“在當選院士以后的十年時間內(nèi),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(jīng)出版10本專著的基礎(chǔ)上再編著5本著作,再培養(yǎng)50名研究生,再發(fā)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(guī)劃”。

如今,李佩成的“113553十年規(guī)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(jié)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?zāi)人禍連年干旱的乾縣,親眼目睹了漫塬遍野干旱枯死的莊稼、見證了山龜?shù)亓训狞S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(yè)后以優(yōu)異的成績被西北農(nóng)學院水利系錄取。1956年,品學兼優(yōu)的李佩成以四年全優(yōu)的成績完成了大學學業(yè),并獲得了留校任教的機會。同年,他加入中國共產(chǎn)黨。那時候的他已經(jīng)讀完了蘇聯(lián)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(yè)——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。”

1957年,李佩成所在的院系調(diào)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(guān)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(nóng)業(yè)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(qū)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(fā)展》一文,并發(fā)表在《中國農(nóng)業(yè)科學》雜志上。在這一文中,他結(jié)合中外經(jīng)驗和教訓,提出了開發(fā)利用地下水要做到“井渠結(jié)合、灌排結(jié)合、灌溉與農(nóng)牧供水相結(jié)合”的結(jié)論,為我國開發(fā)利用地下水、綜合利用地面水和地下水資源,發(fā)展灌溉事業(yè),防治旱澇堿,提供了理論參考,并為后來發(fā)展治水理論創(chuàng)造了良好的開端。

1963年10月,李佩成抵達莫斯科地質(zhì)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(lǐng)域不熟悉,還特邀其他領(lǐng)域的幾位專家共同指導他??鐚W科的培養(yǎng),讓他在學術(shù)上有了質(zhì)的飛躍。不久,李佩成就系統(tǒng)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(wěn)定滲流解析法》,于1990年由科學出版社出版發(fā)行。

學有所成 榮歸故里

回國后,李佩成踏上故鄉(xiāng)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(nóng)村井場、水庫和農(nóng)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(lǐng)著包括學生在內(nèi)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(shè)計任務(wù),并于當年冬春開工修成;在家鄉(xiāng)乾縣,他與王樹珍、劉才良、馬宏良、杜希賢等合作者一起研發(fā)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(gòu)成的,根據(jù)黃土的水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)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(jù)黃土特性創(chuàng)造性設(shè)計的總長千米的輻射孔,不用裝濾水管,不僅節(jié)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(tǒng)理論。后來,黃土輻射井被推廣到十余個省(市、區(qū)),惠及億萬人民,取得了重大的經(jīng)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(xiāng)”,也使塬上的父老鄉(xiāng)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(xiāng)井場轉(zhuǎn)戰(zhàn)武功縣繼續(xù)打井的那天,鄉(xiāng)親們送他上車,依依不舍。汽車開動后,他把一個紙包扔給鄉(xiāng)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(xiāng)親,用自己的心血澆灌了家鄉(xiāng)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(guī)模擴大過快,地下水開采過量,出現(xiàn)了一場大規(guī)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(yīng)該鬧水荒的。

到底是什么原因?qū)е铝宋靼驳乃膯栴}?經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),西安的城市用水,只是片面地開發(fā)了數(shù)量有限的地下水,卻忽略了數(shù)量龐大的“地上水”和“天上水”。為解決西安市出現(xiàn)的嚴重水荒,李佩成很快就向陜西省和西安市領(lǐng)導提交了《群峪協(xié)井,兩水并用,關(guān)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(jié)瓜”,“通過自流引入西安市區(qū)”。建議被市領(lǐng)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(xié)同調(diào)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(diào)配方案,設(shè)計了恢復盛景工程的河網(wǎng)布設(shè),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(shè)想和規(guī)劃了相應(yīng)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(chǔ)上,開拓思路,以更廣闊的視角和深遠的構(gòu)想,傳承城市歷史文化底蘊,利用現(xiàn)代方法技術(shù),優(yōu)化西安國際大都市生態(tài)環(huán)境建設(shè),深化“重現(xiàn)‘八水繞長安’盛景工程”的研究。項目分析了西安市水環(huán)境存在的問題,提出了繼續(xù)實施“三水統(tǒng)觀統(tǒng)管”、多水互補,節(jié)水與分質(zhì)供水相結(jié)合,科學調(diào)控,分階段實施的辦法;興建一批規(guī)劃水庫,增強調(diào)蓄能力;待大西安整個供水體系完建后,實施聯(lián)網(wǎng),科學調(diào)配,統(tǒng)籌兼顧,走永續(xù)發(fā)展的道路等一系列建議,為建設(shè)美麗中國提供了理論經(jīng)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(yè)作出更多的貢獻,他把研究區(qū)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(jié)緣的幾十年歲月里,李佩成提出最具開創(chuàng)性的概念當屬“水文生態(tài)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(fā)和咸海萎縮作了考察。在考察中他發(fā)現(xiàn)了許多問題,認為必須強化人類活動與水文生態(tài)相互影響的研究。回國后,除了自己對其進行深入研究,他還指導自己的博士生馮國章以此概念為基礎(chǔ)進行了科學研究,以水文生態(tài)為選題完成博士論文《水事活動對區(qū)域水文生態(tài)系統(tǒng)的影響及其對策研究》,并獲得了2000年“全國百篇優(yōu)秀博士論文獎”。

李佩成認為,多次水利事故證明,水文與生態(tài)是密切相關(guān)的,水利建設(shè)可能引發(fā)重大生態(tài)問題,若不及早關(guān)注和研究,人類將為此付出沉重的代價,在干旱半干旱地區(qū)尤其如此?;诖?,他定義的水文生態(tài)系統(tǒng),即由水文系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)復合而成,集水文循環(huán)與生態(tài)進化及其共同的自然環(huán)境、人工環(huán)境于一體,是一個具有耗散結(jié)構(gòu)和遠離平衡態(tài)的、開放的、動態(tài)的、非線性的復雜巨系統(tǒng)。水文生態(tài)系統(tǒng)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(yīng)的水文生態(tài)系統(tǒng)。對于水文生態(tài)的理論核心,李佩成認為,任何水文系統(tǒng)必然產(chǎn)生或影響著相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng),相應(yīng)的,任何生態(tài)系統(tǒng)必然包含著或受制于一定的水文系統(tǒng),從而以其作為支撐。

水文生態(tài)理論的提出和學科建立,不僅具有學術(shù)價值,而且具有重大的指導實踐的意義,它將帶動生態(tài)學、水文學、河流學、湖泊學、水文地質(zhì)學、水工建筑學、農(nóng)田水利學等學科的發(fā)展;水文生態(tài)學也將以這些學科為基礎(chǔ)而獲得發(fā)展,從而推動人類認識自然的新飛躍,推進水利建設(shè)和生態(tài)建設(shè)的新發(fā)展。

在“113553十年規(guī)劃”期滿的2013年,李佩成提出了關(guān)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(tài)地域山川秀美試驗示范區(qū)建設(shè)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(yǎng)研究生68名,其中博士后14名、博士19名、碩士35名,公開發(fā)表了《水文生態(tài)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(yè)的一線?!拔蚁朐诹λ芗暗姆秶鷥?nèi),給國家多作一些貢獻?!崩钆宄烧f。

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