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踏遍山河探地脉 深耕六载践初心丨彭建兵院士以八件科研实事书写地质报国答卷

2026-06-17   长安大学   阅读量:89

    编者按:黄土高原的风掠过古城西安,彭建兵院士常伫立窗前,凝望远处秦岭如黛。他的目光穿透山河,从黄河岸线到川藏天路,从南海深蓝到火星苍穹,纵贯天地,直达远方。自2019年11月当选中国科学院院士以来,六载春秋,八件实事,他以大地为纸,以科学为墨,书写着家国深情。

    01  “宜居黄河”守安澜

    2020年,彭建兵院士在三秦大地牵头组建陕西省黄河科学研究院,率先提出“宜居黄河”科学构想。这并非简单的环保倡议,而是涵盖安全、绿色、生态、和谐、智慧五大维度的复杂系统工程。

    在实施“宜居黄河”科学计划时,彭建兵院士依托国家重大基金项目,组织国内多个一流学术团队,围绕近年黄土高原轰轰烈烈的平山造城、治沟造地、固沟保塬等重大工程带来的科学挑战开展系统研究,取得一系列重要发现。他提出了一系列灾变防控策略:黄土界面形成黄土渗透通道,控制黄土灾变原型;动水渗透改变水的循环模式,驱动黄土灾变发生;平山造城改变黄土地貌景观,但长期沉降风险可控;治沟造地改变黄土生态面貌,但滑移溃坝灾害可防;固沟保塬改变黄土沟壑格局,但固沟护塬方案可调。因此,通过人地协调、控水控滑控蚀防灾,高原长久宜居可期。

    从问诊地脉到守护安澜,他以科学之力理清了黄河流域“地质—水文—生态—灾害-人地”五系统的耦合机理,诠释了母亲河成为泽被子孙的宜居河的科学路径。

    02  “安全川藏”稳边彊

    川藏铁路穿越全球最复杂的地质构造带,横跨“亚洲地壳运动驱动器”核心区。强震、高位滑坡、冰雪巨灾交织,堪称世界级的工程地质难题。

    彭建兵院士聚焦这一国家重大工程,助推基金委“安全川藏”重大计划实施。面对强震—滑坡—堵江—溃决、冻融—崩塌—泥石流等复合链生灾害,他突破传统工程地质仅关注浅表的局限,创立“四圈互馈”理论:在板块挤压、高原隆升、气候变化和工程扰动的共同作用下,地壳浅表部形成由构造变形圈、岩体松动圈、表部冻融圈、工程扰动圈组成的松弛变动圈,四圈相互作用,主导重大地质灾害的孕育、形成与链生演化。他还提出“四线”控灾理论(雪线、冰线、雨线、高山苔原线),明确灾害空间格局与风险边界,系统识别川藏铁路面临的十大工程地质挑战;组织团队在川藏铁路廊道布设“天—空—地”一体化监测网络,破译高寒山区灾害“基因密码”。

    从摸清地质家底到全程保驾护航,他以科研之力纾解天路之艰,助力国家重大战略工程构筑起坚实的防御屏障。

    03  “生态秦岭”护绿芯

    秦岭之于中国,不仅是地理分界线,更是“中央水塔”“中华绿芯”“中华碳库”,是中华民族的祖脉。2022年,彭建兵院士牵头国家自然科学基金委专项《秦岭生态系统动态演化与绿色发展机制》,开创“生态地质环境系统”新领域。他提出林体、土体、岩体、山体、水体“五体互馈”理论,其中岩体为核心,水体为纽带,林体为生态出口;同步构建“山水林田湖草人”生命共同体的共存、共演、共养、共荣协调理论,以及地质灾害—水土灾害—生态损害的共存递进演化理论和人—地—生三类环境动态平衡理论。他揭示了生态地质环境子系统与生态环境主系统的关系:构造地貌是“生态容器”,岩石土壤是“生态载体”,灾害地质是“生态杀手”。秦岭北麓生态修复工程成为上述系列理论的重要实践场,推动秦岭保护从工程实践层面提升至系统科学高度。

    从修复山体到守护生态命脉,他像一位严谨的“大地医生”,寻求让中华祖脉在科学的守望中永续长青。

    04  “平安南海”卫深蓝

    南海北部陆坡是能源宝库,也是海底灾害的危险禁区。高水压、低温以及复杂的海床结构,使得深海工程面临陆域理论难以覆盖的极端挑战。

    2023年,彭建兵院士领衔开展《琼东南盆地海底地质灾害与风险防控》工程院咨询项目,针对海底滑坡、断层陡坎、巨型麻坑、天然气水合物分解、浅层气等主要灾害类型,系统梳理其分布广、预测难、破坏力强、联动紧密的特征,深刻揭示多灾种协同演化机制与共生耦合关系,阐明了复杂动力环境下的海底灾害机理。他提出了多尺度海底地质勘察技术,构建了海洋工程地质安全评价体系,为南海油气开发、管线铺设及海上平台建设提供了地质依据。此项研究直接服务于海洋强国战略,为南海油气资源开发、海洋工程建设、海上交通运输提供科学支撑。

    从陆域深耕到深蓝经略,他以开拓者之姿拓展了地质安全的边界,为筑牢陆海统筹的科学防线谋篇布局。

    05  “东非探缝”通丝路

    东非大裂谷被称为“地球的伤疤”。中国援建的内马铁路在穿越裂谷区时,遭遇了大规模地裂缝的极限考验,直接威胁路基安全,这在国际基建领域极为罕见。

    彭建兵院士领衔基金委重大国际合作项目,聚焦东非大裂谷这一“地球伤疤”——这条绵延4000多千米的全球最大断陷带,揭示其地裂缝形成与板块拉张、深部火山活动、表水入渗侵蚀的关联机制。他揭示了深部岩浆房活动、地幔柱上涌与浅表动水潜蚀的关联机制,创立了裂谷区地裂缝多级孕灾动力学理论。他提出的选线避让准则与柔性加固措施,成功解决了铁路穿越地裂缝带的难题,突破国际地裂缝减灾技术瓶颈。相关技术应用于“一带一路”东非铁路等重大国际工程,成为中国地质学家为全球交通建设保驾护航的国际典范。

    从裂谷探源到丝路护航,他以科技之力破解地缝密码,展现了中国科学家在全球地质安全领域的担当。

    06  “火星工程”布新局

    随着“天问”系列逐梦星辰,人类移民火星已从幻想进入工程论证阶段。地质学家必须在2.25亿公里外的红色星球,为航天器和人类栖息地寻找安全的“落脚点”。

    彭建兵院士将目光投向这一前沿领域,依托中国科学院学部和基金委联合资助的咨询项目“火星-地球地表过程对比研究”,率领团队研究构建了火星地表的隆升、沉降、剥蚀、堆积、分异、流动、变形、破裂、塌陷与崩滑等十大形貌系统,诠释了十大形貌系统之间的“互联、互馈、互演”关系;从工程地质视角提炼出了风蚀、水冰、风化、灾害、撞击、火山、构造与外星环境等八大地表过程动力系统;厘清了火星特殊环境下的基底、构造、地面、地基、场地、环境等六个稳定性问题,在此基础上编制火星工程地质区划图,为探测器登陆与移民选址提供关键约束依据。

    从守护脚下大地到构建星际安全,他以工程地质学之眼,审视着人类地外宜居的新空间。

    07  “学科战略”立柱梁

    面对新一轮科技革命,传统工程地质学亟须从单一的工程服务向综合的安全保障转型。如何引领学科在前沿航道中突破范式,是彭建兵院士始终思索的战略命题。

    彭建兵院士深知,学科发展不能零敲碎打,必须从顶层设计入手。他依托中国科学院学部的学科战略咨询项目,牵头研究编写《中国学科发展战略·工程地质学》,系统阐述学科定位、发展方向与关键技术,首次构建起我国工程地质学科完整的理论体系与发展蓝图。提出“三大核心”新定位——动力耦合与地质安全、圈层互馈与生态安全、人地协调与人居安全,将生态安全、人居安全纳入工程地质研究范畴,推动学科从单一工程服务向综合安全保障转型升级。他倡导“工程四圈”理论,凝练学科发展五大规律(国家需求引领、前沿研究驱动、高新技术推动、学科交叉融合、地球与工程协同)与“三大思维”(回归工程地质思维、加强力学思维、探测人—地—天系统思维)。他推动了工程地质学科从“问题导向”向“战略引领”转变,强化了与地球系统科学、人工智能等前沿领域的交叉融合。

    从织纲举目到立柱架梁,他以战略远见为学科筑牢根基,立起了中国工程地质学的四梁八柱。

    08  “防灾体系”保国安

    面对全球气候变化引发的极端灾害频发态势,传统“头痛医头”的防灾模式难以应对多灾种耦合和复合链生放大加积的极端格局,构建一套系统、智慧、全链条的防御体系,是实现“平安中国”战略的迫切需求。

    2025年,彭建兵院士联合崔鹏、王会军、殷跃平、唐辉明等院士和众多知名科学家,在基金委“双清论坛”上提出自然灾害防治体系“理论—技术—管理”三维架构,构建“八大核心体系”(基础理论、隐患识别、监测技术、预警技术、评估技术、工程治理、应急救援、调控管理),形成“识别—监测—预警—防御—救援—恢复”全链条闭环防控体系。这一体系架构,标志着中国自然灾害防治从“被动应对”转向“主动防控”,从“经验决策”转向“科学智能”,为国际减灾提供了中国战略方案。

    从技术突破到范式革新,他集学科体系之力,为国家防灾减灾树立了行业标杆,锻造着最坚实的技术盾牌。

    六年八事,彭建兵院士踏出一条清晰的科学足迹:由黄河到高原,由高原到秦岭,由大山到深海,由国内到国外,由地球到火星,由学科到国策。这条路是从“追灾”“防灾”、从“防灾”“治灾”、再到“问道天地”的层层跃升,每一步都镌刻着科研工作者的坚守与担当。

    彭建兵院士常对学生说:“要把论文写在祖国大地上和工程实践中。”如今,他率领团队将论文写在了黄河堤岸的坚实护坡上,写在了川藏山脊的天路廊道上,写在了秦岭深处的葱郁林海中,写在了东非铁路的延伸轨道上,写在了南海深处的探测点位上,更写进了国家自然灾害防治的宏伟蓝图里。

    七十有余的他,依旧每年带着学生跋涉在黄河之畔、高原之上、秦岭之巅,地质锤敲击岩层的声响,是他与大地最深情的对话。山河为卷,大地为证,以身心赴使命、用科学护山河,这是一位科学家最为质朴的家国情怀与责任担当。

出品 / 党委宣传部

资料来源 / 彭建兵院士科研团队

编辑 / 朱 颜

校对 / 徐鲁源

审核 / 冯秋香

终审 / 刘 伟

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中国科学院院士