薛禹群(1931-2021),江苏无锡人,水文地质学家、中共党员、中国科学院院士、南京大学地球科学与工程学院教授、博士生导师。1952年自北方交通大学唐山工学院毕业进入南京大学地质系任教,历任南京大学地质系助教、讲师、副教授、教授。1955-1957年在长春地质学院水工系研究生班学习,1982-1984年在美国亚利桑那大学作访问学者。1999年当选中国科学院院士。
曾任国家自然科学基金委员会学科评议组成员、专家咨询委员会成员,水处理与水环境修复教育部工程研究中心技术委员会主任,中国地质学会水文地质专业委员会副主任、荣誉主任,水利部科学技术委员会顾问等。
长期从事地下水动力学和地下水数值模拟研究,建立了国内首个三维热量运移模型、国内外首个潜水条件下三维海水入侵模型;系统建立了包括卤水和咸水入侵、阳离子交换运移行为、区域地面沉降在内的系列模型。三维热量运移模型和海水入侵潜水含水层的数值模型克服了“降雨入渗和潜水面波动对入侵水质的影响”两个难题,在国际上被评价为“发展了潜水含水层条件下的海水入侵模型”。薛禹群提出多种创新算法,如对数插值法、求解对流-弥散方程的混合有限元法、自适应局部网格加密有限元法等。发表论文150余篇,出版专著、教材8部,曾获教育部、江苏省科技进步奖一、二等奖等奖励;他撰写的《水文地质学的数值法》是我国水文地质数值法的著作;由他主编并两次修订的《地下水动力学》20多年来一直作为全国教材使用。
薛禹群80寿辰时与学生合影
创新故事:
“做研究要当破除成规的‘勇士’,不墨守成规,勇于创新。”
——薛禹群
薛禹群使用手摇计算机
薛禹群在考察途中
薛禹群我国地下水资源研究的领头人之一,在地下水的研究成果颇丰。他在40多岁时,放弃已经研究了10多年的传统地质学,进军全新的学术领域,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的研究方式,首次运用数学建模将地下水的体量和流速定性表示出来。
20世纪70年代后期,在大量国外文献、书籍阅读的基础上,薛禹群发现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目的。薛禹群敏锐地感觉到地下水数值模拟将是未来水文地质学科发展的一个重要方向。此时薛禹群已经40多岁了,他毅然转变研究方向重新出发,探索一个未知的领域。
那个年代,计算机在我国还不常见,南京大学也没有可以运算的计算机。当时江北大厂镇南化公司引进了一台计算机,薛禹群便经常去借用这台计算机,他每天早上6点从家里出发,拎着两大包资料,坐汽车辗转到江北的南化公司,回家的时候往往都已经是夜里10点多。有时候他还会去杭州、上海,借用那边的计算机运算题目,往往一住就是一个多月。即使是这样艰苦的条件,也没能阻挡薛禹群将数学、计算机引入到地下水动力学研究的决心。
运用数学和计算机进行地下水模拟过程困难,出成果的速度也较为缓慢,因此地质系的相关领导及其身边的人其实是不赞成的,但是他依然坚持自己的想法。身边很多人不能理解,这个平日里它是严谨的“老实人”,怎么突然要大胆转行呢?因为,薛禹群明白水对于人来说太重要了,要让中国真正的富强起来,离不开生命之源、生产之要、生态之基的水。20世纪70年代开始,海水入侵正在成为沿海地区的“公害”,不仅造成经济损失,还对人们的生活用水造成了很大困难,严重危害着人体健康,破坏了生态环境,对社会发展造成诸多负面影响。上世纪80年代,山东半岛受海水入侵影响比较严重。1975年,薛禹群与山东地区的水利部门开展合作研究,开始了莱州湾地区的海水入侵研究项目。
薛禹群的研究从零开始,走国内没有人走过的路,资料要靠自己找,试验要一点点摸索,薛禹群在选择这条道路时,就打算老老实实的一条路走到底了。当时什么资料都没有的薛禹群等人,从最基本的收集资料做起,守在水边,进行监测,5天测一次水位,半个月取一次水样,化验水的成分。通过这些监测资料在国际上尚无三维海水入侵监测网的时候,他们建立了中国第一个三维监测网,这大大推动了中国地下水的模拟发展。
参考文献:
[1] 江苏省地质学会编. 江苏省地质学会50年 庆祝江苏省地质学会成立50周年[M].2011.
[2] 薛禹群文集编辑组选编.薛禹群文集[M].2012.