为西部大开发夯实基础

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　　在2006年1月隆重举行的全国科学技术大会上，成都理工大学黄润秋教授从党和国家领导人手中接过了代表国家科学技术最高级别奖励之一――国家科学技术进步奖一等奖的奖励证书，42岁的他脸上绽放出了欣喜的笑容，这份笑是一种自豪：这是成都理工大学建校50年的历史上，第一次获得这样的殊荣，也是献给他所热爱的学校即将到来的50周年校庆的一份厚礼。这份笑是一种自信：该成果代表了成都理工大学科研人员在我国西南地区地质灾害防治与环境保护、资源开发、交通基础设施建设等领域所做出的杰出贡献。这份笑更带着一种自然：成都理工大学三代学者在这一项目上进行了持续二十余载的艰苦探索，取得了国内外公认的成果，获奖已是水到渠成。
　　
　　立足西南 披肝沥胆
　　
　　在世人眼里，西南无疑是片神奇的土地，这里群山连绵，河流急湍。这里有世界最高的高原――青藏高原；这里有地球上最高的山峰――珠穆朗玛峰；这里有地球上最深的峡谷――雅鲁藏布大峡谷；这里有神秘的世外桃源――香格里拉；这里有世界上海拔最高的高原湖――霍尔帕湖；这里是“地球之肾”――长江、恒河等中外众多著名大江大河源于此处……
　　而在黄润秋等成都理工大学科研人员的眼里，地处青藏高原东侧的西南地区则是我国地质灾害发育最为频繁的地区。在这一地区众多的灾难性地质灾害事件中，尤以高边坡失稳所导致的崩滑地质灾害最为突出。由于受青藏高原第四纪以来持续隆升的影响，在青藏高原与云贵高原和四川盆地之间形成了巨大地形坡降带，构成我国大陆地形从西向东急剧骤降的特点。在此过程中，发育于青藏高原的金沙江及其主要支流（雅砻江、大渡河、岷江）以及澜沧江、怒江等深切成谷，形成高山峡谷的地貌景观。特殊的地域地质环境，地壳内、外动力条件的强烈交织与转化，不仅导致西南地区高边坡“景观”发育，构成这一地区人类活动的主要地质环境，而且导致由于高边坡失稳造成的崩滑地质灾害极为频繁，并且具有规模大、机理复杂、危害大、防治难度高的特点，在全世界范围内也具有典型性和独特性，构成影响和制约这一地区社会经济发展和我国西部大开发战略实施的一个重要环境地学问题，亟待研究解决。
　　从20世纪80年代中期起，结合西南地区重大工程建设和重大地质灾害防治，黄润秋、张倬元等成都理工大学科研团队就开始了对高边坡稳定性评价与灾害防治分析技术与方法的探索与开拓。通过近20年的努力，他们先后承担了不同行业约50项高边坡稳定性评价及灾害防治课题。金沙江向家坝水电站、溪洛渡水电站、白鹤滩水电站，雅砻江锦屏水电站，澜沧江小湾水电站、糯扎渡水电站，大渡河瀑布沟水电站、大岗山水电站，岷江紫坪铺水电站，三峡工程船闸高边坡，攀枝花露天矿高边坡，四川九黄机场、贵州荔波机场高填方体边坡……这些西南地区的大型工程得以顺利实施，无不凝结着课题组专家们的智慧和心血。
　　黄润秋教授等人进行科研工作的地区大多是自然条件及生活环境十分恶劣的地区。为了查清与大型工程建设有关的重大工程地质问题和地质灾害的形成机理，多年来，黄润秋教授以身作则，每年坚持3个月以上的野外工作。披星戴月，风餐露宿，历经艰险和多次的生命威胁：从马背上掉下来，险些摔下数百米深的峡谷，巧的是崖边一块凸石挡住了他；由于痴情于地质调查，直到数十响开山炮在离他仅十余米的距离爆炸才从忘情中惊醒，幸运的是地形掩护了他；从山上掉下的石块擦着他的脑门飞过，好在是同伴的一声惊呼救了他……黄润秋常常对自己的同事和研究生这样说：“干工程地质这一行确实很艰苦，也有危险，甚至有牺牲的可能。而正是因为有危险、有牺牲，我们的工作才更有意义、更有价值，也更加光荣。能用我们的奉献和牺牲换来人类的幸福，换来地质资源的安全利用，这正是千千万万地质工作者的自豪。”
　　长期以来，黄润秋几乎没有节假日，没有寒暑假，每天常常从早工作到深夜一、两点钟。在校园里，老师们都知道，晚上最后熄灯的房间肯定是黄润秋的工作室；连夜晚巡逻的保卫人员也知道，深夜一个人走在寂静的校园路上，匆匆往家属区赶的往往也是黄润秋。黄润秋至今心感内疚的是，为了事业，他对自己的小家庭照顾得太少，即使是对自己心爱的女儿，他能尽一个父亲责任的时间，也只有每天晚上6点至7点半连吃晚饭包括在内的不到两个小时。为拿出对某电站大坝稳定性的数值分析，他泡在计算机房长达3个多月。由于当时学校的计算机是电子管式的老机器，长长的纸带几乎堆了一屋，他只好趴在地板上分析计算，其艰辛的程度可想而知。有时回家已睡下了，想到一个问题需要重新计算，他又马上返回计算机房。为此，值班的同志“骂”他是“疯子”，但也被他对事业的痴情和投入而深深地感动。
　　对于自己的付出，黄润秋并不是特别在意，他动情地说：“是祖国的需要让我们有了施展才华的空间；而在成都理工大学这块学术沃土里，有众多的师长同仁与我共同努力，才取得了一些成绩。”的确，此次由黄润秋教授领衔的获奖项目是西部地区唯一一个由单个单位独立完成的获奖项目，这里面饱含着三代人20年持续不断探索与实践的努力。与黄润秋教授一道奋斗的既有他的导师：张倬元、王士天；亦有其同事和学生：许模、严明、刘汉超、许强、王运生、林锋、李天
　　斌、邓辉、胡卸文、柴贺军、李渝生、赵其华……
　　
　　创新技术 屡建功勋
　　
　　“中国西南高边坡稳定性评价及灾害防治”成果的得出实属不易，以黄润秋教授等人为代表的一批成都理工大学科研工作者前后用了近20年的时间，通过理论与实践的不断结合，经历了认识――应用――反馈――再认识……的不断完善和逐步提高过程，方才形成了今天的集成系统。
　　20世纪80年代中后期，他们系统涉及高边坡问题是当时黄河上游拟建（目前已开工建设）的最大水力发电工程――拉西瓦水电站坝址的Ⅱ号变形体高边坡，和长江三峡工程库区的高边坡（结合国家“七五”科技攻关项目）。在研究过程中，他们初步认识到了高边坡，尤其是岩石高边坡的稳定性问题与其形成的谷坡动力学过程具有密切的联系，是一个动态的地质历史过程，必须从“地质过程”的角度对其变形破坏机制进行全面深入的研究，从而指导稳定性评价和灾害防治。为此，他们建立了河谷高边坡应力场发育模式和岩体结构表生改造的观点，并形成了初步的“变形稳定性”定性分析的概念。但是，由于当时技术水平发展的限制，他们在评价技术方面重点还是采用简化力学模型或“等效模型“来替代“时间效应”模型的方法，并应用于黄河拉西瓦水电站大坝左坝肩上方高达210米的高边坡稳定性评价――这个问题几乎制约了整个工程的可行性决策。通过研究，课题组认为边坡在天然情况和正常蓄水工况条件下稳定性系数可以达到1.1，考虑长期稳定性和地震荷载的作用，边坡稳定性会降低到0.9～1.0之间，但是通过工程措施，可以达到设计的工程安全标准。这一结论被设计部门所采用，从而很好地回答了制约该工程建设的重大工程地质问题。目前，该工程作为黄河上游最大的水力发电工程已于2003年正式动工修建。
　　20世纪90年代上半期（1990～1996年），成都理工大学课题组专家在西南地区遇到了5个条件更为复杂和典型的高边坡问题，一个是金沙江向家坝水电站马布坎高边坡，位于大坝坝前，高达600余米；一个是雅砻江锦屏水电站坝址左岸的高边坡，高达300余米；另一个是澜沧江小湾水电站坝址左岸的高边坡，高达700余米。这三个工程都是西南地区代表性的大型水电工程，上述的边坡也都处于工程的关键部位，严重影响和制约了工程的可行性。还有两个分别是1989年7月发生于四川溪口镇的由于高边坡失稳形成大型灾难性滑坡，死亡人数达210余人；和1996年发生于贵州印江县的“岩口”大型灾难性滑坡。这一期间他们在高边坡稳定性评价方面的研究工作也得到了国家自然科学基金委员会和教育部跨世纪人才专项基金的支持。

　　20世纪90年代中期以来，课题组在稳定性评价技术方面的工作逐渐走向成熟，并重点发展灾害防治措施的模拟技术阶段。首先，在国土资源部的支持下，他们开展了《中国西南地壳表层动力过程与地质灾变效应研究》的部级重点项目，同时，获得了国家杰出青年科学基金和国家“九五”重点科技攻关计划对这一领域研究工作的支持。同样重要的是，课题组承担了国内规模仅次于三峡工程的水电工程――金沙江溪洛渡巨型水电工程“高边坡的岩体结构特征及其工程适宜性研究”，并有幸参加了三峡船闸高边坡施工期的变形预测和控制研究，雅砻江锦屏水电站左岸高边坡稳定性评价的研究工作也得以了继续进行。这一期间的高边坡问题不仅是规模大、条件复杂，而且成都理工大学科研人员面临了若干处于施工或即将进入施工阶段的高边坡；他们不仅涉及稳定性评价问题，而且更重要的是要回答工程的适宜性及灾害防治和控制问题，即如何防范工程灾害。
　　通过多年结合工程实践的不断探索，黄润秋等人在深刻认识中国西南地区特殊地质环境条件形成机理及发育特征的基础上，提出了具有针对性的以“地质过程机制分析-量化评价”为核心的学术思想体系，和以“系统工程地质分析”为主体的评价方法和应用技术体系，形成了“高边坡复杂岩体结构精细描述和建模”、“边坡变形破坏机理模式及变形稳定性评价方法”和“地质灾害过程模拟与过程控制”三大支撑技术。
　　在这一学术思想体系下，他们通过大量工程实践，围绕高边坡稳定性评价和灾害防治的“三大”核心技术，在以下几方面取得了重要的技术成果：一是建立了高边坡复杂岩体结构描述的指标体系和配套的野外调查与工作方法；二是提出了西南地区高边坡演化动力学过程的三阶段理论；三是建立了西南地区典型高边坡变形破坏模式、大型滑坡发生机理及灾害防治原则；四是建立了高边坡变形稳定性评价的“过程模拟”分析技术；五是形成了基于变形理论的高边坡稳定性“过程控制”技术。
　　多年的实践表明，成都理工大学科研团队在这一领域所取得的认识和建立的评价技术体系是符合西南地区高边坡问题实际的，得到了有关勘测、设计及工程建设管理部门的认可。这套评价方法和工作体系先后运用到数十项工程实践，尤其是被西部地区目前已开工建设和进入施工准备的三大水电工程――金沙江溪洛渡水电站、雅砻江锦屏水电站、澜沧江小湾水电站的预可研、可研和施工等不同阶段所采纳，为工程实施和高边坡灾害防治提供了有力的技术保障，为西部大开发的顺利进行奠定了坚实基础。
　　
　　推广应用 前景广阔
　　
　　在2005年1月～5月间，有“美人谷”之称的四川省甘孜藏族自治州丹巴县曾面临灭顶之灾。丹巴县城建设街西南侧的后山坡度为60度，在2005年1月后出现变形，2月15日开始滑坡变形加剧，2月21日下午3时22分，上百吨沙石加速滑下，呼啸冲向县城街道，20余间居民房屋被冲毁，街道被迫中断。1067户居民、4558人生命安全，11385万元固定财产受到了严重威胁。
　　危难时刻方显英雄本色，成都理工大学专家带着满腔热情和创新技术及时赶到――黄润秋、张倬元和许强教授等人冒着随时会发生山体滑坡的危险，与丹巴县干部群众以及武警战士一起战斗在防控减灾最前线，以自己的专业知识和智慧，成功地指导和组织该滑坡的抢险救灾工作，他们实施了前缘堆载，锚索加固和后缘防水应急治理工程，使滑坡体趋于稳定，成功实现了四川省政府制定的“确保不死人、力争不滑坡”的目标，为相关部门打赢“丹巴县城保卫战”做出了突出的贡献。
　　像保卫丹巴县这样的事迹对于黄润秋等人来说并不罕见，2001年以来，成都理工大学课题组重点开展了对自己创新技术体系的推广应用工作。主要通过以下两个途径：一是依托他们所掌握的这方面技术，在更广的范围内承担这方面的研究工作；另一个是通过技术咨询、讲座、学术报告会等形式推广这一技术体系。近三年来，他们先后又承担了不同领域近20项高边坡稳定性评价及其灾害防治课题；“高边坡稳定性评价及灾害防治”的成果也在资源开发、交通基础设施建设、地质勘探和地质环境保护等领域的数十项工程中得到推广应用，取得了很好的实施效果。同时，成都理工大学专家还在国内举办和开展了数十场次的技术讲座、技术咨询和学术报告，形成了这一领域的主要技术流派，培养了一批优秀人才，推动了这一领域的科技进步和学科发展。
　　在进行推广过程中，课题组特别重视把创新成果进行总结和发表。依托“中国西南高边坡稳定性评价及灾害防治”项目成果，1990年以来，共出版系列专著7部，在国际刊物及国内核心刊物上发表论文300余篇，培养博士、硕士研究生50余名，先后获省部级科技成果一等奖2项、二等奖4项、三等奖1项。“中国西南高边坡稳定性评价及灾害防治”的研究成果构成了成都理工大学“地质工程”国家重点学科和“地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室”（国土资源部重点实验室，四川省-科技部联合国家重点实验室培育基地）最为重要的学术支撑和技术优势，在国内、外产生了较大影响。形成了我国这一领域重要的科学研究和人才培养基地，推动了这一领域的科技进步和学科发展。
　　高边坡及其地质灾害问题在西南地区具有普遍性、代表性和典型性。一方面，自然过程形成的高边坡及其地质灾害已经对这一地区社会经济发展和人民生命财产安全构成重大威胁。另一方面，随着我国西部大开发战略的实施，一系列举世瞩目的重大工程，如“西电东送”大型骨干电源点建设、南水北调工程、高速和高等级公路网建设及大型矿山开发等已经或即将实施。毫无疑问，这一地区的进一步开发，也必将带来更大规模、更大范围的高边坡地质灾害及相关的环境问题。“西南高边坡稳定性评价及灾害防治”研究成果为这一地区地质灾害防治、大型工程建设的选址、可行性论证及灾害治理工程设计提供了系统、先进、实用和适用的评价技术与方法。因而，在这一地区的社会发展和经济建设中必将会具有非常广泛的应用前景，并产生更为显著的防灾减灾社会效益和服务于工程建设的经济效益。

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