2025-01-15 新聞來源:才俊芳園 水利天下公眾號
前言:水是生命之源,萬物之基,濤濤江河孕育了中華民族,漫漫細雨滋養了中華文明。水利在社會發展的過程中占有極其重要的地位,善治國者必先治水。從新中國建立之初,到走向偉大複興的新時代,大批水利專家立誌報國,潛心研究,為中國水利建設作出了重大貢獻,其中的傑出代表當選為院士。
院士是學術界最高榮譽稱號。中國科學院學部委員製度始於1955年(1994年改稱院士)。中國工程院院士製度始於1994年。據不專業不完全統計,截至2024年初,水利學科中國科學院院士29 人,中國工程院院士 71人(張光鬥, 嚴愷、張宗祜、潘家錚等4位專家為雙院士)。現分期介紹,每期一名,簡述如下:
本期人物:朱伯芳院士
朱伯芳(1928年10月17- 2024年2月4日),1928年10月出生於江西省餘江縣。1948年考入國立上海交通大學土木工程係。水工結構專家。江西餘江人。1951年畢業於上海交通大學。中國水利水電科學研究院高級工程師。1995年當選為中國工程院院士。
1951—1957年在水利部治淮委員會工作;1958—1969年在中國水利水電科學研究院工作;1969—1978年下放至三門峽水電部第十一工程局;1978年調回後一直在中國水利水電科學研究院工作。1995年當選中國工程院院士。1993年當選第八屆全國政協委員,1998年當選第九屆全國政協委員。
朱伯芳參加了我國第一批三座混凝土高壩的設計和施工,為我國白手起家掌握現代高壩設計技術做出了貢獻。首次提出了大壩混凝土壩標號分區的新理念,可節省大量水泥,已為全世界采用。混凝土壩裂縫問題是長期困擾人們的大難題,他建立了大體積混凝土溫度應力和溫度控製的完整理念體係,較好地解決了大壩裂縫問題,我國已在世界上首次建成了數座無裂縫的混凝土壩,減了拱壩優化的數學模型及高效解法,已應用於100多個工程,世界上第一座用優化方法設計的瑞祥拱壩,借閱30.4%,已運行20年,情況良好。提出了高壩仿真的一係列高效算法。提出的重力壩加高時解決壩踵拉應力的新方法已在丹江口大壩加高設計中應用。“拱壩優化方法、程序與應用”、“混凝土高壩仿真及溫度應力研究”獲國家科技進步二等獎,“水工混凝土結構溫度徐變應力研究”獲國家自然科學三等獎,先後有8項成果獲水利部和電力部科技進步獎,均排名第一。曾任第8屆第9屆全國政協委員,2007年當選為國際大壩會議榮譽委員會。
朱伯芳曾任國務院學位委員會學科評議組成員,水利部和國務院南水北調辦公室科學技術委員會委員、中國土木工程學會、188BETApp 、中國大壩工程學會常務理事,中國土木工程計算機應用學會理事長、中國水利水電科學研究院科學技術委員會副主任等職務。
朱伯芳長期致力於築壩理論和技術研究並貢獻卓著。建立了大體積混凝土溫度應力和溫度控製的理論體係,發展了混凝土徐變力學,提出並證明了非均質彈性徐變體的兩個基本定理。建立了拱壩優化的數學模型和求解方法,主持開發了拱壩應力分析和優化軟件,實現了拱壩體形優化和合理體形確定,可節省5%~25%的工程量。創建了混凝土壩仿真分析的整套算法,解決了混凝土壩溫度裂縫控製問題,提出的結束“無壩不裂”曆史的策略和技術,已在中國不少大型工程中實現。提出了混凝土壩數字監控的新理念,將儀器監測與仿真分析相結合,全程監控大壩施工及運行期的工作性態,為高壩工作性態仿真、安全評估與智慧管控指明了發展方向。
2024年2月4日,中國工程院資深院士、傑出的水工結構和固體力學專家、中國水利水電科學研究院教授級高級工程師朱伯芳,因病逝世,享年96歲。
【朱院士生前自述】我生長在江西省浙贛鐵路附近的一個農村,從小看到的現代化建設隻有公路和鐵路,當時對家鄉附近的一座鐵路橋梁尤為景仰,很想長大後做一名鐵路工程師,因此高中畢業後考入了上海交通大學土木係。入學後卻又對都市規劃發生了興趣,在三年級分組時,我選擇了市政工程組,希望畢業後從事都市規劃和市政建設。1951年由於治淮工程的需要,決定我們提前一年畢業,參加治淮。1951年至1957年,我在淮河搞了三座水壩的設計。1956年成立水利科學院時,結構方麵是空白,缺少科研力量,1957年我被調到水科院搞混凝土壩研究,從此搞了一輩子的水利水電工程。我從小好靜,愛讀書,如果是今天的環境,我肯定會讀完大學,再讀碩士和博士學位的,但新中國成立初期,國家急需用人,大學沒念完就參加了工作,以後就再也沒有得到機會跨進大學的門檻了,常引以為憾。舊中國沒有興建過混凝土壩,求師無門,隻好在實踐中不斷學習和摸索,“摸著石子過河”。
來自生產,高於生產,用於生產
到了科研單位,碰到的第一個問題是如何選題。當時不少人是從文獻中選題的,即結合本人專業,廣泛閱讀文獻,然後選定自己的科研題目。由於水科院是生產部門的科研單位,我本人又是搞設計出身的,因此我沒有走從文獻中選題的道路,而是從生產實踐中找科研題目,挑選生產中迫切需要解決而現有文獻中還沒很好解決的問題來研究,換句話說,研究課題來自生產上的需要。
下一步是如何搞研究的問題,我因從小學習成績較好,在力所能及的範圍內,總是把工作的起點定得高一些,希望抓住問題的關鍵,盡量提出水平較高的成果,使生產水平有所提高。
長期從事設計,使我比較重視把研究成果應用於工程實踐。一方麵通過應用,可以發揮科研成果的作用,另一方麵在應用的過程中還可以發現已有成果的不足之處,從而不斷改進,推陳出新。
以拱壩優化為例,拱壩體形設計是拱壩設計中的一個關鍵問題,過去依靠反複修改,不但效率低,而且難以找到比較滿意的結果,從1976年開始,我決定用優化方法來進行拱壩體形設計。由於拱壩體形設計問題比較複雜,當時不少同誌對此事能否成功是持懷疑態度的,但我本人搞過拱壩設計,堅信經過充分的研究是可以成功的,因而不為所動。但在具體研究工作中,我充分考慮拱壩設計中的各種複雜因素,盡量使數學模型合理而實用化,並且有計劃、有步驟地從小型拱壩的應用開始,逐步應用到中型拱壩和大型拱壩,最後應用到世界最高的拱壩設計中。國外不少國家近年也在進行拱壩優化的研究,但至今仍停留在學院研究階段,未能應用於實際工程,兩種不同的技術路線,導致兩種不同的結果。
勤於工作,勤於學習,勤於思考
科研工作是一種創造性的工作,要取得一些有意義的成果,勤奮是不可缺少的。首先要勤於工作,國家設立水科院的目的就是為了解決水利188体育官网app 中的實際問題,提到中央研究單位來的都是基層單位解決不了的難題,隻有勤奮工作,才能完成科研任務。另外,從科技人才的成長來說,經驗的積累,認識的深化,都與所完成的工作量成比例。工作做得越多,經驗就越豐富,認識問題就越深人。長時期的辛勤工作,必然積累豐富的經驗,帶來豐碩的成果。我們麵對的是生產中的難題,為了解決這些難題,必須有豐富的理論知識和生產知識。當今世界科技發展很快,新技術、新理論層出不窮,為了深化自己的理論基礎,為了及時掌握國外有關的新技術、新理論,必須勤於學習。我隻念過三年大學,數學隻學過微積分和常微分方程,力學隻學過材料力學和結構力學,連偏微分方程、彈性力學和水工結構都沒有學過,根底是很淺的。參加工作以後,麵對的是連拱壩、拱壩等複雜結構的設計,舊中國沒有興建過混凝土壩,上麵沒有人指導,而自己又“野心勃勃”,總想解決一些比較困難的問題,實在是力不從心,唯一的出路就是學習。當年在治淮工地,人手少,任務重,經常加班加點,有一年甚至除夕之夜我還在加班,即使如此,我還是千方百計地擠出業餘時間來係統地學習與工作有關的基本理論,從混凝土材料學、數學、力學到施工工藝學,並大量閱讀文獻。當時地處大別山股地,非常閉塞,又很少有出差機會,有的同事家在上海,我就趁他們回家探親的機會托他們替我買書、收集資料。就這樣,1956年我發表的第一篇論文中就運用了彈性力學、熱傳導理論、積分方程、複變函數、特殊函數、積分變換等一係列現代數學力學,解決的問題又是實際工程問題,因此文章發表後頗受國內外同行的重視。到水科院後,圖書資料等科研條件是大大改善了,但水科院是一個生產部門的科研單位,生產任務一直很重,白天很少有時間看書,從基本理論的學習、文獻的閱讀、到論文的寫作,主要靠業餘時間。我工作40多年,隻在1954年脫產20天學習速成俄文,此外從未脫產進修過。在這裏,關鍵是“擠”和“恒”兩個字,要千萬百計擠出業餘時間用於學習,並持之以恒。
一說到勤奮,人們想到的往往是工作和學習的勤奮,這些當然都是重要的,但對於一個科技工作者來說,光有這兩條還不夠。還要勤於思考。生活中不乏這樣的人:工作很勤快,學習也努力,讀了不少書,看過不少文獻,搞了多年科研工作,但好的科研成果不多,為什麼?一個重要原因是思考不夠。
如何思考呢?(1)任何事物的發展都受到許多因素的影響,要進行認真的分析,把影響因素都找出來,特別要找出主要的、關鍵性的因素。
(2)對於一個問題的解決,要從各種不同的角度去思考,去探索,就像工程設計中做各種不同的設計方案一樣,還可借用其他領域的解決辦法。
(3)對於自己研究的課題,要提出一個比較高的目標,然後反複琢磨,如何實現它,經驗表明這樣做,有利於提出高水平的成果。(4)對於所研究的課題,要經常檢査分析中間成果,並提出一些問題來,在思想上反複琢磨,有的問題當時就解決了,有的問題當時也許解決不了,但過些時候,可能會豁然開朗,得到一個好的解決辦法,這也許就是靈感吧。靈感不是天上掉下來的,而是勤於思考、瓜熟蒂落的結果。
在困境中拚博
中國有句古話:“謀事在人,成事在天”,似乎一切全靠命運,我們當然不能同意這種觀點。不可否認,機遇對於一個人的事業是有影響的,但在相同條件下,各人的成就並不相同,說明本人的主觀努力還是起著主要作用。作為科技工作者,我們從事的是具體的業務工作,對客觀大環境是難以改變的,但主觀努力是自己可以把握的,在不利的環境中,隻要自己努力,還是可以做一些工作的。例如,十年動亂中,水電科學院被撤銷,我們被下放到三門峽工地,既沒有科研任務也沒有科研設備,住在土坯房內,連做飯的蜂窩煤都要到幾十裏外的三門峽市去買,在這種客觀條件下,我與一個同誌合作,搞起了有限元法研究。工地缺乏圖書資料,我們就利用到外地出差機會査閱文獻,工地沒有計算機,我們就到外地去計算。在這樣困難的條件下,我們提出了一些新的計算方法,編製了我國第一個不穩定溫度場有限元程序、第一個混凝土溫度徐變應力有限元程序和第一個彈性厚殼有限元程序等五個程序,在三門峽改建、烏江渡、龍羊峽等一係列工程中得到應用,並出版了《有限單元法原理與應用》一書。在當時的條件下,上麵沒有下達科研任務,如果不開展這些工作,誰也不會責備我們,但幾年的寶貴時間就隻好付之東流了。