高寒大地冻土人
2021-04-14 09:36:20 来源: 甘肃日报
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    原标题:高寒大地冻土人——中科院西北研究院冻土与寒区工程研究团队扫描

    团队带头人程国栋院士在室内做冻土试验。

    团队带头人马巍研究员在青藏铁路沿线进行冻融灾害调查。

    如何在含冰的地基上修建铁路、公路?如何确保工程长期稳定与安全运营?如何最大限度地减少工程活动对寒区环境的影响?在我国就有一支这样的科研团队,立足西部,针对世界性的寒区工程难题,开展卓有成效的科技攻关,他们被誉为守护“天路”的先行者。

    半个多世纪以来,中国科学院西北生态环境资源研究院冻土创新团队老中青三代科研力量,怀揣着梦想,扎根西部,发扬“牦牛精神”,长期潜心于冻土研究,攻克了一个个世界性难题,完成了一项项重大建设工程,用青春和热血把论文写在了祖国的高寒大地上。

    攻坚克难攀高峰

    全球寒区线性工程病害率高达40%的严酷现实,是冻土研究长期面临的世界性难题,而气候变暖使得工程建设和维护更是难上加难。且我国近四分之三的陆地遭受着反复冻融的影响,寒区工程建设制约因素多,难度超乎想象。

    中科院西北研究院冻土与寒区工程研究团队应运而生。自与“高寒”“世界性难题”结缘的那一刻起,注定前方无坦途。

    几十年来,他们的足迹遍布祖国边疆的冰原雪域,他们的视野始终紧贴国家重大需求和国际学科前沿,开展了青藏铁路、青藏公路、青藏直流联网工程、中俄输油管道、哈大高铁、共玉高速等寒区重大工程问题研究,解决了工程-冻土-气候-环境相互作用的关键理论和技术问题,取得一系列原创性成果,引领了国际冻土工程研究的发展,制定了多项国家和行业规范标准,节省了数百亿元的投资。

    青藏铁路建设期间,由中科院院士程国栋领衔的冻土科研团队,在国际上创造性提出了“主动冷却路基”新思路和成套的调控技术,有效解决了青藏铁路高温高含冰量冻土路基稳定性的世界性难题,确保了列车在多年冻土区最高时速100公里的安全运营。

    在实践中,冻土研究人员还揭示了沥青路面热效应形成机制及其对冻土变化和路基稳定性的影响,提出抵御气候变暖及热累积效应的复合冷却路基地温调控技术,为青藏高速公路修建提供了关键技术储备。提出了冻土区“基于应变的管道设计”新思路,显著提高了变形预报精度和管基工程可靠性,为中俄原油管道建设提供了重要科技支撑。构建了哈大高铁水、热、变形动态监测系统,为我国首条寒区高铁成功建设与安全运营做出突出贡献。考虑冻结缘区冰—水剧烈相变及有效应力原理,构建了冻土水、热、力三场耦合理论体系和冻土工程热力稳定性数值仿真平台,为寒区工程设计、施工、运营提供重要的理论基础。

    正如吴青柏研究员所说:“最难得的是,我们积累了青藏高原和东北冻土区长期基础性数据,推动了冻土学和相关学科的整体发展。”

    初心感召显力量

    不同于一般的科研工作,冻土团队的科研人员常年身居野外,上高原、进无人区更是家常便饭。海拔4000米以上的高原,人烟稀少、空气稀薄,见的最多的“活物”就是牦牛。终日与牦牛相伴,冻土团队把牦牛视作“朋友”,更当作团队的精神象征。

    中科院院士赖远明说:“牦牛身上的憨直、坚韧、尽责大概是对冻土科研工作者的最好诠释。”半个多世纪以来,特别能吃苦、特别能奉献、特别能忍耐的“牦牛精神”就这样一代代传下来,影响并激励着冻土团队的每一个人。

    这些年来,冻土与寒区工程研究团队始终秉承和发扬科学家精神和这种“牦牛精神”,在传承中创新,在创新中发展,确保了团队健康稳定发展,成果持续产出,事业引领国际。

    以程国栋命名的“地下冰重复分凝理论”——“程氏假说”得到国际同行认可。1993年,程国栋当选为中国科学院院士和国际冻土协会主席,2011年赖远明当选为中国科学院院士,2014年程国栋院士获得国际冻土协会终身成就奖,这些沉甸甸的荣誉,是对“冻土人”最大的褒奖,标志着我国冻土研究达到国际领先水平。

    几代“冻土人”牢记党的宗旨,不忘初心,数十年拼搏,将最初的考察队发展成为引领世界冻土工程发展的创新团队。团队现有80人,包括中国科学院院士、俄罗斯工程院外籍院士、百千万人才工程入选者等优秀人才。

    冻土团队自始至终发挥党支部的战斗堡垒作用和党员先锋模范作用,为重大科技成果产出保驾护航。共产党员程国栋院士扎根西北50余年,长期坚持一线科学研究,聚焦冻土与寒区工程基础理论创新与技术研发,为我国西部大开发战略工程及生态文明建设做出贡献。共产党员刘永智每年都要在高原海拔4000米以上工作4-6个月,2003年荣获铁道部颁发的“火车头奖章”,退休以后,他还每年坚持上高原工作2-3个月。冻土党支部2011年获中科院先进基层党组织,赖远明院士获得2020年中科院优秀共产党员,还涌现出了像俄罗斯工程院外籍院士马巍研究员、国家杰出青年基金获得者吴青柏和张明义研究员等优秀共产党员。

    “在旁人眼中,‘冻土’只是一个冰冷遥远的字眼,但它已融入我的血液,成为我生命的一部分。”赖远明院士的朴素言语,何尝不是“冻土人”共同的心声。

    使命在肩拓新天

    当前,“一带一路”中的京莫高铁、极地工程以及三江源和祁连山国家公园建设,依然促使着团队继续追逐冻土研究的“中国梦”。只争朝夕,不负韶华,这支优秀团队将不断壮大,继续引领国际冻土工程研究的发展。

    据中科院西北研究院介绍,该院冻土与寒区工程研究团队基于前瞻性和战略性规划,将继续瞄准国际研究热点和国家重大需求,制定了未来持续创新发展的研究目标及实施计划

    ——结合国家“一带一路”战略规划,开展高铁、高速公路、水利水电工程等基础工程建设与地质灾害治理中的冻土问题研究,在服务重大国家战略需求中不断提升团队的创新能力。

    ——瞄准青藏高速公路建设,进一步完善气候和冻土变化背景下的宽幅黑色路面冻土路基修筑技术研究。

    ——针对三江源冻土—生态—水文相互作用关键科学问题,研究复杂因素间互馈机制,服务于国家三江源公园建设。

    ——紧盯青藏高原、东北和祁连山区大型矿产开采对冻土环境和生态环境影响,进一步完善冻土变化监测网络,服务国家寒区生态文明建设。

    新的成就,新的起点。未来,冻土团队将更多地走向国际,力争科研成果在国际工程中得到更多应用,提升团队的国际显示度。正如赖远明院士所说,作为冻土研究的“国家队”,团队将趁势而上,以“不破楼兰终不还”的意志,继续为我国“一带一路”建设、西部大开发和振兴东北等国家战略服务。

    新甘肃·甘肃日报记者 李满福 通讯员 陈 华

责任编辑: 刘欣瑜

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