本刊特約記者

程國(guó)棟，凍土學(xué)家。中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研究員、博士生導(dǎo)師、中國(guó)科學(xué)院院士。

程國(guó)棟1943年7月11日生于上海。1965年畢業(yè)于北京地質(zhì)學(xué)院(現(xiàn)中國(guó)地質(zhì)大學(xué))水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)。1984年至1986年在美國(guó)陸軍寒區(qū)研究與工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修，獲該實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)研究員稱號(hào)。曾任國(guó)際凍土協(xié)會(huì)主席?，F(xiàn)任凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)客座教授、中國(guó)科學(xué)院西部資源環(huán)境科學(xué)研究中心專家委員會(huì)首席科學(xué)家、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)地理學(xué)科評(píng)審組成員、中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)委員。曾榮獲甘肅省“優(yōu)秀專家”稱號(hào)及全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

凍土里面有冰，冰融化以后就變成一灘稀泥，就沒有了承載力

從2001年開始，程國(guó)棟的腦子里始終環(huán)繞著一個(gè)數(shù)字：100，這是他跟國(guó)家鐵道部的領(lǐng)導(dǎo)定下的一個(gè)軍令狀，青藏鐵路在凍土地區(qū)的時(shí)速必須達(dá)到100公里，這在全世界都將是最領(lǐng)先的。

2006年7月1日，舉世矚目的青藏鐵路實(shí)現(xiàn)了全線試運(yùn)營(yíng)，青藏鐵路格爾木至拉薩段是目前全球穿越永久性凍土地帶最長(zhǎng)的高原鐵路，這條鐵路處于多年凍土區(qū)的線路長(zhǎng)達(dá)550公里。而凍土對(duì)溫度極為敏感，隨著溫度的變化．它會(huì)“變瘦”或“發(fā)胖”。可以說，青藏鐵路建設(shè)成敗的關(guān)鍵在路基，路基成敗的關(guān)鍵在凍土，凍土的關(guān)鍵問題在凍脹和融沉。在解決青藏鐵路凍土問題過程中。程國(guó)棟和他的科研團(tuán)隊(duì)作出了重要貢獻(xiàn)。

記者：在現(xiàn)在我們的理解中，青藏鐵路工程最難的一點(diǎn)應(yīng)該是凍土。

程國(guó)棟：青藏高原的凍土，也稱之為多年凍土，就是說，它起碼存在兩年或兩年以上，甚至可能存在上百年、上千年。青藏高原上也有夏天，也會(huì)出現(xiàn)夏天融、冬天凍的現(xiàn)象。但那是表層的活動(dòng)，也叫活動(dòng)層，而在活動(dòng)層底下全部是多年凍土。最可怕的是凍土里面有冰，就是說，它凍的時(shí)候要結(jié)冰，變成冰以后體積要膨脹，就要發(fā)生凍脹；冰融化以后就變成一灘稀泥，就沒有了承載力。所以說最主要問題就是凍脹和融化。特別在活動(dòng)層里，冬天要凍，夏天要融，反反復(fù)復(fù)，產(chǎn)生很多奇怪的現(xiàn)象。

記者：比如說會(huì)有什么現(xiàn)象呢?

程國(guó)棟：比如說凍脹丘，好好的一個(gè)地方，因?yàn)閮雒洠孛婢凸钠饋?，昆侖山埡口有一個(gè)凍脹丘約14米高，直徑有100多米。

記者：地表會(huì)形成這么大一個(gè)鼓包?

程國(guó)棟：對(duì)，下面就是很厚的地下冰，2001年昆侖山大地震，裂開了一條400多公里的縫，我們就能看到那個(gè)縫里全是冰。

新中國(guó)成立前，對(duì)于凍土的研究幾乎為零。1959年秋，著名冰川凍土專家施雅風(fēng)向中科院建議成立冰川凍土研究所，時(shí)任中科院黨組書記的張勁夫說：“施雅風(fēng)這個(gè)建議很好，很超前，中國(guó)幅員遼闊。將來要建設(shè)鐵路，建設(shè)公路，必然涉及凍土。沒有凍土科研的超前，必然導(dǎo)致工程建設(shè)的滯后。”

據(jù)近年的研究表明，中國(guó)的凍土面積在世界上排在俄羅斯、加拿大之后，居第三位。從分類上說，中國(guó)的高海拔凍土面積世界最大。

凍土問題是目前世界性難題，世界上幾個(gè)凍土大國(guó)俄羅斯、加拿大、美國(guó)等都為解決凍土技術(shù)難題付出了艱辛努力。世界上在凍土區(qū)修筑鐵路已有百年歷史，但因難度大，很多問題尚未解決。20世紀(jì)70年代建成的第二條西伯利亞鐵路，在1994年調(diào)查時(shí)。線路病害率達(dá)27.5％。運(yùn)營(yíng)近百年的第一條西伯利亞鐵路。1996年調(diào)查時(shí)線路病害率為45％。

在中國(guó)，東北鐵路的病害率將近40％，青藏公路1990年修完以后。病害率接近30％。

與俄羅斯西伯利亞、美國(guó)阿拉斯加多年凍土不同的是，青藏高原的多年凍土大多屬于高溫凍土，極易受工程的影響產(chǎn)生融化下沉。

程國(guó)棟：現(xiàn)在我們對(duì)全世界凍土區(qū)的鐵路做了一個(gè)統(tǒng)計(jì)，大概總的病害率平均是30％。

青藏高原有一個(gè)特點(diǎn)，因?yàn)楹０胃?，凍土溫度高，接近零攝氏度，稍微有擾動(dòng)就容易融化。現(xiàn)在大家都承認(rèn)了，全球氣候在轉(zhuǎn)暖，按照我們自己的科學(xué)研究，青藏高原有兩個(gè)說法，一個(gè)叫放大器，氣候轉(zhuǎn)暖的幅度、升溫的幅度要比全球平均值高，跟兩極一樣；還有一個(gè)叫先兆期，就是說全球氣候轉(zhuǎn)暖的信號(hào)在青藏高原出現(xiàn)得最早。

記者：它先暖?

程國(guó)棟：對(duì)，它先暖。青藏高原除了自身溫度高的特點(diǎn)，還受氣候變化的影響。在青藏高原修建鐵路是百年大計(jì)，必須考慮到50年到100年的變化。50年、100年以后。氣溫升到比較高的程度，凍土?xí)趺礃?現(xiàn)在預(yù)測(cè)的是，到2050年青藏高原溫度升高2.2度到2.6度，凍土在零下1度，升到2度多就化掉了。

所以，在青藏高原上筑路，講起來就是三句話：多年凍土地區(qū)筑路難，青藏高原筑路更難，現(xiàn)在加上全球轉(zhuǎn)暖，可以說難上加難。

“文化大革命”中，挖過防空洞，也去過干校，但是憑良心說，因?yàn)榍嗖罔F路，我們一直都在搞凍土科研

青藏高原紛繁蕪雜的凍土環(huán)境，成為制約青藏鐵路建設(shè)的“瓶頸”。青藏鐵路也經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的勘察和“三次上馬、兩次下馬”的起伏命運(yùn)。1951年5月25日，即和平解放西藏協(xié)議簽署后第三天。毛澤東以非凡的氣魄下令修筑青藏公路。1956年，鐵道部正式承擔(dān)修建進(jìn)藏鐵路的前期規(guī)劃。開始進(jìn)行青藏鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。1958年，青藏鐵路邁出歷史性的一步，全長(zhǎng)814公里的青藏鐵路西(寧)格(爾木)段分別在西寧和關(guān)角隧道開工建設(shè)，格(爾木)拉(薩)段的勘測(cè)工作也派出五六百人的龐大“兵力”。然而，因當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)困難。國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力難以承受，1961年3月青藏鐵路西格段和格拉段建設(shè)雙雙“下馬”。

程國(guó)棟1967年前往青藏高原調(diào)研時(shí)。青藏鐵路正處停工期。

程國(guó)棟：大概是1967年，鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院、鐵道部科學(xué)研究院西北所加上我們單位，想到青藏鐵路去進(jìn)行調(diào)研，我就是這次去的，但去后，剛好“文化大革命”開始，工作又停下來了。1974年，青藏鐵路恢復(fù)動(dòng)工，當(dāng)時(shí)的起因是尼泊爾國(guó)王比蘭德拉訪華，他來后請(qǐng)毛澤東修鐵路到尼泊爾，所以毛澤東批示青藏鐵路要上。

1974年3月，鐵道兵第七師、第十師共6.2萬名指戰(zhàn)員再上高原。展開青藏鐵路西格段建設(shè)大會(huì)戰(zhàn)。與此同時(shí)，勘測(cè)設(shè)計(jì)大軍在1000多公里的格拉段，展開勘測(cè)設(shè)計(jì)大會(huì)戰(zhàn)。

經(jīng)過5年的艱苦奮戰(zhàn)。1979年青藏鐵路西格段鋪通，1984年正式投入運(yùn)營(yíng)。而限于當(dāng)時(shí)高原、凍土等筑路技術(shù)難題沒有解決。以及對(duì)選擇修建滇藏、川藏還是青藏線存在不同看法．1978年8月青藏鐵路格拉段第二次“下馬”。

程國(guó)棟：“文化大革命”中，我們也挖過防空洞，也去過干校，但是憑良心說，因?yàn)榍嗖罔F路，我們一直都在搞凍土科研。

記者：還算是在干專業(yè)?

程國(guó)棟：是這樣。

記者：這時(shí)候您的命運(yùn)就跟青藏鐵路綁定

了?

程國(guó)棟：其實(shí)我們搞凍土的一直想的也就是這些，青藏鐵路承接了幾代人的夢(mèng)想與心血，這話對(duì)我們來講確實(shí)是這樣。現(xiàn)在長(zhǎng)江大橋不算什么了，但當(dāng)時(shí)是非常

了不起的，叫“共產(chǎn)主義建設(shè)工程”

程國(guó)棟生于上海。在高中畢業(yè)時(shí)，學(xué)校組織畢業(yè)生參觀華東師范大學(xué)地質(zhì)地理系。一位講師介紹了關(guān)于打開喜馬拉雅山改變中國(guó)氣候的大膽設(shè)想，這深深地打動(dòng)了尚未決定未來人生事業(yè)方向的程國(guó)棟。不多時(shí)日，程國(guó)棟又從北京地質(zhì)學(xué)院的招生廣告中看到兩項(xiàng)大工程的簡(jiǎn)介。于是他瞞著家長(zhǎng)報(bào)考了北京地質(zhì)學(xué)院。

記者：您在選擇這個(gè)職業(yè)時(shí)，有沒有想過將來可能也會(huì)做一個(gè)大的工程?

程國(guó)棟：我考北京地質(zhì)學(xué)院這個(gè)學(xué)校，想的就是大的工程。中學(xué)畢業(yè)的時(shí)候，我記得北京地質(zhì)學(xué)院那個(gè)招生廣告非常吸引人，它講了兩個(gè)工程，一個(gè)叫南水北調(diào)，一個(gè)叫長(zhǎng)江大橋，當(dāng)時(shí)的說法就是把這兩個(gè)工程叫做“偉大的共產(chǎn)主義建設(shè)工程”。雖然現(xiàn)在長(zhǎng)江大橋不算什么了，但當(dāng)時(shí)是非常了不起的“共產(chǎn)主義工程”，我就沖著這個(gè)，報(bào)考了這個(gè)學(xué)校的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)系。

記者：您覺得應(yīng)該有這樣的氣魄作出這樣的事業(yè)來?

程國(guó)棟：我們那時(shí)大概受蘇聯(lián)的影響比較多，對(duì)“偉大的共產(chǎn)主義建設(shè)工程”，大家都很羨慕，想建功立業(yè)，想?yún)⑴c這樣的大工程。

1965年程國(guó)棟大學(xué)畢業(yè)后便來到中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土沙漠研究所，被分配到凍土研究室工作。此后他便與凍土結(jié)下了不解之緣。與青藏鐵路結(jié)下了不解之緣。

記者：那時(shí)工作條件應(yīng)該很艱苦吧?

程國(guó)棟：很艱苦，那時(shí)確實(shí)很艱苦。

記者：那時(shí)有沒有高壓氧艙?

程國(guó)棟：沒有，絕對(duì)沒有。連交通工具都很困難，我們?nèi)デ嗖馗咴亩际墙夥排破嚒?/p>

記者：坐在車廂里?

程國(guó)棟：哪有車廂?都是露天的。坐在后面那個(gè)車斗里，當(dāng)時(shí)的路很差，叫“搓板路”，坐在車上，顛得心里難受死了。

記者：您印象當(dāng)中，當(dāng)時(shí)最艱苦的是什么事?

程國(guó)棟：大概是1976年左右，我們?nèi)デ嗖馗咴袃蓚€(gè)方案，西線基本上是沿著青藏公路走的，而我?guī)ш?duì)走的東線是無人區(qū)。那個(gè)地方比較危險(xiǎn)，緊張得不得了，高原上沒有路的地方，汽車很容易陷進(jìn)去，陷進(jìn)去后，有時(shí)能挖出來，有時(shí)挖不出來，挖不出來就有生命危險(xiǎn)，無人區(qū)嘛。

記者：前后也沒法聯(lián)絡(luò)，也沒法通訊。

程國(guó)棟：還有一個(gè)緊張的情況是最怕得病。當(dāng)時(shí)跟我一起去的還有一群唐山的學(xué)生，有一次搞測(cè)繪，作業(yè)完成后，下了像冰粒一樣的雨，一個(gè)學(xué)生被淋后感冒了，當(dāng)天晚上就發(fā)燒，眼看著就不行了。但沒辦法，也送不出去，只好靠著當(dāng)時(shí)帶去的衛(wèi)生箱搶救，好在那個(gè)小伙子體質(zhì)好，熬過來。

從西寧到格爾木那段有一個(gè)隧道，在那個(gè)隧道里面鐵道兵就犧牲了五十幾個(gè)

記者：為了青藏鐵路“上馬”論證，你們付出了很大努力吧?

程國(guó)棟：從1974年到1978年，我們大規(guī)模地做了很多工作，基本上把青藏鐵路的初步設(shè)計(jì)做出來了，我記得各種各樣的科研隊(duì)伍都去了。

那個(gè)時(shí)候修青藏鐵路，犧牲的人不少，這大概也是鐵道部后來主張走滇藏線的原因，走青藏線太可怕了。

記者：太可怕?

程國(guó)棟：可怕就可怕在高原反應(yīng)，導(dǎo)致人員的死亡。從西寧到格爾木那段有一個(gè)隧道，在那個(gè)隧道里面鐵道兵就犧牲了五十幾個(gè)。當(dāng)然，那時(shí)條件確實(shí)很差，保障條件也差。

記者：青藏鐵路第二次“下馬”，與凍土研究的難關(guān)有沒有關(guān)系?

程國(guó)棟：那也是個(gè)原因，當(dāng)時(shí)還沒有全球氣候變暖的說法，所以在做初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，也沒有考慮氣候轉(zhuǎn)暖因素，但是雖然把初步設(shè)計(jì)做了，好像還不是很有把握，因?yàn)闁|北鐵路對(duì)我們來說也是一個(gè)參照，我們走過東北鐵路，那條鐵路確實(shí)很糟糕。所以對(duì)于在青藏高原上能不能有把握做好這樣大的凍土上的工程，也很難說。

記者：后來聽到這個(gè)工程最終還是“下馬”的時(shí)候，您是什么感受?

程國(guó)棟：很遺憾。

他們找到很多事實(shí)根據(jù)支持我這個(gè)學(xué)說，后來他們把這些東西放進(jìn)教科書里去了

雖然青藏鐵路第二次“下馬”，但作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一的程國(guó)棟出色完成了由國(guó)家組織的聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目——青藏鐵路建設(shè)中的凍土問題研究。該項(xiàng)目1978年獲國(guó)家科委“全國(guó)科學(xué)重大科技成果獎(jiǎng)”。程國(guó)棟根據(jù)自己多年實(shí)地考察的結(jié)果，并在總結(jié)大量資料的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性提出了“厚層地下冰形成的重復(fù)分凝機(jī)制”。1983年他的論文在國(guó)際凍土權(quán)威雜志《寒區(qū)科學(xué)與技術(shù)》(荷蘭)上發(fā)表，立即在國(guó)際凍土學(xué)界引起很大反響。許多凍土學(xué)家給予了很高的評(píng)價(jià)。并冠之以“程氏假說”。“程氏假說”成為迄今為止很有說服力、較完善的厚層地下冰形成學(xué)說，國(guó)際凍土界長(zhǎng)期懸而未決的一個(gè)重要理論問題獲得較完美的解決。

記者：您當(dāng)時(shí)提出“程氏假說”后，為什么會(huì)首先把文章寄給加拿大的科學(xué)家馬凱?

程國(guó)棟：當(dāng)時(shí)在世界上關(guān)于地下冰研究領(lǐng)域里，馬凱是最具權(quán)威的，我的論文寄給他，一方面希望他能看看，另一方面希望他幫我修改一下，結(jié)果他正好在野外觀測(cè)到有幾個(gè)事實(shí)跟我論文中說的一樣，他一邊給我改，一邊提出要引用我這篇論文。后來他還把我的這篇論文推薦到荷蘭的《寒區(qū)科學(xué)與技術(shù)》雜志上去。當(dāng)時(shí)我是在這個(gè)雜志上發(fā)表文章的第一個(gè)中國(guó)人。

記者：這篇論文發(fā)表后在國(guó)際上反應(yīng)怎么樣?

程國(guó)棟：有很多人做實(shí)驗(yàn)，加拿大人專門搞了三年觀測(cè)，也有一些人在室內(nèi)搞凍土科研。他們找到很多事實(shí)根據(jù)支持我這個(gè)學(xué)說，后來他們把這些東西放進(jìn)教科書里去了。

1983年，程國(guó)棟被推舉為國(guó)際雪冰委員會(huì)地下冰分會(huì)主席。1984年至1986年。在美國(guó)陸軍寒區(qū)研究與工程實(shí)驗(yàn)室(CRREL)進(jìn)修兩年，并獲該實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)研究員稱號(hào)。1993年。第六屆國(guó)際凍土學(xué)會(huì)議在北京舉行，程國(guó)棟被推為國(guó)際凍土協(xié)會(huì)主席。同年12月成為新增選的59名中國(guó)科學(xué)院院士中最年輕的一員。這時(shí)他50周歲。

2000年，受鐵道部委托，以程國(guó)棟為主任的凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參加了《青藏鐵路凍土工程地質(zhì)勘察暫行規(guī)定》和《青藏鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》兩個(gè)文件的編寫工作。2001年8月，他們很快就拿出了設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)路基施工方案，這兩個(gè)方案得到中央領(lǐng)導(dǎo)同志的肯定和好評(píng)。

程國(guó)棟說，這兩個(gè)“暫行規(guī)定”體現(xiàn)了40年來中國(guó)在凍土領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果。

2006年7月1日，青藏鐵路順利通車。程國(guó)棟沒有踏上首發(fā)列車，但是他當(dāng)年跟鐵道部立下的青藏鐵路在凍土地區(qū)時(shí)速達(dá)到100公里的軍令狀。完成了。

(本素材由中央電視臺(tái)《大家》欄目提供，CCTV-10每周22:10、CCTV-1每周22:39播出)

(責(zé)任編輯劉榮剛)