周啟友

周啟友，生於1963年9月12日，是首批“新世紀百千萬人才工程”國家級人選。

基本介紹

• 中文名：周啟友
• 國籍：中國
• 出生日期：1963年9月12日
• 性別：男

學 歷

1980.09 - 1984.09, 學士,中國蘭州大學地質系水文地質工程地質專業。

1984.09 - 1987.06, 理學碩士, 中國蘭州大學地質系水文地質工程地質專業環境水文地質學方向。

1994.10 - 1995.10, 中國東北師範大學留日預備校，日語學習。

1995.10 - 1996.04, 日本筑波大學大學院地球科學系地理學水文學方向特別研究生。

1996.04 - 1999.03, 理學博士,日本筑波大學大學院地球科學系地理學水文學方向。學位論文題目:套用電阻率成像法對土壤水三維空間和時間變化的研究。1999.04 - 2002.04，日本核燃料循環開發研究所東濃地科學中心博士後特別研究員。研究課題:套用電阻率成像法對岩石裂隙介質中空洞周圍地下水滲流的研究。

周啟友

工作簡歷

2005.01 - 2005.04, 德國於利希研究中心化學和地球圈動力學研究所第四分部(ICG-IV)客座科學家

2004.04 - 今，中國南京大學地球科學系水文學與水資源專業博士生導師。

2002.04 - 今, 中國南京大學地球科學系水文學與水資源專業教授。

1998.09 - 1999.03, 日本筑波大學地球科學系地理學水文學方向教師助理。

1997.04 - 1998.03, 日本筑波大學地球科學系地理學水文學方向研究助理。

1990.06 - 1995.10, 中國蘭州大學地質系水文地質工程地質專業講師。

1987.06 - 1990.06, 中國蘭州大學地質系水文地質工程地質專業助理講師。

學術兼職與榮譽

美國地球物理學聯合會(AGU)會員,日本水文科學會(JAHS)會員,中國地理學會會員,中國自然資源學會會員《水文地質工程地質》雜誌第四屆編委會委員

首批“新世紀百千萬人才工程”國家級人選

主要教學情況

博士學位研究生的培養

對博士學位研究生的培養側重於科學理念和方法論的傳授，使他們獲得解決未知問題的智慧和能力，從而造就出能為國家建設和社會發展而貢獻的優秀人才。博士學位研究生要求在本學科領域有原創性的貢獻，具備基本的科研組織和實施能力。現有三個培養方向：

(1).水循環過程

水資源是人類所賴以生存的重要資源，是實現人類進步和社會可持續發展的重要物質基礎。水資源問題關係到供水安全、防洪安全和糧食安全，關係到經濟社會發展和生態環境改善的各個方面。本研究方向旨在通過對大氣、植被、土壤、包氣帶和地下含水層中各系統內部和系統與系統之間的水循環過程的認識，探討自然界中的水循環規律及其在自然環境變化和人類活動影響條件下的演化過程，進而為認識以水為載體的物質遷移和轉化過程創造條件。

(2).包氣帶水文學

包氣帶是地下與地表物質和能量交換的最為主要的通道，是自然環境和各種地表過程演化的場所，同時也是人類活動的最根本的載體。包氣帶中發生著各種物理的、化學的、生物的和水文的過程，存在著氣相、液相等流體的流動以及各種物質成分之間的遷移和轉化過程，加之人類活動的疊加和各種污染物質的排放，致使包氣帶過程十分的複雜，對包氣帶過程的研究顯得十分的重要。本研究方向旨在通過理論分析、室內實驗、野外觀測、模擬等手段，探討包氣帶內部的水循環及其與上下界面之間的相互作用過程，分析這一過程與介質非均質性之間的耦合關係及其對環境變化的回響過程，以促進對包氣帶過程的全面認識和對有關資源的合理開發和利用。

(3).水文地球物理學

一種研究方法和技術的革新常常能帶動和促進許多相關研究的進展。隨著儀器設備的不斷先進和解析技術的不斷完善，地球物理學方法正以其快速、低成本、實時多維動態等優勢，在地球科學的各個領域中得到越來越廣泛的套用。高密度電阻率成像法、彈性波成像法、核磁共振成像法等新的技術和方法使得我們可在多維、可視和動態的條件下對研究對象進行觀測和分析。通過對這些新的技術和方法的研究與利用，本研究方向旨在從新的視點考察水文學中的相關科學問題，以期在場地特性提取、物理現象認識、參數評估計算、模型建立等方面有新的認識。

碩士學位研究生的培養

目前在讀的碩士研究生有：伍開江(2002),徐 速(2003),劉漢樂(2003),李國山(2004)

講授的主要課程

(1).普通水文地質學,1987,1989,1990,1991,1992,2001

(2).環境水文地質學,1985,1986,1987,1988,1989,1990,1991

(3).包氣帶水文學,1999,2000(選修,2個學分,秋季學期,根據參加人數決定開課與否)

(4).專業英語,2002(正在進行,每周二8:00-10:00,浦口校區3-325)

(5).暑期學校科研活動：水文物理實驗研究,2001(選修,2個學分,每年2-5人)

研究方向

水資源與水循環過程,包氣帶水文學,水文地質學,水文地球物理學（尤其是高密度電阻率成像法及其套用）

主要科研成果

在科學上的主要貢獻

自1995年10月留學日本筑波大學以來，周啟友(Zhou, Q. Y.)主要從事套用高密度電阻率成像法監測和分析地下水在三維空間和時間上變化規律的研究工作。該研究工作的基本思想是要象醫療用CT掃描人體那樣，實現對地下的三維成像和動態監測，是一項極其複雜而又困難的國際前沿研究。通過多年的艱苦努力，在對土壤水三維空間和時間上的變化監測方面，周啟友在世界上首次獲得了成功，並在世界上第一次實現了對地下水滲流在三維空間上的變化規律的分析。

(1).實現了三維的高密度電阻率成像法。所提出的補修法逆解析算法被日本套用地質領域的最高學術界所肯定[Zhou et al.,1999]。其科學意義在於,這一成果為廣泛套用三維高密度電阻率成像法於污染物時空變化監測、鹹淡地下水界面監測、降雨入滲過程和土壤蒸發過程監測、介質或含水層特性評價、工程性能評價、地震預報研究、高放射性核燃料廢棄物的地質處置事業等方面奠定了基礎。

(2).實現了對土壤含水量的非破壞性的三維成像和動態監測。該成果被世界水文學界的最高權威(在本學科領域影響因子最高)雜誌Water Resources Research所肯定[Zhou et al.,2001]。基於這一成果，對地下流體的可視化監測成為可能。其科學意義在於:(1)為進行土壤水動力學分析,探討土壤水在時間和空間上的變化規律提供了全新的研究手段;(2)為全面分析降雨入滲過程等有關的水文過程創造了條件;(3)為進行降雨入滲速度、土壤水理參數等方面的評估計算奠定了基礎;(4)為進行其它地下流體的可視化監測奠定了基礎。

(3).發現了自然條件下的三維降雨入滲過程是一種從部分面積上開始入滲的過程，入滲過程中優勢流的滲流作用隨著降雨過程的變化而變化。該發現被當期的Water Resources Research雜誌作為首篇論文而被刊載[Zhou et al.,2002]。其科學意義在於:(1)修正了學術界有關降雨入滲過程的傳統認識(從全面積入滲到部分面積入滲、從一維的入滲到三維的入滲、從不變的優勢流的滲流作用到隨降雨過程的變化而變化);(2)為是否選擇一維的入滲模型進行降雨入滲模擬提供了判斷標準;(3)將促進降雨入滲對地下水補給量的正確計算和通過包氣帶的對地下水污染的可能性的客觀評價;(4)對修正和驗證現有的有關降雨入滲過程的數學模型,建立新型的模型具有重要意義。

(4).在關於岩石裂隙介質中的地下水運動研究方面，從1999年4月到2002年4月，周啟友進入日本著名的核燃料循環開發研究所東濃地科學中心進行博士後研究，從事有關高放射性核燃料廢棄物的地層處置研究中的查明地下空洞周邊非飽和帶形成過程的研究。通過大量的室內試驗，周啟友套用高密度電阻率成像法首次實現了對裂隙介質中的地下水運動的監測，在世界上首次提出了基於高密度電阻率成像法非破壞性地評價二維或三維的岩石（岩體）特性、估算岩石非飽和水力滲透係數和彌散度的方法。該成果已在該領域專門的國際會議上得到發表。在此基礎上，通過野外現場試驗，周啟友套用高密度電阻率成像法初步查明了空洞周邊非飽和帶的形成過程，該成果已為國際水力學會(IAHR)的權威雜誌Journal of Hydraulic Research所接收[Zhou et al., 2004]，並有可能套用於高放射性核燃料廢棄物的地層處置的下一步開發研究中[Zhou, 2002]。

南京紫金山陸域環境觀測站的建設

陸域環境是指地球上陸地面積所覆蓋的區域環境，是人類生存和發展的最基本的自然環境，是地球系統的重要組成部分。陸域環境的異常變化影響著社會生活的各個方面，改變著人類賴以生存的最基本的條件，直接或間接地威脅著人類的生存和社會的發展。南京紫金山陸域環境觀測站的目的就是要通過對大氣、植被、土壤、地表水和地下水的動態監測，探討其間發生的能量交換和物質循環過程，及其對環境變化的回響，為社會的發展和相關研究提供基本的資料。本觀測站由南京大學地球科學系、江蘇省中科院植物研究所和南京中山植物園管理處共同建設並管理。

南京紫金山陸域環境觀測站

高密度電阻率三維成像軟體系統的研發

通過十多年的積累，我們已經成功研發出了獨有的電阻率三維成像軟體系統，包括在線上測定、格線剖分(六面體和四面體)、感度分析、正反演中心計算、圖像結果分析等三百多個軟體代碼，可針對日本的NEXT-400（本實驗室擁有）、德國的RESECS和中國的E60CN（本實驗室擁有）獲得的數據進行三維成像，介質包括全空間無限、半空間無限、六面體有限塊體、圓柱有限塊體和不規則幾何體。主程式存於主機(地址:202.119.49.61)之中，可遠程登錄調用進行三維模擬分析和成像計算。

完成和在研的科研項目

(7).高放廢物地質處置北山預選區水-岩系統特徵研究,國防科工委項目,2008-2010,子題負責。

(6).土壤-植物-大氣連續體中水分傳輸過程的電特性和電阻率成像法研究,國家自然科學基金,2008-2010,負責。

(5).非均質多孔介質中輕非水相液體(LNAPLs)運移特性的高密度電阻率成像法研究,教育部博士點基金,2007-2009,負責。

(4).包氣帶中的非飽和過程,國家自然科學基金,2004-2006,負責。

(3).岩石裂隙介質中滲流和溶質運移機理的高密度電阻率成像法研究,教育部留學回國人員科研基金,2004-2006,負責。

(2).小尺度岩石裂隙介質中滲流和溶質運移機理的高密度電阻率成像法研究,南京大學歸國留學人員科研基金,2003-2005,負責。

(1).套用電阻率成像法對裂隙介質中空洞周圍地下水滲流的研究,日本核燃料循環開發研究所東濃地科學中心博士後特別研究課題,1999-2002,負責。

代表性論著

[1] 劉漢樂，周啟友，吳華橋，輕非水相液體入滲過程的高密度電阻率成像法時空監測，地球物理學報，2008，印刷中。SCI

[2] Zhou, Q. Y., A sensitivity analysis of DC resistivity prospecting on finite, homogeneous blocks and columns, Geophysics, 72(6), 10.1190/1.2770537, 237-247, 2007. SCI, Cited 0, IF=1.228 in 2006.

[3] Zhou, Q. Y., H. Matsui, and J. Shimada, Characterization of the unsaturated zone around a cavity in fractured rocks using electrical resistivity tomography, Journal of Hydraulic Research, 42, Extra Issue, 25-31, 2004. SCI, Cited 1, IF=0.582 in 2004,

[4] Zhou, Q. Y., J. Shimada, and A. Sato, Temporal variations of the three-dimensional rainfall infiltration process in heterogeneous soil, Water resources research, 38(4), 10.1029/2001WR000349, 2002. SCI, Cited 0, IF=1.692 in 2002,

[5] Zhou, Q. Y., J. Shimada, and A. Sato, Three-dimensional spatial and temporal monitoring of soil water content using electrical resistivity tomography, Water resources research, 37(2), 273-285, 2001. SCI, Cited 16, IF=1.757 in 2001,