保定市科学技术协会

他五次上书，让“世界第一古代水文站”绝处逢生

2022-03-07

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白鹤梁位于重庆涪陵区城北，全长1600米，是长江中的一道天然巨型石梁。在它中段220米长的区域，分布着自唐代至今1200年多间的165段题刻，汇集了唐宋以来诸多重要史迹和各派书家遗墨，其中不乏黄庭坚、朱熹、王士祯等名家。其中117段题刻记录了长江历史上74个枯水年份，构成了系统的长江枯水水文资料。

三峡工程建设时，无数巴蜀名胜古迹永久地留在了江中，而白鹤梁却因一位专家的提案，得以保存至今。这位专家就是中国工程院院士，岩土力学专家，中国科学院武汉岩土力学研究所研究员、上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授葛修润。

他为白鹤梁的科学保护提出了“无压容器”方案，让“世界第一古代水文站”绝处逢生，最终诞生了世界上第一座水下博物馆——重庆白鹤梁水下博物馆。

葛修润

“养成系”学霸

投身水利事业

谈起学生时代，“学霸”葛修润说得最多的是，学习上没有困难，很轻松，小学是这样，初中也是这样，高中同样如此。

小学三年级时的一天，期中考试发放成绩单，葛修润语文、数学双百分，拿到了年级第一。老师在班里说，这次考试数学有个题目很难，超出了所学范畴，全校只有葛修润答对了，非常难得。

葛修润心里乐颠颠的，放学举着卷子就往家里跑，高兴地喊着拿了第一名。妈妈却“冷落”了葛修润，对他说：“考试，就是一次作业，考好了不值得沾沾自喜，我们每天都要做作业，我们能够为每一次作业的好和差而悲喜交加吗？以后的路还长着呢，要的是一种韧劲 。”

在母亲的言传身教之下，葛修润逐渐养成了不骄不躁的优秀品格。

葛修润童年与姐姐、哥哥、妹妹合照（左一为葛修润，上为姐姐葛修元，右为哥哥葛修禄，下为妹妹葛修萍）

1949年夏，淮河流域水灾严重，堤防多处决口。1950年汛期，淮河流域又遭遇历史上罕见的特大洪水。当葛修润从报纸上看到淮河沿岸人民受灾的惨痛场景时，流下了悲痛的眼水。

1951年，《人民日报》发表毛泽东主席的题词“一定要把淮河修好”。一大批青年学子、工程界的精英响应号召，义无反顾地投身到波澜壮阔的治淮洪流中，葛修润也是其中之一。他暗暗下定决心，准备报考清华大学，清华有当时我国最好的水利专业，他要学习国家最需要的知识，到祖国建设一线去。

1952年7月，18岁的葛修润考取了清华大学水利系。

当时国家迫切需要建设人才，学校也在动员学生就读两年制的水利建设专科专业。为了响应国家的号召，葛修润主动选择了水利水工建设的专科。

1954年9月，品学兼优的葛修润前往苏联留学，进入乌克兰敖德萨建筑工程学院水利系学习工程结构专业。

学有所成，崭露锋芒

1959年7月，葛修润获得了苏联优秀毕业生文凭和苏联水利工程师称号。毕业前夕，他的专业导师问他是否愿意留在苏联工作，葛修润婉言谢绝并毅然回国。

按照当时的政策，葛修润作为国家培养的第一批留学生，在分配时，有科研、生产、教育3个领域供他选择，他毫不犹豫地选择了科研。

在北京完成3个月封闭学习后，1959年10月，葛修润被分配到中国科学院中南力学研究所（现为武汉岩土力学研究所）。从此，他几十年如一日的一直从事重大岩体工程问题研究。

1962年，葛修润翻译出版了《岩石力学引论》一书，该书系统地叙述了解决岩石力学问题时所采用的数学方法，适合采矿企业的工程技术人员和矿业学院的师生阅读和参考。

1963年1月，葛修润与同事合作先后在我国首次研制成功100T和200T级的液压枕，在现场成功实现了“单块法试验”，提出了软岩地应力测量新方法的原理，并证明了这一新方法原理的正确性。

他还积极参与了对我国岩石力学界产生很大影响的岩质边坡工程课题“大冶铁矿南帮边坡稳定性研究”，主持该课题的总体分析和计算工作。这项工作为葛修润此后全面主持重大工程课题打下了坚实基础。

葛修润（右）与国际岩土力学学会创始人米勒教授（左）在奥地利萨尔茨堡的工作照

攻克有限元，逆境绽放

葛修润教授是最早将有限元法引入我国岩体工程的学者之一。

1971年，他得知国家急需将世界上最先进的应力分析法“有限元法”引进并应用于岩土工程课题，用仿真模拟求解真实的工程问题。在没有可参考程序的情况下，葛修润立刻带领科研小组开展了有关有限元线性和非线性程序的攻关。

当时国内已经独立自主研制出了三台晶体管式的计算机，其中一台就在武汉大学数学所。由于葛修润不能直接进入“X-1机”大厅进行操作和运算，他就抓紧一切时间学习该计算机的说明书和操作指令，以及有关有限元的一些文献。

经过连续三四个月的苦斗，以葛修润为主的科研小组成功编写出了平面问题有限元线性和非线性程序，并于1971年底前调试通过了计算分析程序，对我国西南地区某大型地下火电厂三个硐室群的平面变形问题进行了线性和非线性计算，此成果被国内同行们公认为我国将有限元分析用于大型地下硐室群分析的首例。

葛修润关于有限元增量表达及非线性方程法的手稿

钻研有限元方法的日子对于葛修润来说，是紧张而昏暗的。“那几年，为了有限元方法，我基本日日夜夜都在工作，晚上熬夜工作，白天也继续工作。那时候我得了肝炎，身体特别不好，爱人因为分居也不在身边。”

病重时，葛修润只能躺在床上休息，但只要稍微一清醒，他就会爬起来拿笔运算，有时实在爬不起来，就这样躺着想问题。后来，在一位老中医的帮助下，他的身体才慢慢地好转。

1974年，葛修润为葛洲坝二江泄水闸做抗滑稳定非线性分析，为该工程作出重大贡献。“有限单元法在岩体力学中的应用及非线性分析方法”获1978年中国科学院重大科技成果奖。

葛修润参加的项目“葛洲坝二、三江工程及其水电机组”被授予国家科学技术进步奖特等奖

“跨界”显真学，厚积薄发

葛修润不仅是岩土力学专家，还是一位文物保护专家。

上世纪七十年代初，湖北大冶铜录山矿区内发现了一个距今两千七百多年春秋战国时期的古矿冶遗址。为妥善保护遗址又尽可能多地开发利用矿产资源，葛修润主持编写完成了《关于铜录山古矿遗址陡边坡稳定性评论和保护方案的意见》，分析了针对古矿遗址保护问题的三种方案。

葛修润（右）在大冶铁矿和他的学生王川婴一起工作

1994年12月14日，当今世界第一大的水电工程——三峡大坝工程正式动工。

葛修润先后主持了三峡工程中的多项科研任务，其中深层滑动问题是三峡工程中最重要的岩石力学难题之一，他负责并完成了其中的计算分析工作，为工程设计提供了数据基础。

白鹤梁原本是长江中一块天然石梁，因常有白鹤群栖息于梁上而得名。唐广德元年，时人在梁上刻上石鱼以记录当时的枯水水位。后人习以成俗，在此记录水文信息，白鹤梁因此被联合国教科文组织誉为保存完好的“世界第一古代水文站”。

随着三峡水利枢纽工程的施建，这座世界上独一无二的水下碑林将被永远淹没在几十米的水下。自全国人大通过三峡工程上马的决议起，它的保护问题就被提了出来，国家组织众多科学家、专家及学者展开研究，种种保护方案一直讨论了近十年。

抢救白鹤梁的转机出现在2001年2月24日。那一天，白鹤梁保护方案进入最后一轮评审。这之前，“在岸上建造复制品进行展览”的方案已得到大部分人的赞同。正当所有人觉得一切即将尘埃落定之时，现场专家组组长，中国工程院院士葛修润，却提出了异议。他坚持，文物应当原位保护，原地保存，并提出了建造一座水下博物馆，把白鹤梁保留在原地的“无压容器”概念方案。

该方案的设计思路是通过建造一个巨大而坚硬的保护壳，将白鹤梁中段罩住，保护壳内注满水，并通过管道与长江水连通，使内外水压基本一致。同时，水还能成为白鹤梁题刻天然的保护介质。

“无压容器”方案虽得到了参与人员的认可，但原有方案已通过审议，要改变绝非易事。三峡工程再过两三年就要开始慢慢蓄水了，时间紧迫。即便如此，葛修润仍没有选择放弃，他认为“作为一个科研工作者应该要为科学合理的方案、对国家对人民都有利的方案去奋斗，去争取实现。这也是我们科研工作者的责任所在。虽然现在会议已决定要采用老方案，我应该向上级积极反映情况争取支持。我一方面要积极奔走呼吁，但在心理上也做好了最坏的准备，即使新方案还是不被采纳，我作为一个科学工作者的良心也可以安定下来，至少我是尽了我应尽的职责了”。

经过5次上书，他的努力终于换来回报。2001年8月，国务院三峡建设委员会决定考虑启用葛修润提出的“无压容器”方案，但必须进行可行性研究。

葛修润携夫人前去考察白鹤梁保护建设工程进展

通过可行性研究后，2003年2月13日白鹤梁原址水下保护工程正式开工。在长达6年多的建设期间里，葛修润不断往返于上海、武汉、重庆三个城市，工程上的大小细节他全部严格把关。

受三峡工程提前一年蓄水到156米影响，白鹤梁水下主体工程修建少了整整一个枯水季。面临“背水一战”的困境，葛修润和来自大桥局的建设者们与江水赛跑，经过紧张施工，完成了水下主体工程的抢修，为整个工程奠定了坚实基础。

2009年5月18日，白鹤梁水下博物馆正式落成并对外开放，成为三峡库区一颗璀璨的“水下明珠”。白鹤梁是水下文化遗产保护的典型范例，它不但实现了自身的涅槃重生，也给同类文化遗产保护提供了巨大启发。

“急国家之所需，为国争光”是葛修润在科研工作中的座右铭，在他长期的科研工作中，一直可以看到这种精神的闪耀。他认为自己正是在这种精神的鼓舞下，才能有很大动力去排除困难，不断向前。

“精神的力量是巨大的。这种理念并不是老生常谈，即便在改革开放年代，在强调市场经济价值和重视个人经济收益的时候，还是要强调这种理念的重要性，因为我国是社会主义国家，社会主义市场经济模式仍然需要有正确的精神支柱。”

来源：中国科学家