二元水循環(huán)——開創(chuàng)“新”生態(tài)之旅 

——記中國工程院院士、流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室主任王浩

2015-07-22

王浩，1953年8月生，畢業(yè)于清華大學，教授，博士生導師，中國工程院院士，享受國務院特殊津貼。現(xiàn)任中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室主任，國家環(huán)境咨詢委員會委員、水利部科技委員會委員、國家林業(yè)局科技委員會委員。兼任全球水伙伴（中國）副主席、創(chuàng)新方法研究會副理事長、中國自然資源學會副理事長、中國可持續(xù)發(fā)展研究會副理事長等職。

多次榮獲國家科學技術(shù)獎，其中國家科學技術(shù)進步一等獎1項，二等獎6項，省部級獎勵19項，出版專業(yè)領域著作30余部。到目前為止，共發(fā)表學術(shù)論文300余篇，其中SCI和EI檢索論文120篇。并獲“聯(lián)合國人居環(huán)境獎”，“杰出專業(yè)技術(shù)人才”，全國“先進工作者”、中央國家機關(guān)“五一”勞動獎章等多項榮譽。

作為一名長期從事水資源研究的專家，王浩深知，我國受水資源本底條件、人口規(guī)模以及經(jīng)濟社會發(fā)展水平等諸多因素的限制，在水資源利用方面面臨諸多難題。而且，作為世界上水循環(huán)演變最劇烈、水資源問題最突出的國家之一，我國所要解決的一系列水資源課題迫在眉睫，我們面臨的問題也是其他國家已經(jīng)面臨或者將要面臨的問題。

身為中國工程院院士、流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室主任，王浩深知身上的擔子有多重。如何在科學揭示流域水循環(huán)演變機理的基礎上，實現(xiàn)水資源利用效率不斷從低效向高效轉(zhuǎn)化，在我國有著迫切的現(xiàn)實意義。

在他身上，我們不僅看到了他的恒心，更看到了他甘愿為人類解決水問題奉獻智慧與力量的拳拳之心。 

創(chuàng)建二元水循環(huán)理論 

二元水循環(huán)理論的創(chuàng)建并非偶然，而是基于我國迫切的現(xiàn)實條件下應運而生的。水在不斷的循環(huán)往復過程中，形成了可被人類利用的水資源，所以水循環(huán)研究是解決水資源問題的關(guān)鍵。長久以來，人們對水循環(huán)的研究都是基于一元靜態(tài)模式之下的還原研究，這種對自然水循環(huán)還原人類活動影響的方式，并不能全面而準確地反映水循環(huán)的全過程。

簡單來講，沒有人類之前，地球上水循環(huán)存在的主要形式為自然水循環(huán)模式，有了人類以后，水循環(huán)過程逐漸演變?yōu)?ldquo;自然-社會”二元水循環(huán)模式，傳統(tǒng)的水文學或水資源學理論已不能解釋二元水循環(huán)演化機理，必須發(fā)展新的水循環(huán)理論，王浩所創(chuàng)建的二元水循環(huán)理論，就是將自然水循環(huán)與社會水循環(huán)置于一個有機整體內(nèi)進行的多方位研究。

水的社會循環(huán)包含了社會經(jīng)濟系統(tǒng)對水資源的開發(fā)利用，同時也包含了人類活動對水循環(huán)的影響。水的社會循環(huán)涵蓋了取水、輸水、用水、排水以及回用這五大基本環(huán)節(jié)。很顯然，社會水循環(huán)通過取水、用水、排水的方式與自然水循環(huán)相聯(lián)系，彼此之間形成了相互依存、相互聯(lián)系、相互影響的閉合式鏈條。這便構(gòu)成了矛盾著的統(tǒng)一體——水循環(huán)的整體，也就是王浩所闡述的二元水循環(huán)系統(tǒng)”。

誠然，理論的創(chuàng)建只是應用的第一步，要確保理論成果能夠指導實踐。二元水循環(huán)理論的提出與創(chuàng)建，彌補了國內(nèi)水資源基于一元自然驅(qū)動的靜態(tài)模式之上的研究空白，解決了一元研究只能簡單還原卻不能充分反映人類活動對水循環(huán)過程的影響，同時也為更好地解決水資源方面的諸多問題打下了堅實的理論基礎。 

搭建理論與實踐的橋梁 

“有了理論并不見得就能夠應用到實踐中”王浩笑言，如何將二元水循環(huán)理論應用到實踐中才是真正考驗他的問題。如果不能對理論進行充分的應用與實踐，所有的理論都將是紙上談兵。

科學面前從不講情面，只講事實。如何在二元水循環(huán)理論的指導下系統(tǒng)的建立流域水循環(huán)及其伴生的水生態(tài)、水化學以及水沙過程綜合模擬與多維調(diào)控技術(shù)體系，才是真正將二元水循環(huán)理論用到實處的關(guān)鍵。這一嚴峻的課題擺在王浩面前，他又一次陷入了深思。

科學研究靠的不僅僅是腦力、智力，還需要一份毅力，與科研難題抗爭到底的意志力從“黃河流域水資源演變規(guī)律與二元演化模型”到“海河流域二元水循環(huán)模式與水資源演變機理”，再到“海河流域水循環(huán)及其伴生過程的綜合模擬與預測”，王浩用一遍又一遍的實驗推理翻新數(shù)據(jù)、一次又一次的構(gòu)建新的綜合模型體系，來印證理論的正確性，為實踐創(chuàng)造堅實的理論根基。

皇天不負有心人，在他的不懈努力之下，二元水循環(huán)理論與方法體系成功在國家、流域和區(qū)域等多個層面得到了廣泛的應用。其中，國家和地方水資源規(guī)劃、南水北調(diào)工程規(guī)劃與調(diào)度運行以及三峽上游特大及梯級水電群等重大規(guī)劃和工程都受到了二元水循環(huán)理論與方法體系的惠及，這對于我國水資源的可持續(xù)利用以及水安全保障起到了積極的推動作用。

與此同時，王浩的這一理論體系和研究方法，還獲得了國家科技進步一等獎、二等獎等榮譽。這是對王浩科研成果的肯定，也是對其理論成果得到實際應用的褒獎。

從理論到實踐，從實踐回歸理論，真理總是在實踐中被反復印證，進而被更多人所熟知。二元水循環(huán)理論與方法體系也推動著我國水資源學科體系的發(fā)展與完善，成為產(chǎn)學研建設路上的指明燈。 

擴建生態(tài)文明領域新航線 

王浩憑借著專業(yè)的學術(shù)精神及為解決我國現(xiàn)實問題而奉獻的科學態(tài)度，成功地將二元水循環(huán)理論發(fā)展成為解決實際問題的工具。這一突破性的創(chuàng)新，是基于全球氣候變化下國家水安全需求展開的，不僅對緩解我國水資源短缺提供了強有力的技術(shù)支撐，而且?guī)�來了更具有前瞻性意義的解決水資源問題方式。

解決當下的水資源問題，固然是二元水循環(huán)理論存在的現(xiàn)實意義，但王浩認為，二元水循環(huán)理論的存在不僅僅是為了緩解水資源短缺的現(xiàn)狀，也不僅僅是為了解決水資源利用不規(guī)范的問題，而是在融合水文學、水資源學、氣候?qū)W以及生態(tài)學等多門交叉學科的基礎上，全面地構(gòu)建一個水資源系統(tǒng)解決方案。

因此，“氣候—水文—生態(tài)”系統(tǒng)的建立就顯得尤為重要，這需要構(gòu)建其耦合模擬、變化環(huán)境下水資源及需水預測預報技術(shù)、基于遙感和氣陸耦合模式的土壤墑情預警預報技術(shù)以及水資源實時調(diào)度等多項理論與技術(shù)體系。只有這樣，才能夠為氣候變化下水安全適應性對策的制定提供強有力的支撐。

隨著流域二元水循環(huán)系統(tǒng)的成型構(gòu)建，包括國際著名期刊Hydrology Research的主編Dan Rosbjerg教授在內(nèi)的國際水利專家對此表示了極大的興趣。在EGU（歐洲地球科學聯(lián)盟）年會上，他全程聽取了王浩關(guān)于“二元水循環(huán)驅(qū)動下的水資源管理探索”的發(fā)言，對其實際研究價值頗為看好。這一世界地球科學研究領域的盛會，讓王浩和他的團隊備受矚目，包括美國航空航天局、德國基爾大學、英國帝國理工學院等數(shù)十個單位的國際科研人員，均表示了進一步合作的意向。

以二元水循環(huán)理論為基礎，王浩為解決我國水資源短缺的現(xiàn)狀提供了很好的思路，而這種遠見更是建立在基于對生態(tài)文明建設基礎之上。多年前的一則公益廣告告訴我們，不要讓人類的最后一滴淚成為大自然的最后一滴水。沒有“大家”的安寧，何來“小家”的富貴？

以生態(tài)文明為己任，以水循環(huán)為依托，生態(tài)文明建設還有很長的路要走，未來，王浩也將在世界的舞臺上讓二元水循環(huán)理論惠及更多地區(qū)，為人類的可持續(xù)發(fā)展謀福利。

 來源：科學中國人 2015年第7期