本刊記者 嚴永紅
我國是一個山地大國,也是山地災害最為嚴重的國家之一。提起滑坡,人們并不陌生,云南魯甸地震災害引發的大型滑坡堵塞河道形成牛欄江堰塞湖,威脅到兩岸及下游數萬村莊安全;開車行進在西部山區盤山道上的司機們,提起滾石更是會聞之色變。近年來,隨著我國經濟建設的高速發展,大規模基礎設施建設又加劇了地質災害的發生。隨著全球氣候變暖,極端天氣常態化,地震活動漸趨強烈,人類工程活動加劇,我國地質災害的活動性、發生頻率與規模都將大幅上升,未來我國地質災害減災形勢將異常嚴峻。
如何減少和避免這些地質災害帶來的財產和人員的損失呢?帶著這個疑問,本刊記者采訪了中國科學院山地災害與地表過程重點實驗室副主任何思明研究員。
何思明是四川蓬溪人,從小在山里長大,體會得更多的是“蜀道難,難于上青天”的險峻道路,也對地質災害有著更深刻的感觸。懷著改變我國落后交通的夢想,1987年,何思明考入成都科技大學工程力學專業。1997年畢業后,何思明如愿進入了中國第十九冶金建設公司建筑設計研究院,主要從事工業與民用建筑地基基礎工作方面的勘察、設計、施工與檢測工作。這也為他日后從事地質災害的形成與防范方面的研究打下了實踐基礎。2004年何思明從西南交通大學獲博士學位后進入中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所工作,主要從事山地災害形成演化機理與防治關鍵技術研究。曾獲2011年度中國科學院王寬誠西部學者突出貢獻獎、2013年度四川省科技進步獎一等獎等多項獎勵,現任中國科學院山地災害與地表過程重點實驗室副主任,滑坡研究室主任,博士生導師。
在科研工作中,重視學科交叉,尤其重視理論方法、模型試驗與數值仿真三種研究手段的有機結合,不僅重視基礎理論研究也關注減災關鍵技術的研發和成果的轉化。近年來,在邊坡穩定性的極限分析與極限平衡理論、邊坡預應力錨固技術、開挖邊坡超前診斷與超前支護、崩塌滾石災害形成機理與防治、強震帶邊坡位移控制設計與柔性防護、山地災害動力演化的物理模型與計算模擬等研究方面取得具有國際先進水平的科研成果。
這些成果的取得,是何思明勇于創新的結果。對于創新,何思明有自己的理解。他說,創新是多層次的,一個是發現新的問題,二是提出創新的理論,三是新的研究手段,四是研發新的減災技術。這些都屬于創新。至于創新的重要作用,何思明給記者講了自己參與過的一些實際工程。他說,以工程開挖邊坡為例,工程進行過程中,由于不合理開挖經常誘發滑坡災害發生,不但造成人員和財產損失,增加工期,還會大幅增加工程投資。那么,可不可以換個思路,在開挖之前,首先對斜坡開挖后的穩定性進行預判,如果斜坡在開挖過程中可能失穩破壞,就先進行超前支護后再開挖邊坡,就可避免因為工程建設誘發地質災害發生造成的損失。相關技術應用于西藏妥昌公路、中尼公路改擴建工程建設中,解決了長期困擾工程建設的高切坡災害問題,降低了工程投資,取得了良好的經濟效益和社會影響。崩塌滾石災害是5·12汶川地震災后恢復重建中次生災害防治的難點問題,何思明創新性地研發了多種基于耗能減震原理的柔性滾石防護技術,解決了諸如都汶公路(213線)徹底關大橋橋墩滾石災害防治、都汶高速公路桃關隧道出口滾石災害防治以及蘆山地震災區S210線滾石災害應急搶險崩塌滾石災害防治等重大難題。研發的其它多項地質災害減災技術也在汶川地震災后重建、西藏交通干線公路建設中發揮了重要作用,產生了顯著的經濟效益和社會影響。發表學術論文150余篇,其中SCIEI檢索130篇,授權發明專利6項,出版學術專著4部,編制地方行業規范3部。
何思明在地質災害方面的研究與創新,豐富了我國地質災害預防的理論與實踐,避免了工程項目巨額的資金損失。這是他對國家的重大貢獻,也是對哺育自己成長的大山的傾情回報。談到自己的工作,何思明說,在我們國家,每年地質災害造成的人員傷亡和財產損失是非常大的。究其原因在于對地質災害自身的形成演化機理還認識不清,不知道地質災害發生的位置、時間與動力過程,導致地質災害預測預報與減災防災困難。因此,何思明確定了自己的研究三個基礎方向:地質災害的形成機理、動力演化過程與減災理論,在此基礎上發展潛在地質災害的判識與預處置技術、地質災害定量風險評估技術、地質災害工程防治新理論與新技術,大幅提升我國地質災害防治減災能力。
一花獨放不是春,百花齊放春滿園。事業有成的何思明,在辛苦的工作之余,還承擔起了為國家培養地質災害研究專業人才的重任。幾年來,他已經指導博士研究生、碩士研究生15名,博士后2名。通過培養學生,何思明也組建了自己的研究團隊。目前,他的團隊由兩部分組成,一是在職職工,二是學生。職工有6人,學生有4個博士,4個碩士。這個團隊最突出的一個特點,就是它是由不同專業人才組成的,是學科涉及比較全面的一個團隊。這是何思明根據研究與解決問題的需要特意組建的。團隊里,每個人都有自己的獨特的優勢,形成一個整體的優勢。相信隨著時間的推移,何思明的努力定會在這個領域開枝散葉,結出更多的成果。
談到未來學科的發展,何思明說,地質災害研究要走的路還很長,未來要做的工作還很多。他把研究的方向確定在以下三個方面:一是要注重學科交叉,加強學科之間的溝通與互補。隨著科學技術水平的發展,科學研究越來越向交叉和邊緣方向發展。在重視基礎理論研究的同時,更加注重實用性,研究的種種局限也被極大地打破了。地質災害研究發展到今天,地理學與地質學的內容已遠遠不能滿足需要,必須與水文氣象、土木工程、數學、力學等學科交叉才能更加全面認識災害的形成機制,也才能提出更加科學的防范措施;二是研究方法的改進:要努力探索更先進的模型試驗方法、高效數值試驗技術以及野外探測技術;三是拓寬研究領域:開展海底滑坡泥石流災害、冰雪崩災害乃至外星地表災害研究。在研究中,何思明有著非常明確的方向,那就是緊緊抓住國家需求,向實用化、技術化方向發展。使自己的科研成果應用到更多的工程項目中去,為國家做出更大的貢獻。
何思明,這個大山里走出來的科學家,正在以自己的辛勤的汗水和創新的智慧,回報著養育了他的大山。