薛禹群 （水文地质学家、中国科学院院士）

简介

薛禹群1952年毕业于唐山工学院。1952年8月进入南京大学地质系（地球科学与工程学院前身）任教。1955年到1957年在长春地质学院研究生班跟随前苏联教授克利门托夫学习。1957年长春地质学院研究生毕业。1999年当选中国科学院院士。2021年6月29日因病逝世，享年90岁。

薛禹群是中国地下水动力学学科奠基人之一。毕生从事水文地质领域的科研工作，致力于地下水、热与溶质运移的数值模拟研究。建立了中国第一个三维热量运移模型；揭示了海水入侵、咸水入侵规律；建立了潜水条件下的三维海水入侵模型、三维咸/卤水入侵模型；建立反映水岩间阳离子交换的三维水—岩作用模型。出版了《水文地质学的数值法》《地下水动力学原理》《海水入侵、咸淡水界面运移规律研究》等著作。2010年研究成果区域地面沉降模拟及其应用获教育部科技进步一等奖。

人物生平

早年与学业经历

1931年11月2日，薛禹群出生于江苏省无锡市。薛禹群的父母痛恨国民党的贪污腐败，同情革命，但看到弟弟和其他革命同志那种充满风险的生活，既担忧又害怕，所以不参加任何党派，始终做个普普通通的百姓。父母从小就鼓励薛禹群好好读书，上大学，要走科学救国之路。

1937年，薛禹群进入洛社师范学校的附属小学读书。不久抗日战争爆发，房子被日寇烧掉，全家外出逃难。1938年夏末才到无锡张泾桥外祖父家安居。小学毕业后，进入张泾桥中学读初中，由于他父亲到外地工作，曾一年内先后转学两次（安镇中学和怀仁中学）。初中毕业后，薛禹群考入县城师资力量较强的私立无锡中学。

1949年9月，薛禹群考入北方交通大学唐山工学院学习。1952年毕业于唐山工学院。1952年8月进入南京大学地质系（地球科学与工程学院前身）任教。1955年到1957年在长春地质学院研究生班跟随前苏联教授克利门托夫学习。1957年长春地质学院研究生毕业。

工作经历

1960年2月，薛禹群加入中国共产党。“文化大革命”期间，薛禹群与其他教师一样都被下放到农场劳动，被扣上了“只专不红”的帽子。1972年，他回校筹备招收工农兵大学生。1975年，薛禹群与山东地区的水利部门开展合作研究，开始了莱州湾地区的海水入侵研究项目。20世纪70年代后期，大量的国外文献、书籍被引入中国，薛禹群发现国外已经开始用计算机来模拟、再现地下水流过程，通过建立数学模型来刻画实际地下水系统内所发生的物理过程的数量关系和空间形式，达到再现地下水系统的目的。当时的江北大厂镇南化公司引进了一台计算机，于是薛禹群每天早上很早就从家里出发，到江北的南化公司，有时候他还会去杭州、上海，借用计算机进行题目的运算，在这样的条件下，他在地下水领域取得了瞩目的成绩。

1982年到1984年，薛禹群作为访问学者在亚利桑那州立大学水文学水资源系进修访问，与Neuman从事地下水模拟研究。1986年，他建立了第一个三维地下水热量运移模型，为预测冷、热水运移和储能提供了科学依据，也为深循环水-热系统研究打下了基础，应用中取得了良好效果。1999年当选中国科学院院士。2010年研究成果区域地面沉降模拟及其应用获教育部科技进步一等奖。

人物逝世

2021年6月29日上午7时12分，薛禹群因病医治无效在上海逝世，享年90岁。

主要成果

薛禹群毕生从事水文地质领域的科研工作，致力于地下水、热与溶质运移的数值模拟研究。建立了中国第一个三维热量运移模型；揭示了海水入侵、咸水入侵规律；建立了潜水条件下的三维海水入侵模型、三维咸/卤水入侵模型；建立反映水岩间阳离子交换的三维水—岩作用模型。

建立了系列地下水模型

薛禹群建立了十多个模型，包括三维热量运移模型、潜水条件下三维海水入侵模型、高矿化度高温差条件下三维卤水/咸水入侵模型、描述交换阳离子运移行为的三维模型、越流系统地下水污染模型、区域地面沉降模型等。这些模型充分考虑了水-岩间热交换、热对流、热弥散、自然对流和热传导等主要影响因素。其中，三维热量运移模型从建立监测网开始，系统观测并揭示了海水入侵的规律、机制和水文地球化学演变规律，并创建了潜水条件下的三维海水入侵模型，为区域地面沉降防控提供科学依据。此外，薛禹群等对Merchant模型进行了修正和改造，使之能够刻画弹性、塑性变形以及黏弹性、黏弹塑性等各类变形，满足实际模拟要求。这些模型已被成功应用于实际工程中，例如热量运移模型为预测冷、热水运移和含水层贮能提供了科学依据，也为深循环水-热系统研究打下了基础，并应用于上海贮能、回灌以防止地面沉降，取得了良好效果。

开展地下水模型求解方法的研究

薛禹群的研究成果包括多种算法，其中一些已达到国际先进水平。例如，对数插值法能够准确反映开采井周围油压面和地下水面的形状以及井径大小，比国外同类模型提前了3年，并且更加完善。在1984年，当国外还在探讨适用于二维承压水稳定流的模型时，薛禹群等的模型早已适用于稳定流、非稳定流、承压水、潜水等情况。此外，在1984年，薛禹群还建立了适用于解三维模型的对数插值法。他还提出了混合有限元法和自适应局部网格加密有限元法等新方法，以解决在求解溶质运移问题（如水质模型和热量运移模型）中遇到的关键性难题--数值弥散和数值振荡，这些问题困扰了国内外30多年。薛禹群的混合有限元法不仅有助于提高模拟精度和计算速度，还提出了适用于任意域的混合有限元法和拓宽该方法的应用范围和求解流速的新方法--三次样条函数。此外，传统插值函数不能反映同一离散计算单元内岩性的变化，从而需要不同的岩性位于不同的单元内，这限制了计算机容量并导致单元畸形。为了解决这个问题，薛禹群引入了多尺度有限元法的思想，使组成离散计算单位的基函数能够反映岩性的变化，从而可以将不同岩性的岩层组合划分在同一个单元内，较好地解决了单元畸形问题。

地面沉降的研究

薛禹群提出了一种新的粘弹塑性变形模型，该模型使用的参数较少，理论上更加严密，适用于各种变形类型，可以通过调整参数值方便地得到。这一创新解决了水位变化模式不同导致多种复杂变形的难题，并解决了与变系数水流模型的耦合问题。此外，他还采用了国际水文界全新的多尺度有限元法来解决单元畸形问题。基于这些创新，薛禹群构建了中国国内外首个面积达一万七千平方千米的长江三角洲南部区域地面沉降模型，该模型的模拟效果非常好，具有较高的拟合精度，为地面沉降的预测和评估提供了科学依据和有效手段。

主要论文与著作

主要论文

薛禹群先后发表科学论文150多篇，截至2023年5月在中国知网下载量达58106，以下为部分论文。

出版著作

薛禹群先后出版了《水文地质学的数值法》《地下水动力学原理》《海水入侵、咸淡水界面运移规律研究》等5部著作，其中《水文地质学的数值法》是中国第一本水文地质数值法著作。

社会职务

薛禹群长期悉心从事教学、科研工作，社会兼职很少，主要有国家自然科学基金委员会学科评议组成员，国家自然科学基金委员会专家咨询委员会成员，水处理与水环境修复教育部工程研究中心技术委员会主任，中国地质学会水文地质专业委员会副主任，中国地质学会水文地质专业委员会荣誉主任，水利部科学技术委员会顾问，《水文地质工程地质》编委。

荣誉与获奖

个人荣誉

科研获奖

人才培养

薛禹群曾到南京大学、北京理工大学等高等院校讲学，学生中仅教授或教授级高工就有近百人。代表性学生有南京大学地球科学与工程学院教授叶淑君，国家杰出青年基金获得者、长江学者、南京大学水科学系教授吴吉春等。

人物评价

薛禹群院士治丧委员会表示：“薛禹群院士学养深厚，造诣精深，是我国地下水动力学学科的主要奠基人。”

南京大学地球科学与工程学院表示：“他（薛禹群）长期从事水文地质的教学和研究工作，特别在地下水动力学、地下水数值模拟、地面沉降模拟等领域的研究独树一帜。”

人物关系