砥砺奋进再出发
《汶川地震地质灾害评价与防治》问鼎国家科技进步一等奖纪实
编者按:
2015年1月9日, 在北京举行的国家科学技术奖励大会上,我校黄润秋教授代表其团队从党和国家领导人手里接过了沉甸甸的国家科技进步一等奖获奖证书。
此次获奖的研究成果《汶川地震地质灾害评价与防治》由我校教师团队历时6年独立完成,主要研究人员有黄润秋、许强、裴向军、唐川、李为乐、王运生、范宣梅、罗永红、余斌、李渝生、李勇、沈军辉、冯文凯、赵建军、巨能攀。其中,李为乐、范宣梅、罗永红、赵建军4人为“80后”。
距离我校上次获得国家科技进步一等奖,近10个寒暑悄然已逝。那是在2005年,黄润秋团队独立完成的成果《中国西南高边坡稳定性及灾害防治》因其重要的理论突破及应用价值获此荣誉。2014年,黄润秋团队的研究成果《汶川地震地质灾害评价与防治》再度问鼎这项国家科技领域的最高奖励。该团队也成为四川省唯一一支10年内两次独立获得国家科技进步一等奖的科研团队。
工程地质在建校初期的成都地质学院或许并不是最强的学科。半个多世纪过去了,这支队伍不仅成长为学校最重要的科研力量之一,而且成为在国内工程地质领域的排头兵。这蜕变,离不开一代代拓路者的薪火相传,离不开他们的坚定不拔之志,离不开持之以恒、团结拼搏,离不开为国为民的责任担当,离不开他们在实现目标征程中的自我砥砺。
成功不可复制,但经验可以借鉴。对于我们来说,这支团队今天取得的成绩其意义在于:敢于担当,团结拼搏,树立正确的方向,一步一个脚印地踏实做事,终会在原来的基础上取得巨大飞跃。
本文接受采访者为黄润秋、许强、裴向军、李为乐、范宣梅,笔者对其在百忙之中接受采访致以诚挚的感谢!
谨以此文献给汶川地震七周年纪念日,献给为此项成果辛勤付出的团队,以及所有正砥砺前行的理工科研工作者。

问鼎国家科技进步一等奖后合影
始于担当
最初投入到汶川地震的研究绝不是为了获奖,而是出自于地学工作者肩上的使命和责任,是抗震救灾紧急关头的勇挑重担、义不容辞——这是本文所有受访者的共识。
2008年5月12日,汶川8级地震爆发,对无数生命财产带来毁灭性的打击。地震发生当晚,黄润秋等即刻前往都江堰,并往各个极震区不断增派研究队伍,成为抗震救灾中一支重要的科研技术力量。
回顾那段紧张而忙碌的岁月,黄润秋至今记忆犹新,“地震发生一周内,团队即派出9个小组奔赴一线。当时,灾区余震不断,交通不便,山上时常会有滚石落下,且物资短缺,吃住都非常不方便。有的同志连续一个月都睡在车里,连续一个月没有好好吃一顿饭、没有洗一次澡。因为生活环境恶劣,一些同志脚底发生溃烂。然而,由于工作任务很重,同志们始终坚持奋战在一线。大家都是披星戴月、早出晚归,却没有人叫苦叫累。”
震后,四川省立刻启动了地质灾害防治专项规划编制工作,并任命黄润秋为领导小组顾问,许强为编制组组长。这项工作需要对所有震后灾害点进行现场排查和复核,并在详细分析现场得来的第一手调查数据的基础上对灾害点提出防治意见。这是项十分浩大的工程,四川省从全国抽调了83支队伍来做地质灾害现场调查排查。据统计,一开始现场排查出近5000余处地质灾害隐患点,最后确定需要防治的2300多处。而编制规划的时间却非常紧,许强回忆,“6月底要拿出初稿,8月底即提交。”在如此短的时间内要处理如此多的数据,规划编制组深感责任重大,只有夜以继日、废寝忘食,极大压缩个人休息时间。这项严重透支体力和精力的工作任务最终如期完成,并为四川省争取了约120亿元的地灾防治资金。
项目另一主要完成人沈军辉则在青川狮子梁事件中为保护300余人生命安全作出了重要贡献。5月18日,沈军辉带领现场排查组发现青川县城后山狮子梁有道长度约1公里的地震裂缝,在余震不断的情况下极可能发生局部垮塌,对坡脚临时安置区居民生命构成严重威胁。他当即将险情报告给青川县抗震救灾指挥部。指挥部决定当天晚上就将受威胁的300余名临时安置灾民紧急撤离。第二天,青川发生5.4级余震,狮子梁发生局部垮塌,撤离的群众幸运地躲过一劫。回忆起当时场景,许强唏嘘感慨,“这个事件的意义非常重大,它挽救了300余人宝贵的生命。”
现场调查总是会遇到意想不到的困难。裴向军小组在安县灾害点排查中发现了大光包滑坡——汶川地震中最大的滑坡,近百年来能统计到的全球最大的滑坡。有多大呢?大约有10平方公里,11.5亿立方米,几乎有4个成都理工大学那么大。去过现场的李为乐告诉记者,“恍然间你会以为自己到了外星球。没有路,没有草木,只是一片望不到头的质地松软的砂石堆,真的是自然界的奇观。”原来通往大光包的路因堰塞湖阻塞了,裴向军小组就越过山崖自己探路。多年的野外工作经历让他已经很能适应这种艰辛和磨练。然而,他没想到来回路途如此艰难,原以为三四天就能完成的任务用了整整六天。准备的食物吃光了,几个人就用木棍围猎了一只野羊,剥皮烤肉充饥。在夜晚的山林中遇到暴雨,他们就用捡到的废弃的油毡搭成简易帐篷。虽然过程极其艰辛,但是大光包滑坡因其特殊性引起了国内外相关专家学者的极大关注。目前,巨型滑坡已成为黄润秋团队研究的重点之一。2013年由黄润秋教授倡议和牵头成立国际大型滑坡研究协会(International Research Association on Large Landslides ),目前协会成员包括国际从事大型滑坡研究的28名知名学者。
据黄润秋介绍,自汶川地震发生后,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室总计约有1000多人次前往灾区开展抗震救灾及灾后重建的调查研究工作。他们用毕生所学,真正在紧急关头践行了报效祖国、为人民服务的崇高理想。是使命让他们攻坚克难,是责任让他们奋不顾身、勇于担当。
“送人玫瑰,手有余香”,在全心全力开展抗震救灾工作、服务于灾区的同时,黄润秋团队获取了大量一手的现场资料,发现了许多地学新现象,认识到了更多的科学新问题,从而引导他们在科学领域进行更深入的探索。

黄润秋教授在北川指导抗震救灾

许强教授凌晨在北川县城指导防灾
团结与拼搏
在最紧张忙碌的时间过去之后,黄润秋团队终于可以让疲惫的身心得以暂时休息。脚步缓下来,心灵有了时间去深思。震后灾区悲惨的景象如电影回放般一次次冲击着他们的心灵,同时,现场观察到的多种教科书中没有的地质现象刺激着他们敏感的科研神经。
黄润秋认为,“汶川地震震级大,发生在人口密集区且地质环境脆弱,夺取了许多鲜活而宝贵的生命。在这样一个灾难性事件中,我们付出了血的代价。虽然强震不可预知,但是地质灾害可以防范。所以,我们要充分地挖掘和研究汶川地震中所蕴藏的各种科学规律,更好地运用到以后的生产实践中,尽可能地减少和避免因强震造成的生命财产损失。只有这样,才能对得起这份代价。”
实际上,黄润秋团队肩负使命与责任,长期立足于西部,为大型工程建设保驾护航,为防灾减灾事业拼搏奉献,为西部经济建设做出了应有的贡献。2005年,该团队研究成果《中国西南高边坡稳定性及灾害防治》就斩获了国家科技进步一等奖,解决了高边坡失稳造成的崩滑地质灾害对西南地区社会经济发展和西部大开发重大工程建设的影响和制约的关键技术难题,产生了重大社会效益与经济效益。
经过几代人的努力,在长期的科学研究中,黄润秋团队已经奠定了在工程地质领域扎实的理论基础,并形成了一个个术业有专攻的研究分团队。黄润秋全面组织领导了震后地质灾害调查研究工作,揭示了发震断层、地形地貌、岩体结构等“三类因素、十种效应”的发育分布规律。提出了避开活动断裂、重大地质灾害、不利场地条件的“三避开”灾后重建选址原则,为北川等12 座城镇进行了重建选址和评估论证。“三避开”原则后来上升为我国新城镇规划选址应遵循的基本原则。
一次地震尤其是强震后,地质环境受到巨大冲击。黄润秋给记者打了一个比方,“就好比一个人,一掌打过去,表面上恢复了,但是可能还存在内伤。”很多山区,在强震的巨大冲击下,不仅表面上伤痕累累、满目疮痍,山体内部也有很多内伤、破裂、破损,这些会影响山体的长期稳定性。尤其在暴雨等触发因素下,极易发生滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害。
许强团队主要研究滑坡灾害,组织开展了大型振动台模拟试验,首次发现和揭示了强震触发大型滑坡以“拉裂”为主的成因机理,建立了包括溃滑、溃崩、抛射、剥皮、震裂等五类强震触发大型滑坡的成因模式。并构建了“地震→滑坡→堵江成坝、堰塞湖→坝体溃决→洪涝灾害”灾害链预测评价理论和技术方法,开辟了地质灾害链效应研究新途径。许强告诉记者,“汶川地震所引发的灾害中,一些现象很奇特,在教科书中根本没有的现象,在汶川地震中却发生了。比如在映秀,一个约300吨的石头在地震中如炮弹般直接抛射出60多米远。还诸如在地震中,地上的石头如青蛙般弹跳。这些当时在现场观察了解到的新现象引发了我们更深入的思考,引导我们不断地去探索科学新知识。”
裴向军团队主要研究崩塌灾害。经常奋战在野外一线的裴向军对汶川地震触发的多条公路沿线的崩塌和滑坡开展了大量的野外调查,并重点对前文所述的大光包滑坡进行了长期深入的研究,揭示了其特殊的形成机制。目前国家重点实验室已在大光包滑坡现场建立了科研和教学实习基地。依托于该基地,已接待了众多国内外专家和学生前往现场考察研究和实习,同时可对大光包滑坡进行持续研究。
唐川团队主要研究泥石流灾害。通过对震后泥石流进行调查研究及大量室内模型试验,揭示了汶川地震区震后泥石流起动机理与临界雨量条件,建立了泥石流堆积范围预测模型,研发了泥石流监测预警系统,创新性地提出了强震区大型泥石流防治的新思路和新工艺。
普通民众可以直观感受到,地震时楼层越高震感越强。在野外调查中,科研工作者发现滑坡一般发生在山坡的中上部,山底和山顶极其少见。这一现象引起了黄润秋团队的极大兴趣。山体不同高程、不同部位在地震中究竟是怎样运动的(专业名词叫“斜坡动力响应”)?为了搞清楚这其中蕴藏的科学内涵,该团队在西南容易发生地震的6个地区布置了7条斜坡地震动现场观测剖面,打了30余个深约20余米的平洞用于放置地震观测仪器,王运生团队具体开展了此项工作。近7年来,已观测到包括汶川地震余震、芦山地震主震和余震在内的近300次地震,获得了异常丰富的现场观测数据。而许强团队则组织开展了系列大型振动台模拟试验,通过现场观测和室内试验,共同揭示了强震条件下复杂山区斜坡的动力响应规律。目前,现场监测工作仍在持续进行。
“虽然在平时的研究活动中形成了一个个相对独立的分团队,当遇到重大科学和技术问题,各团队又紧密合作,发挥各自优势共同解决大问题”,许强告诉记者,“我们非常注重团队建设。如果一个人不能考虑大局,不能很好与他人合作,即使能力再强,作出的贡献也极其有限。科学上重大问题的解决常常会涉及到许多不同学科方向的交叉融合,许多研究仅靠一人之力是远远做不到的。要将各方面人才团结起来一起做成事,就要求带头人必须具备两项最重要的条件:一是要有很高的学术造诣,这样才能服众;二是要有宽广的胸怀、高尚的品质及无私的奉献精神。有句话说‘一头狮子带领的一群羊胜过一只羊带领的一群狮子’,显而易见,学术带头人的作用极其重要。我们这个团队从奠基人张倬元先生到现在的黄润秋教授,都一直秉承发扬团结拼搏的精神,以科学造诣、人格魅力为团队建设作出不可磨灭的贡献。这种精神是我们团队的宝贵财富,是激励和促使我们不断向前的精神动力。”

裴向军教授在青川现场向国土资源部副部长汪民汇报地质灾害排查工作

唐川教授在东河口调查灾情
成果与成就
汶川地震触发的崩塌滑坡数量之多、规模之大、类型之齐全、成因机理之复杂、造成损失之惨重,在全世界都是罕见和独特的。黄润秋团队对汶川地震地质灾害的深入研究,丰富和提升了人类对强震触发地质灾害的认知水平,为汶川地震灾后科学重建提供了科学支撑,提升了我国广大高地震风险山区地质灾害的防范能力。
据许强介绍,参与到《汶川地震地质灾害评价与防治》成果研究的老师至少有50人,研究生在200人以上。在国内外公开发表论文200余 篇(SCI 源刊论文60余 篇,专著2 部)。3 篇论文发表于《Nature Geosciences》,1 篇论文进入Elsevier 出版社2006-2010 年地球行星领域最高引用率前50 名。获实用新型专利3 项和软件著作权2 项。
2010年6月13日,刘宝珺、姚振兴院士等专家对“汶川地震地质灾害研究”成果进行了鉴定,认为“该项研究在强震条件下斜坡失稳动力机制与斜坡动力响应等方面取得了创新性成果,总体上达到了国际领先水平。”
2011年2月26日,孙鸿烈院士、陈运泰院士和郑度院士等专家对该团队承担的973计划课题“强震作用下斜坡失稳破坏机理与分布规律”进行验收,认为“研究成果已在汶川抗震救灾与灾后重建以及高地震风险山区重大工程建设的防震减灾中应用,成效显著,在国内外学术界引起重视”,并评定为“优秀”。
2013年4月20日,芦山地震发生。团队成员李为乐利用在汶川地震区建立的地震地质灾害敏感性评价模型,对芦山地震触发崩塌滑坡灾害的空间分布位置进行了快速预测评价,并提交相关部门供应急救援使用,为现场抗震救灾提供了重要支撑。事后的遥感解译结果表明,预测的准确率超过70%。
今年4月25日,尼泊尔8.1级地震发生。该团队再次利用汶川地震地质灾害研究成果,通过多种渠道迅速收集了地震灾区的地形地质基础资料和地震峰值加速度等地震参数数据,在GIS平台下快速完成了该次强震崩塌滑坡地质灾害危险性预测评价图的绘制并于4月27日对外发布。该预测评价图可为此次地震震后地质灾害的排查提供参考,产生了一定的社会影响并被多家媒体转载。
该项研究成果不仅广泛应用于社会实践,服务于地方经济发展,也提高了我校在世界范围内相关专业领域的影响力。在该成果的完成过程中,该团队先后主办(承办)了与汶川地震诱发地质灾害有关国际会议和大型国内会议20余次,50余人次被邀请作大会特邀报告。本行业或相关领域的国际会议涉及到汶川地震地质灾害的都邀请本研究团队成员作主题报告。项目组成员20余人次出国参加国际会议,邀请50余人次外国专家来访。这些国际间的交流,极大地拓展了团队成员的国际视野,提高了该学科在国际舞台的影响力。
在主要研究成员中,李为乐、范宣梅、罗永红、赵建军这4名“80后”引起了人们的关注。
汶川地震发生,李为乐的遥感监测派上了用场,对整个汶川地震区地质灾害进行了遥感解译,揭示了汶川地震同震地质灾害发育分布规律。这名1982年出生的小伙,在32岁时被评为副研究员,他告诉记者:“能到这个团队工作是这辈子的幸运。”
范宣梅是第一位我校与荷兰屯特大学联合培养的博士生,也于去年被评为副研究员。她重点对汶川地震诱发的滑坡坝和堰塞湖开展了深入系统的研究。在攻读博士学位期间,发表SCI论文12篇,其中1篇发表在Nature Geosciences上,并获欧洲地球科学协会EGU、美国地球物理学协会AGU等资助多次参加本领域高级别国际会议并作学术报告,受到国际同行的高度关注和评价。其所作博士论文受到答辩委员会的高度评价,被认为是欧洲前5%的优秀博士论文。其研究成果为构建“地震→滑坡→堵江成坝、堰塞湖→坝体溃决→洪涝灾害”灾害链预测评价理论和技术方法做出了创新性贡献。
罗永红参加了汶川地震震后次生地质灾害的详细调查,重点对斜坡动力响应进行了野外监测,对强震作用下斜坡地震动的场地效应作出了重要贡献。
而赵建军则对汶川地震地质灾害防治专项规划数据分析处理以及一些汶川地震典型大型滑坡研究作出了重要贡献。
他们4人非常勤奋刻苦,熬夜加班是常事,甚至连寒暑假、周末都没有太多时间休息。记者问:“这么辛苦会觉得累吗?”他们回答,“因为很值,所以不觉得累。”
他们是勤奋的,也是幸运的。他们的努力是年轻有为的重要内在原因,而机遇却助力他们在人生之路更为快速地奔跑。
许强表示,“我们团队很注重青年人才的培养,这也是从张倬元先生开始就形成的优良传统。我们鼓励他们,鞭策他们,给他们创造平台和机遇,就是要把年轻人尽快培养成才,尽快挑起重担。他们起来了,我们这个学科才有更好的未来。这次获得一等奖对这几个年轻人来说是很大的激励。我想,这也是此次得奖的重要收获吧!”