优良,家人节衣缩食支持他的求学梦想。他不负众望,获得上海交通大学学士学位,后又考取清华留美公费生。求学期间,为了挽救飘摇动荡的中国,他积极参加学生爱国运动。1935 年张光斗赴美攻读硕博,“七七事变”爆发后,怀着一颗爱国之心和报国之心,他和同学一起弃学回国,在战争时期极端困难的条件下,参加并领导了我国自行设计和施工的第一批水电站建设,支援了抗战,也为国家培养了第一批水电工程技术人员。他放弃赴美的机会,拒绝赴台的邀请,坚定地留在大陆,保存珍贵的水电资料,为我国水电建设打下良好基础。张光斗1955年当选中国科学院院士,1994 年当选为首批中国工程院院士,1978 年担任水利水电科学研究院重建后的第一任院长。他一言一行都坚持创新和求实的科学精神,在水利水电工程建设、科研等方面作出了突出、开创性的贡献。

>张光斗手持放大镜阅读

>张光斗(中)年近九旬时到三峡工程施工现场考察

张光斗学士毕业的时候,黄文熙也在准备赴美读研。黄文熙是清华大学第一届留美公费生,取得硕士学位后因成绩优秀获得破格免试攻读博士学位资格,只用了一年半时间就完成了博士论文,受到导师和答辩委员们的称赞。当时《底特律日报》和《密歇根日报》都有专文称赞黄文熙是“密歇根大学多年来才华最出众的学生,在结构和水利工程两个领域内取得了杰出的成就”。1937 年全面抗战前夕,黄文熙接受当时的中央大学的邀聘,毅然回国,在中央大学水利系担任教授、系主任等职务。黄文熙是水工结构和岩土工程专家,我国土力学学科的奠基人之一,在水利水电工程、结构工程和岩土工程几个领域中都取得杰出的成就,1955 年当选为中国科学院院士。次年,黄文熙调任清华大学教授并兼任水利部水利科学研究院副院长。1958 年水利科学研究院改组为水利部、电力部所属的水利水电科学研究院,他在清华大学执教的同时,仍兼任该院副院长,负责全院的学术领导工作。黄文熙从事教育事业半个多世纪,提倡启发式教育,治学极为严谨,不遗余力提携后进,培养了大量的水利水电科技人才。

>1957 年,黄文熙(一排左四)参加在意大利召开的国际会议

>1987 年,黄文熙在科研教学50 年学术报告会上作学术报告

留学归国的学科创始人

林秉南

汪闻韶

钱 宁

新中国成立后,百废待兴,水利建设和功能亟需从以军事、抗战为中心向以民生为中心转变。20 世纪50 年代,许多在海外工作、求学的华人归心似箭,克服重重困难举家回国,为新中国发展建设、人民生活保障而奋斗。1955 年,在黄文熙与张光斗当选为中国科学院院士的同一年,3 个30 多岁的年轻人穿越大洋回到祖国,他们是林秉南、汪闻韶、钱宁。

>林秉南(左一)开展二滩水电站模型试验

>1980 年,林秉南(左二)在荷兰访问Delft 水利研究所

1921 年,年仅两岁的林秉南随被孙中山政府调任的父亲回国。在良好的家庭影响和教育下,林秉南不但学习了扎实的基础知识,更受到了爱国主义思想的熏陶。“九一八事变”之后,在与同学们一起宣传抗日过程中,喜欢文学胜过英语和数学的他,逐渐萌生了学理工以工业救国的念头。从交通大学唐山工学院土木系毕业后,林秉南到贵州修文资源委员会修文水电工程处工作,从此与水利结缘。1946 年,他带着工程实践中的问题赴美留学9 年,于1955年年底举家回国,参加新中国的水利建设,并始终将国家的需求放在首位。作为杰出的水力学与河流动力学家,林秉南成为我国水力学学科重要的奠基人和开拓者之一,在明渠不恒定流研究和高速水流研究方面取得了开创性成果。他着手水利水电科学研究院水工所的筹备工作,参加了水工所恢复重建的领导工作,1982 年担任水利水电科学研究院院长,1991 年当选中国科学院院士。

汪闻韶1919 年出生于江苏苏州的知识分子家庭,父亲是中央大学教授。汪闻韶从小心无旁骛、一心向学,1938 年10 月考入当时的重庆中央大学水利工程系学习。亲身经历的战乱之苦和日本侵略的切肤之痛,以及国家积贫积弱的现实,使他立志勤奋学习,报效祖国。1943 年大学毕业后,汪闻韶主动要求到艰苦的西北地区工作,在甘肃、宁夏从事农田水利工作,体验了西部艰苦的自然环境和贫困地区人民生活的艰辛,加深了为人民工作的使命感和责任感。1946 年汪闻韶应聘担任当时的南京中央大学黄文熙教授的土力学助教,1947 年12 月赴美留学,获得博士学位,1952—1954 年在麻省理工学院(MIT)先后担任副研究员、研究员。1955 年,在中国政府的努力下,汪闻韶和其他旅美留学生一起,冲破层层阻挠,终于回到了祖国,任水利部南京水利实验处高级工程师;1956 年调北京后,进入水利部水利科学研究院。汪闻韶投身土动力学和土工抗震理论研究与工程实践50 多年,是两个学科的奠基者,1980 年当选为中国科学院院士。

汪闻韶研究的是挡水的土,而与他同时代的另一位学者钱宁则研究水中的沙。钱宁是浙江杭州人,1943 年毕业于当时的重庆中央大学工学院土木系,1948 年获美国爱荷华大学硕士学位,1951 年获加利福尼亚大学博士学位。1955 年,他冲破重重阻力从美国回到中国,进入中国科学院水工研究室工作,担任研究员;1958 年水利水电科学研究院成立时,担任河渠所副所长;1973 年,调入清华大学水利系任教,担任教授、泥沙研究室主任,到黄河三门峡的教学基地工作,恢复对黄河治理工作的研究。钱宁长期从事泥沙问题及其治理的研究,善于把理论和实践相结合,一直倡导将河流动力学和地貌学结合起来研究河床演变,为该学派创始人之一。他高度重视中国水利建设中具体泥沙问题的研究,是中国研究黄河的著名专家之一,1980 年当选为中国科学院院士。

爱国,是新中国成立初期老一辈科学家的共同情操。常言道“人往高处走”,但总有科学家为了祖国放弃优渥生活,不畏艰难困苦,勇担时代重任。

>2019 年,汪闻韶院士百年诞辰纪念活动

新中国建设的中流砥柱

朱伯芳

陈厚群

吴中如

1995 年,两位自建院以来一直在中国水利水电科学研究院工作的专家朱伯芳、陈厚群,凭借他们在新中国水利水电建设中解决世界性难题的重大贡献,当选为中国工程院院士。

朱伯芳1928 年出生于江西省余江县。1951 年,由于工作需要,他中断了在上海交通大学的学习,参加了佛子岭连拱坝的设计。当时我国在混凝土坝建设方面还是空白,没有资料,也没有人学过这方面的知识,更没人做过混凝土坝设计。接到任务后,朱伯芳想方设法找资料,边学边干,初步掌握了设计方法。随后,他又参加了梅山、响洪甸混凝土坝的设计。通过参加这3 座混凝土坝设计,朱伯芳为我国从无到有掌握现代混凝土坝设计技术作出了贡献,并在许多方面有所创新。这也使他与水工结构研究结下了不解之缘。当时有一个长期困扰水工界的世界性难题——混凝土坝“无坝不裂”。1958 年水利水电科学研究院成立后,由朱伯芳负责,在结构材料研究所内设立温控研究组,经过多年努力,建立了水工混凝土温度徐变应力与温度控制完整的理论体系。在这一理论体系指导下,我国在世界上首次建成了江口拱坝、三江河拱坝等几座无裂缝坝,实现了从“无坝不裂”到“无裂缝坝”的跨越。

朱伯芳研究如何更好地把大坝建起来,与他同时期的陈厚群则研究如何让大坝在地震之中立得住。陈厚群1932年5 月生于江苏无锡,1958 年毕业于莫斯科动力学院后回国,进入水利水电科学研究院工作。20 世纪七八十年代,大坝、核电站等复杂结构重大工程面临抗震问题,计算分析难度较大。世界各国都把结构动力试验作为重大工程结构抗震设计的重要依据,大型模拟地震振动台是进行这类模型动力试验的主要设备。1980 年,经水利电力部批准,陈厚群作为负责人承担了建置大型模拟地震振动台的任务。1987 年,我国最大的、具有世界先进水平的5m×5m电液伺服式三向六自由度宽频域模拟地震振动台顺利建成,美国国家科技委员会资料将其誉为“世界最佳的坝工抗震试验设备”。以实验平台为基础,陈厚群在混凝土坝的抗震加固理论研究和解决重大工程的抗震关键问题方面作出了创造性贡献。此外,他还主持编制和修编了我国水工建筑物抗震设计规范;解决了新丰江、二滩、三峡、小湾、溪洛渡、大岗山等重大工程的抗震问题;并为三峡工程、南水北调工程两大世界级工程担任专家组组长,确保质量安全。

>1954 年,朱伯芳在佛子岭水库工地

> 2020 年,陈厚群(前排左二)调研南水北调工程

吴中如,1939 年9 月出生于江苏宜兴,1963 年从华东水利学院河川系毕业后,分配至中国水利水电科学研究院水文所。当时吴中如响应“科研工作者应到现场搞科学实验”的号召,到中国水利水电科学研究院在河南新乡组建的豫北水利土壤改良试验站工作,分在水文所平原排涝组。1968 年年底,豫北试验站下放,转为河南新乡地区领导,随之撤销。在河南省济源市铁山河水库、新乡地区电业局、江苏省徐州电厂工作一段时间后,吴中如进入河海大学,担任河海大学学术委员会主任、教授,培养了100 多名研究生。1997 年,吴中如当选为中国工程院院士;1998—2002 年连续三届担任中国工程院土木、水利和建筑学部常委,同时还是全国模范教师、优秀共产党员、多届全国政协委员和江苏省党代表。

朱伯芳的“钻研”,陈厚群的“创新”,吴中如的“育人”,体现了新中国建设时期科学家的风范。

迈向国际前沿的新世纪人才

陈志恺

韩其为

21 世纪开篇的2001 年,两位长期在中国水利水电科学研究院工作、作出国际前沿创新贡献的专家陈志恺、韩其为当选为中国工程院院士。

>2002 年,陈志恺在讲课

>2013 年,韩其为院士学术思想研讨会留影(前排居中)

陈志恺先后两次进入中国水利水电科学研究院工作。1954 年,他到中国水利水电科学研究院参与水文研究所的筹备工作;1969 年12 月下放至水利部水电六工程局锻炼;1976 年调回中国水利水电科学研究院水资源研究所,从高级工程师干到所长。作为我国水文水资源领域的专家,他为开拓我国水资源评价工作、推进我国暴雨洪水计算等工程水文基础研究做了很多努力。20 世纪50 年代初正值我国南北方各河流暴雨洪水频发时期,淮河、辽河、长江、海河、松花江先后发生大洪水,一些工程施工过程中遭受洪水侵袭,发生事故。研究设计暴雨洪水的计算方法等相关问题成为科研工作者的当务之急,水利工程专业毕业的陈志恺由此“改行”,开始与“暴雨洪水”打交道。在没有经验没有资料,对水文计算又不太专业的情况下,陈志恺和同事们凭着满腔的工作热情和刻苦钻研的精神,边学边干,在实践中摸索前行,编写了《暴雨洪水计算方法研究报告》,为我国水利工程设计洪水计算规范的编制奠定了基础。1992 年,联合国开发计划署“华北水资源管理研究”技术援助项目由于在技术上遇到困难而停滞,当时已经65 岁且刚办理了退休手续的陈志恺被推荐接管这个“半拉子工程”。这次任务不仅是要完成项目,更涉及国家荣誉。项目接手后,陈志恺不分昼夜地开展工作。在深入了解项目实施意图的基础上,组织研究队伍结合华北地区实际,对原技术方案进行改进,提出了一套新的技术方案。研究团队仅用两年时间就干完了三年的工作,开发完成了“华北宏观经济多目标水资源规划模型”及相应研究报告,圆满完成了任务。

1933 年出生于湖北松滋的韩其为,是一位没有大学文凭的工程院院士。31 岁那年,在水文站工作了10 余年且只有初中文凭的韩其为做了一个决定:要为世界上公认的难题“水库淤积和泥沙运动统计理论”画上一个圆满的句号。这一课题在20 世纪60 年代曾经难倒了一大批高学历的工作者,即便是缓缓流淌的一条小河,它所携带的泥沙数量都难以统计,更不用说为世界大江大河的泥沙运动进行规范统计。为了寻找这一规律,韩其为上下求索,翻典籍、阅资料,将自己的全部精力投入这项研究中,不停进行理论推导,带领团队四处寻找真实数据。为了攻克这一课题,他几乎跑遍中国的大江大河,记录每一条河流的数据,三峡水库、小浪底工程、黄河入海口等都留下了韩其为的身影。1980 年韩其为进入中国水利水电科学研究院泥沙研究所工作。1984 年,一本《泥沙运动统计理论》震动了国际学术界,美国流体力学百科全书曾辟专章予以介绍。凭借对河流泥沙专业的热爱与执着,韩其为攻克了诸多专业难题,研究建立了较为完整的泥沙运动随机理论体系,基本完成了将水库淤积理论由描述性学科到定量表达的发展,深入研究了非均匀悬移质不平衡输沙理论,开创了挟沙能力级配等研究领域,为泥沙运动研究和泥沙输沙数学模型提供了理论基础。

重大理论创新的开拓者

陈祖煜

王 浩

2005 年,两位在水利基础理论研究中取得重大突破的专家陈祖煜、王浩分别当选为中国科学院、中国工程院院士。

1943 年生于重庆的陈祖煜,专注于滑坡和泥石流研究。他1966 年毕业于清华大学水利系,1979 年作为我国第一批访问学者赴加拿大阿尔伯塔(Alberta)大学进修,师从著名的土力学专家摩根斯顿(Morgenstern)教授,1981 年返回祖国,在中国水利水电科学研究院工作。他长期从事边坡稳定理论和数值分析的研究工作,在理论和分析方法两个方面完善了边坡稳定分析领域中著名的Morgenstern-Price法,提出了建立在斜条分法基础上的极限分析上限解的微分方程以及相应的解析解,并将上述成果推广到三维问题的求解,使边坡三维稳定分析现实可行;先后提出了解决小湾、天生桥、漫湾、二滩、天荒坪等大型工程滑坡险情的工程措施并成功实施;编制的边坡稳定分析软件STAB 和EMU 已形成一个具有数百个应用单位的用户网。从1992 年前往新西兰参加第6 届国际滑坡会议申请主办权失利,到2004 年带着同事满满的期待奔赴巴西参加第9 届国际滑坡会议,这12 年里,陈祖煜始终站在国际前沿为我国滑坡泥石流灾害的现状发声。最终,在2004 年6 月30 日,他为中国带回好消息。2008 年 7 月,第10 届国际滑坡会议在中国西安成功举办。

>陈祖煜(中)参加第10 届国际滑坡会议

>王浩(右三)在官厅水库实地考察

1978 年,在黑龙江生产建设兵团当过七年知青、在北京大学无线电系当过两年工人的王浩,通过艰苦自学,考入了清华大学。在清华水利系读书的日子里,王浩得到数位教师的学术指导,而张光斗更是及时为他指引了国家当时所面对的现实需要。恩师们的以身作则,引导这位清华学子走上为国奋斗的历程。毕业后,王浩进入中国水利水电科学研究院工作,单位为他分配了一套住房,距离他的办公室只有400m 远,但每天下班后他都没有时间走路回家,而是在办公室放张折叠床,吃饭在食堂,困了就睡在办公室折叠床上。他每天把尽可能多的时间投入研究,无数的论文、课题研究就是在这日积月累中完成的。王浩深知要建设世界科技强国、实现中华民族伟大复兴,需要做到刚毅坚卓、自强不息、与时俱进,需要以国家的需求为出发点,勇挑祖国建设和社会进步的重担,脚踏实地、不断创新,用更大的成绩、更多的成果回报祖国和人民。王浩长期从事水文水资源研究,创建了“自然-人工”二元水循环理论,参与完成全国水资源综合规划、国家中长期水资源需求计划、南水北调工程总体规划等国家级重大规划,引领推动了水文水资源学科的发展。

继往开来的学术带头人

缪昌文

胡春宏

杜修力

历史的车轮继续向前,迈向新时代的过程中,优秀的科研人才不断涌现。

>缪昌文(左)与博士生在实验室交流

1982 年2 月,正值国家科技人才青黄不接、出现断层的特殊时期,缪昌文大学毕业,品学兼优的他被分配到中国水利水电科学研究院,主要从事建筑材料的性能分析与研究。两年后,他调到江苏省建筑科学研究院工作,凭借出色的表现不久便成为江苏建科院到丹麦进修的第一人。在丹麦的一年里,缪昌文整天泡在封闭的实验室里,无暇顾及心爱的妻子和女儿,虽然备尝艰辛,但研究技能和创新素质得到很大提高。丹麦同行看中他的潜力,邀请他留下工作,缪昌文却丝毫没有心动,放弃在国外的优厚待遇,如期回到江苏建科院。作为学术带头人,他一直潜心于混凝土外加剂的研究,多次取得具有创新性的发明成果,从一个冷门学科起步,逐步使科研成果得到国内和国际学术界的认可。2009 年,江苏建科院申报的高性能土木材料国家重点实验室成功获批,为其科研团队提供更好的发展契机。2011 年,缪昌文当选为中国工程院院士。

胡春宏1989 年6 月于清华大学水利系博士毕业,一直在中国水利水电科学研究院工作。他长期从事泥沙运动力学、河床演变与河道整治、工程泥沙等领域的理论与应用研究,建立了江河水沙调控理论、模型与技术体系,解决了黄河口流路稳定与治理、黄河下游萎缩性河道治理与塑造中水河槽、黄河中游三门峡水库运用方式调整与降低潼关高程、黄河上游水库调控与河道减淤、长江三峡水库及下游河道泥沙模拟与调控、塔里木河干流河道治理与输水堤防建设、官厅水库疏浚整治与恢复向北京市供水等江河治理中的工程技术难题;开展了长江与洞庭湖、鄱阳湖关系演变及其调控,黄河流域水沙变化机理与趋势预测,西南河流源区径流变化和适应性利用等重大问题的研究。2013 年,胡春宏当选为中国工程院院士。

杜修力1962 年12 月出生在四川广安,先后在解放军理工大学、中国科学院工程力学研究所、中国地震局工程力学研究所获得学位,于1992 年10 月至2001 年8 月在中国水利水电科学研究院工作,后调到北京工业大学。虽然学习和工作的单位数次更换,但他始终专注于抗震防护工程的研究,在强地震动模型和设计地震动估计、结构动力学与波动力学、结构-地基动力耦合分析、岩土类材料和钢筋混凝土构件非线性静动力学特性等基础理论与方法,以及结合高坝、核电、桥梁和地下工程等大型结构抗震设计分析关键技术难题与工程实践应用等方面作出了突出贡献。他善于协同攻关,获得过国家地震局、国家电力公司、教育部等多个部门的科技奖励。2021 年,杜修力当选为中国工程院院士。

在中国水利水电科学研究院工作过的15 位院士,其成长奋斗的历程,与祖国的建设发展紧密结合。他们或回归自海外,或成长于国内,书写了科技报国的历史篇章,留下了水利万民的精神谱系,激励着广大科研人员投身新发展阶段的伟大事业,他们胸怀祖国、追求真理、严谨治学、甘为人梯的精神值得我们学习和传承。

>2016 年,胡春宏在三峡工程工地

> 杜修力作报告

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