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唐辉明院士:解码滑坡灾害奥秘,服务国家重大需求

发表时间:2025-12-15作者:网站编辑:王俊芳来源:地大新闻网点击:

地大新闻网讯(记者 王俊芳 尚东光)在人类与自然漫长的博弈中,滑坡地质灾害预测被称为“百年科学难题”。我国是全世界滑坡地质灾害最严重的国家,“相比其他国家,中国必须研究滑坡,而且要做到最好”,中国科学院院士、中国地质大学(武汉)地质工程学科首席教授唐辉明说。

40余年来,唐辉明扎根中国大地,聚焦滑坡演化与防治,与滑坡对话,破解自然密码,提出了以演化机理、启滑预测和过程调控为核心的滑坡演化控制理论;揭示了滑坡地质过程的多尺度多阶段演化规律,突破了巴东组易滑地层滑坡预测预报与防治关键技术瓶颈;创建了国内外首个以隧洞群为主体、“天-空-地-深”一体化的滑坡大型野外综合观测研究试验场;揭示了动水驱动型滑坡和结构主控型滑坡启滑机制,提出了基于演化过程的滑坡启滑判据和滑坡数值预报模式;打造了一支凝心聚力、学科交叉融合的创新团队,为我国滑坡地质灾害防治领域输送了一大批青年科技人才。

唐辉明与团队青年教师交流

科研半生,唐辉明屡破难关,三次获国家科学技术奖,研究成果广泛应用于国家减灾防灾和重大工程建设,他与全国研究者一道,让地质灾害防控理论、方法、技术跻身国际前列,让中国智慧在国际舞台上铿锵回响。

16岁上大学 与工程地质结缘

唐辉明来自江苏省,1978年,16岁的他考上武汉地质学院,当时是班上年纪最小的学生,“我是恢复高考的第二届考生,分数考的挺高”,唐辉明回忆高考经历,“被录取到工程地质专业,当时对专业一点也不了解。”

随着对专业认识的不断加深,他很快找到了人生的方向,立志在工程地质科研领域闯出一番天地。学生时代的唐辉明出类拔萃,数理基础扎实,英语出色,“我中学英语老师是南京大学毕业的,给我打下了深厚的英语功底”。大学期间,他又钻研了俄语和德语,还擅长格律诗创作、爱好书法。

兴趣是最好的老师,唐辉明说,本科时候去葛洲坝参观实习,作为长江首坝,坝址所在地看似平坦、实则地质条件异常复杂,大国工程背后的挑战与技术创新,让他很是着迷,对自己所学的专业充满信心,这也让他越钻越深。“我对我所学的专业非常感兴趣,虽然我的老家是平原地区,小时候很少见到山,但没想到我和山打了一辈子交道,而且特别热爱野外工作。”

晏同珍教授与唐辉明等交流

1982年本科毕业,唐辉明留校任教,他没有停下继续探索的脚步,在工作中积累下实践经验后,开始攻读硕士、博士,于1988年、1992年在中国地质大学(武汉)获得硕士、博士学位。唐辉明有幸师从著名工程地质学家晏同珍教授和潘别桐教授,前辈的家国情怀、使命感与责任感,深深影响着他。

开展原始创新研究 坚定报国信念

唐辉明专注于地质灾害研究,主要的研究方向是滑坡演化机理与防治。“通过研究和技术攻关,我们可以更好地理解灾害形成的机制,提前预警,有效防灾。我们希望能像预报天气一样预报地质灾害。”唐辉明说。

1989年、1993年,唐辉明两度赴英国帝国理工学院访学深造。他十分珍惜走出国门,参与国际前沿工作的机会,埋首复杂的实验与研究,凭借扎实的专业基础和不懈的努力,迅速在科研圈崭露头角,并获得国外导师认可,以优渥的条件极力挽留他。抉择之际,收到晏同珍教授给他写的信:“按时回国,既符合国情也符合人情,我个人也非常希望你回来。”这封信如同一束光,多年之后,依然让他倍感温暖。他深知,国内的地质灾害研究正亟待发展,很多地区时常面临地质灾害的威胁,国家对专业人才的渴望如久旱盼甘霖。

求学之路带给唐辉明的,除了更加丰富的知识外,还有科研人员最重要的品质——心无旁骛。唐辉明锚定目标,努力攀登,这为他向更深处的研究迈进打下了基础。他说:“我们要坚持不懈地开展原创研究,想国家所想,急国家所急。我们没有后路,必须努力。”

2006年,唐辉明带队开展清江流域滑坡调查

40年来,唐辉明一直致力于探索有效的预防和减灾策略,守护灾区同胞的生命财产安全,他先后主持了国家“973”计划项目、国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金重大科研仪器项目和国际滑坡协会IPL项目等,研究成果广泛应用于国家减灾防灾和重大工程建设,取得了显著的社会经济效益。此外,他主持完成了国务院三峡工程建设委员会委托的《三峡库区地质灾害总结性研究报告》和中国工程院三峡工程第三方独立评估《三峡库区巴东新城黄土坡特大滑坡形成机理及防控研究报告》。

唐辉明第一/通讯作者发表SCI论文160篇,出版中英文专著7部,主编地质灾害防治规范5部,以第一发明人获授权国际发明专利5项、国家发明专利24项;获国家科技进步二等奖3项(2项排名1,1项排名2)、地质灾害治理国家级示范工程1项、省部级科学技术一等奖6项,他还领衔获国家教学成果二等奖2项。

攻克关键核心技术  三获国家科技奖

地质灾害研究,荆棘丛生。技术手段的局限、滑坡规律与形成机制的难以捉摸,都为研究工作带来了巨大的挑战。唐辉明没有丝毫退缩,他从最基础、最艰难的滑坡机理研究入手,立下“要做就做世界最好”的宏愿。

在近20年的漫长时光里,他潜心钻研,终于取得了重大突破——“三峡库区重大地质灾害防治与监测关键技术”项目,不仅揭示了易滑地层的孕滑机理,明确了三峡库区巴东组易滑地层的工程性质,还创新提出了滑坡演化状态实时动态评价和滑坡时效稳定性评价方法,提出了“最小剩余推力峰值”动态调控技术,并在三峡库区十余个大型滑坡治理中成功应用。这一成果不仅荣获2008年度国家科技进步奖二等奖,更为后续的研究奠定了坚实基础。

解决滑坡演化难题只是第一步,将研究成果成功应用于滑坡预测预报,是十分关键的核心问题。面对国内外没有系统借鉴资料的困境,他带领团队不断前行,最终拨云见日,取得了“基于演化过程的滑坡地质灾害防控技术与应用”这一开拓性成果,为滑坡的预测与防治提供了又一重要的理论,也因此荣获2013年度国家科技进步奖二等奖。

唐辉明与团队在野外开展监测工作

此后,在国家自然科学基金委员会重大项目、科技部重点研发项目以及自然资源部等的长期支持下,唐辉明团队紧密结合国家防灾减灾重大需求,聚焦基于过程控制的滑坡防治体系关键技术研究,提出了滑坡演化阶段和状态判识准则、滑坡灾变控制模型和动态评价方法、滑坡启滑判据,研发了滑坡原位原型精细试验技术和滑坡多场动态关联监测技术,提出了重大工程滑坡关键治理方法与优化技术,成果广泛应用于大型水利水电、交通和矿山工程等重大工程滑坡预测预警与治理设计。其中,首创的滑坡数值预报模式和数值预报平台在实践中得到验证和应用,多项技术达到领先水平。

唐辉明带领团队不断拓展研究领域,从三峡走向全国,从中国迈向世界。他也迎来了人生中的第三个大奖——主持完成的“重大工程滑坡动态评价、监测预警与治理关键技术”获得2019年度国家科技进步奖二等奖。 “全世界研究滑坡预测的团队有很多,但进行演化机理与数据双驱动的滑坡预测研究是我们的特色和创新,越根本越原创。面向国家重大需求,我们一定要努力将滑坡演化过程预测做到最好。”

直面国际难题 勇当“滑坡逆行者”

“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。”上世纪九十年代,三峡工程正式开工,这一举世瞩目的工程,以其巨大的综合效益造福民生。在这项超级工程的背后,是一项关乎人民安危、生态安全与工程效益的重要工作——库区地质灾害防治。早在1982年,年轻的唐辉明跟随导师深入巴东县、秭归县、兴山县、奉节县和巫山县的山野,投身于地质灾害调查工作。

2000年,他在一次国际地质灾害学术交流会上,正式提出在黄土坡滑坡体内开凿隧洞进行科学实验和监测的设想。“要想准确预测和科学治理库区地质灾害,必须要对它的演化机理有足够的认识和了解。”唐辉明说。

巴东是三峡库区地质灾害最频发的地区之一,因三峡水库蓄水引起滑坡变形导致二次搬迁。2007年,原巴东新县城中心地带的黄土坡滑坡体被学界最终认定为有随时复活可能的巨大滑坡体。巴东二次搬迁完成后,2010年,中国地质大学(武汉)投资3000余万元,在黄土坡滑坡体内开凿隧洞,建设了世界上规模最大的野外综合试验场,也是全球唯一研究库区滑坡灾害的地下实验室,建成了“天、空、地面、地下”一体化的滑坡监测示范基地。

巴东大型野外综合试验场,主要包括黄土坡滑坡地下试验隧洞群、地质灾害地表与地下监测系统、实验室与地质灾害信息平台三部分。试验场距地表深度90米,由一条主隧洞、5条支洞及31个观测点组成,主隧洞全长908米,贯通整个黄土坡滑坡体,布置了一系列原位试验与监测设施,开创了国际国内地质灾害领域研究新模式。

“如果说黄土坡滑坡体是一个有病的胃,试验场就是一个深入它体内的大胃镜。”唐辉明形象地比喻。“每个支洞和试验洞都承担着不同的科研任务,为解决三峡库区及类似条件下巨型涉水滑坡地质灾害防治问题提供科学依据,也为整个三峡库区地质灾害特别是滑坡灾害防控提供基础性长期观测资料。”

唐辉明在巴东地质灾害国家野外观测研究站隧洞内介绍变形耦合管道轨迹惯性测量技术

唐辉明带领一批批师生,轮流驻守国家野外站,获取了大量珍贵的一手资料,一批优秀青年科学家脱颖而出,获得多项原创科研成果。科研成果应用于崩塌、滑坡预测预报和工程治理,取得了显著的社会效益和经济效益。

巴东连续举办五届国际地质灾害学术论坛,成为全球地质灾害学术交流和研究重镇,先后有39个国家和地区的400多位地质专家,见证了巴东防治地质灾害23年零伤亡奇迹。如今他们的科研成果已经广泛应用于三峡库区、西南山区国家大型工程建设。

“我们在滑坡预测预报和防治中的理论与实践,得到越来越多同行专家的认可,也为中国在国际相关领域研究中赢得了更多的话语权。”2018年,唐辉明代表中国成功当选国际工程地质与环境协会(IAEG)副主席。

五代传承,把科研做在祖国大地

滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害,对人类生命财产造成严重威胁,地质灾害防治是世界性难题。“搞科研从来不是一个人或者一代人的事,非一朝一夕之功,而是一代又一代科研人员接力才能实现的。”唐辉明表示,要在科研中攻克“卡脖子”技术,啃下“硬骨头”,靠的是团队的力量。

自1952年中国地质大学成立起,地质灾害的研究就一直延续至今。唐辉明屈指算了一下,从自己的导师——滑坡学奠基人晏同珍教授,到现在年轻的80后、90后青年教师以及研究生,滑坡灾害研究已经传承了五代。

数十年来,从老一辈长期野外观测积累的数据,到现今高端仪器全方位采集的数据,唐辉明说,滑坡灾害的预测和防治是几辈人的愿望所系、心血所在。地质灾害研究,离不开实地勘察和数据采集,常常要深入地质灾害现场,恶劣的天气,复杂的地形,常常伴随着潜在的安全风险。为获取地质灾害关键现场数据,他多次与危险擦肩而过。即便如此,他和团队成员从未退缩,始终坚守在科研一线。

唐辉明带领团队,常常翻山越岭,吃住在野外,足迹踏遍湖北、四川、重庆、贵州、云南等我国地质灾害高发区域。2008年汶川地震发生后,唐辉明作为中国地质大学(武汉)科技赈灾专家组组长,带领十余人第一时间赶赴灾区,冒着生命危险,实地开展调查工作,为灾区次生地质灾害防治等提供一手资料和切实可行的建议。“通过我们的科研工作,为防灾减灾提供科学决策依据,科学预测预防并减轻地质灾害带来的破坏,是我们研究坚守的初心。”

2008年汶川地震救灾期间,唐辉明向北川抗震救灾指挥部门讲解北川周边滑坡、泥石流防范对策

深耕讲台,科研反哺教学

不仅仅是科研,对于教学,唐辉明从不懈怠,从1982年他第一次走上大学的讲台,教师这个朴素而崇高的职业,成为他众多身份中最为看重的一个。从教四十余年,他深深感受到教师职业的神圣使命,他渴望像自己的恩师一样,培养出拔尖人才。

他坚持为本科生讲授《工程地质学基础》等课程,为研究生讲授《工程学科前沿》等课程,在长期教学实践、教学研讨和科研的基础上,逐步形成了“传授知识,培养兴趣,激发创新潜能”的教学理念,并以教材体系、教学内容、教学方法和手段改革为基础贯彻这一理念。他提出了工程地质学科的“新三观”——系统演化观、人地协同观和工程伦理观,从现代工程能力与地质学知识结合的视角,梳理了现代工程地质学的理论体系,并运用于工程地质学的教学实践中。这项研究成果集中体现在他主编的《工程地质学基础》教材中,该教材已为全国30余所高校采用。工程地质学是一门实践性很强的学科,除了学习理论,必须走出实验室亲身实践,他提出了“产学研与学研产相结合”的教学模式。同时,他注重加强国际交流,使课程教学内容与国内外最新发展同步,并形成了鲜明的教学特色。

唐辉明指导研究生开展实验

唐辉明将科研融入教学,使学生能够接触到学科最前沿的知识与技术动态。他带领学生深入三峡库区、西部重大工程建设现场等一线,将课堂延伸到祖国山河,让学生在真实的工程环境中观察、分析、解决地质问题,实现了理论知识向实践能力的有效转化,培养了一大批兼具科研素养和工程实践能力的优秀人才。

“育人忌说教,身教胜言传”,唐辉明是这样说的,也是这样做的。他带头编写专业教材,打磨精品课程;组织资深教师与青年教师开展教学研讨,对教学过程进行指导;打造高水平学科交叉教师团队。他2009年当选为国家教学名师,2011年获第12次李四光地质科学奖教师奖,他带领团队先后承担了国家教育管理部门“工程地质学基础精品课程建设”等10余项教学改革项目,主讲的《地质灾害预测与防治》入选教育部精品视频公开课。他主持的《现代工程能力导向的地质工科人才培养模式创新与实践》和《土木工程(岩土)专业人才产学研合作培养方案研究与实践》教学项目获国家教学成果二等奖,他负责的《工程地质学基础》被评为国家精品课程,他负责的工程学院工程地质学教学团队被评为“国家级教学团队”。

如今,唐辉明已是桃李满天下,他培养了百余位优秀研究生,当年受他指导、帮助的年轻人已成长为各领域的学术带头人,在各自领域为国家地质工程事业接力奋斗。

“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,回顾走过的路,唐辉明说。他勉励青年学子,“要关注学科前沿,与国家重大需求紧密结合;要注重学科交叉,锚定关键核心问题持续攻关;要立足野外,深入现场,保持‘艰苦朴素、求真务实’的作风,扎扎实实不断开拓创新,将所学为国所用。”

年过六旬,这位新晋院士依然保持着旺盛的工作热情,他早已立下誓言:把自己的全部精力献给祖国的教育科研事业。“地质灾害研究对于我们的国家具有重要意义,我希望更多优秀的年轻人加入我们,为我国的地质工程事业注入新鲜血液。”唐辉明期待。