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致敬“大先生” | 李佩成院士:水润长安育桃李,山川秀美大西北!

2021-11-14   澎湃新闻   阅读量:264

      李佩成, 农业水土工程及水资源与环境专家,中国工程院院士。现任国际干旱半干旱地区水资源与环境研究培训中心主任、长安大学水与发展研究院院长等职,兼任水利部科技委员会委员、自然资源部地质调查局顾问、陕西省决策咨询委员会委员、陕西省生态学会理事长。长期从事农业水土工程、地下水渗流、国土整治、水资源与环境等领域的教学、科研与工程实践。至今共获国家科技进步一等奖等省部级以上奖13项,著书18部,发表论文百余篇,培养博、硕士生百余人。2019年获得中共中央、国务院、中央军委颁发的庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章。

1964年11月10日周恩来总理在莫斯科接见中国留学生

    1

    与水结缘

    求学报国

    古之乾县山川秀美,今之乾县赤地千里。这便是李佩成儿时家乡故地的实貌。从小生活在因天灾人祸连年干旱的乾县,他亲眼目睹了漫塬遍野干旱枯死的庄稼,亲自见证了山龟地裂的黄土高坡,从小便在心中埋下了寻水源、解水荒、安民生的种子。

    1949年,未满15岁的李佩成考上了高中,毕业后以优异的成绩被西北农学院水利系录取。1956年,品学兼优的李佩成以四年全优的成绩完成了大学学业,并获得了留校任教的机会。同年,他光荣加入中国共产党。那时候的他已经读完了前苏联作家尼古拉·奥斯特洛夫斯基所著《钢铁是怎样炼成的》,并挥笔写道:“我也要把自己毕生的精力都献给世界上最壮丽的事业——为人类的解放而斗争,而治水就是这个伟大斗争的一个组成部分。”

    1957年,李佩成所在的院系调整进入了西安交通大学,第二年,李佩成在西安交大通过了留苏研究生选拔考试,但由于中苏关系变化,留学之行暂时搁浅。

1963年冬与留苏同学在莫斯科

    在暂时不能出国留学的情况下,李佩成被组织安排到中国农业科学院灌溉研究所进修学习。此时正值北京1962年到1963年冬春为抗旱而开展的打井运动,他跟随我国著名打井专家葛荫萱和灌溉所所长粟宗嵩先生跑遍了北京郊区和郊县,翻阅了大量的文献资料,于1963年春写成了《利用地下水灌溉的好处及其在国外的发展》一文,并发表在《中国农业科学》杂志上。在这一文中,他结合中外经验和教训,提出了开发利用地下水要作到“井渠结合、灌排结合、灌溉与农牧供水相结合”的结论,为我国开发利用地下水、综合利用地面水和地下水资源,发展灌溉事业,防治旱涝碱,提供了理论参考,并为后来发展治水理论创造了良好的开端。

在水力积分仪上研究人工补给渗流过程

    1963 年10月,李佩成抵达莫斯科地质探勘学院,曾当过援华专家的系主任克里门托夫教授成为他的导师。让李佩成没想到的是,克里门托夫因为对有些领域不熟悉,还特邀其他领域的几位专家共同指导他。跨学科的培养,让他在学术上有了质的飞跃。不久,李佩成就系统地提出了渗流计算的“割离井法理论”,回国后整理成为专著《地下水非稳定渗流解析法》,于1990年由科学出版社出版发行。

在莫斯科与外国同学合影

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    学有所成

    荣归故里

    刚回国时的李佩成年轻有为、意气风发,八百里秦川正是李佩成大刀阔斧施展拳脚的场地。踏上故乡的热土,心也扎根于此。从1967年到1979年的12年间,在三秦大地上只要有农村井场、水库和农田基建工地的地方,就有李佩成的身影。在临潼县,他时常在十多米高的井架上爬上爬下,也因此被工人们尊称为“打井行家”;在富平县,他把废弃仓库打扫干净,安营扎寨,举办找水、打井、研究地下水库的训练班;在泾阳、三原、高陵等地,他和几位老师带领着包括学生在内的小分队打井修渠,还完成了泾惠渠总干渠改线的勘测和设计任务,并于当年冬春开工修成;在家乡乾县,他与王树珍、刘才良、马宏良、杜希贤等合作者一起研发了黄土辐射井,并合作编著出版了《辐射井》一书。

2001年与项目组部分成员讨论再造山川秀美分区

    黄土辐射井是由大口竖井与辐射孔构成的,根据黄土的水文地质条件和工程地质特性,一般在竖井下部打8-10根辐射孔取水,辐射孔呈辐射状分布,一根长约100米。李佩成依据黄土特性创造性设计的总长千米的辐射孔,不用装滤水管,不仅节约管材,降低了造价,而且减小进水阻力,不冲不淤。有了辐射孔收集渗水,出水量比其他井型大8-12倍,改变了“黄土不能成为含水层”的传统理论。后来,黄土辐射井被推广到10余个省(市、区),惠及亿万人民,取得了重大的经济效益,也因此于1978年获得了全国科学大会奖。

1973年黄土辐射井的辐射孔在喷水

    辐射井打成那一刻,抽出的水像小河一样流向田野,使旱塬变成了“秦川水乡”,也使塬上的父老乡亲们沉浸在欢乐之中。李佩成说:“那是我最开心的一天”。在离开家乡井场转战武功县继续打井的那天,乡亲们送他上车,依依不舍。汽车开动后,他把一个纸包扔给乡亲,这是他不得不收下的粮票和伙食费,乡亲们发现后追赶着,呼喊着!此刻他才感到心安理得,他用自己的知识回报了乡亲,用自己的心血浇灌了家乡的土地,而没有因此贪占一分钱的便宜。

    3

    “三水理论”

    再造山川秀美大西北

理论结合实际的研究验证了三水统观统管的正确性

    1993年,西安因城市规模扩大过快,地下水开采过量,出现了一场大规模的水荒。作为一名长期生活在陕西的水利专家,李佩成知道:每年从秦岭72峪流出的水,总计有21-24亿立方米,而当时西安每年的用水量为3亿立方米。按说,西安城是不应该闹水荒的。

    到底是什么原因导致了西安的水荒问题?经研究发现,西安的城市用水,只是片面地开发了数量有限的地下水,却忽略了数量庞大的“地上水”和“天上水”。为解决西安市出现的严重水荒,很快,李佩成就向陕西省和西安市领导提交了《群峪协井,两水并用,关于完满解决西安供水水荒问题的建议》。指出可以把秦岭峪口的水“长藤结瓜”,“通过自流引入西安市区”。该建议被市领导批示采纳后,西安市的水荒很快得到缓解。这就是李佩成破解西安水荒的“三水理论”,即将秦岭北坡各峪各河的地上水连同地下水,以及藏在大气中的“天上水”协同调用。

1985年轻型井的钻进

    1999年由李佩成主持开始立项研究,项目拟定了多途径解决‘八水绕长安’盛景工程用水的调配方案,设计了恢复盛景工程的河网布设,以及集水利、交通、休闲、娱乐于一体的引水工程,进行了用水量的框算,并初步设想和规划了相应的配景工程和绿化工程。2004年11月项目圆满完成,通过验收,成果获陕西省科技进步二等奖。

基于三水统观统管的井渠结合灌区

    2010年,李佩成教授又提出:在原来研究的基础上,开拓思路,以更广阔的视角和深远的构想,传承城市历史文化底蕴,利用现代方法技术,优化西安国际大都市生态环境建设,深化“重现‘八水绕长安’盛景工程”的研究。项目分析了西安市水环境存在问题,提出了继续实施“三水统观统管”、多水互补,节水与分质供水相结合,科学调控,分阶段实施的办法;兴建一批规划水库,增强调蓄能力;待大西安整个供水体系完建后,实施联网,科学调配,统筹兼顾,走永续发展的道路等一系列建议,为建设美丽中国提供了理论经验和实践路径。

在甘肃调研再造山川秀美

甘肃庄浪县的再造山川秀美工程

    踏遍青山人未老,归来还是少年心。随着“八水绕长安”项目的顺利进行,李老的心境也可谓“老骥伏枥,志在千里”。李老86岁高龄时,仍希望能够为我国水利事业做出更多的贡献,他把研究区域放大到了整个大西北,把“八水绕长安”项目扩大为“再造山川秀美大西北”。他希望自己的光和热可以给更多的人带来温暖,希望自己的学识可以把水引入更广袤的大地,滋润更多人的心田。

    4

    著书立说

    传教后人

    在与水结缘的几十年岁月里,李佩成提出最具开创性的概念当属“水文生态学”。这一概念萌生于1988年冬,李佩成二次赴苏对中亚的荒漠治理开发和咸海萎缩作了考察。在考察中他发现了许多问题,认为必须强化人类活动与水文生态相互影响的研究。回国后,除了自己对其进行深入研究,他还指导自己的博士生冯国章以此概念为基础进行了科学研究,以水文生态为选题完成博士论文《水事活动对区域水文生态系统的影响及其对策研究》,并获得了2000年“全国百篇优秀博士论文奖”。

1987年考察美国灌区

    李佩成教授认为,多次水利事故证明,水文与生态是密切相关的,水利建设可能引发重大生态问题,若不及早关注和研究,人类将为此付出沉重的代价,在干旱半干旱地区尤其如此。基于此,他定义的水文生态系统,即由水文系统和生态系统复合而成,集水文循环与生态进化及其共同的自然环境、人工环境于一体,是一个具有耗散结构和远离平衡态的、开放的、动态的、非线性的复杂巨系统。水文生态系统具有空间性和层次性,有大有小,大到可以是整个地球,小到全国各地的小江小河,均可以看作是一个相应的水文生态系统。

1986年带领青年教师在野外勘察

    对于水文生态的理论核心,李佩成认为,任何水文系统必然产生或影响着相应的生态系统,相应的,任何生态系统必然包含着或受制于一定的水文系统,从而以其作为支撑。这深刻启示人们在研究或解决生态问题时,不要忽略或忘记相应的水文问题;而在改变或扰动水文因子或系统时,不要忽略或忘记可能由此而引起的生态系统的变化。水文生态学理论还强调,水利工程建设以及其他工程建设在环境评价时,要全面研究和评价可能引起的流域范围内的水文变化,或者说是水文生态变化,而不能只评价工程本身及其附近地域,也就是说水利工程应进行“水文生态”评价。

1989年10月在中亚考察

    水文生态理论的提出和学科建立,不仅具有学术价值,而且具有重大的指导实践的意义,它将带动生态学、水文学、河流学、湖泊学、水文地质学、水工建筑学、农田水利学等的发展;水文生态学也将以这些学科为基础而获得发展,从而推动人类认识自然的新飞跃,推进水利建设和生态建设的新发展。

    5

    “三水理论”

    再造山川秀美大西北

    2003年长安大学举行的新年团拜会上,刚刚当选为中国工程院院士的李佩成教授,面向全校宣读了他当选院士后的“113553十年规划”。“113553”规划是指在评选为中国工程院院士以后的十年时间内,从2004年开始,再头脑清醒十年,到80岁,保持健康的身体,争取不糊涂,不虚度,清清楚楚跟党走,勤勤恳恳再奋进,向组织表示要实现“113553”规划。这是他发自肺腑的感言,也是他当选院士后的表态。“规划”掷地有声,与会同志被这位古稀之年老教授的精神所感动。

2010年在新疆玛纳斯河流域进行旱区水文生态与水安全考察

2011年考察团在田间考察

    如今李佩成院士的“113553十年规划”早已超额完成。面对这些成绩,他表示:“这是党和政府给予我的最高荣誉,反映了同行师友给予我的最大信任,同时也包含着祖国和人民更加殷切的期望,我将铭记在心。今后,我将继续在治水的路上寻梦,结合自己的学科专业,要在解决中国尤其是西北地区的农业水土工程问题、干旱缺水问题、水资源与环境问题以及再造山川秀美等方面,努力奉献,再立新功”。

直至今日,李佩成院士依旧坚守在祖国水利事业的一线。

水润长安育桃李,风为霓裳水为佩。

八水环绕景自成,山川秀美大西北。

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    原标题:《致敬“大先生” | 李佩成院士:水润长安育桃李,山川秀美大西北!》