“在當選院士以后的十年時間內,從2004年開始爭取頭腦再清醒10年,向國家提出10條重大建議,再完成3個較大的科研項目,在已經出版10本專著的基礎上再編著5本著作,再培養50名研究生,再發表30篇論文。”2003年12月31日,在長安大學新年團拜會上,剛剛當選為中國工程院院士的李佩成教授面向全校宣讀了他當選院士后的“113553十年規劃”。

如今,李佩成的“113553十年規劃”早已超額完成,他依然保持著幾十年不變的旺盛精力,忘我地工作著。


與水結緣 求學報國

“古之乾縣山川秀美,今之乾縣赤地千里?!睆男∩钤谝蛱鞛娜说溸B年干旱的乾縣,親眼目睹了漫塬遍野干旱枯死的莊稼、見證了山龜地裂的黃土高坡,李佩成暗暗在心里埋下了尋水源、解水荒、安民生的種子。

1949年,未滿15歲的李佩成考上了高中,畢業后以優異的成績被西北農學院水利系錄取。1956年,品學兼優的李佩成以四年全優的成績完成了大學學業,并獲得了留校任教的機會。同年,他加入中國共產黨。那時候的他已經讀完了蘇聯作家尼古拉·奧斯特洛夫斯基所著的《鋼鐵是怎樣煉成的》,并揮筆寫道:“我也要把自己畢生的精力都獻給世界上最壯麗的事業——為人類的解放而斗爭,而治水就是這個偉大斗爭的一個組成部分?!?/p>

1957年,李佩成所在的院系調整并入了西安交通大學,第二年,李佩成在西安交大通過了留蘇研究生選拔考試,但由于中蘇關系變化,留學之行暫時擱淺。在暫時不能出國留學的情況下,李佩成到中國農業科學院灌溉研究所進修學習。此時正值北京1962年到1963年為抗旱而開展打井運動,他跟隨我國著名打井專家葛蔭萱和灌溉所所長粟宗嵩先生跑遍了北京郊區和郊縣,翻閱了大量的文獻資料,于1963年春寫成了《利用地下水灌溉的好處及其在國外的發展》一文,并發表在《中國農業科學》雜志上。在這一文中,他結合中外經驗和教訓,提出了開發利用地下水要做到“井渠結合、灌排結合、灌溉與農牧供水相結合”的結論,為我國開發利用地下水、綜合利用地面水和地下水資源,發展灌溉事業,防治旱澇堿,提供了理論參考,并為后來發展治水理論創造了良好的開端。

1963年10月,李佩成抵達莫斯科地質勘探學院,曾當過援華專家的系主任克里門托夫教授成為他的導師。讓李佩成沒想到的是,克里門托夫因為對有些領域不熟悉,還特邀其他領域的幾位專家共同指導他??鐚W科的培養,讓他在學術上有了質的飛躍。不久,李佩成就系統地提出了滲流計算的“割離井法理論”,回國后整理成為專著《地下水非穩定滲流解析法》,于1990年由科學出版社出版發行。

學有所成 榮歸故里

回國后,李佩成踏上故鄉的熱土,心也扎根于此。從1967年到1979年的12年間,在三秦大地上只要有農村井場、水庫和農田基建工地的地方,就有李佩成的身影。在臨潼縣,他時常在十多米高的井架上爬上爬下,也因此被工人們尊稱為“打井行家”;在富平縣,他把廢棄倉庫打掃干凈,安營扎寨,舉辦找水、打井、研究地下水庫的訓練班;在涇陽、三原、高陵等地,他和幾位老師帶領著包括學生在內的小分隊打井修渠,還完成了涇惠渠總干渠改線的勘測和設計任務,并于當年冬春開工修成;在家鄉乾縣,他與王樹珍、劉才良、馬宏良、杜希賢等合作者一起研發了黃土輻射井,并合作編著出版了《輻射井》一書。

黃土輻射井是由大口豎井與輻射孔構成的,根據黃土的水文地質條件和工程地質特性,一般在豎井下部打8—10根輻射孔取水,輻射孔呈輻射狀分布,一根長約100米。李佩成依據黃土特性創造性設計的總長千米的輻射孔,不用裝濾水管,不僅節約管材,降低了造價,而且減小進水阻力,不沖不淤。有了輻射孔收集滲水,出水量比其他井型大8-12倍,改變了“黃土不能成為含水層”的傳統理論。后來,黃土輻射井被推廣到十余個?。ㄊ?、區),惠及億萬人民,取得了重大的經濟效益,也因此于1978年獲得了全國科學大會獎。

輻射井打成那一刻,抽出的水像小河一樣流向田野,使旱塬變成了“秦川水鄉”,也使塬上的父老鄉親們沉浸在歡樂之中。李佩成說:“那是我最開心的一天?!痹陔x開家鄉井場轉戰武功縣繼續打井的那天,鄉親們送他上車,依依不舍。汽車開動后,他把一個紙包扔給鄉親,那是他不得不收下的糧票和伙食費。此刻他才感到心安理得,他用自己的知識回報了鄉親,用自己的心血澆灌了家鄉的土地,而沒有因此貪占一分錢的便宜。

“三水理論”再造秀美西北

1993年,西安因城市規模擴大過快,地下水開采過量,出現了一場大規模的水荒。作為一名長期生活在陜西的水利專家,李佩成知道,每年從秦嶺72峪流出的水,總計有21-24億立方米,而當時西安每年的用水量僅為3億立方米。按理說,西安城是不應該鬧水荒的。

到底是什么原因導致了西安的水荒問題?經研究發現,西安的城市用水,只是片面地開發了數量有限的地下水,卻忽略了數量龐大的“地上水”和“天上水”。為解決西安市出現的嚴重水荒,李佩成很快就向陜西省和西安市領導提交了《群峪協井,兩水并用,關于完滿解決西安供水水荒問題的建議》。他指出,可以把秦嶺峪口的水“長藤結瓜”,“通過自流引入西安市區”。建議被市領導批示采納后,西安市的水荒很快得到緩解。這就是李佩成破解西安水荒的“三水理論”,即將秦嶺北坡各峪各河的地上水連同地下水,以及藏在大氣中的“天上水”協同調用。

1999年,李佩成主持的項目擬定了多途徑解決“八水繞長安”盛景工程用水的調配方案,設計了恢復盛景工程的河網布設,以及集水利、交通、休閑、娛樂于一體的引水工程,進行了用水量的匡算,并初步設想和規劃了相應的配景工程和綠化工程。2004年11月項目圓滿完成,通過驗收,成果獲陜西省科技進步二等獎。

2010年,李佩成教授又提出:在原來研究的基礎上,開拓思路,以更廣闊的視角和深遠的構想,傳承城市歷史文化底蘊,利用現代方法技術,優化西安國際大都市生態環境建設,深化“重現‘八水繞長安’盛景工程”的研究。項目分析了西安市水環境存在的問題,提出了繼續實施“三水統觀統管”、多水互補,節水與分質供水相結合,科學調控,分階段實施的辦法;興建一批規劃水庫,增強調蓄能力;待大西安整個供水體系完建后,實施聯網,科學調配,統籌兼顧,走永續發展的道路等一系列建議,為建設美麗中國提供了理論經驗和實踐路徑。

踏遍青山人未老,歸來還是少年心。隨著“八水繞長安”項目的順利進行,李佩成的心境也可謂“老驥伏櫪,志在千里”。86歲高齡時,他仍希望能夠為我國水利事業作出更多的貢獻,他把研究區域放大到了整個大西北,把“八水繞長安”項目擴大為“再造山川秀美大西北”。他希望自己的光和熱可以給更多的人帶來溫暖,希望自己的學識可以把水引入更廣袤的大地,滋潤更多人的心田。

著書立說 傳教后人

在與水結緣的幾十年歲月里,李佩成提出最具開創性的概念當屬“水文生態學”。這一概念萌生于1988年冬,李佩成二次赴蘇對中亞的荒漠治理開發和咸海萎縮作了考察。在考察中他發現了許多問題,認為必須強化人類活動與水文生態相互影響的研究?;貒螅俗约簩ζ溥M行深入研究,他還指導自己的博士生馮國章以此概念為基礎進行了科學研究,以水文生態為選題完成博士論文《水事活動對區域水文生態系統的影響及其對策研究》,并獲得了2000年“全國百篇優秀博士論文獎”。

李佩成認為,多次水利事故證明,水文與生態是密切相關的,水利建設可能引發重大生態問題,若不及早關注和研究,人類將為此付出沉重的代價,在干旱半干旱地區尤其如此。基于此,他定義的水文生態系統,即由水文系統和生態系統復合而成,集水文循環與生態進化及其共同的自然環境、人工環境于一體,是一個具有耗散結構和遠離平衡態的、開放的、動態的、非線性的復雜巨系統。水文生態系統具有空間性和層次性,有大有小,大到可以是整個地球,小到全國各地的小江小河,均可以看作是一個相應的水文生態系統。對于水文生態的理論核心,李佩成認為,任何水文系統必然產生或影響著相應的生態系統,相應的,任何生態系統必然包含著或受制于一定的水文系統,從而以其作為支撐。

水文生態理論的提出和學科建立,不僅具有學術價值,而且具有重大的指導實踐的意義,它將帶動生態學、水文學、河流學、湖泊學、水文地質學、水工建筑學、農田水利學等學科的發展;水文生態學也將以這些學科為基礎而獲得發展,從而推動人類認識自然的新飛躍,推進水利建設和生態建設的新發展。

在“113553十年規劃”期滿的2013年,李佩成提出了關于正確對待氣候問題等22條重要建議,主持了中國西北不同生態地域山川秀美試驗示范區建設與重大科技難題研究等6項重大科研項目,編著出版了《水科學:理論研究與工程實踐》等6部著作,培養研究生68名,其中博士后14名、博士19名、碩士35名,公開發表了《水文生態學的建立及其歷史使命》等32篇高水平論文,超額完成目標。

直至今日,李佩成依舊堅守在祖國水利事業的一線?!拔蚁朐诹λ芗暗姆秶鷥?,給國家多作一些貢獻。”李佩成說。

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