張蔚榛 - 人物簡(jiǎn)介
張蔚榛是中國(guó)著名的農(nóng)田水利和地下水專(zhuān)家,中國(guó)工程院院士。1956年加入中國(guó)共產(chǎn)黨。1945年畢業(yè)于北京大學(xué)土木工程系。曾在北洋大學(xué)、北京大學(xué)任教。1955年獲蘇聯(lián)科學(xué)院技術(shù)科學(xué)副博士學(xué)位。歷任武漢水利電力學(xué)院副教授、教授、農(nóng)田水利研究所所長(zhǎng),國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第二屆學(xué)科評(píng)議組成員。1960年出席中國(guó)文教群英會(huì)。專(zhuān)于地下水和土壤水滲流和溶質(zhì)運(yùn)移的研究。曾提出有關(guān)地下水非穩(wěn)定流及農(nóng)田地下水排水新的計(jì)算公式和研究方法。主持研究“北方平原地區(qū)地下水資源評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用”,并獲得成果。
張蔚榛教授長(zhǎng)期從事水利工程的教學(xué)與科研工作,理論聯(lián)系實(shí)際。在應(yīng)用滲流理論、飽和非飽和土壤水運(yùn)動(dòng)和溶質(zhì)運(yùn)移理論解決農(nóng)田排灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題中取得了大量開(kāi)拓性的研究成果。張蔚榛建立了正確的地下水資源概念,發(fā)展了地下水資源評(píng)估理論和水井計(jì)算方法。在農(nóng)田地下排水設(shè)計(jì)研究方面做出了開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。在中國(guó)首先應(yīng)用勢(shì)能理論研究飽和和非飽和土壤水運(yùn)行及溶質(zhì)運(yùn)移問(wèn)題,取得了開(kāi)拓性成果。
張蔚榛教授曾任國(guó)際糧農(nóng)組織農(nóng)業(yè)水技術(shù)傳輸(WATT)咨詢(xún)組成員,國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)(LAH)會(huì)員。作為世界銀行國(guó)內(nèi)專(zhuān)家參加評(píng)估新疆、甘肅、山西、河南等省多項(xiàng)水利工程項(xiàng)目。主編著作有《地下水非穩(wěn)定流計(jì)算和地下水資源評(píng)價(jià)》,參編高校教材有《農(nóng)田水利學(xué)》。發(fā)表論文有“河渠影響下雙層結(jié)構(gòu)含水層地下水非穩(wěn)定流計(jì)算”等。
張蔚榛 - 社會(huì)貢獻(xiàn)
張蔚榛長(zhǎng)期從事農(nóng)田水利教學(xué)科研工作。培養(yǎng)了大批優(yōu)秀水利技術(shù)人才。在農(nóng)田排水、滲流計(jì)算、地下水文學(xué)、飽和非飽和土壤水運(yùn)動(dòng)和溶質(zhì)運(yùn)移等方面取得了大量開(kāi)拓性成果。先后推導(dǎo)了適用于不同復(fù)雜邊界和初始條件的穩(wěn)定流或非穩(wěn)定流排水計(jì)算公式。70年代初提出華北平原地下水開(kāi)發(fā)應(yīng)以淺層地下水開(kāi)發(fā)為主的建議,對(duì)中國(guó)華北及其類(lèi)似地區(qū)的地下水資源合理開(kāi)發(fā)利用起了重要作用。
張蔚榛在中國(guó)首先利用地下水非穩(wěn)定流理論評(píng)價(jià)承壓地下水資源,特別是對(duì)淺層地下水資源評(píng)價(jià)中最主要的參數(shù)之一--給水度的研究,提出了全新概念,是淺層地下水研究中的突破。推導(dǎo)的三元結(jié)構(gòu)含水層單井實(shí)用計(jì)算公式,使水井水力學(xué)的計(jì)算方法更加系統(tǒng)和完善。在中國(guó)最先開(kāi)展以勢(shì)能理論研究包氣帶中水分運(yùn)移規(guī)律,對(duì)估算田間作物耗水量、節(jié)水灌溉或非充分灌溉條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)及漬害田地下排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)均有指導(dǎo)意義。
張?jiān)菏拷⒘苏_的地下水資源概念,發(fā)展了地下水資源評(píng)估理論和水井計(jì)算方法。承擔(dān)多項(xiàng)“六五”、“九五”中國(guó)重大攻關(guān)研究課題,其中“地下水鹽運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)”、“大氣水、地表水、土壤水及地下水相互轉(zhuǎn)化關(guān)系”等于課題研究成果經(jīng)鑒定達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。主持的中國(guó)自然科學(xué)基金及博士點(diǎn)基金項(xiàng)目取得了大量研究成果,有兩項(xiàng)成果分獲中國(guó)教委及水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
1989年由于他在黃淮海平原綜合治理工程中做出的重大貢獻(xiàn),被國(guó)務(wù)院授予二級(jí)嘉獎(jiǎng)。在農(nóng)田地下排水設(shè)計(jì)的研究方面做出了開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。在中國(guó)首先應(yīng)用勢(shì)能理論研究飽和非飽和土壤水運(yùn)動(dòng)及溶質(zhì)運(yùn)移問(wèn)題,取得開(kāi)拓性成果。張蔚榛院士是中國(guó)應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)研究溶質(zhì)運(yùn)移問(wèn)題的倡導(dǎo)者之一,提出了溝間地下水淡化過(guò)程的計(jì)算模式,為中國(guó)北方受次生鹽堿化威脅的灌區(qū)進(jìn)行科學(xué)水管理提供了依據(jù)。先后承擔(dān)多項(xiàng)中國(guó)重大攻關(guān)項(xiàng)目。1978年獲中國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng),1987年、1990年分別獲中國(guó)國(guó)家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),1990年獲水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),1989年獲國(guó)務(wù)院二級(jí)嘉獎(jiǎng)。
張蔚榛 - 科研成果
張蔚榛教授認(rèn)為開(kāi)源節(jié)流是節(jié)水灌溉的重要措施,采用井渠結(jié)合利用地下水進(jìn)行灌溉是開(kāi)源的重要途徑。北方一些灌區(qū),由于地下水的過(guò)量開(kāi)采,也出現(xiàn)了水位持續(xù)下降等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。特別是西北灌區(qū)降水稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,地下水的補(bǔ)給較少,且相當(dāng)一部分還要消耗于非耕地的蒸發(fā),維持天然植被的存活。為此張教授提出了判別地區(qū)或灌區(qū)地下水超采的方法以及相應(yīng)的對(duì)策。
根據(jù)流域和或地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料判斷地下水是否超采和地下水的超采量的方法。在年內(nèi)和一定的時(shí)期內(nèi),地下水位可能由于氣象條件的變化而發(fā)生一定的波動(dòng),這是正常的現(xiàn)象,但如果地下水位持續(xù)下降,時(shí)段末地下水的埋深超過(guò)了時(shí)段初的平均埋深,這就表明地下水發(fā)生超采。時(shí)段初和時(shí)段末地下水儲(chǔ)存量的差值即是地下水的超采量。在有長(zhǎng)期的地區(qū)或灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料的條件下,利用地下水位的變化資料判別地下水是否超采是最確切的、也是最直接的方法。這種方法既適用于流域和地區(qū),也可用于灌區(qū)。
利用地下水可開(kāi)采量和地下水的開(kāi)采系數(shù)判別地下水超采的方法。地下水可開(kāi)采量是地下水補(bǔ)給量(地下水資源量)中通過(guò)水井開(kāi)采可以利用的那部分水量,習(xí)慣上常將地下水補(bǔ)給量乘以開(kāi)采系數(shù)求得地下水可采量。濕潤(rùn)地區(qū)或半干旱半濕潤(rùn)地區(qū),灌區(qū)地下水的補(bǔ)給一方面來(lái)自降雨入滲,另一方面來(lái)自地表水的轉(zhuǎn)化,因此,地下水的可采系數(shù)可以達(dá)到較高的數(shù)值(有時(shí)可達(dá)0.7—0.9)。
開(kāi)采系數(shù)是地下水的實(shí)際開(kāi)采量與地下水可開(kāi)采量的比值。地下水補(bǔ)給量的計(jì)算牽涉到多種因素,可開(kāi)采系數(shù)選擇又有很大的任意性,一些地區(qū)估算的地下水可采量往往過(guò)高,根據(jù)偏高的可開(kāi)采量計(jì)算的開(kāi)采系數(shù)過(guò)低,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下水的超采和采取防止超采的有效措施。另外,還有利用水資源開(kāi)發(fā)利用率、耗用率和地下水開(kāi)采量與地表水供水量比判斷地下水超采;水資源的耗用率;灌區(qū)地下水與地表水供水比等方法。
張蔚榛 - 事跡
張蔚榛由于年事已高,不能常年跑生產(chǎn)第一線(xiàn)參加調(diào)研,但仍十分關(guān)心水利科學(xué)技術(shù)的動(dòng)態(tài)和生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。什么地方地下水超采,什么地方?jīng)]有超采,過(guò)去中國(guó)沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。2003年,水利部制定了一個(gè)“地下水超采區(qū)劃分準(zhǔn)則”的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?戳顺醺搴,張蔚榛覺(jué)得有點(diǎn)問(wèn)題。因?yàn)槔锩鎸ⅰ暗叵滤难a(bǔ)給量全部作為地下水的可開(kāi)采利用量”。張蔚榛認(rèn)為,由于有一部分補(bǔ)給量蒸發(fā)消耗了,還有一部分要消耗于生態(tài)用水,所以地下水的補(bǔ)給量是不能全部開(kāi)采利用的,否則將造成超采。
水利部編寫(xiě)組后來(lái)接受了他的意見(jiàn),對(duì)這一關(guān)乎中國(guó)水資源持續(xù)發(fā)展和利用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改。南水北調(diào)工程被譽(yù)為中國(guó)華北地區(qū)用水的“救星”,但它主要是解決城市工業(yè)和生活用水問(wèn)題。這一地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水怎么解決,一直成為張蔚榛高度關(guān)注和擔(dān)心的問(wèn)題。
華北平原由于多年過(guò)量開(kāi)采地下水,已累計(jì)超采地下水900億立方米以上。南水北調(diào)的有關(guān)規(guī)劃顯示該地區(qū)在農(nóng)業(yè)上每年仍將繼續(xù)超采30億立方米以上。也就是說(shuō),今后30年內(nèi)又將累計(jì)超采地下水900億立方米,其超采總量將達(dá)到1800億立方米。中國(guó)每年地下水開(kāi)采量為1000億立方米。“把該地老祖宗留下的水全部用完還不夠”,在很多場(chǎng)合張蔚榛不斷呼吁,如不及時(shí)采取相應(yīng)措施,華北地區(qū)地下水超采的后果將不堪設(shè)想。