何繼善：探索我們腳下的世界

江泓

地球是人類生存的家園，我們對這個星球及其結構的了解還十分有限。而就有這樣一些科學家，他們通過測量尋找地球深處的礦產資源，何繼善便是其中的佼佼者。

給地球做“CT”的科學家

何繼善上小學時，日本侵略者的鐵蹄已經踏上湖南的大地，戰爭讓他不得不放棄學業，跟著家人一起顛沛流離。新中國成立后，何繼善有機會考入中南有色金屬局化驗班學習，被分配到湘東鎢礦從事礦砂的檢驗工作。在工作中，他深感中國探礦技術的落后，便暗暗下了繼續學習的決心。在那時，對何繼善來說，學習是最大的渴望，因此，當國家發出“向科學技術進軍”的口號后，刻苦準備4年的何繼善于1966年考上了長春地質學院（今吉林大學）金屬物理勘探專業。

進入大學之后，何繼善了解到當時的蘇聯發明了一種名叫二次諧波磁力儀的儀器，他對這種儀器非常感興趣。由于國內沒有二次諧波磁力儀，何繼善利用能夠找到的有限的翻譯資料苦心摸索，沒想到居然研制成功了。這次攻堅，使尚未出校門的何繼善對地球物理有了更深的了解，也堅定了他從事相關領域科研的信心。此后，何繼善對地球物理的探尋更一發不可收，他心中還萌生了一個新的想法——將兩種不同頻率的電流同時輸入地下，然后測量兩種頻率的電流形成的電位差振幅，以此鑒別不同的巖石和礦物，這，就是后來為地質勘探人員所常用的雙頻激電法。

1960年，大學畢業的何繼善被分配到中南礦冶學院（今中南大學）地質系任教，除了上課，何繼善天天躲在實驗室中搞研究?？吹胶卫^善如此專心科研，大家送了他“何霸蠻”的外號，“霸蠻”在湖南方言中有專注、不達目的決不罷休的意思。何繼善很喜歡這個外號，他說，在科學研究和創新上就得“霸蠻”。

有一次，何繼善去貴州進行礦產資源的調查，正趕上地質隊的一臺電子自動補償儀出現了故障。面對不工作的儀器，大家還真犯了難：如果修壞了可是要被扣上“破壞革命生產”的帽子呢！這時，何繼善拍著胸脯上前，說：“我來修?！本瓦@樣，他靠著一個萬用表和一把螺絲刀，還真就把儀器修好了。大家看到何繼善能修理儀器，于是干脆將機器交給他操作。有了直接使用儀器的機會，何繼善開始以雙頻激電法的思路對機器進行改進，然后運用到礦產調查的實踐中去，他驚訝地發現，自己研究的新方法竟然可以探測地表以下更深的深度，遠超過原來只有幾十米的探測深度。

1977年，憑借著多年來對雙頻激電法的研究和運用，何繼善研制出了雙頻激電儀等一系列儀器，這些儀器以及相關的方法很快就在全國地質勘探部門中推廣開來。甘肅的金礦、河北的銀礦、新疆的鉛鋅礦、安徽的銅礦、湖南的有色金屬礦的發現，都歸功于何繼善的研究和發明。人們曾這樣形容何繼善的工作：“從事的地球物理探測，就好比是給地球做‘CT?！?/p>

1986年3月，何繼善帶著他的“雙頻激電法”在美國亞利桑那大學做了學術報告，他的研究立即引起了世界地球物理學家的關注，并獲得了極高的評價。美國應用地球物理學家霍曼教授評價道：“雙頻激電理論和實踐，是近年來應用地球物理學界的一件大事?！贝撕?，何繼善的“雙頻激電法”相繼在澳大利亞、巴西亮相，并在秘魯、伊朗等國采用此方法勘探金屬礦，效果非常顯著。

尋找水下的漏洞

1998年夏天，中國遭遇了百年不遇的特大洪水，長江、嫩江、松花江全線告急，當時何繼善正在巴西進行訪問，電視機中肆虐的洪水深深地觸動了他，何繼善思考著：自己從事水資源勘探和水環境勘測這么多年，能不能找到治理水患的辦法？

帶著這個問題，回國之后，何繼善開始調查，他發現在洪水到來時最危險的，便是大壩決堤、垮壩，而管涌是造成決堤、垮壩的“頭號殺手”，有90%的決堤、垮壩都是由管涌造成的。然而，當時世界上沒有能夠準確查找管涌的方法和儀器，只能靠人工沿著堤壩進行巡查或是派潛水員到水下去摸探，這些方法不但效率低、不全面，而且存在著很大的風險。

為了能夠準確測定管涌的數量和位置，何繼善根據電流場與水流場的相似性提出了“流場法”。在正常情況下，水流會沿著堤壩的走向流動，水庫中的水則是靜止的，水流速度在空間上的分布被視為流場。當管涌出現時，原本正常的流場中會出現異常流場，通過對異常流場的三維分布進行測量就能夠找到管涌的位置。雖然原理看上去簡單，但是流場法卻涉及了水利學、流體力學、電子學及地球物理學等多個學科。為了實地檢驗自己的理論，何繼善在1998年年底帶著研究團隊來到距離長沙不遠的株樹橋水庫，由于這個水庫的水面比長沙高120多米，因此被稱為“長沙頭上一盆水”。株樹橋水庫一直存在滲漏的問題，但是好多年都沒有找到滲漏點，存在著重大的安全隱患。

何繼善在株樹橋水庫一待就是幾個月，過年都沒有回家。他利用自制的儀器不斷向水中發射多頻復合信號，然后對信號進行接收，最終準確查明了滲漏點的位置，這也證實了其方法的正確性。根據流場法，何繼善研制出了世界上第一臺能在汛期等惡劣環境下快速、準確探測堤壩管涌滲漏水口的儀器設備——普及型堤壩管涌滲漏檢測儀，這種儀器探測的準確率高達100%。

1999年，湖南漢壽的蔣家嘴大堤在汛期出現特大管涌險情，大堤隨時都有垮塌的危險。就在這時，何繼善親自與助手攜帶普及型堤壩管涌滲漏檢測儀趕到現場，儀器迅速準確地找到8個管涌點。經過人們的全力封堵，終于解除了大壩的險情，這也是普及型堤壩管涌滲漏檢測儀第一次接受實戰的檢驗。

目前，中國主要省份的水利技術和防汛管理單位已經裝備了普及型堤壩管涌滲漏檢測儀，它們在保衛人民生命財產安全上發揮著重要作用。

什么是管涌？

管涌是指在汛期高水位情況下，堤內平地發生“流土”和“潛蝕”兩種不同含義的險情的統稱。這種險情在湖北一般叫翻砂鼓水，江西叫泡泉。管涌發生時，水面出現翻花，隨著上游水位升高，持續時間延長，險情不斷惡化，大量的涌水翻沙，使堤防、水閘地基土壤骨架破壞，孔道擴大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故。

發掘腳下的新能源

2010年，年近80歲的何繼善將目光投向了一個嶄新的領域——頁巖氣。由于自己的家鄉湖南省石油、煤炭和天然氣儲量相對較少，水電資源受季節影響又大，因此，這里的社會經濟發展長期受到能源匱乏問題的束縛。如何打破湖南省能源匱乏的現狀，成為何繼善非常關心的問題。他將解決辦法放在了開發頁巖氣能源上。

頁巖氣是儲藏于頁巖層中的可供開采的天然氣資源，我國頁巖氣的資源量比常規天然氣大8倍，但開采難度要大得多。在談到為什么要開發頁巖氣時，何繼善說：“因為這個對我們國家來講太重要了，儲量如此大的天然氣，如果我們自己能夠開發出來，就可以改變我們國家北煤南運、西氣東輸這樣一個區域資源調配的格局?！?/p>

為了查明湖南省的頁巖氣儲量，何繼善使用了自己從2005年提出的廣域電磁法，這種方法使用了人工場源并擴展了觀測的范圍，具有探測深度大，觀測速度快、精度高和野外工作效率高等特點，是一種全新的電磁勘探方法。2012年，何繼善帶著研究團隊來到位于湖南省西北部的龍山縣進行試驗，工作人員拉開上千米長的測線進行勘測，得到的電阻率曲線異常，從而表明廣域電磁法完全能識別頁巖氣所反應的電磁信號。此后，何繼善及其研究團隊又以從龍山縣得到的資料為基礎，結合區域地質信息和地層巖性，制作了地電模型，更好地推廣了這項研究成果。湖南省頁巖氣資源量大約有9.2萬億立方米，可開采量為2萬億立方米，而湖南省目前每年消耗的天然氣為十幾億立方米，所以湖南省頁巖氣的使用前景十分可觀。由于何繼善對湖南省頁巖氣開發的大力推進，也使其被家鄉人民親切地稱為“湖南頁巖氣之父”。

何繼善從事科學研究60多年，卻始終保持著年輕人的熱情，他總是想法很多，而且對發明創造樂此不疲。由何繼善主持的重大科研項目多達40余項，發表專著及論文100多篇，獲得發明專利獎項24項。除了科研，何繼善還非常熱衷于科普教育。他常說：“只有把接班人培養好了，國家才有未來?！倍磥?，對于何繼善來說何嘗不是新的起點，充滿熱情和干勁的他，雖已年過80，卻還將繼續挑戰新的領域。

愛書法的科學家

何繼善認為科學與藝術是分不開的，他本人特別喜愛楹聯、書法，其作品筆力遒勁飽滿，結構寬博大方，章法和諧統一。為了能夠勤加練習，何繼善每天4點半起床，6點就已開始在案頭揮毫潑墨。與他在科學上的態度一致，何繼善在書法上既勤學苦練又勇于創新，他善作“嵌名聯”，就是將人名嵌進即興創作的詩句或對聯之中，這可是相當考驗個人文化修養的。