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薛禹群
來源:互聯網

薛禹群(1931年11月2日—2021年6月29日),男,出生于江蘇省無錫市,中國共產黨黨員,水文地質學家,地下水動力學家,水文地質教育學家,中國科學院資深院士。

薛禹群1952年畢業于唐山工學院。1952年8月進入南京大學地質系(地球科學與工程學院前身)任教。1955年到1957年在吉林大學研究生班跟隨前蘇聯教授克利門托夫學習。1957年長春地質學院研究生畢業。1999年當選中國科學院院士。2021年6月29日因病逝世,享年90歲。

薛禹群是中國地下水動力學學科奠基人之一。畢生從事水文地質領域的科研工作,致力于地下水、熱與溶質運移的數值模擬研究。建立了中國第一個三維熱量運移模型;揭示了海水入侵、咸水入侵規律;建立了潛水條件下的三維海水入侵模型、三維咸/膽巴入侵模型;建立反映水巖間陽離子交換的三維水—巖作用模型。出版了《水文地質學的數值法》《地下水動力學原理》《海水入侵、咸淡水界面運移規律研究》等著作。2010年研究成果區域地面沉降模擬及其應用獲教育部科技進步一等獎

人物生平

早年與學業經歷

1931年11月2日,薛禹群出生于江蘇省無錫市。薛禹群的父母痛恨中國國民黨的貪污腐敗,同情革命,但看到弟弟和其他革命同志那種充滿風險的生活,既擔憂又害怕,所以不參加任何黨派,始終做個普普通通的百姓。父母從小就鼓勵薛禹群好好讀書,上大學,要走科學救國之路。

1937年,薛禹群進入洛社師范學校的附屬小學讀書。不久抗日戰爭爆發,房子被日寇燒掉,全家外出逃難。1938年夏末才到無錫張涇橋外祖父家安居。小學畢業后,進入張涇橋中學讀初中,由于他父親到外地工作,曾一年內先后轉學兩次(安鎮中學和懷仁中學)。初中畢業后,薛禹群考入縣城師資力量較強的私立無錫中學。

1949年9月,薛禹群考入北方交通大學唐山工學院學習。1952年畢業于唐山工學院。1952年8月進入南京大學地質系(地球科學與工程學院前身)任教。1955年到1957年在吉林大學研究生班跟隨前蘇聯教授克利門托夫學習。1957年長春地質學院研究生畢業。

工作經歷

1960年2月,薛禹群加入中國共產黨。“文化大革命”期間,薛禹群與其他教師一樣都被下放到農場勞動,被扣上了“只專不紅”的帽子。1972年,他回校籌備招收工農兵大學生。1975年,薛禹群與山東地區的水利部門開展合作研究,開始了萊州灣地區的海水入侵研究項目。20世紀70年代后期,大量的國外文獻、書籍被引入中國,薛禹群發現國外已經開始用計算機來模擬、再現地下水流過程,通過建立數學模型來刻畫實際地下水系統內所發生的物理過程的數量關系和空間形式,達到再現地下水系統的目的。當時的江北大廠鎮南化公司引進了一臺計算機,于是薛禹群每天早上很早就從家里出發,到江北的南化公司,有時候他還會去杭州市上海市,借用計算機進行題目的運算,在這樣的條件下,他在地下水領域取得了矚目的成績。

1982年到1984年,薛禹群作為訪問學者在亞利桑那州立大學水文學水資源系進修訪問,與Neuman從事地下水模擬研究。1986年,他建立了第一個三維地下水熱量運移模型,為預測冷、熱水運移和儲能提供了科學依據,也為深循環水-熱系統研究打下了基礎,應用中取得了良好效果。1999年當選中國科學院院士。2010年研究成果區域地面沉降模擬及其應用獲教育部科技進步一等獎

人物逝世

2021年6月29日上午7時12分,薛禹群因病醫治無效在上海逝世,享年90歲。

主要成果

薛禹群畢生從事水文地質領域的科研工作,致力于地下水、熱與溶質運移的數值模擬研究。建立了中國第一個三維熱量運移模型;揭示了海水入侵、咸水入侵規律;建立了潛水條件下的三維海水入侵模型、三維咸/膽巴入侵模型;建立反映水巖間陽離子交換的三維水—巖作用模型。

建立了系列地下水模型

薛禹群建立了十多個模型,包括三維熱量運移模型、潛水條件下三維海水入侵模型、高礦化度高溫差條件下三維鹵水/咸水入侵模型、描述交換陽離子運移行為的三維模型、越流系統地下水污染模型、區域地面沉降模型等。這些模型充分考慮了水-巖間熱交換、熱對流、熱彌散、自然對流和熱傳導等主要影響因素。其中,三維熱量運移模型從建立監測網開始,系統觀測并揭示了海水入侵的規律、機制和水文地球化學演變規律,并創建了潛水條件下的三維海水入侵模型,為區域地面沉降防控提供科學依據。此外,薛禹群等對Merchant模型進行了修正和改造,使之能夠刻畫彈性、塑性變形以及黏彈性、黏彈塑性等各類變形,滿足實際模擬要求。這些模型已被成功應用于實際工程中,例如熱量運移模型為預測冷、熱水運移和含水層貯能提供了科學依據,也為深循環水-熱系統研究打下了基礎,并應用于上海市貯能、回灌以防止地面沉降,取得了良好效果。

開展地下水模型求解方法的研究

薛禹群的研究成果包括多種算法,其中一些已達到國際先進水平。例如,對數插值法能夠準確反映開采井周圍油壓面和地下水面的形狀以及井徑大小,比國外同類模型提前了3年,并且更加完善。在1984年,當國外還在探討適用于二維承壓水穩定流的模型時,薛禹群等的模型早已適用于穩定流、非穩定流、承壓水、潛水等情況。此外,在1984年,薛禹群還建立了適用于解三維模型的對數插值法。他還提出了混合有限元法和自適應局部網格加密有限元法等新方法,以解決在求解溶質運移問題(如水質模型和熱量運移模型)中遇到的關鍵性難題--數值彌散和數值振蕩,這些問題困擾了國內外30多年。薛禹群的混合有限元法不僅有助于提高模擬精度和計算速度,還提出了適用于任意域的混合有限元法和拓寬該方法的應用范圍和求解流速的新方法--三次樣條函數。此外,傳統插值函數不能反映同一離散計算單元內巖性的變化,從而需要不同的巖性位于不同的單元內,這限制了計算機容量并導致單元畸形。為了解決這個問題,薛禹群引入了多尺度有限元法的思想,使組成離散計算單位的基函數能夠反映巖性的變化,從而可以將不同巖性的巖層組合劃分在同一個單元內,較好地解決了單元畸形問題。

地面沉降的研究

薛禹群提出了一種新的粘彈塑性變形模型,該模型使用的參數較少,理論上更加嚴密,適用于各種變形類型,可以通過調整參數值方便地得到。這一創新解決了水位變化模式不同導致多種復雜變形的難題,并解決了與變系數水流模型的耦合問題。此外,他還采用了國際水文界全新的多尺度有限元法來解決單元畸形問題。基于這些創新,薛禹群構建了中國國內外首個面積達一萬七千平方千米的長江三角洲南部區域地面沉降模型,該模型的模擬效果非常好,具有較高的擬合精度,為地面沉降的預測和評估提供了科學依據和有效手段。

主要論文與著作

主要論文

薛禹群先后發表科學論文150多篇,截至2023年5月在中國知網下載量達58106,以下為部分論文。

出版著作

薛禹群先后出版了《水文地質學的數值法》《地下水動力學原理》《海水入侵、咸淡水界面運移規律研究》等5部著作,其中《水文地質學的數值法》是中國第一本水文地質數值法著作。

社會職務

薛禹群長期悉心從事教學、科研工作,社會兼職很少,主要有國家自然科學基金委員會學科評議組成員,國家自然科學基金委員會專家咨詢委員會成員,水處理與水環境修復教育部工程研究中心技術委員會主任,中國地質學會水文地質專業委員會副主任,中國地質學會水文地質專業委員會榮譽主任,水利部科學技術委員會顧問,《水文地質工程地質》編委。

榮譽與獲獎

個人榮譽

科研獲獎

人才培養

薛禹群曾到南京大學北京理工大學等高等院校講學,學生中僅教授或教授級高工就有近百人。代表性學生有南京大學地球科學與工程學院教授葉淑君,國家杰出青年基金獲得者、長江學者、南京大學水科學系教授吳吉春等。

人物評價

薛禹群院士治喪委員會表示:“薛禹群院士學養深厚,造詣精深,是我國地下水動力學學科的主要奠基人。”

南京大學地球科學與工程學院表示:“他(薛禹群)長期從事水文地質的教學和研究工作,特別在地下水動力學、地下水數值模擬、地面沉降模擬等領域的研究獨樹一幟。”

家族成員

參考資料 >

沉痛悼念薛禹群院士.南京大學地球科學與工程學院.2023-05-03

薛禹群.國家圖書館.2023-05-03

簡介.中國科學家博物館.2023-05-03

薛禹群:伏流無聲地質人.中國科學家博物館.2023-05-03

薛禹群.中國科學院.2023-05-03

薛禹群.中國知網.2023-05-03

薛禹群院士在新生研討課上講授“中國水資源與水環境”.南京大學地球科學與工程學院.2023-05-03

《海納講堂》第七期:中國科學院薛禹群院士報告會.北京理工大學珠海學院.2023-05-03

中國科學院院士薛禹群:打開“水科學”走向世界的大門.江蘇網.2023-07-14

國家杰青、長江學者、南京大學吳吉春教授來校作報告.青島大學科技處.2023-07-14

薛禹群院士致力于地質科學60年暨80華誕慶祝會舉行.南京大學地球科學與工程學院.2023-05-03

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