大坝的守护神———记中国工程院院士、河海大学教授吴中如

来源:河海大学报发布时间:2012-10-10

大坝,是人类创造的驯服江河、利用自然的奇迹。在波浪滚滚的长江上,在雄浑壮阔的黄河上……巍然耸立着一座座高坝。这些高坝的建成,凝聚了无数水利工作者辛勤的汗水。有一个人,他不是大坝的建设者,却对大坝倾注了毕生的心血。他所从事的工作,不仅与大坝的生死存亡密切相关,还产生了显著的社会经济效益。他,就是中国工程院院士吴中如,河海人的骄傲。

 

 

难忘恩师教诲

 

吴中如出生于太湖之滨的一个农民家庭,正是战火纷飞的年代,为躲避日本兵的搜捕,母亲在太湖的芦苇丛中生下了他。童年历经磨难和艰辛的生活锻炼了他勤奋好学和吃苦耐劳的作风。

 

1958年,吴中如高中毕业,考入华东水利学院。刚进校时,吴中如情绪非常低沉,闹起了“专业情绪”。“这时,影响我一生的陈久宇老师走进了我的生活,他忘我的敬业精神、严谨的治学态度、诚恳的为人作风,对我的影响非常大。特别是他常常鼓励我,年轻人做任何事情都要充满必胜的信心,锲而不舍方能成功。在他的教诲下,我爱上了水电专业,经过5年的寒窗苦读,使我打下了坝工知识和力学分析等扎实的专业基础。”陈久宇教授不仅把他对祖国水利水电事业的赤诚之心传给了年轻的吴中如,还时刻关心着这个得意弟子。“文革”一结束,陈教授即设法将从事学非所用工作的吴中如调回了华东水利学院。为了使已不算年轻的吴中如尽快成长起来,陈教授安排吴中如先讲授专业课,再参加实际研究工作,逐步把吴中如引入到他自己开辟的研究领域:大坝安全监测。然而正当师生研究的项目《有关混凝土大坝变形观测物理量模型》有所突破,渐入佳境时,陈教授却因积劳成疾,突发脑溢血逝世。吴中如强忍着突失恩师的悲痛,牢记陈教授对他的教诲和鼓励,潜心钻研,用信心和恒心战胜了一次又一次的失败和挫折,终于圆满完成了导师遗留下来的科研项目,并将研究成果应用于实际,产生了显著的社会经济效益。此后,龙羊峡、新安江等30多座大中型水电站相继委托吴中如等进行安全分析和评价。

 

同恩师一样,吴中如也是一位深受弟子尊敬的好老师。“传道、授业、解惑”,吴中如做的一丝不苟。他十分注重对他们基础课、外语、计算机能力的培养,更注重对他们的德育教育,教育他们学会做人、刻苦学习、学风严谨,要求他们有较强的事业心。常对他们说:“当今的时代,科学研究人员要取得成就,除了严谨刻苦外,重要的是经得起名利、困难和挫折的考验。特别是当前市场经济环境下,社会上有不正之风,有不尽如人意之处,所以,更要正确对待名利与事业的关系,名利和事业都是无止境的。要做到有所为,有所不为。淡薄名利,建立强烈的事业心和责任感,始终不渝地把事业放在第一位,发扬科技工作者的献身精神,努力开拓创新,克服前进中的困难和挫折,才能取得更大的成就,成为优秀和杰出的人才。”在生活上,吴中如更是无微不至地关心着他们。每一个节日,中秋、元旦……他都是和学生一起度过的。

 

                    科学来不得半点马虎

 

“科学研究来不得半点马虎,每一个细微之处都不能忽视,一定要相当的严谨。严谨是取得科研成果的基础和前提。”

 

吴中如说,“特别是我们搞坝工研究的,就是大坝的医生。如果粗心大意,推测不严密,计算不准确,造成的后果将不堪设想。每座大坝的背后都是一个水库,如果安全不够,下游的人民群众就会感到有一颗随时可能爆炸的炸弹悬在头顶上。”

 

也正是靠这种高度的责任感和一丝不苟的科学精神,吴中如取得了一项又一项重大科研成果:

 

他在国内外首先提出综合实测资料,用小概率法、粘弹性和粘弹塑性理论及方法拟定变形监控指标,并在佛子岭、龙羊峡等工程中得到应用,对避免佛子岭大坝在199311月下旬的运行事故中起到了关键作用。

 

他提出并研制的大坝安全综合评价专家系统,由“一机四库”(综合推理机、知识库、数据库、方法库、图库)组成,充分利用人工智能技术,应用和开发现代计算机的先进软硬件,对大坝安全进行全过程的综合分析、评价和辅助决策,对实施监控大坝安全起到了重大作用。

 

他建立了完整的监控模型体系,提出和建立了确定性模型和混合型以及基以混沌理论、模糊数学、灰色系统和神经网络等的监控数学预报模型,在大坝监控领域内得到广泛应用。

 

他发展和完善了反分析理论和方法,结合实测资料及理论分析,反演变形、热力学、断裂、渗透等物理力学参数,对完善坝工理论、提高数值模型精度有着重大的理论和实用价值。

……

 

吴中如不仅在理论研究上探索建立了完整的理论体系,取得了丰硕的成果。还在实际工作中,他把科研与实际工程紧密结合起来,不仅发挥了重要的作用,还取得了大量的经济效益。“大坝安全综合评价专家系统”应用于佛子岭水库后,佛子岭汛期水位从112.56提高到117.56,每年增加蓄水量8000万立方米,增加发电量300万度,增加粮食4000万公斤,应用了三年直接产生经济效益1245万元。另一项科研成果“大坝安全综合评判决策支持系统”,仅应用在龙羊峡水库四年,因抬高水位就增加发电产值约3亿元,节约原煤280万吨。

 

心系三峡大坝

 

三峡工程是当今世界上第一大水利水电枢纽工程,规模大、工期长,下游又是我国人口密集的经济发达地区,其安全是关系到我国国计民生和国际形象的大事。

 

1993年开始,吴中如就参与了三峡工程的论证设计。在三峡大坝的设计施工中,吴中如被委以重任,负责整个工程的安全监测工作。由于三峡大坝坝址的地质条件非常复杂,对监测工作提出更高的要求,诸多标准超出了国家乃至世界标准,近乎苟刻。吴中如感到自己肩上沉甸甸的重担。

 

三峡工程面广量大,如何监测?如何采集数据?如何对数据进行分析?一道道难题摆在吴中如的面前。“这项工程绝不能有丝毫的失误,否则造成的后果将不堪设想,也将会成为中华民族的千古罪人。”本着对自己“细而再细,慎而再慎”的严格要求,吴中如针对三峡工程建筑物多、工期长、测点多的特点,带领研究人员有序而准确可靠地采集和管理数据以及安全分析、评价和模型的要求,应用优化理论,对总体结构、信息管理、监测仪器的布置和变形监测网等进行优化研究。这些研究成果大部分已应用于三峡工程,节省工程投资一亿多元,为三峡工程建立一流的安全监测系统,及时了解工程工作性态,确保工程建筑物安全运行,作出了重大的贡献,并具有重大学术价值和实用价值。

 

在整个三峡工程的施工中,吴中如把自己近年来的四项科研成果应用到安全监测中,取得了一个又一个令人信服的数据。在三号、五号船闸的施工建设中,专家们对岩石向内位移多大,数据不一。有的专家提出岩石的位移达120厘米,有的专家提出是40厘米,还有的提出在20厘米左右,大家争论不休,一直没有定论。位移数据定不下来,不仅影响工程进度,还会导致闸门变形。吴中如通过传感器采集的数据进行分析,得出了岩石位移的权威数据:不超过6厘米,一举解决了大家的分歧。

 

“尊师爱友,埋头苦干,学以致用,勇攀高峰”这十六个字,是吴中如1997年当选中国工程院院士时众弟子送给他的,至今仍高高地悬挂于吴中如办公室的墙上。这十六个字,是吴中如为人治学的真实写照。(刘霞)