江恩慧:让黄河泥沙变害为宝

2021-01-05 13:58 作者:齐殿斌 来源:《中华英才》半月刊
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江恩慧在黄河下游滩区考察

一次老专家讲座,让她对黄河研究产生了浓厚的兴趣;一次机缘巧合,让她与黄河泥沙治理结下不解之缘;一次准确判断,让她的模型试验为防洪抗灾立下了大功;一路攻关破难,她为黄河下游游荡性河道整治找到了“秘方”;她率领的团队,正在让黄河泥沙开发利用变害为宝;她的最大愿望,是将黄河泥沙研究成果推向世界。

黄河是一条孕育了中华民族灿烂文化的“母亲河”,然而,历史上黄河26次改道、1593次决口,大水造成成千上万的老百姓流离失所……因而,也有人将黄河称之为“害河”。“害”从何来?是因为流经中游的黄土高原时,带来多达平均每年16亿吨的泥沙在下游淤积,致使黄河成为危险的“悬河”。由此可见,黄河之“害”主要缘于世界上绝无仅有的海量泥沙,“治理黄河”关键是治理泥沙。

在黄河水利科学研究院,有这样一位中年女科学家,她近30年如一日,矢志不渝地辛勤耕耘在治理黄河泥沙研究治理第一线,取得了一系列突破性的研究成果,为黄河防洪抗灾、下游游荡性河道整治、泥沙开发利用变害为宝作出了突出贡献。她就是“十佳全国优秀科技工作者”、黄河水利科学研究院副院长江恩慧。经中国科协推荐,记者于4月9日在位于郑州的黄河水利科学研究院,采访了这位黄河泥沙研究治理的功勋人物。

记者面前的江恩慧,热情而不失谦逊,大度而不失睿智,执著而不失踏实。在她身上,记者看到了河南人特有的朴实、坚韧、勤劳、乐观的品质和民风。也许正是这特有的品质和民风,铺就了她近30年的黄河泥沙研究治理之路,成就了她“为黄河治理作奉献,让黄河泥沙变为宝”的理想。

一次讲座  让她对黄河研究产生了浓厚的兴趣

江恩慧的老家离黄河并不算太远,但因为是住在山上,所以直到一次家里人带她到黄河边游玩,才让她第一次看到了奔腾的黄河,也在她幼小的心灵中留下了深刻的印象。1982年,她从农村考入大学,进入华北水利水电学院农田水利工程专业学习。虽然进了“水利口”,但她此时并没有想到毕业后会与黄河结缘。

上大二的一天,黄河水利专家赵业安老先生来学校讲学,江恩慧怀着求知的愿望听了这次讲座。赵老先生身患癌症,却40多年如一日潜心研究黄河,为黄河治理奔走呼唤。“赵老先生执著的精神让我深受感动,他讲的那么多关于黄河的故事,特别是黄河水害的故事,让我开始关注黄河、研究黄河。”

那次讲座之后,江恩慧经常去学校图书馆,翻阅《人民黄河》杂志等介绍黄河的报刊,并阅读了很多关于黄河的书籍和资料。随着对黄河了解的不断加深,她逐渐对中华民族的“母亲河”产生了浓厚的兴趣,希望毕业后为黄河水利研究“做一些有益的工作”。

1986年毕业时,学校准备将她留校做老师,这在当时是许多毕业生求之不得的事。但她坚决要求到与所学专业对口的“农田水利口”,于是,她被分配到黄河水利科学研究所(简称:黄河水科所,黄河水利科学院前身)泥沙室,从事黄河泥沙和水土保持研究。

走进黄河水科所,江恩慧接受的第一项任务是参加“六五”国家攻关项目“浑水灌溉”试验。她随同项目组的段学琪工程师一起到人民胜利渠现场野外测验,时值盛夏,骄阳似火。“当时工作确实很有激情。我骑着一辆没有闸的自行车,在窄窄的拱桥上飞奔……脸晒得黝黑冒油。”江恩慧回忆说。因为这是第一次把大学学的理论知识与实践结合,所以,她觉得虽苦犹乐,别有一番情趣。

机缘巧合  让她与黄河泥沙治理结下不解之缘

1988年春节前,和江恩慧同年分配到黄科院的研究生张红武约请她共同参与黄河下游河道整治模型试验研究工作。

“说实话,起初真的不想去,主要原因是在学校学的是农田水利工程,当时担负的任务同‘农田水利工程’紧密相关,而模型试验需要深厚的泥沙专业知识,自己在这方面并没有优势。”她坦率地说。

然而,张红武觉得江恩慧是他最合适的合作者,于是就反复劝说,并举出中外知名水利专家学者从事模型试验研究的事例。比如, 1933年和1934年,中国先后派出李赋都和沈怡两位知名学者赴德国参与汉诺夫大学方修斯教授进行的治导黄河试验;李保如、屈孟浩等老一辈黄河泥沙专家都对黄河模型试验作出过重要贡献。

“我们要传承老一代泥沙专家无私奉献的精神,开创黄河模型试验新局面。”张红武说。江恩慧觉得有道理,就接受了这个新的挑战。

随即开展的“花园口至东坝头河道模型”建设,为江恩慧提供了一个研究黄河泥沙的平台。“花园口至东坝头河道模型”就是把这个河段的黄河搬进实验室,在被浓缩了的“小黄河”上观测这个河段黄河水沙运移过程中下游河道沿程的水位、河势、含沙量、床沙变化及河道工情险情等,通过对黄河自然形态的反演、试验,为防洪及河道整治提供科学依据。

经过了艰苦努力,“花园口至东坝头河道模型”终于建成投入运用,并不断完善提高,取得了多项试验成果。后来,由于人员的变动,江恩慧也由参与者逐步转换成为项目主持人,并陆续在这个模型和后期建成的“小浪底至苏泗庄河道模型”上开展了百余组试验,试验成果均被主管部门采用,为河道整治及防洪决策提供了支撑。

准确判断  她的模型试验为防洪抗灾立下大功

江恩慧说,最令她难忘和自豪的是1996年在“花园口至东坝头河道模型”上所做的那次洪水预报试验。

“上世纪90年代,黄河下游持续的泥沙淤积抬高,使防汛形势日益严峻,水利部、黄河水利委员会领导决定在模型上进行洪水预报试验。”江恩慧说,那时的黄河下游河道遇到一定量级的洪水后,滩区会出现什么情况谁心里都没数。模型试验就是观测不同洪水时哪种情况会漫滩,漫滩的程度有多大,为防汛预案提供参考数据。

1996年汛前,洪水预报试验在模型上进行,很多部门的领导同志都来到试验大厅。当放到6000立方米每秒时,一个“路堤”开始破口,滩区开始大量进水;当水涨到8000立方米每秒时,整个原阳高滩全部是水,高滩上的“居民”和“土地”全部被“淹掉”。但还是有不少人质疑在模型的试验是否符合现实的情况……主管防汛的水利部副部长在北京正等着试验成果,以便做防汛部署。此时,江恩慧的压力之大可想而知。她仔细回顾了放水之前的整个操作过程和试验流程,每个步骤都是严谨的,不会有错。于是,她坚定地说:“没问题,就这么报!”

当年8月6日那天,真的来了大洪水,洪峰流量达7680立方米每秒,恰巧洪水在6000立方米每秒时在原阳高滩、开封高滩漫滩了。洪水上滩的部位、漫滩的范围、有可能出险的控导工程及部位、出险的形式等,与模型试验结果非常相似。因为河南黄河河务局在洪水来临之前对几个关键工程进行了加高培厚,避免了一场大的工程险情。事后有人夸赞说,模型试验真为防洪抗灾立了大功。

江恩慧说,如今,在各级领导的关怀支持下,黄河模型试验水平明显提高,又建成了三门峡库区、小浪底库区、黄河下游河道三座大型河工模型,为治黄实践提供了强有力的科学支撑。

攻关破难  为黄河下游游荡性河道整治寻“秘方”

黄河下游游荡性河段,河床宽浅,水流散乱,主流变化无常,造成重大险情,威胁防洪安全。多年来,江恩慧一直把黄河下游游荡性河段作为研究重点,取得了新的突破,并主编了《黄河下游游荡性河段河势演变规律及机理研究》一书。中国工程院院士韩其为评价说:“该书研究成果丰富了河流泥沙工程学、河床演变学等学科……有很大的现实意义和前瞻性,必将对黄河下游河道整治工作产生深远影响。”

江恩慧给记者讲了一个泥沙动力学破案的故事。她说,数年前,郑州市公安局为侦破一个案件,想请她帮忙做个水槽试验。因为被害人的尸体是在原阳的黄河滩地上发现的,可抛尸的地点确定不了。江恩慧说:“这个事不需要你们花费一分钱,保证能给你们解决问题”。于是,她派两位助手去公安局,听了案情介绍后,分析推断抛尸地点是南岸郑州北郊的马渡工程某道坝上,尸体是顺水流漂到对岸在河滩上搁浅。破案之后,果真是他们说的那个抛尸地点。为此,公安局还送来了一封很长的感谢信。江恩慧解释说,道理很简单,就是河流动力学弯道环流基本原理。

2004年以来,黄河下游调水调沙中发生了“洪峰增值”的特殊现象,在小浪底放出来的流量是2000立方米每秒,到了花园口之后却变成了4000多个流量。为什么会出现这种现象?江恩慧说:“我相信水量是平衡的……通过数学模型进行单因素分析,结果一出来就全清楚了。”她的团队又开展了理论研究、水槽实验,从力学层面揭示了洪峰增值的机理,提出了减小黄河下游洪峰增值的调控对策,在调水调沙小浪底水库调度方案制定中被采纳。自2009年开始,黄科院在调水调沙期间多次准确预报了下游河道的洪峰增值过程,为黄河下游防汛决策提供了重要参考。

另辟蹊径  让黄河泥沙在开发利用中变害为宝

在长期的黄河泥沙研究实践中,江恩慧逐渐意识到,不能一味地在水库里拦截泥沙,更不能无休止地在下游被动输沙入海;要另辟途径,把取之不尽的泥沙作为资源开发利用,并将其转化为产品,在实现为黄河有效减负的同时为人民造福。为此,她和她带领的团队把研究的视角转向了泥沙的处理与资源利用有机结合上来。

江恩慧介绍说,近几年来,她和她带领的团队在泥沙研究实践中提出了深水水库泥沙处理与利用有机结合的一些新理念、新技术,获得了多项国家专利,建立了一套适合不同河段泥沙物化特性的泥沙固结指标体系,开发了胶凝化系列产品,研制了系列新型生态建筑制品和防汛抢险材料,被列为水利部重点科研成果推广项目,并得到应用。

泥沙是流失的土地,也是不可多得的稀缺资源。淤背固堤、放淤改土,是泥沙利用的有效途径。结合这项工作的开展,放淤管道输沙经过不断的改良、创新,已经成为一项成熟的实用技术。根据黄河泥沙颗粒细等特点,黄科院研发了专用环保型固化剂,使黄河泥沙砖能够保持结构致密、强度高,并研制出泥沙蒸养砖、泥沙烧结砖、黄河抢险大块石等产品。从2006年开始,他们在原阳、巩义、兰考等河段进行了抢险大块石试验生产及抛投,取得了很好的成效,既节省了大量天然石料,又满足了防汛需要。

江恩慧欣喜地对记者说,2012年7月21日,“黄河泥沙处理与资源利用工程技术研究中心”正式挂牌成立,这标志着黄河泥沙处理与资源利用又向前迈进了一步,必将进一步促进黄河泥沙处理和资源利用的工程化和产业化进程,使黄河泥沙变害为宝,为黄河治理和沿黄地区经济社会发展服务,实现黄河的长治久安!

情系团队  在争论中集思广益发挥群体效应

在采访中,江恩慧多次提到她的团队,谈到发挥团队的群体效应。她说:“我们的研究和试验工作,特别需要团队精神。”

江恩慧在近30年的黄河泥沙研究探索和实践中,曾经得到了很多老领导、老专家、老同事的热情鼓励和无私帮助,让她不断取得重要的研究成果。她向记者讲了一个至今难忘的往事:她刚进入水科所做“浑水灌溉”试验时,在有经验的老科研工作者指导下,写了一篇小文章,交给了项目组组长、高级工程师张永昌。让她没想到是,这篇短文章竟被当时的黄河流域综合规划采用了,这更坚定了她从事泥沙研究工作的信心。她感慨地说,年轻人,或许就那么一点儿小小的鼓励,就可能促使他迈出一大步!

“那些老专家、老先生就是‘活字典’,我在他们身上学到了很多东西”。对此,江恩慧一直心存感激,“滴水之恩涌泉相报”。而她又把这种感激和报恩的感情,倾注在了她带的年轻团队的身上。

江恩慧的团队里,有许多名牌大学毕业的博士生、研究生。她不但关心年轻人的思想,而且关心他们的生活,千方百计为他们创造良好的成长氛围。她高兴地告诉记者:“我在我的团队里倡导‘团结、紧张、严肃、活泼’,提倡以科学的精神开展讨论和争论,充分调动每个人的积极性,集思广益。”

作为分管科研业务工作的副院长,江恩慧不仅精心带自己的团队,还特别注重在全院科研队伍建设中突出梯队效应。她说:“科研团队必须科学合理布局,防止出现断层。这对于一个科研单位来说尤其重要。”

乐此不疲  在有价值的工作中享受更多乐趣

江恩慧作为国际大坝委员会水库泥沙专委会主席,她主持或参与了多个国际会议,把治黄的先进科研成果推向世界的同时,也为黄河泥沙的研究带来先进理念。

她的研究成果得到了国内外的认同,发表论文150余篇,其中有30余篇被SCI、EI检索,出版专著13部,获得国家发明专利7项、实用新型专利9项,软件著作权1项。由于成就突出,她先后被评为“黄河水利委员会十大杰出青年”、“河南省优秀科技专家”、“水利青年科技英才”、“水利部5151人才工程部级人选”、“有突出贡献中青年专家”、“十佳全国优秀科技工作者”等荣誉称号。并入选国家百千万人才工程和国务院特殊津贴专家等。

黄河问题极度复杂,民生水利理念为治黄科研提出了更高的要求,一个又一个技术难题等待破解。江恩慧经常与助手们共勉的一句话是:“如今的黄河科研必须做到的是,泥沙基本理论的突破、特征到规律的升华、现象到机理的揭示。”

记者问江恩慧最大的愿望是什么?她不假思索地回答:“将黄河泥沙研究团队打造成世界一流的泥沙研究团队,将黄河泥沙研究经验和成果推向世界,造福更多的各国老百姓。”

尽管工作繁忙辛苦,但江恩慧乐此不疲。她说:“工作给我带来很多乐趣,尤其是当问题迎刃而解的时候,感觉浑身轻松。黄河泥沙研究工作很有价值,能作出成绩就是一种幸福感。”

江恩慧

1963年10月生,中共党员,博士,教授级高级工程师。1986年本科毕业于华北水利水电学院;1998年获武汉水利电力大学硕士学位;2010年获中国水利水电科学研究院博士学位。1997年破格晋升为高级工程师,2001年破格晋升为教授级高工。2003年作为访问学者公派美国密西西比大学交流。现任水利部黄河泥沙重点实验室主任,黄河水利科学研究院副院长,兼任国际大坝委员会水库泥沙专委会主席、中国水力发电工程学会理事、河南省水力发电工程协会副理事长、《水动力学研究与进展》(中、英文版)等杂志编委、钱宁泥沙科学技术奖基金委员会委员;武汉大学、河海大学、华北水利水电大学等硕士生导师,河海大学博士生导师。

(2015.05.16 第10期)