中国科学院院士薛禹群：打开“水科学”走向世

交汇点讯 首次将数学、计算机引入到地下水动力学的研究当中，彻底改变了传统地质学依靠“罗盘、放大镜、铁锤”进行研究的方式，首次运用数学建模将地下水的体量和流速定性表示出来……作为我国地下水资源研究的领头人之一，中国科学院院士、南京大学教授薛禹群，用一甲子的勤勉，在研究海水入侵、地面沉降和地下水污染领域收获了丰硕的学术成果。伏流无声，薛禹群却淌过岁月的河流，打开了我国地下水科学研究走向世界的大门。

建立国内第一个三维海水入侵模型

一头花白头发，满面和煦笑容，薛禹群院士俨然一位平易近人的“邻家老伯”。“科研不能靠想象，观测数据做不得半点假。”“要做学问，先要做人，做一个老老实实的人，做一个立志报国的人。”关于怎么做好学问，老人娓娓道来。 “当年之所以念工学院，是高中时去杭州参观钱塘江大桥，觉得工科能够帮助国家解决问题。”胸怀这一朴实的理想，1952年的夏天，薛禹群从唐山工学院毕业，连家都没有回，就直接来到了南京大学地质系，从此开始了长达60多年的科研和教学生涯。 水是生命之源、生产之要、生态之基。“建工厂首先需要考虑水源，地质地形也同样需要考虑”，薛禹群深知水文地质研究对国民经济发展的重要性。上世纪80年代初，我国沿海地区因过量开采地下水，造成了海水入侵，并导致了地下水恶化、土地盐碱化，使得沿海土地难以耕种。薛禹群心系国家水环境问题，迅速投身到对海水入侵问题的研究中。 当时国际上尚无一个针对海水入侵的三维监测网，研究仅停留在单维水平。薛禹群经过多方实地考察、论证，建立了国内第一个三维海水监测网，经过长达7年的不间断监测，取得了大量的科学数据，系统地揭示了我国海水入侵的特点、成因和规律，建立了国内第一个三维海水入侵模型。 此后，薛禹群从我国实际出发，建立了一系列水量、水质模型，其中很多属我国最早出现的此类模型。同时还提出很多模型求解方法，其中一些算法达国际先进水平。这些原创性成果，为我国水资源评价、水位预报、地下水污染预测提供了先进方法和手段，对山东莱州湾项目、整个长江三角洲地区的地下水管理和地面沉降的防控等，起到了非常重要的科学支撑作用。 薛禹群的学术成就得到了国际国内同行的高度认可。获得教育部科学技术进步奖一等奖等多个奖项，并于1999年当选为中国科学院院士。他推动主持了我国首次地下水水流和污染模拟国际会议，中国学者的研究成果由此走向世界。

做研究要当破除成规的“勇士”

薛禹群一直倡导“睁开眼睛看世界”。早在上世界70年代，随着大量国外文献、书籍的引入，薛禹群就发现外面还有一个更加精彩的水科学世界，顿时惊觉以往引以为荣的以三大件——罗盘、铁锤、放大镜为代表的地质之路已经远远不适应新形势了。 “国外开始用计算机来模拟、再现地下水流过程，通过建立数学模型来刻画实际地下水系统内所发生的物理过程的数量关系和空间形式，达到再现地下水系统的能力。”薛禹群非常兴奋，敏锐地感觉到这是未来水文地质学科发展的一个重要方向。 “水无常形”，传统方法研究地下水，只能解决“哪里有地下水”的问题，而无法精确预测地下水的水量。为了解决国家实际生产的需要，薛禹群此时做了一个重大决定：放弃研究了10多年的传统地质学，转而探索地下水动力学和地下水数值模拟。但是这一决定遭到了许多人的反对和不理解。薛禹群不惧他人眼光，靠着毅然决然的勇气、探索钻研的精神，开拓起一条国内尚未有人走过的路。 “不惑之年”转变研究方向重新出发，探索一个未知的领域，不得不说是一种巨大的挑战。在将数学和计算机引入到地下水研究的过程中，薛禹群可谓历经艰辛万苦。上世纪70年代计算机在我国还不普及，南京大学也没有可以运算的计算机，当得知江北大厂镇南化公司引进了一台计算机后，薛禹群开始了马不停蹄地奔波。 “每天早上6点钟从家里出发，拎两大袋很重的资料步行去汽车站，再坐汽车去江北的南化公司‘上班’，抓紧一切时间借用人家先进的计算机进行数学模拟运算。晚上回来往往都10点多了，因为天冷手经常冻得红彤彤的。”薛禹群的妻子张冬茹说。有时候，薛禹群还会去杭州、上海借用那边的计算机运算题目，往往一去就是一个多月。 地下水数值模拟研究与数学学科紧密相关，可是当年不同学科之间的交流还很少，薛禹群和南京大学数学系谢春红教授一起成为了破除成规的“勇士”。上世纪70年代中后期开始，他们通过“民间”协作的方式，为两个不同学科找到了通向彼岸的道路，使得两个“边缘”学科在相互渗透之后发挥出了“1+1>2”的效应。而因为看得远、抓得早、钻得深、水平高，薛禹群在该领域取得了瞩目的成绩，被称为国内地下水流数值模拟大师。

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