中国工程院、中国科学院院士张宗祜

多年来在以下方面作出突出贡献：

①对黄土高原作为各种工程建筑的黄土的力学变形机制作了系统的研究，并取得了突出的成绩。 我国西北地区分布着大面积的黄土，作为各种工程建筑和水利工程建设的地基，遇到的突山问题是黄土地基的湿陷变形。黄土地基的这种特殊力学变形的机理、过程，尤其是在设计阶段如何正确评价黄土地基力学性质，长期成为西北地区建筑工程中的难点。张宗祜系统研究了黄土高原的黄土的这一工程地质特性，结合甘肃、陕西、三峡水库库区等地的建筑、水利、铁道、水库等工程，进行了野外地质、工程地质调查和各种现场和室内试验，对我国黄土地区黄土湿陷变形的机理，及对其力学性质的评价，黄土湿陷性的判别方法等方面，取得了一些创新的成果。揭示了黄土湿陷的力学变形发生的机理，指出了其发生的直接原因是出于黄土中水稳性集合体在土体荷重下的破坏。张宗祜经过研究，建立了黄土中水稳性集合体的类型分类，指出了不同类型集合体对黄土湿陷性特点和变形程度的关系。在此基础上提出中国黄土地区黄土地基湿陷变形过程是由于黄土的微结构发生变化所致；而集合体的破坏变形是基础的理论。根据这一观点，提出了利用对黄土集合体的分析方法，可以直接判别建筑地区湿陷性黄土与非湿陷性黄土，以及可能发生湿陷变形的强弱程度。 

②“六五”至“七五”期间，国家科委把“华北地区水资源评价及开发利用”作为国家重点科技攻关项目，由水利部负责地表水部分，地矿部负责地下水部分，相互配合，进行研究。张宗祜承担了地下水部分的工作，负责制定研究计划和实施方案，组织了30个单位的200余专业人员，对华北地区包括河北、河南、山西、山东及京、津地区，对地下水资源的量及时空分布规律，地表水与地下水调蓄的可行性，缓解水资源供需矛盾的途径进行了全面系统的研究。此项工作取得最主要的突出成就为：A、解决了大区域复杂地质条件地区地下水资源量计算中的最大关键难题，即资源量计算用的水文地质参数的确定。为此进行了大量野外现场试验，对不同自然条件地区的各种参数，特别是降水入渗、给水度、渗透系数等，通过检验、验证、筛选，建立了华北地区水文地质参数系列。为华北地区地下水资源量得到了正确可靠的评价。至今仍是各地区地下水资源计算的基础，被各部门广泛应用。 B、对华北平原内大气降水入渗转化为地下潜水的过程中，水份运移转化机制是决定着降水对地下水补给量和补给速率的关键。在研究工作中采用了同位素和中子水份仪等先进方法技术，解决了华北平原浅层地下水补给量的计算方法，论证了不同降水条件地区补给量与地下水位埋深的关系，提出并确定了华北平原地下水合理开采的临界深度和最佳水位。使华北平原在开采地下水时对浅层地下水位可以进行合理调控。这一成果在河南、山东等地区得到实践证明，并取得了巨大的社会、经济效益。 C、为了扩大华北地区可利用的水资源量，提出了增补地下水资源的多种途径，经过在北京、天津、石家庄三地现场调蓄入渗试验，评价了华北平原水资源地下调蓄的可行性和广泛应用条件，圈定出16个最佳调蓄地段，提出建立调蓄与开采水源地的联合运用系统工程的建议。 

③为解决黄土高原地区大型引水灌溉渠道渗漏问题，研究了黄土地层中水流入渗的规律。进行了大规模的和长时间的黄土渗透性现场实验研究，提出了黄土地层中入渗水流运移规律，和黄土渗透系数的新概念，指出了国内外普遍应用的达西定律在黄土地层中应用的局限性，及修定意见。 

张宗祜结合甘肃大型引水工程(引洮总干渠)的施工，在海拔2130米高程的黄土梁峁上，进行了大型渗水试验，连续进行了1800个小的试验，取得了最宝贵的第一手试验资料。总结出有关黄土渠道渗漏过程的规律。一是长时间渗透过程中，渗透浸润线的变化和渗漏量变化取决于黄土地层结构和黄土的自身微结构。二是长期渗透过程，黄土层的渗透系数随入渗时间的变化而改变着。因此确定了黄土的渗透性，其K值不是常数。这两点认识，对评价黄土地区引水渠道渗漏量和渗漏稳定状态的时间评价有十分重要的意义。 

④黄土高原的土壤侵蚀是我国最严重的地区，也是造成黄河多泥沙、影响下游稳定的根本原因，土壤侵蚀造成的表土流失是影响西北地区农业经济发展的最大障碍。黄土高原水土流失的治理措施，只有在充分掌握土壤侵蚀作用发生、发展的地质规律时，方能事半功倍。张宗祜许多年来，在黄土高原上进行了黄土侵蚀作用和侵蚀现象的调查研究，对不同地形、地貌上发生的多种侵蚀形态进行了大量的实地观测，研究了多种侵蚀形态的发生过程、产生的地貌部位及其相互间的内在关系等等，同时对不同年际间、多种侵蚀形态变化的速率、量的大小、对河道产沙量的影响等作了系统的、定性和定量的观测研究。总结了黄土高原土壤侵蚀发生、发展的基本规律，并提出了我国黄土高原土壤侵蚀的基本模式，这些成果均发表在国内外的刊物上。 

在这方面，最主要的是提出了黄土高原土壤侵蚀的普遍性的发生、发展的规律：A、土壤侵蚀形成多种侵蚀形态；B、不同的侵蚀形态类型分布在各自一定的地形、地貌部位上；C、多种侵蚀形态的发生、发展有相互转化和相互继承的特点；D、各种侵蚀类型的分布有垂直分带的规律。在此基础上，建立了中国黄土高原土壤侵蚀类型分类，并以此为基础编制了1：50万的黄土高原地貌类型图，反映了各种侵蚀类型的空间分布情况。此外还编制了黄土高原地区粗泥沙来源分布图，指出了淤积黄河河道的主要泥沙的来源区，为黄河治理提供了重要依据。 

⑤“八五”期间，张宗祜作为首席科学家主持了地质矿产部重点基础研究项目《中国北方晚更新世以来地质环境演化与未来生存环境变化趋势预测》研究。研究地区包括青藏高原、黄土高原、鄂尔多斯高原以及华北平原和渤海沿海地带，通过对典型地区的古环

境演变的研究，掌握更新世以来我国北方古环境特点，并据此预测下个世纪我国北方生存环境的变化趋势。因此，在空间上选择了上述相毗邻的典型的地质-地理区域，在时间上选定了晚更新世（15万年以来）、全新世（一万年以来）以及历史时期（2000年以来）三个时段来分析其古气候、古环境的变化。并探讨21世纪内我国北方的气候、陆地水资源、国土资源这三个生存要素的变化趋势。1998年出版了专著。

⑥1993～1996的国家自然科学基金重点项目《人类活动影响下华北平原地下水环境的演化与发展》，由地矿部水文地质工程地质研究所、中国地质大学（北京）环境科学系和南京大学地球科学系共同完成，项目负责人张宗祜。该项目是一项研究华北平原第四系地下水系统在自然条件叠加人为因素影响下的地下水动力场和地下水地球化学场演化与发展的综合性环境地学课题。通过包气带水份、物质、能量的转换与传输的研究，地下水地球化学环境演化规律的研究，地下水超量开采条件下地下水循环系统形成及其演变规律的研究和地下水环境演化预测等，全面系统地对华北平原地下水在人类活动影响下的演化发展作了科学总结。并利用地下水作为气候、环境的信息载体，把地下水的研究与外部环境的研究结合起来，在地下水中进行全球变化信息的提取、分析、对比、解译等方面获得了重要进展。已完成专著，正在出版中。