林秉南

林秉南
林秉南肖像
出生	1920年4月21日 馬來西亞掛撈吡臘
逝世	2014年1月3日(2014-01-03)（93歲）
職業	水力學與河流動力學家

林秉南（1920年4月21日—2014年1月3日），原籍福建莆田，水力學與河流動力學家，中國科學院院士，中國水利水電科學研究院高級工程師、名譽院長。林秉南1942年畢業於交通大學唐山工學院；1947年和1951年分別獲美國依阿華大學水利碩士和博士學位；2014年1月3日因病在北京逝世，享年94歲。林秉南長期從事水力學及河流動力學研究，為中國水利科學基礎研究和水力學試驗室建設做出了貢獻。

林秉南人物經歷

• 1920年4月21日，生於馬來亞掛撈吡臘（祖籍福建省莆田縣）。
• 1931—1934年，就讀於廣州市立師範學校附中。
• 1934—1937年，就讀於廣州市立第一中學。
• 1939—1942年，在交通大學唐山工學院（貴州平越，今西南交通大學）土木系學習。

林秉南肖像

• 1942—1943年，任交通大學土木系助教。
• 1943—1945年，任貴州修文資源委員會修文水電工程處工務員。
• 1945—1946年，任重慶及南京交通部路政司技士。
• 1946—1951年，在美國愛荷華州立大學學習，獲碩士和博士學位。
• 1949—1952年，任美國愛荷華州立大學水利研究所副研究員。
• 1952—1955年，任美國科羅拉多州立大學研究生部助理教授。
• 1956—1958年，任中國科學院水工研究室研究員、水力學組副組長。
• 1958—1980年，任水利水電科學研究院水工所副籌建人、副所長、所長。
• 1978年，兼任清華大學水利系教授。
• 1980—1981年，任美國科羅拉多州立大學客座教授。
• 1982—1984年，任水利水電科學研究院院長。
• 1985—2014年，任中國水利水電科學研究院諮詢委員、名譽院長。
• 1991年，當選為中國科學院院士（學部委員）。
• 2002年，任長江三峽工程泥沙課題專家組組長。
• 2014年1月3日，因病在北京逝世，享年94歲。

林秉南科研成就

泥沙研究

林秉南在中國以外求學時就開始研究有關泥沙方面的問題，1949年他的博士論文選定為「泥沙群體沉降速度的研究」。採用水分法製作泥沙顆粒小於0.1mm的均勻樣本，研究泥沙濃度對泥沙沉速的影響，證實了濃度效應的存在。他認識到泥沙顆粒雷諾數是研究濃度效應的另一重要參數，以奧辛方程為基礎擴展了原來的近似分析。他還進行了大量的水槽輸沙試驗，積累的一些數據、資料曾廣泛為人引用。 20世紀70年代，林秉南和浙江河口海岸研究所合作，對大面積河口二維潮流中小濃度懸移質輸沙的問題作了數值模擬計算。以後他又和沈學汶合作，應用特徵理論分析了二維挾沙水流求解的適定條件。進入21世紀後，中國對長江、黃河作了多個動床變態模型試驗，林秉南提出了懸移質變態動床模型試驗中摻混相似條件的剖析。說明了在泥沙變態模型方面只有一個相似準則是成立的，從而澄清了多年來存在着兩個不相容的相似準則問題。 21世紀後，他又指導研究生試驗在流動中懸掛幾萬個小球，用天平測定球串阻力變化，拓寬了以往的研究範圍，得出在相同的固體濃度下雷諾數增大將使濃度效應大幅度減少的重要結論，證實了在濃度效應計算中必須計入雷諾數的影響。 21世紀後，林秉南注意到黃河的治理問題，認為天氣無常，目前黃河斷流並不意味着黃河從此不再出現大洪水。鑑於黃河下遊河床仍在抬升，應警惕黃河下游發生大改道的危險。為了遏止河床抬升，他與合作者共同提出引海水沖刷河口段的治理設想。一方面海水沖刷可以沖深河口段，並在口外形成鹹水異重流，將泥沙帶去遠方，藉以遏制河口外延，從而遏制河床抬升。同時還可引發海水注入點以上的溯源沖刷，來刷深注入點以上的河槽。溯源沖刷距離隨海水注入點的沖深而定。多引海水或將注入點移向上游都可以延長溯源沖刷的距離。海水對堤外地區的影響，可用截水溝和排水渠克服。這項成果獲世界泥沙學會優秀論文獎。[1]

高速水流研究

1956年回國初期，林秉南根據國家《十二年全國科學技術遠景規劃》對水利水電科研工作的要求，參加了高速水流的研究，領導開展摻氣水流研究工作，指導工程師規劃設計了水利水電科學院高速水流試驗室及有關試驗設備。同時指導設計、施工、建成了中國第一座大型活動高速水流摻氣陡槽。從總體布置到各主要環節，他親自構思，其中供水管道的活動接頭、導流片加速擴大段等關鍵部位，構思新穎、巧妙。陡槽的性能在中國水利界均為首例，在國際上也位於前列。他領導的研究小組提出了摻氣水流濃度和速度的量測方法（取樣器-畢託管聯用和電阻式濃度儀-畢託管聯用），利用陡槽進行了氣泡懸移區、過渡區和水團躍移區的摻氣水流流速和濃度的測試，並通過驗證（包括高速攝影）完成了量測儀器的全面標定工作，為中國高速水流摻氣的室內試驗和原型觀測提供了重要手段。他在高壩溢流邊界層問題的研究中，首次認識了它的自模性質，應用紊流自模理論簡化了計入水流加速、減速影響的摻氣發生點計算，提出了等空穴數溢流壩面曲線。 20世紀60年代初，他注意到中國許多水壩建築在高山峽谷中，同時具有水頭高和洪水泄量大的特點，消能問題特別突出，而開始研究新型消能方式。早在50年代他和摻氣研究小組在陡槽挑流試驗中注意到射流縱向擴散的減淤效果，提出研究縱向擴散消能。這一思維改變了常規的高壩泄洪設計中限制溢流挑坎前沿單寬流量來減輕下游沖刷的概念，而以水流在空中縱向擴散消能，大幅度減輕下游沖刷的辦法來解決高水頭、大泄量的消能難題。70年代初期，他注意到國外已取得重要進展，便率先引進國外縱向消能的窄縫式消能方式。

1973年前後在安康電站工地泄洪消能試驗中和龔振贏一起敏銳地注意到方墩尾的下游消力戽性能比尖墩尾更好，共同發明了寬尾墩消能工。這種新的效能形式，將閘墩尾部加寬，使墩後水流橫向收縮，形成窄而高的水流沿溢流面泄下，與消力池或消力戽工聯合消能，顯著地提高了消能效果。後來經研究小組的深入工作使寬尾墩消能技術得到進一步發展，為保障大壩安全、減少兩岸崩塌威脅和降低工程投資，尋找到一個有效方法。這一新技術已成功地應用於安康、潘家口、岩灘、東江、隔河岩、五強溪等水電站的泄洪建築上，使中國在高壩泄洪消能方面走向了世界水平。隨後經過全國水力學界許多同仁的不斷努力，這一發明發展為收縮式聯合消能工的系列成果，獲1985年全國科技進步二等獎，被廣泛應用在中國高壩建設中。[2]

明渠不恆定流的計算方法

1947年，林秉南在普賽教授指導下開始碩士論文研究，依據加拿大學 者普曼（Putman）對比利時人馬素（J. Massau）的特徵理論介紹短文，提出了明渠不恆定流數值解法，尋得了解決修文電站引水渠波動的計算方法。該方法雖然可用，但普賽教授指出：計算點是特徵線交點，位置不能控制指定，不便使用。1948年夏，林秉南提出了指定時段構造特徵線網法，使計算點的位置可以隨意選定，左右特徵的時段可以相等或不等，節省試算工作，比較靈活，應用較為方便。該法曾在1950年洛杉磯美國水利學年會上提出並於1952年在美國《地球物理學報》正式發表。該兩種指定時段法比英國Hartree教授早6～8年正式發表。這一算法被分別收入美國饒斯編《工程水力學》（1949年）、周文德編《明渠水力學》（1958年）、日本本間仁和安芸膠一編《物部水力學》（1962年）和魏思勒水力學手冊四部名著中。20世紀70年代，林秉南在浙江河口海岸研究所合作研究時，在中國國內首先將二維特徵理論與特徵偏心差分格式相結合，取得了良好的計算精度和穩定性，對杭州灣進行了實例計算，取得與實測資料符合較好的結果，為杭州灣這樣大面積河口海灣的整治規劃提供有力的工具。80年代初期，他又引入算子分裂法的思路指導學生開發破開算子法計算程序，進一步縮短了計算機時，獲得了具有工程上可接受的良好精度。 林秉南1958年受命進行研究水庫潰壩洪水演進的問題，他領導的研究小組在簡陋的條件下研究長江三峽水庫突然泄放對下游影響的試驗研究。因水泥短缺，採用代用材料制摸，並首次引入插棒加糙法，保證大變態率模型的相似，還自創了紀錄洪水過程線的土辦法。該項工作開創了中國水體突然泄放實體模型試驗的先河。基於對水流和地形的深刻認識而做出的判定，他大幅度縮小了壩下游必須模擬的範圍，又決定庫區只模擬庫容分布和河道大致走向，無需模擬庫區地形，因此使用一個較小的模型就可以預估整個中下游的災情。在他的領導下，及時提出研究報告，這一成果在60年代曾是三峽防護研究中的重要依據。在潰壩波的理論研究方面，應用黎曼法對有限長度平底水庫的潰壩洪水求得無旋流的理論解，用以計算壩址的流量和波高變化過程，將古典潰壩波德里特爾解法推進了一步。後來他又指導學生沿類似思路獲得了斜底水庫潰壩波過程線理論解法。80年代初，看到國內水利建設大規模開展的大好形勢，他寫出了「明渠不恆定流研究的現狀和發展」，並主持翻譯了《明渠不恆定流》一書，為當時明渠水流數值計算研究的開展提供了參考工具。[2]

學術論著

出版書籍

林秉南，《工程泥沙》，水利電力出版社，1992年。 林秉南，《林秉南論文選》，中國水利水電出版社，2000年。 期刊論文 [1].林秉南.明渠不恆定流的解法和驗證[J].水利學報創刊號,1956:3-1 [2].林秉南,龔振贏.明渠摻氣水流的一些運動特徵[J].水利學報,1962. [3].林秉南,趙雪華，施麟寶.河口建壩對毗鄰海灣潮汐影響的計算[J].水利學報,1980（6）. [4].林秉南.明渠不恆定流研究的現狀和發展（第一冊）[C].水利電力出版社,1980. [5].何少苓,龔振贏,林秉南.隱式破開算子法.在二維潮流計算中的應用[J].海洋學報,1985,7（2）. [6].林秉南.我國高速水流技術的發展[J].水利學報,1985. [7].林秉南,何少苓,慕京.王連祥.河口潮汐與污染擴散場的二維數值模似[J].科學通報,1986（2）. [8].林秉南.關於加速發展泥沙數學模型的想法[J].泥沙研究,1988 （3）. [9].林秉南等.潮汐水流泥沙輸移與河床變化二維數學模型[J].泥沙研究,1988（6）. 林秉南人才培養 林秉南一貫重視對年輕人的培養，言傳身教，培養他們良好的科研道德和實事求是的作風。回國前他就開始帶研究生，回國後根據領導的安排有目標地培養一些年輕學者，改革開放以來，他介紹一批年輕學者到國外先進的水利科研單位和學校進修學習。從1963年起至1988年他先後指導了16位（碩士、博士）研究生，從選題、研究方法、論文撰寫總是親自指導，連文字表達和書寫都嚴格要求（甚至送字帖給寫字較差的學生練字）。對工作中合作的年輕人都悉心指導，對他們的要求想方設法給與多方面的指導與幫助。[2]

林秉南榮譽表彰

• 1978年，全國科學大會先進個人；
• 1978年，水電部科學技術先進工作者；
• 1986年，當選為美國愛荷華大學傑出校友；
• 1993年，當選為美國愛荷華大學傑出校友工程院成員；
• 1997年，獲美國土木工程學會水利工程獎；
• 1997年，獲國際水力學研究協會榮譽會員稱號（終身）；
• 1997年，獲美國土木工程學會幹旱地區水利工程獎。[2]

林秉南社會任職

• 1984—2004年，兼任國際泥沙研究與培訓中心顧問委員會主席、名譽主席。
• 1985—1993年，任水利電力部長江三峽工程泥沙與航運專題論證泥沙專家組組長。
• 1989—1993年，任聯合國發展署亞洲地區泥沙沖淤培訓項目經理。
• 1991—1996年，任國際水力學研究協會（IAHR）亞太地區分會主席。
• 1993—2004年，歷任水利部三峽壩區試驗專家組、三峽工程開發總公司泥沙專家組、國務院三峽建設委員會辦公室三峽工程泥沙課題專家組組長。
• 1997年，當選為國際水利工程研究協會（IAHR）榮譽會員。
• 2004—，任國務院三峽建設委員會辦公室三峽工程泥沙課題專家組顧問。

林秉南人才評價

林秉南

• 他為人謙虛謹慎，提倡搞科學實事求是，不摻半點虛假。在研究上崇尚實際，勇於創新，廣徵博引，而又不失獨到的見解。林秉南善於與他人合作，尊重事實，尊重他人。（中國水利水電科學研究院評）
• 棄文從理，轉攻水利，學成歸國，花甲入黨，一次次的抉擇都源於林秉南對祖國的滿腔熱忱。他為中國水利事業的建立與發展作出了巨大貢獻，得到了海內外同行學者的尊敬。他那追求科學真理、無私奉獻的精神，是我國水利科學技術工作者的典範和楷模。（新華網評）
• 林秉南院士一生熱愛社會主義祖國、熱愛中國共產黨、熱愛水利事業。他目標堅定、鍥而不捨、品德高尚、虛懷若谷；他治學嚴謹、躬行實踐、為人正派、平易近人；他把畢生精力獻給了祖國的水利建設事業。（騰訊新聞評）