张杰:给水排水领域的卓越领航者
在我国给水排水科学与工程领域,有一位熠熠生辉的人物,他凭借着对科研的执着追求、对工程实践的精益求精,为国家的水事业发展作出了不可磨灭的贡献,他就是来自辽宁省本溪市的中国工程院院士——张杰。
1938年2月27日,张杰出生于辽宁本溪。童年和少年时期,家乡的山水赋予了他对自然的热爱与敏锐感知,而彼时社会对基础设施建设的迫切需求,也在他心中埋下了投身工程领域的种子。1954年,张杰进入锦州市铁路高级中学就读,高中阶段,他展现出对理工科的浓厚兴趣和天赋,成绩优异,为日后的学术之路奠定了坚实基础。1957年,他以优异成绩考入哈尔滨建工学院,攻读给水排水专业,从此正式开启了与水结缘的人生旅程。
大学期间,张杰如饥似渴地汲取专业知识,课堂上认真听讲、积极提问,课后一头扎进图书馆和实验室。他深知,给水排水工程关乎国计民生,每一个数据、每一项技术都承载着人民的用水安全和生活质量。1962年,张杰从哈尔滨建工学院毕业,凭借出色的学业表现和专业素养,被分配到中国市政工程东北设计研究院,担任技术员。初入职场,他便以高度的责任感和敬业精神投入到工作中,从最基础的项目资料整理、实地勘察做起,不放过任何一个学习和积累经验的机会。在参与一些小型给排水项目设计时,他常常深入施工现场,与工人师傅交流,了解实际施工中的问题和需求,将理论知识与实践紧密结合,逐渐成长为一名能独当一面的工程技术人员。
1978年,改革开放的春风吹遍神州大地,我国各项事业迎来蓬勃发展契机,给排水领域也面临着新的挑战与机遇。这一年,凭借多年在工作中的突出表现,张杰晋升为工程师,并接受了大连市污水处理工程规划设计这一艰巨任务。当时的大连,工业迅速发展,工业用水猛增,不仅居民时常遭遇水荒,大量未经有效处理的污水排放还致使海域遭到严重污染。城市急需一套科学合理的污水处理工程方案,建设一个以城市污水为水源的工业供水厂,实现水资源的循环利用,缓解用水压力和环境污染问题。面对这一难题,张杰深知自身知识储备和技术水平亟待提升,于是主动请缨,争取到前往日本大阪大学留学深造的机会。
1983年,张杰负笈东渡,进入日本大阪大学水环境科学与工程专业学习。在大阪大学工学部桥本研究室,他全身心投入到城市污水深度净化的研究中。留学期间,他过着实验室、宿舍“两点一线”的生活,每天工作学习时间长达十几个小时。为了获取第一手实验数据,他亲自设计并操作实验设备,从小试、中试到生产实践的每一个环节都严谨对待。在一年半的时间里,他克服了语言障碍、文化差异和科研难题,取得了上万个宝贵数据,并撰写了五篇高质量论文在专业期刊上发表。最终,他完成博士论文《间断曝气循环滤床除氧机能的研究》,该论文得到了学界的高度认可并顺利发表,也让他在水环境科学领域崭露头角。
1985年,怀揣着先进的科研成果和满箱宝贵资料,张杰学成归国。回国后,他立即投身到工作中,主持设计一万吨级的城市污水再生回用水厂。同年,因其在专业领域展现出的卓越才能,晋升为中国市政工程东北设计研究院副总工程师。在设计城市污水再生回用水厂过程中,张杰综合中国市政工程东北设计研究院此前的考察和实验数据,并参考日本工业水道的运行经验,大胆创新,优化设计方案。经过无数个日夜的努力,1990年,中国第一座城市污水再生水厂诞生,并开始向热电厂、化工厂正式供水。这座水厂的建成,标志着我国在城市污水回用领域迈出了关键一步,被评为全国优秀示范工程,为解决我国水资源短缺问题提供了成功范例,开创了我国污水回用事业,使我国在该领域跻身国际先进行列。1992年,凭借在污水处理工程设计和行业发展中的突出贡献,张杰被提升为中国市政工程东北设计研究院的副院长和总工程师。在新的领导岗位上,他不仅继续深耕科研与工程实践,还积极推动团队建设和行业交流,带领团队承担了多项重大给排水工程设计项目,为我国多个城市的基础设施建设贡献力量。
20世纪90年代,我国在地下水除锰技术方面仍面临诸多难题。传统技术存在误区,导致众多水厂只能除铁不能除锰,难以满足日益增长的用水质量需求。“八五”期间,张杰带领课题组潜心研究,经过大量实验和实地调研,发现并开创了利用生物技术不投药就能实现地下水中锰深度去除的方法,创立了“生物固锰除锰”理论,并完成《生物固锰技术研究》论文。他在国际上首次提出并验证了生物固锰除锰机理,这一创新性理论纠正了传统技术误区,解决了困扰行业半个多世纪的地下水除锰难题。此后,按照该工艺,张杰主持创建和运行了近十座大中小型生物除铁除锰水厂,实现多年稳定高效运行,使我国在该领域的研究跃居国际领先水平,为保障我国地下水供水安全提供了强有力的技术支撑。1996年,张杰因在“八五”科技攻关中的杰出表现,被评为国家“八五”科技攻关先进个人。1997年,凭借在给水排水工程领域的卓越成就和深厚学术造诣,张杰当选为中国工程院院士,这是对他多年来辛勤付出和突出贡献的高度肯定,也是他科研生涯的重要里程碑。
1999年,已过花甲之年的张杰,怀着对教育事业的热爱和为国家培养专业人才的使命感,听从母校哈尔滨工业大学的召唤,毅然辞去设计院的领导职务,回到校园担任教授和博士生导师。他希望用自己在水领域打拼多年积累的丰富工程实践经验,为国家培养更多高素质人才,为水事业的长远发展尽职尽责。在哈工大的讲台上,张杰授课风格生动幽默、深入浅出,将复杂的专业知识以通俗易懂的方式传授给学生。他注重培养学生的实践能力和创新思维,鼓励学生参与科研项目和实际工程案例分析。在他的悉心指导下,一批又一批优秀的给排水专业人才脱颖而出。截至2023年,根据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息、全国图书馆参考咨询联盟数据,张杰在哈尔滨工业大学培养了50多名博士、50多名硕士,其中一名博士生的学位论文获得全国百篇优秀博士学位论文提名奖,近年培养的博士有郜雅楠、孙妍、汪栋等。他不仅是学生学术道路上的引路人,更是他们人生方向的指引者,以自己的人格魅力和治学态度,影响着一代又一代学子投身水事业。
进入21世纪,随着我国城市化进程加速,水资源短缺和水污染问题日益严峻,张杰敏锐地意识到构建健康城市水系统的重要性。2003年,他开展“城市水系统健康循环研究”课题,提出建立较为完善的城市水系统健康循环理论的思路。该理论倡导建立流域内城市群间水资源重复利用、循环利用模式,明确城市用水健康循环的发展目标,在国内首次提出水环境修复理论与方略,并积极推动相关示范工程建设。他认为,水是可再生的循环型自然资源,城市、农村污水经过深度净化后形成再生水,在满足水体自净要求下,可用于工业冷却水、城市绿化冲厕等杂用水和农田灌溉用水,也可排入自然水体作为下游城市水资源的一部分,使城市用水循环能够和谐融入水自然循环。为有效解决当前我国水资源匮乏和污染严重的问题,必须实现健康水循环,其中污水深度处理和利用是关键一环。此后,张杰带领团队深入研究,完成了深圳、大连等中心城市再生水战略规划研究,为各地城市水系统规划和治理提供了科学依据和实践指导。
2005年11月13日,吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故,引发松花江水质污染事件,致使哈尔滨4天断水,城市供水安全面临巨大威胁。张杰临危受命,与其他专家组成专家组,紧急奔赴现场。他们争分夺秒地研究试验净化水的新方法,经过连续多日的艰苦努力,最终成功研究出可行方案,缓解了哈尔滨的供水危机,保障了市民的基本生活用水需求,在应对重大突发水污染事件中发挥了关键作用。
在科研成果转化方面,张杰同样成果丰硕。他先后获国家科技进步奖,吉林省科技进步一等奖,黑龙江省科技进步一等奖,多次获得建设部科技进步奖和华夏建设科技进步奖。在国内外众多学术刊物上发表论文300多篇,完成《水工业工程设计手册水工业设备》《生物固锰除锰理论与工程技术》等9部专著。他还积极参与行业标准制定和学术交流活动,担任全国高等给水排水工程学科专业指导委员会委员、中国土木学会给排水学会副理事长、全国给水排水情报网副主任、国家城市给水排水工程技术研究中心工程技术研究委员会副主任等职务,为推动我国给水排水行业整体发展贡献智慧和力量。此外,张杰还担任《给水排水》顾问、《中国给水排水》编委,为行业期刊发展和学术传播提供专业支持。2016年,张杰受聘为郑州轻工业大学双聘院士,为该校相关学科建设和人才培养注入新活力。他还担任沈阳建筑大学兼职教授,将自己的学术理念和实践经验传递给更多高校学子。在社会任职方面,2012年11月 - 2017年11月,他担任中国共产党第十八届中央委员会候补委员;2023年,担任中国人民政治协商会议第十四届全国委员会常务委员,积极为国家科技发展和民生保障建言献策 。
张杰长期致力于水处理理论与水环境工程实践的应用和研究,以坚定的信念、顽强的毅力和卓越的智慧,攻克了一个又一个技术难题,为我国给水排水事业发展作出了全方位、开创性的贡献。他的科研成果广泛应用于工程实践,改善了无数人的生活用水质量,保护了生态环境;他培养的大批专业人才,如今已成为我国水行业的中坚力量;他提出的创新理论和发展方略,为我国城市水系统规划和建设指明了方向。张杰院士用自己的一生,诠释了一位科学家的责任与担当,他是我国给水排水领域当之无愧的卓越领航者,其功绩和精神将激励着一代又一代科技工作者为实现我国科技强国梦、推动社会可持续发展而不懈奋斗 。