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王兆印——清華大學水利水電工程系教授

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王兆印（1951-，山東濟南）是清華大學教授，中國首批博士，洪堡學者，世界泥沙研究學會主席，國際水利學會副主席，國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席，國際期刊“International Journal of Sediment Research-WASER”前主編,國際水利學會會刊International journal of river basin management-IAHR 副主編，國際期刊Journal of environmental informatics副主編。Email: zywang@tsinghua.edu.cn.

教育及工作經歷：

1976.10-1979.8，中南工業大學地質系，工學學士。

1979.9-1983.6，中國水利水電科學研究院(以下簡稱水科院)研究生部碩士研究生。獲工學碩士學位，導師清華大學錢寧教授。

1983.6-1985.5，中國水利水電科學研究院博士研究生。獲工學博士學位，導師清華大學錢寧教授。

1969.3 – 1975.8：山東生產建設兵團一師一團兵團戰士(排長)。

1975.9 – 1976.10：山東地質局第三地質隊鉆工。

1985.5-1989.2，中國水利水電科學研究院泥沙所工程師，主持三峽工程泥沙模型試驗。

1989.3-1989.7，德國卡爾斯魯厄大學水工研究所訪問學者。

1989.8-1991.1，中國水利水電科學研究院泥沙所高級工程師。

1991.2-1992.12，德國洪堡基金會研究員。

1993.1-1994.12，德國卡爾斯魯厄大學校長基金會特邀研究員,水文研究所客座研究員。

1995.1-1999.11，國際泥沙研究培訓中心教授級高工, 博士生導師。

1998.1-至今，荷蘭水利研究生院IHE Delft 外聘教授。

1999.12-至今，清華大學教授。

2002-至今，香港大學外聘教授，意大利巴利大學外聘教授。

學術兼職：

1、英文學術期刊“International Journal of Sediment Research“主編。

2、國際水利學會會刊“International Journal of River Basin Management”副主編。

3、國際水利學會理事。

4、國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席。

5、國際水利學會中國分會副主席。

6、聯合國科教文組織國際泥沙計劃專家指導委員會委員。

7、美國土木工程師協會個人成員。

8、國際大壩委員會泥沙專委會委員。

9、美國紐約科學院成員。

10、中國洪堡學者協會常務理事。

11、世界泥沙研究學會秘書長。

12、世界泥沙研究學會副主席。

13、IAHR中國分會執委會顧問委員。

研究領域：
自1979年研究高含沙水流和泥石流，建立了包括偽一相高含沙水流、紊流型兩相高含沙水流、層移質運動及泥石流運動的高含沙水流運動理論體系。發現了高含沙湍流的分層規律、脈動頻譜、高含沙遏紊和減阻機理，提出了高含沙明渠水流不穩定性理論。建立了包括偽一相高含沙水流、紊流型兩相高含沙水流、層移質運動及泥石流運動的高含沙水流運動理論體系。把一般挾沙水流、高含沙水流及泥石流納入統一的力學機理，提出了泥沙自起動到高含沙水流運動極限情況的統一模式。

從1997年開始，王兆印及其研究小組致力于河流生態和河流綜合管理研究，創立了植被-侵蝕動力學，將各生態應力定量表達并且統一在植被-侵蝕動力學方程組中，并在此基礎上他開發了植被-侵蝕狀態圖，可以預測流域植被在生態應力和人類活動影響下的發展趨勢，回答是否和究竟花費多大努力才能改變植被狀態。

承擔科研項目情況：

曾主持和承擔國家自然科學基金、中港合作項目、國家科技攻關項目、國家重點基礎研究發展規劃（973）項目、國際合作項目、聯合國開發計劃署級科研項目30余項。

1、1979-1985 ，在錢寧教授指導下研究高含沙水流運動機理。

2、1985-1991，三峽工程重慶港區泥沙模型試驗項目負責人。

3、1986-1987，珠窩水庫泄空沖刷粘性淤積物的模型試驗研究項目負責人。

4、1988-1991，獲自然科學基金委員會青年科學基金資助研究非牛頓流體固液兩相流運動。

5、1989.8-1991.1，德國大眾汽車公司基金會資助研究非恒定水流中泥沙的起動。

6、1989-1991，指導碩士生研究冰蓋流及冰蓋流輸沙。

7、1990-1991，小浪底水庫壩前防淤泥沙模型試驗項目負責人之一。

8、1991-1992，洪堡基金會資助在德國研究非牛頓體湍流運動。

9、1992-1994，在卡爾思魯厄大學指導碩士研究生研究“泥石流運動及其輸沙能力“和 “人類活動對中國淮河防洪的影響”。

10、1992-1995 ，參加歐共體項目“Euro-slope“研究山坡穩定和山區輸沙。

11、1993-1994，在德國研究大氣邊界層模擬以及污染氣體的擴散運動。

12、1995-1997，作為聯合國開發計劃署(UNDP)治河專家參加黃河三角州可持續性發展研究項目“Support for the Sustainable Development of the Yellow River Delta“ (UNDP Project No.CPR/91/144) ，為項目組核心專家和主要報告人，負責研究控治黃河尾閭擺動, 水資源以及生態環境保護的方略,并負責整個項目組向聯合國提交學術報告和進展報告。

13、1995-1998 ，獲國家自然科學基金委員會首屆杰出青年科學基金資助研究非恒定流輸沙高含沙水流和泥石流，項目編號59425005。

14、1994-2000，與德國著名學者如Prof.E.Plate, Prof.Bechteler, Prof.Ergenzenger等組織德中非恒定流輸沙和中德非恒定流輸沙合作研究,得到德國大眾汽車公司基金會和中國自然科學基金委員會支持,在中國舉辦兩次國際學術討論和在德國舉辦兩次工作會并出版論文集。德國科學基金會（DFG）已經批準支持第三次德中非恒定流輸沙學術討論會2000年10月在慕尼黑舉行，主要資助中方學者參加會議。

15、1996-1999，指導博士生研究“土地利用的變化對流域產沙和環境的影響以及人工神經網在產流產沙中的應用”。

16、1997-2000，指導博士生研究“泥石流入匯對主河淤積和河床演變的影響“ 以及“高含沙水流長距離輸沙的穩定性及其在黃河治理中的應用”。

17、1997-2001，指導博士后研究“河口萎縮的機理和防止策略”。

18、1998-2002，國家自然科學基金委員會重大課題“江河泥沙災害的發生機制及防治策略“項目第二負責人（項目號：59890200）, 項目第三課題“ 泥沙運動對江河洪水災害特性的影響機理”第一負責人。

19、1999.3，主持由中國自然科學基金委員會和美國自然科學基金聯合支持的中美泥沙災害學術討論會，與美方學者共同主編論文集。

20、1998-2000，準備和主持國際隨機水利學學術大會(大會組委會主席), 86位外國學者20 位中國學者參加。

21、1998-2001，主持國家自然科學基金委員會和香港研究資助局重點項目河口海岸泥沙, 污染物,水的相互作用以及對環境的影響。

22、2000-2002，主持第二屆國際防洪學術大會(大會組委會主席), 130多位外國學者40位中國學者參加。

23、2002-2003 主持水利部項目“潼關高程對渭河下游河道演變和防洪的影響”。

24、2003-2004 黃委會研究項目“黃河下游整治工程的河床演變影響和風險分析”首席工程師。

25、2003-2006 自然科學基金會支持項目“植被侵蝕動力學及應用”學術帶頭人和負責人。

26、2004-2007 香港研究資助局、自然科學基金委員會聯合資助項目“河流水沙環境生態綜合管理研究－以東江為例”主持人、學術帶頭人。

27、2004-2008 主持國家科技部973研究項目”長江流域水沙產輸及其與環境變化的耦合機理”的第六課題“流域生態與水利工程優化調控”，資助總金額405萬元。

28、2004-2008 國家自然科學基金資助項目“泥沙輸移和河流管理”學術帶頭人。

29、2005-2007 中國水利部和荷蘭工業部聯合資助項目“黃河下游泥沙與地貌預報模擬”學術帶頭人。

30、2008-2010 家973項目“汶川地震次生山地災害形成機理及風險控制”子課題“次生災害鏈生機制、潛在次生山地災害判識及風險控制”負責人，總預算360萬元。

31、2009-2012 水利部資助項目“輸水工程中沼蛤入侵的生態防治試驗研究 ”負責人。

科研成果：

王兆印的學術成就主要有以下5項:高含沙水流理論;泥沙概算及非恒定輸沙動力學；植被-侵蝕動力學;河床結構消能減災理論;及河流生態綜合管理。

1980- 2000年發展了高含沙水流運動理論。揭示了挾沙水流、高含沙水流及泥石流的不同物理圖景及內在聯系，提出高含沙水流的偽一相流、兩相流及層移質三種運動形式及中性懸浮質的輸沙模式。通過實驗得出不同泥沙的高含沙水流的流變特性、礦物組成的影響、以及轉變為非牛頓體的條件。在圣維南方程基礎上推導出了非牛頓體的小擾動方程，證明屈服應力使擾動放大，導致高含沙水流流量震蕩和形成滾波。通過實驗測量對高含沙湍流進行能譜分析，發現脈動頻率隨粘性下降，由此揭示高含沙水流的減阻機理。在實驗和野外觀測基礎上分析得出高含沙洪峰變化和劇烈河床演變規律，以及高含沙河流高頻改道特性。王兆印被國際學術界認為是高含沙研究的權威，國際水利學會邀請他和萬兆惠合撰“Hyperconcentrated flow”一書，1994年出版。

王兆印和Plate教授從1994年組織了長達十年的中德非恒定輸沙及非平衡河床演變的合作研究。提出河床慣性的概念，建立了國際上第一個河床沖刷率公式。泥沙概算的概念1985年提出但是沒有概算方法，王兆印首先創建了分析對比侵蝕、搬運和沉積泥沙級配的概算方法并應用于長江流域。大部分侵蝕泥沙僅僅經歷短距離搬運和多次侵蝕，僅對山區河流演變有貢獻。近年來王兆印又開創矩陣法泥沙概算。

1998-2005年間創立了植被-侵蝕動力學。建立了植被發育、土壤侵蝕及人類活動三者之間的動力學關系的方程組并得出理論解。將各種作用于植被的生態應力量化，包括土壤侵蝕、火山爆發、森林火災、砍伐、風災旱災病蟲害等。植被與土壤侵蝕相互作用并受其它生態應力的影響，服從動力學耦合微分方程組。在方程組求解的基礎上發展出植被-侵蝕狀態圖，可以預測在停止人類干預后的植被和土壤侵蝕的發展趨勢。流域的植被-侵蝕有2種極端不同的狀態：A）侵蝕率增大、植被覆蓋度降低；C）侵蝕率降低和植被逐漸完善，和兩種過度狀態：B）植被和侵蝕率都增長； D）植被和侵蝕率都減少。流域治理的目標就是將其帶入Ｃ狀態。這一成果應用于黃土高原、云貴高原和干旱河谷、南方紅壤區和華北土石山區。結果表明在黃土高原增加植被對于減少侵蝕作用顯著，治理方略應該首先增加植被使其進入D狀態，再結合控制侵蝕最終進入C狀態。在黃土高原的植被-侵蝕狀態圖上C狀態區很小，植被修復后如發生破壞仍然可能發生退化。在云貴高原干旱河谷減少侵蝕對改善植被的作用大，治理措施首要為控制侵蝕，植被發育進入C狀態就具有了自我修復能力。南方紅壤區植被-侵蝕狀態圖上C狀態區很大，嚴重破壞后選用適當物種人工造林可以大大加快植被修復和植被演替，迅速發育喬灌草藤竹復合植被，即使發生破壞也能自我修復。分析狀態圖還得出，不論哪個地區，小流域治理是植被修復的最快捷有效的方法，同時大面積治理效果較差。這個理論應用于三江源沙漠化地區發現，改變沙漠表面顆粒級配控制風沙運動，沙漠就可以變成綠洲。

2005年以來年年上青藏高原和云貴高原研究河床結構消能對穩定河流和減少地質災害的作用。提出河床結構的概念。河床結構是大石塊和大卵石有規律地排列形成的結構，例如階梯-深潭結構、肋狀結構、族群結構等。研究發現河床結構可以使水流消能率和阻力最大化，控制水流沖刷防止河床下切和增加水生物棲息地的多樣性。階梯-深潭結構消能原理類似于水庫大壩下游的消能系統，相當于階梯消能和水躍消能的綜合。計算得出階梯-深潭結構消減了65-80%的水流動能，使得能夠造成河床河岸沖刷的臨界洪水流量提高了3-4倍。為了測量結構強度發明了一種測量排和計算結構強度的公式。在川滇青藏河流觀測發現，水流能量由河床結構消能、推移質運動耗能和邊界摩擦耗能來平衡，河床結構愈強，推移質運動愈弱。如果河床結構強度很高，推移質運動完全被抑制。這證明了推移質輸沙公式不適用于山區河流正是由于沒有考慮河床結構的原因。堰塞壩的穩定性決定于河床結構的發育強度，測量了大量現代和古代堰塞壩的結構強度得出了不同水流強度條件下堰塞壩穩定的臨界曲線。如果堰塞壩河槽結構強度低于臨界曲線，洪水發生時可能潰決，必須采取措施清除堰塞壩。2009年在四川震區清平鄉文家溝滑坡體上應用了人工階梯-深潭結構減輕泥石流災害。2008年暴雨泥石流在滑坡體上沖刷出深達50多米的泥石流溝。將溝兩邊20-50m高的岸坡上直徑1-5m的巨石放下到溝底，模仿天然階梯-深潭使其堆迭成33級人工階梯-深潭結構。暴雨洪水經過階梯躍起，從石塊堆成1-3m高的階梯跌入其下方的深潭，水流的大部分能量消耗在跌水和水躍中，使得水流沖刷能力減弱，避免其侵蝕河床、岸坡和輸送泥沙。人工結構對滑坡體起到了有效的保護作用，從而避免了災害性泥石流的發生，沒有造成任何生命財產損失。試驗結果證明人工階梯-深潭完全可以有效地消耗水流能量，減少泥石流的發生，并大大降低泥石流的規模和破壞力。

從2003年以來在100多條河流進行底棲無脊椎動物、魚類和水生植物采樣研究，提出了適合中國河流的生態定量評價公式和指標，并在拒馬河、云南小江、黃河源支流和東江支流進行野外試驗，得出了底棲動物物種組成和河床底質、棲息地的多樣性與隔離的關系以及生物在河床泥沙不同層位的分布。提出了生態泥沙學的概念和研究方向。研究發現穩定型河流為生物提供穩定且多樣的棲息空間，各種底棲動物和魚類都能生存。下切的河流只有抓附力強的動物才能生存，如蜉蝣目、雙翅目、毛翅目、鞘翅目等；淤積抬升的河流生物多樣性更低，只有雙翅目、鞘翅目、蜻蜓目、寡毛綱、十足目等生存。強烈走沙型河流，底棲動物難以生存，多樣性很低。提出了生物棲息地的多樣性的計算方法，并發現生物多樣性與棲息地多樣性成正比。物種入侵已經成為國際性難題，例如沼蛤入侵輸水涵管造成生物污損。在西枝江泵站建設濱河試驗槽，研究發現了誘導附著控制沼蛤入侵，結合高頻湍流滅殺取得幾乎100%控制沼蛤入侵的理想效果。

基于河流生態健康與綜合管理，提出河流治理的四個方向：1）增加河水在陸地上的流動時間；2）控制侵蝕并減少河道輸沙；3）提高棲息地多樣性和連通性； 4）保持和恢復河流的自然景觀。由此評價裁彎取直、河道硬化和江湖隔離不利于河流健康，而控制侵蝕、丁壩群、和河岸加糙有利于河流穩定和生態修復。在云南吊嘎河進行河流綜合治理實驗。建造人工階梯-深潭系統實現控制河床下切、修復河流生態、控制泥石流災害、建設景觀多目標綜合治理。經過三年治理，試驗段河床侵蝕下切得到有效控制，泥石流災害減輕,創造了多樣性的水生棲息地，水生動物密度增長10倍、物種豐度及生物群落多樣性指數增長2倍。

王兆印是國際知名學者，他和學生們合作發表中英文論文400余篇，曾經20多次被國際水利學會大會、國際泥沙學術討論會、國際生態學術討論會等邀請作大會主題報告。美國土木工程協會（ASCE）授予他2011年度漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎，是首位非美籍學者獲此殊榮。授獎函提到，此獎是為了獎勵他“在高含沙水流、泥石流、植被侵蝕動力學、河流生態與恢復、以及河流綜合管理等方面的特殊貢獻，特別是他的這些研究成果應用在中國及全球復雜環境下的侵蝕和泥沙問題的明顯進展。”

Monographs and books：

1. Wang Zhao-Yin, J.H.W. Lee and S. Melching.2015. River Dynamics and Integrated River Management, Springer Verlag and Tsinghua Press, Berlin/Beijing. Pp. 1-800 ISBN 978-3-642-25651-6.

2. Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Xu Mengzhen and Yu Guoan, 2016. River morphology and stream ecology of the Qinghai-Tibet plateau. CPR press Taylor & Francis Group, Boca Raton, London and New York.

3. Wan, Zhaohui and Wang Zhao-Yin, 1994, "Hyperconcentrated Flow" , Monograph Series of IAHR, 320 pages, A.A. Balkema Publishers, Netherlands.

4. Wang Zhao-Yin & Hu Shixiong (Ed.), 2000, Stochastic Hydraulics, A. A. Balkema/Rotterdam/ Brookfield, pp. 1-900.

5. Wang Zhaoyin, Joseph Lee, Gao Jizhang and Cao Shuyou, 2013, Proceedings of 35th IAHR World Congress, Tsinghua Press.

6. Lee J.H.W., Jayawardena A.W. and Wang Zhao Yin edit. 1998, Envrionmental Hydraulics, A.A.Balkema Publishers, 979 pages.

7. Jayawardena A.W., Lee J.H.W. and Wang Zhao-Yin edit. 1998, River Sedimentation-Theory and Applications, A.A.Balkema Publishers, 1015 pages.

8. Wu Baosheng, Wang Zhao-Yin, Wang Guangqian, Huang G.H. Gordon, Fang Hongwei, Huang Jinchi, 2002, Flood Defence'2002, Vol. I and Vol, II, pp.1-1733, .Science Press New York Ltd.

Monographs in Chinese(中文專著譯著)：

1. 王兆印、劉成、余國安、何蕓，河流水沙生態綜合管理，科學出版社，700頁，2014.

2. 王兆印、李志威、徐夢珍，2014. 青藏高原河流演變與生態，科學出版社，北京。

3. 王兆印、邵東國、邵學軍、陸永軍、段學花，2008，長江流域水沙生態綜合管理，科學出版社，pp.1-514. ISBN:9787030230379

4. 段學花、王兆印、徐夢珍，2010，底棲動物與河流生態評價，清華大學出版社，北京，pp.1-180. ISBN 978-7-302-21860-9. 2010年8月，北京

5. 崔鵬、何思明、姚令侃、王兆印、陳曉清， 2011，汶川地震山地災害形成機理與風險控制，科學出版社，pp.1-680. ISBN: 978-7-03-30703-3. 2011年11月，北京

6. 倪晉仁、王兆印、王光謙等, 2008, 江河泥沙災害形成機理及防治, 科學出版社, 1-681.

7. 王兆印 曾慶華呂秀貞黃金池 1988, 蓄水河流對環境的影響, 中國環境科學出版社, 311頁

8. 黃金池 王兆印 劉之平孟國忠梅云新 1998，水流沖刷與管道埋設，中國建材出版社，227頁

PUBLICATIONS IN ENGLISH：

1 Wang Zhaoyin and Qian Ning (Ning Chien), 1984, Experimental study of two-phase turbulent flow with hyperconcentration of coarse particles, Scientia Sinica (English Version), Ser. A, Vol. 27, No. 12, pp. 1317-1327 (SCI).

2 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1985, Experimental study of motion of laminated load, Scientia Sinica, (English Version) Ser. A, Vol. 28, No.1, pp. 102-112 (SCI).

3 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1985, A preliminary investigation on the mechanism of hyperconcentrated flow, Proceedings of International Workshop on Flow at Hyperconcentration of Sediment, IRTCES (International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation), Beijing, China, P. II-4, pp.1-20.

4 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1987, Laminated load: Its development and mechanism of motion, International Journal of Sediment Research, No. 2, pp. 102-124.

5 Wang Zhaoyin, 1987, Buoyancy force in solid-liquid mixture, Proceedings, 22-nd Congress of the International Association for Hydraulic Research, Fluvial Hydraulics, IAHR, Lausanne, Switzerland, Sept. pp. 86-91.

6 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1989, Characteristics and mechanism of debris flow, Proceedings, Fourth International Symposium on River Sedimentation, IRTCES and Ocean Press, Beijing, China, pp.722-729.

7 Lu Xiuzheng, Zeng Qinghua and Wang Zhaoyin, 1989, Physical model study of sedimentation and influence on navigation in fluctuating backwater region of a reservoir, Proceedings, Fourth International Symposium on River Sedimentation, IRTCES and Ocean Press, Beijing China, pp. 1023-1030.

8 Wang Zhaoyin, 1990, Limit concentration of suspended sediment, Proceedings, Hydraulics and Hydrology of Arid Land, American Society of Civil Engineers, New York, pp. 651-656.

9 Wang Zhaoyin and Zhang Xinyu, 1990, Initiation and laws of motion of debris flow, Proceedings of Hydraulics and Hydrology of Arid Land, American Society of Civil Engineers, pp. 596-601.

10 Wang Zhaoyin and Kron Wolfgang, 1991, Time distortion in large scale sediment model test, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 29, No. 2, pp. 161-178 (SCI).

11 Wang Zhaoyin and Zeng Qinghua, 1991, Laboratory studies on mechanisms of various phenomena in debris flow, Proceedings, International Symposium on Debris Flow and Flood Disaster Protection, China, pp. 21-31.

12 Wang Zhaoyin, 1992, Model experiment on non-Newtonian fluid flow, Proceedings, 5th International Symposium on River Sedimentation, Vol. 1, Karlsruhe, Germany, April, Edited by P. Larsen and N. Eisenhauer, pp. 409 - 416.

13 Wang Zhaoyin and Dittrich Andreas, 1992, A study on problems in suspended sediment transportation, Proceedings, 2nd International Conference on Hydraulics and Environmental Modelling of Coastal, Estuarine and River Waters, Ashgate, England, pp. 467-478.

14 Chen Janguo, Zeng Qinghua and Wang Zhaoyin, 1992, Characteristics and sediment transport in ice covered flow, Proceedings, 5th International Symposium on River Sedimentation, Vol. 1, Karlsruhe, Germany, April, Edited by P. Larsen and N. Eisenhauer, pp. 423-430.

15 Wang Z., Kron W., Lu X., and Xu M., 1993, Uncertainty of sediment discharge, siltation and erosion in rivers and implications on hydraulic works, Publication Series, Inst. for Hydrology and Water Resources Planning (IHW), Karlsruhe University, No. 46, pp. D1-D38.

16 Wang Zhaoyin, Lin Bingnan and Zhang Xinyu, 1993, Instability of non-Newtonian fluid flow, Publication Series, No. 42, Inst. foer Hydrologie u. Wasserwirschaft, Universitaet Karlsruhe, Germany, pp. E1-E23.

17 Wang Zhaoyin, 1993, A study on debris flow surges, Hydraulic Engineering '93, vol. 2, American Society of Civil Engineers, New York, pp. 1616-1621.

18 Wang Zhaoyin, Kron Wolfgang, Lu Xiuzheng, and Plate Erich J., 1993, Flume experiments on sediment transport, erosion and siltation of a channel bed in unsteady and non-uniform flow conditions, Publication Series, Inst. for Hydrology and Water Resources Planning (IHW), Karlsruhe University, No. 46, pp. B1-B82.

19 Wang Zhaoyin, 1994, An experimental study of motion and deposition of gold particles in a mountain river, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 32, No. 5, pp. 643-648 (SCI).

20 Wang Zhaoyin and Larsen Peter, 1994, Turbulent structure of flows of water and clay suspensions with bed load, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 5, pp. 577-600 (SCI).

21 Wang Zhaoyin, Larsen Peter and Xiang Wei, 1994, Rheological properties of sediment suspensions and their implications, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 32, No.4, pp. 495-516 (SCI).

22 Klein P., Rau M., Wang Z. and Plate E.J., 1994, Ermittlung des Stroemungs- und Konzentrationsfeldes im Nahfeld typischer Gebuedekonfigurationen (Experimente), Research Report, Inst. foer Hydrologie und Wasserwirschaft, Universitaet Karlsruhe, Germany.

23 Wang Zhaoyin, Kron Wolfgang and Plate E.J., 1994, An experimental study of bed deformation in unsteady and non-uniform flows, International Journal of Sediment Research, Vol. 9, No. 3, pp. 206-215.

24 Wang Zhaoyin, Nestmann F., and Dittrich A., 1995, Fall velocity of sediment in clay suspensions, Proceedings, 6th International Symposium on River Sedimentation, New Delhi, India, pp. 377-385.

25 Wang Zhaoyin, Ren Yumin and Wang Xinkui, 1995, Total pressure velocimeter for the measurement of turbulence in sediment-laden flows, Proceedings, 2nd International Conference on Hydro-Science and Engineering, CHES and IRTCES, March, Beijing, China, pp. 1875-1882.

26 Wang Zhaoyin and Plate Erich J., 1996, A Preliminary study on turbulence structure of flow of non-Newtonian fluid, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 34, No. 3, pp. 345-362. (SCI)

27 Wang Zhaoyin, Plate E.J., Rau M., and Kaiser P., 1996, Scale effects in wind tunnel modelling, International Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 61, pp.113-130. (SCI)

28 Wang Zhaoyin and Plate Erich J. 1996, Power spectrum of flows of hyperconcentrated clay suspensions, Stochastic Hydraulics'96, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam, The Netherlands, pp. 645-652.

29 Wang Zhaoyin and Pang Bingdong, 1996, Discussion on "Researches on environmental changes and water and sediment transport of the Yellow River Basin", International Journal of Sediment Research, Vol. 11, No. 2, pp. 69-74.

30 Wang Zhaoyin, 1996, UNDP project support for the sustainable development of the Yellow River Delta, International Journal of Sediment Research, Vol. 11, No. 3, pp. 40-48.

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151 Yi Yujun, Zhang Shanghong, Wang Zhaoyin, 2011, Bedform morphology of Chinese sturgeon spawning sites in the Yangtze river, Proceedings of The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Tsinghua University in Beijing, China.

152 Liu Huaixiang, Lu Yongjun, Wang Zhaoyin, Ji Rongyao, 2011, Evolution process of an islands-covered female estuary and effects of human activities, Proceedings of The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Tsinghua University in Beijing, China.

153 Duan Xuehua, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, 2011, Assessment of effects of fluvial processes and human activities on river ecology using macroinvertebrates as indicator Proceedings of The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Tsinghua University in Beijing, China

154 Wang Zhao-Yin and Xu Mengzhen, 2012. Problems and researches on eco-hydraulics and eco-sedimentation, Keynote lecture, River flow 2012, Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics, San Jose, Costa Rica，CRC Press/Balkema, London, (2012), Volume 1, 27-38.

155 Wang Zhao-Yin, Yu Guo-an, Huang He-Qing, Wang Rui-Yu, 2012. Gender of large river deltas and parasitizing rivers, International Journal of Sediment Research, 27(1), pp.18-36. (SCI)

156 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, 2012, Macroinvertebrates in the abandoned channels: assemblage characteristics and their indicative suggestions to channel management, River Research and Applications, 28，1149-1160. DOI: 10.1002/rra.1515. (SCI)

157 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Qi Lijian, Liu Le. 2012. Disaster chains initiated by the Wenchuan Earthquake. Environment Earth Sciences, 65(4): 975-985 (SCI, 886FX).

158 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu. 2012. Distribution and species composition of macroinvertebrates in the hyporheic zone of bed sediment. International Journal of Sediment Research. 27(2):129-141. (SCI)

159 Wang Zhaoyin and Zhang Kang, 2012, Principle of equivalency of bed structures and bed load motion, Submitted to Water Resources Research, International Journal of Sediment Research, 27(3), 288-308. (SCI)

160 Yu Guo-an, Wang Zhao-Yin, Huang He-ing, Liu Huai-xiang, Blue Brendon, and Zhang Kang, 2012. Bed load transport under different streambed conditions – a field experimental study in a mountain stream, International Journal of Sediment Research, 27(4), 426–438. (SCI)

161 Pan Baozhu, Wang Haijun, Wang Hongzhu, Wang Zhaoyin, 2012. Macrozoobenthic assemblages in relation to environments of the Yangtze-isolated lakes, Front. Environ. Sci. Engin, 6(2): 246– 254. DOI 10.1007/s11783-011-0381-8. (SCI)

162 Jia Yan-hong, Wang Zhaoyin, Zheng Xiangmin, and Han Lu-jie, 2012. Estimation of soil erosion in the Xihanshui River Basin by using 137Cs technique, International Journal of Sediment Research, 27(4), 486–497. (SCI)

163 Zhiwei Li，Zhaoyin Wang，Le Liu. Characteristics of meanders and oxbow lakes in Qinghai-Tibet Plateau [C]//Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics. Costa Rica: CRC Press，Taylor & Francis Group， 2012: 727-734.

164 Pan B. Z., Wang Z. Y. & Xu M. Z. 2012. Relation between stream habitat conditions and macroinvertebrate assemblages in three Chinese rivers. Quaternary International 282: 178-183 (DOI: 10.1016/j.quaint 2011.06.008) (SCI)

165 Pan B. Z., Wang Z. Y., Ying C. ，Xu M. Z. Li Zhiwei, and Huang Guobing, 2013. Meiofaunal assemblages in relation to properties of fluid mud in river estuaries. Fresenius Environmental Bulletin，22（1），67-73 (SCI)

166 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan Xuehua, Pan Baozhu. 2013. Effects of Pollution on Aquatic Ecology and Water Quality Bio-assessment. Hydrobiologia. (Accepted) (SCI)

167 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan Xuehua, Pan Baozhu. 2013. Effects of Pollution on Aquatic Ecology and Water Quality Bio-assessment. Hydrobiologia. (Accepted) (SCI)

168 Yu Guoan, Liu Le, Li Zhiwei, Li Yanfu, Huang Heqing, Brierley Blue, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu. 2013, Fluvial diversity in relation to valley setting in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers. Journal of Geographical Science, 25(3): 817-832. (SCI)

169 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Yu Guoan, Xu Mengzhen, Zhao Na, Brierley Gary. An exploratory analysis of benthic macroinvertebrates as indicators of the ecological status of the Upper Yellow and Yangtze Rivers. Journal of Geographical Science, 2013, 25(3): 871-882 (SCI)

170 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Lu Yongjun, Liu Huaixiang, Xu Mengzhen. 2013. Macroinvertebrate assemblages in relation to environments in the West River, with implications for management of rivers affected by channel regulation projects. Quaternary International, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2013.08.012. (SCI)

171 Li Wenzhe, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. 2013. Experimental study on the energy dissipation ratio of step-pool system. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

172 Shi Wenjing, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. 2013, Long tem and short term vegetation restoration of landslides on the YigongTsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, Chengdu, China.

173 Wang Zhaoyin, Lee Joseph H W, Xu Mengzhen. Eco-hydraulics and eco-sedimentation studies in China. Journal of Hydraulic Research, 2013, 51(1): 19-32.

174 Yi Yujun, Zhang Shanghong, Wang Zhaoyin. The bedform morphology of Chinese sturgeon spawning sites in the Yangtze river. International Journal of Sediment Research, 2013, 29(3): 421–429. (SCI)

175 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Du Jun, Gary Brierley, Yu Guoan, Brendon Blue. Analysis of controls upon channel planform at the First Great Bend of the Upper Yellow River, Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Geographical Science, 2013, 23(5): 833-848. (SCI)

176 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Li Wenzhe. A preliminary study on mechansim of meander cutoffs. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China, 1-10.

177 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Yu Guoan. Development Mechanism of Sand Bars in Anabranching Rivers. The 12th International Symposium on River Sedimentation, September 2-5, 2013, Kyoto, Japan.

178 Yu G. A., Wang Z. Y., Yang J. S., Huang H. Q. Loess step-pools in an ephemeral Gully in Loess Plateau, Northwest China–Morphologic features and possible development mechanism. In: Fukuoka S., Nakagawa H., Sumi T., and Zhang H. (eds) Advances in River Sediment Research. Taylor & Francis Group, CRC Press, London. Proceedings of the 12th International Symposium on River Sedimentation (ISRS 2013), Kyoto, Japan, Sep. 2-5, 2013.

179 Yu G. A., Huang H. Q., Wang Z. Y. Fluvial morphology in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers – features and difference. In: Wang Z. Y., Lee J. H., Gao J. Z., Cao S. Y. (eds). Proceedings of the 35th IAHR World Congress (IAHR 2013), Chengdu, China, Sep. 8-13, 2013.

180 Li Yanfu, Wang Zhaoyin, Han Lujie, Liu Le. A study on vegetation-eolian sand erosion dynamics and its applications. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

181 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Bogen J, Pan Baozhu. Effect of sediment settling on controling golden mussel invasion in water transfer project. EGU General Assembly 2013, April 8-13, 2013, Vienna, Austria.

182 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, Pan Baozhu. Investigation of aquatic ecology in the middle and lower reaches of the Yalu Tsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

183 Shi Wenjing, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. Long term and short tern vegetation resotration of landslides on the YigongTsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

184 Wang Z. Y., Lee J. H., Gao J. Z., Cao S. Y. (eds). 2013. Proceedings of the 35th IAHR World Congress (IAHR 2013), Chengdu, China, Sep. 8-13, 2013 (9000 pages)

185 Wang Zhaoyin, Yu Guoan, Wang Xuzhao, Charles S. Melching and Liu Le, 2015. Sediment storage and morphology of the YaluTsangpo valley due to uneven uplift of the Himalaya.Science China Earth Science, 58(8) 1440-1446.

186 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Gary Brierley, Tami Nicol, Li Yanfu. Accelerated shrinkage of Ruoergai Swamp, western China as a result of fluvial headcut erosion and construction of artificial ditches. Catena, 2015, 126:155-163. (IF=2.482)

187 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Zhu Haili, Li Wenzhe. The development mechanism of gravel bars in mountain rivers. Quaternary International, 2014,336:73-79.（SCI, IF=2.128）

188 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Xu Mengzhen, Li Zhiwei. Study of macroinvertebrate communities in rivers with different bed stability in dry-hot valley—Take the Xiaojiang River basin as an example. River Research and Application, 2014.

189 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan,Xuehua Pan Baozhu. Effects of pollution on macroinvertebrates and water quality bio-assessment. Hydrobiologia. 2014, 729:247-259.

190 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Yu Guo-an. The assemblage characteristics of benthic macroinvertebrates in the Yalutsangpo Basin, the highest-altitude major river in the world. Frontiers of Earth Science. 2014. Doi: 10.1007/s11707-014-0414-2

191 Xu Mengzhen, Bogen Jim, Wang Zhaoyin, Bønsnes Truls E., Gytri Stine, and Ragulina Galina. Proglacial lake sedimentation from jökulhlaups (GLOF), Blåmannsisen, northern Norway. Earth Surface Processes and Landforms. DOI: 10.1002/esp.3664.

192 Zhou X, Wang Z, Yu B, et al. Effects of large-scale rubber farm on soil erosion and river bed material in the upper Mekong Basin. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2305-2312.

193 Zhao N, Wang Z, Xu M. Research on aquatic ecology in the Naban River and restoration suggestions. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2363-2369.

194 Zhang C, Wang Z, Zhao N, et al. The recovery of water temperature and Dissolved Oxygen in the downstream river of a stratified reservoir: A field investigation and experiment. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2411-2418.

195 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Zhao Na. The aquatic ecological characteristics of the Yalutsangpo, the highest-altitude major river in the world. The 10th ISE 2014, Trondheim, Norway, June 2014.

196 Wang Zhaoyin and Pan Baozhu, 2014. River Ecology, in Modern Water Resources Engineering, Humana Press Springer Verlag, New York Heiderberg and London. Pp.159-236.

197 Bai Y. and Wang Z.Y., 2014. Theory and application of nonlinear river dynamics. International Journal of Sediment Research 29 (3), 285-303.

198 Du J, He XY, Wang ZY et al. 2014. Experimental study of the interaction between building clusters and flash floods. Journal of Mountain Science 11(6).

199 Xu Mengzhen, Gustavo Darrigran, Wang Zhaoyin, Na Zhao, Cheng Chieh Lin, and Baozhu Pan, 2015. Experimental study on control of Limnoperna fortunei biofouling in water transfer tunnels. Journal of Hydro-environmental Research, 9:248-258.

200 Jia Yanhong and Wang Zhaoyin, 2015. A study on limit velocity and its mechanism and implications for alluvial rivers. International Journal of Sediment Research. DOI: 10.1016/j.ijsrc.2015.01.002

201 Gao Peng, Wang Zhaoyin, and Siegel D., 2015. Spatial and temporal changes of sedimentation in Three Gorges Reservoir of China. Lakes and Reservoirs: Research and Management 20, 1-10.

202 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Xu Mengzhen, Li Zhiwei. 2015. Macroinvertebrate Assemblages in Mountain Streams with Different Streambed Stability. RIVER RES APPL 31:825-33

203 Li Zhi Wei, Yu Guo An, Brierley Gary and Wang Zhao-Yin, 2016. Vegetative impacts upon bedload transport capacity and channel stability for differing alluvial planforms in the Yellow River source zone. Hydrology and Earth System Sciences. (20) 3013-3025.

204 Pan Baozhu, Yuan Jianping, Zhang Xinhua, Wang Zhaoyin, Chen Jiao, Lu jinyou, Yangwenjun, Li Zhiwei, Zhao Na and Xu Mengzhen, 2016. A review of ecological restoration techniques in fluvial rivers. International Journal of Sediment Research, 31（2），110-119.

榮譽獎勵：

1、1989年，獲水利部錢寧泥沙科學獎。

2、1990年，獲水利部為三峽工程泥沙問題研究做出突出貢獻的科技工作者獎。

3、1991年，獲國家教委為國家做出突出貢獻的博士稱號。

4、1994年，獲英國劍橋獎傳記中心20世紀個人成就獎。

5、1995年，“三峽工程變動回水區泥沙模型試驗研究”獲水利部科技進步一等獎。

6、1996年，“非牛頓體流動的不穩定性“獲水利部科技進步論文三等獎。

7、1997年，“黃河三角洲治理和水資源管理方略”獲水利部科技進步二等獎。

“粗糙邊界高含沙水流的減阻現象”獲水利部科技進步論文三等獎。

8、2004年，“泥沙運動力學基本理論”獲教育部自然科學一等獎。

9、2006年，“高含沙水流”獲教育部自然科學二等獎和水利部大禹一等獎。

10、2007年獲國家科技進步二等獎。

11、2009年，獲科技部授予“全國優秀野外科技工作者”稱號

12、2011年獲得漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎，這是首位大陸籍華人獲此殊榮。

清華大學王兆印教授榮獲美國ASCE2011年度愛因斯坦獎

來源： IAHR中國分會秘書處發布日期： 2011-03-24

日前，收到美國土木工程協會（ASCE）愛因斯坦獎勵委員會通知，清華大學王兆印教授榮獲2011年度漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎。該獎項主要是獎勵王兆印教授“在高含沙水流、泥石流、植被侵蝕動力學、河流生態與恢復、以及河流綜合流域管理等方面認識的特殊貢獻”，特別是他的這些研究成果應用在中國及全球復雜環境侵蝕和泥沙問題的明顯進展。

漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎于1988年由美國土木工程協會設立。主要獎勵那些在侵蝕控制、泥沙以及水道開發等方面有突出貢獻的學者。迄今為止，世界上已有20位專家獲獎，包括美籍華裔學者沈學汶、楊志達、王書益等。本次獎勵是首位大陸籍華人獲此殊榮。

王兆印教授是我國首批杰出青年科學基金獲得者，現任清華大學水利系教授，任國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席、世界泥沙研究學會副主席、IAHR中國分會執委會顧問委員、國際期刊“International Journal of Sediment Research”主編等職。他長期從事泥沙運動規律和江河治理方面的科研工作，在高含沙水流和泥石流研究中，建立了包括偽一相高含沙水流、紊流型兩相高含沙水流、層移質運動及泥石流運動的高含沙水流運動理論體系，提出了泥沙自起動到高含沙水流運動極限情況的統一模式。在河流生態和河流綜合管理研究中，創立了植被-侵蝕動力學。近年來，王兆印教授致力于河流水生態和維持河流健康生命和山區河流尼克點的發育和階梯-深潭系統的研究，在理論研究的同時，他特別重視實地考察和野外試驗。2009年，他的研究團隊在四川震區清平鄉文家溝巨型滑坡體泥石流沖溝里采用人工階梯-深潭系統消能防治泥石流，效果良好，在泥石流防治技術上進行了可貴的探索。

漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦，美國著名科學家，是著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦的長子。漢斯·愛因斯坦第一個提出了床沙質和沖瀉質的概念，首先把阻力和泥沙運動有機地聯系起來，并根據河流實測資料提出了確定沙波阻力的計算方法，還建立了包括推移質和懸移質在內的床沙質挾沙能力關系。我國著名水利泥沙專家錢寧先生師從愛因斯坦，獲得博士學位，他們共同提出的動床泥沙模擬試驗方法被稱作“愛因斯坦—錢寧方法”。王兆印教授是錢寧先生的第一位博士研究生。

（IAHR中國分會執委會委員劉成報道2011-3-24）

國際學術會議大會主題報告和特邀報告(2006-2012)：

1、2015 Keynote lecture “Phylosophy of rivers” 36th IAHR World Congress, Den Hague, the Netherlands, June 28-July 3, 2015.

2、2014 Keynote lecture “Flood defense and sediment management of the Yellow River” 6th International Symposium of Large Asian Rivers, Yangling, May 9-11, 2014.

3、2012 Keynote lecture “Eco-sedimentation studies in China” IAHR River flow 2012, San Jose, Costa Rica, Sep. 03-06, 2012.

4、2011 Keynote lecture “Effect of bed structures on bed load motion and fluvial process” 7th IAHR Symposium on River, Costal and Estuary Morphodynamics, Beijing, Sep. 06-08, 2011.

5、2010 Keynote lecture “New challenges in sedimentation and erosion research” 11th International Symposium on River Sedimentation, Stellenbosch, South Africa, Sep. 2010.

6、2010 Invited lecture “Habitat diversity and its relation with biodiversity” 8th IAHR International Symposium on Eco-hydraulics, Seoul, South Korea, Sep. 12-17. 2010.

7、2010 Keynote lecture “Grain erosion and management strategies ” International Conference on Sediment Dynamics for a Changing Future, Warsaw, Poland, June 2010.

8、2010 Keynote lecture “Energy dissipation structure of artificial step-pool system to mitigate debris flow hazard” 2010 International Debris Flow Workshop, Chengdu, China, Nov.,2010

9、2010 Invited lecture “A study on grain erosion” International Symposium on Sediment Disasters & River Environment in Mountainous Area, KYOTO, JAPAN, Aug24-27,2010

10、2009 Keynote lecture “Mangement strategies of Reservoir Sedimentation”, International Workshop on Sediment Management Options for Regulated Rivers, Roquetes-Tortosa, Catalonia, Spain, May, 2009.

11、2009 Invited lecture “Gender of Deltas and Parasitizing Rivers”, International Symposium on Recent Development in Nearshore Coastal Water Quality Research, Hong Kong, China, Dec. 2009

12、2009 Invited lecture “River training and ecological restoration”, Workshop on River Morphology and Ecology, Auckland, New Zeeland, Jan. 2009.

13、2008 Keynote lecture “Avalanches and landslides induced by the Wenchuan Earthquake and management of quake lakes”, 16th IAHR-APD Congress, Nanking, China, Oct. 2008.

14、2008 Invited lecture “Strategies for Integrated Yellow River Training ” International Symposium on River Training and Development, Tianjin, China, Oct. 2008

15、2008 Keynote lecture “River Ecological Restoration” UNESCO International Sediment Initiative Workshop, Beijing, China, Dec. 2008.

16、2007 Keynote lecture “Debris flow studies in China”, 7th Conference of the Science Council of Asia, Okinawa, Japan, June 2007.

17、2007 Keynote lecture “Step-pool System for Channel Incision Control and Ecological Restoration”, Fourth International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation: Mechanics, Prediction, and Assessment, Chengdu, China, Sep. 2007

18、2007 Keynote lecture “Vegetation-erosion dynamics”, International symposium on Sedimentation and Environment in Arid Areas, Charlooz, Iran, June, 2007

19、2006 Keynote lecture “Vegetation erosion dynamics model and its application”, International Sediment Initiative Conference (ISIC), Khartoum, Sudan, Nov. 2006

20、2006 Keynote lecture “Sediment transportation in the Yangtze River and impacts of the Three Gorges Project” IAHR International Conference on Fluvial Hydraulics - River Flow 2006, Lisbon, Portugal, Sep. 2006.

舉辦國際會議

1、2000年7月25-28日，作為大會組委會主席，在北京西苑飯店組織舉辦了第八屆國際隨機水力學大會（清華大學為主辦單位）。來自中國、日本、德國、美國、奧地利、意大利、瑞士、挪威、韓國、印度等25個國家的學者110人出席大會，其中國外86人，國內20余人。許多國際知名水利及流體力學科學家，如：Plate，Rodi，Graf，Gulliver，高歌, Scheuerlein, van Virjling, V.P.Singh, Kojiri, 韓其為，Joseph Lee在大會上作了主題報告。這次大會提高了中國在國際水利界的聲譽，并為進一步開展國際合作打下了良好的基礎。

2、2001年9月，水利界極為矚目的第29屆國際水利學會大會（IAHR Congress）在北京舉行，900多位代表參加。作為大會河流水力學主題(Theme D)的召集人和論文集主編，組織編輯論文300多篇。作為大會科技論文交流活動的組織者，成功地組織了44個分會場（Parallel Sessions）的學術交流活動，

3、2002年9月9-13日，作為大會主席，在北京中國科技會堂舉辦了第二屆國際防洪大會，180多位代表參加了會議。其中，外籍代表、港澳臺學者為140多人，內地代表40多人。大會開幕式上，全國政協副主席、中國工程院院士錢正英出席開幕式并致辭。全國人大農業與農村委員會副主任楊振懷出席。水利部黨組成員、國家防總秘書長鄂竟平在開幕式上代表國家防總、水利部和汪恕誠部長對大會表示祝賀并致辭。國際水利學大會前任主席Erich J. Plate等在開幕式上發言。此外，國際水文學協會主席Kuniyoshi Takeuchi、荷蘭交通部東蘭分部主任Ir. Hein van Stokkom等在大會開幕式上也發表了講話。開幕式由本屆大會組委會主席王兆印主持。學術會議上，來自世界上30多個國家和地區的專家學者交流了10個主題報告13個邀請報告和187篇口頭學術報告，共同探討新世紀人類面臨的洪水問題。本界大會的主要議題是“轉變觀念，調整防洪減災戰略；交流科研成果，推動科學技術創新”。大會出版了論文集，研究內容涵蓋流域管理、洪水災害風險與預測、氣候變化、洪水預警報研究、洪水模擬模型研究、洪水與泥沙輸移、城市洪水防治、防洪策略研究等研究領域。論文集由Science Press New York Ltd 出版發行，分上下兩卷，共計242余篇學術論文，1750頁，主編為吳保生、王兆印、王光謙、Gordon G.H. Huang，方紅衛和黃金池。

國際學術合作：

1、作為主要組織者，以荷蘭代爾夫特水利環境基礎建設研究生院（IHE-Delft），國際泥沙研究中心和清華大學名義組織了“Integrated River Management”國際培訓班，來自亞洲、歐洲13個國家的49名水利工程師和教授參加了這次為期兩周的活動（2000年1月）。這次活動擴大了影響，并積累了約600兆字節的國際河流水利的資料。

2、作為主要組織者，組織了中國農業及流域泥沙考察團（10人），參加了美中農業及流域泥沙管理學術討論會，考察了密西西比河治理、流域生態及農業泥沙管理工程，美國農業部國家泥沙實驗室, 伊利諾伊大學水利實驗室和伊利諾伊水利調查局，依阿華大學水利研究所等，并赴華盛頓在美國自然科學基金委開會與美基金委官員和泥沙學者討論了支持中美泥沙及環境科學合作研究與交流活動，為2002年中美泥沙合作會議奠定了基礎。

3、作為主要組織者，組織了中德非恒定流輸沙學術合作。申請得到中國和德國科學基金委員會的支持，組織了1994年和1997年在中國舉行的中德非恒定流輸沙學術討論會。于2000年10月組織中方19人代表團赴德國慕尼黑參加了第三次雙邊學術討論會，參觀考察了Mangfll河、Donau河、Isar河、Inn河、Salzach河、Lainbach河等河道及河道治理工程。

4、作為中美泥沙學術合作的中方組織者，與美方Prof. Ben Yen，Steve Melching 聯合申請得到中國和美國基金委（NSF和NSFC）支持，于1999年在北京和2002年7月在美國舉行泥沙災害和環境泥沙學術合作討論會，中方代表28人美方代表30人參加會議并討論合作。

5、積極籌辦世界泥沙學會，自2001年2月以來已經征集了100多位有影響的國外泥沙專家響應成立協會的回函，作了許多工作協調與國際水利學會的關系，準備報告將于2004年在第9屆國際泥沙學術討論會上宣布成立。

6、作為國際水利學會亞太分會理事，參加了2000年在泰國和2002年8月在新加坡舉行的12屆、13屆大會和理事會。在理事會上提出將亞太地區水利學會總部移到中國的建議，得到了多數委員的支持，成功地將IAHR-APD總部從曼谷移到北京。

7、作為第二屆國際防洪大會組委會主席，主持成立了國際防洪大會常設委員會，并在中國水利部防洪抗汛減災工程技術培訓中心設立秘書處。

在第二屆中美泥沙學術討論會期間與目前在美的原清華王兆印的研究生交談

王兆印教授在29屆國際水利學大會上作主題報告

第二屆國際防洪大會開幕式 (前排從左往右：岑章志、Kuniyoshi Takeuchi、鄂竟平、楊振懷、錢正英、林秉南、Erich J. Plate、董哲仁，后排右1為王兆印)

王兆印教授在主持第二屆國際防洪大會

在植被-侵蝕動力學、非恒定流輸沙理論、高含沙水流、泥石流、三峽工程160、175方案推移質懸移質模型試驗、大氣邊界層模擬、三角洲演變及河口萎縮、及渤海生態動力學模型等方面的研究中取得了成果。

① 植被-侵蝕動力學

植被-侵蝕動力學是水文泥沙、地貌演變和植被生態環境的邊緣學科，也是一個嶄新的研究方向。結合流域產沙與植被變化、人類活動的關系，開展了植被-侵蝕動力學的研究。植被發育和土壤侵蝕這一對矛盾相互遏制、相互適應,具有一定的動力學規律。在氣候、土壤基本不變的條件下，經過長期相互作用，一個地區（或流域）的植被與侵蝕會達到一種動態平衡。許多來自自然和人類的撓動，會破壞這種平衡，影響和改變植被生態系統原有的發育過程，這些撓動被稱為生態應力。研究中還將各種生態應力進行了分類和量化。按照對植被活力的影響，將生態應力從動力學上劃分成致死應力(Mortality stress)和損傷應力(Vigor stress)。致死應力定義為直接導致植物死亡和植被覆蓋度降低的應力，如火山爆發、滑坡、砍伐、泥石流、森林火災等。損傷應力則被定義為僅僅導致植被活力降低的應力，如干旱、污染、放牧、病蟲害、風災等。在損傷應力作用下植被活力將會降低。如果損傷應力連續作用于植被的時間過長，使植被活力減小到零，植被就會死亡。在植被活力減小到零之前，生態應力消失，植被活力可能很快恢復；植被恢復的速度依賴于植被的結構，可稱之為生態彈性(resilience)。以上各種生態應力或者引起植被活力降低，或者導致植被死亡，都是負應力。人們植樹造林種草和林草的維護保育是正應力，前者增加覆蓋度，后者提高植被活力。植被的功能，包括控制雨蝕和風蝕，生物棲息地和初級生產力等，可以定量表示為植被覆蓋度、植被活力和功能指數三者的函數。

初步建立了植被侵蝕動力模型，并求出了方程組的理論解，應用于我國南部云南高原的小江流域和北部黃土高原的安家溝流域，計算結果與實測值符合得很好。由理論解和植被侵蝕狀態圖取得了以下認識：首先，植被生態系統存在于三種狀態，即植被逐漸發育，侵蝕漸小的自動良性循環狀態；植被退化，侵蝕增大的惡性循環狀態和二者之間的過渡狀態。植被處于三中狀態的幾率決定于氣候、土壤、地形地貌和水源。然后，人類干擾可將系統從一個狀態區移入另一個狀態區，所花費的努力決定于現行狀態離目標狀態的距離和地區的生態彈性。有的地區雖然植被差、侵蝕高，但在植被侵蝕狀態圖上良性循環區大而惡性循環區小，人們花費較少的努力植樹造林和控制侵蝕可以將其移入良性循環區，其后系統會自動發育完善，如小江流域。而在有的地區的條件下，良性循環區小。人們花費大量的努力植樹造林，雖然暫時改善了植被，一旦停止這種努力迅速回彈，植被在較短時間內退化回來，如安家溝流域。

以上理論解在利用資料確定流域系統四個基本特征參數條件下，可以給出流域和地區植被發育趨勢、人類植樹造林的影響、跨流域引水對地區長期（如10，20乃至40年）植被發育的作用等。作用于植被的各種生態應力都可以定量表達并且可以統一在植被-侵蝕動力學方程組中。方程組中的特征參數值a、c、d、f可以利用實測資料和試算法來確定。參數值確定后，植被與侵蝕在各種生態應力和人類活動影響下的演變規律即可由方程組理論解定量模擬。特征參數a、c、d、f依賴于流域的氣候、土壤和地形地貌，而與自然生態應力和人類活動無關。因此流域的特征參數可以直接利用于子流域和具有同樣自然條件的流域。利用參數a、c、d、f和動力學方程組可以做出流域的植被-侵蝕狀態圖。分析狀態圖發現，在雨量較豐氣溫較高的云南高原小江流域，減少侵蝕是改善植被的重要措施，植被改善后比較穩定。而在比較干冷水土流失嚴重的黃土高原上，增加植被能夠明顯的減少侵蝕，但控制侵蝕對于促進植被發育沒有太大的作用。即使植被已經大大改善，仍然不穩定，還需要不斷的護理才能維持植被的良性發育。這方面的成果現在發表在“中國科學”、“生態學報”、ASCE "Journal of Environmental Engineering"等期刊上。

② 非恒定流輸沙理論-河道運動力學

從動力學角度研究河道在非恒定流水沙條件下，在沉積物構成的空間中的運動規律，初步創立了河道運動力學基礎理論。首次提出了河床慣性(River Bed Inertia)的概念，分析了河床慣性的性質，并得出天然河流洪水沖刷深度的計算公式。引入河床慣性的表達式，使Exner泥沙連續方程有了理論解析解。該成果在實踐上已經應用于中國石油天然氣穿河埋設管道的技術規范中。在以上工作的基礎上，研究者于2000年提出了水流移床力（Sediment-removing Capacity）的概念，并以黃河游蕩性河段為主要對象, 研究非恒定流對河床改變的能力。這方面的成果發表在國際水利學會（IAHR）“Journal of Hydraulic Research”、“水利學報”、“泥沙研究”等刊物上。

③ 高含沙水流和非牛頓體流體力學研究

從1979年以來，研究高含沙水流20多年。主要通過實驗研究了高含沙水流的流變特性、顆粒在高含沙水流中的沉降速度、浮力定理、高含沙水流的阻力和減阻、非牛頓流體的湍流統計特性和流速分布、高濃度固液兩相流的運動機理、高濃度管道水力輸送等現象。應國際水力學會邀請，和萬兆惠博士共同撰寫了 "Hyperconcentrated Flow"一書，1994年由荷蘭出版社Balkema Publishers出版，以上主要成果反映在其中。1994以后仍繼續進行高含沙水流研究，特別是長距離輸送和穩定性的研究。實驗發現：在一定水流條件下，含沙量超過500Kg/m3，進一步提高含沙量會引起劇烈堆積。高含沙水流輸沙率的不穩定性對于長距離高含沙量輸送是一大障礙。另一方面, 高含沙水流的流動本身也具有不穩定性。通過實驗和理論分析發現，高含沙水流變成非牛頓體時，表面失穩發生波動，理論分析和實驗證明了這種不穩定性與無因次數Sy和Sis的關系。高含沙水流長距離輸送問題極為復雜，影響因素眾多，需要進一步探討其在治理黃河實踐中的可行性及應用條件。這方面的論文發表在中國科學、力學學報、美國土木工程協會（ASCE）"Journal of Hydraulic Engineering"和國際水利學會（IAHR）期刊”Journal of Hydraulic Research”等刊物上。

④ 泥石流研究

從1980以來進行泥石流研究，主要通過試驗研究泥石流的形成過程和運動機理，同時發展理論模型。通過野外調研和實驗發現，不同地區的泥石流因泥沙組成不同而發育成粘性泥石流或兩相泥石流。粘性泥石流為非牛頓體，由于屈服應力作用發展成波動流和間歇流，發生極大的彎道超高和顯著的減阻現象。研究發現，泥石流減阻主要是摻混的氣泡在底部形成氣墊所致。對兩相泥石流的實驗發現，大石塊對能量的聚集作用是觸發泥石流的關鍵之一。顆粒流速分布從頭部向后逐漸由直線型向反S型變化。較大顆粒的平均速度大，上部小顆粒瞬時速度大，但碰撞中將能量傳給大顆粒而停滯。兩相泥石流的阻力明顯高于水流。這項成果加深了對泥石流機理的認識。主要成果發表在“力學學報”“地理學報”、“水利學報”、“自然災害學報”和國際期刊“International Journal of Sediment Research”、“Water International”等刊物上。

兩相泥石流運動實驗圖片

(a)當水流能量(單寬流量和坡降)較大時湍急的水流把河床上的卵石顆粒推到前面; (b) 隨著向下游推移,更多的卵石集中到頭部,頭部長高;(c) 紊動的水流把大顆粒帶到頭部; (d) 愈往下游愈多大石塊集中到頭部,頭部長高充滿河槽形成泥石流，此時頭部卵石翻滾著前進。

⑤ 三角洲演變機理及河口萎縮

對黃河三角洲的動力演變特征進行了進一步的分析研究，結果表明：三角洲河道的變遷影響了上游的洪水水位。河口的快速延伸加大了附近海流的流速，從而有利于海洋動力搬運更多的泥沙遠離河口。分析了海河流域入海河口的河流、海洋動力變化，結合淤積現狀調查及泥沙來源分析，探討了海河流域入海河口淤積萎縮的機理，根據河口淤積萎縮對河道泄洪能力的影響分析，綜合對比分析了各種河口綜合整治方案。初步提出了河口萎縮綜合治理的對策。上述研究還表明：波浪、潮流搬運輸沙是河口淤積萎縮的主要原因之一。其結果主要發表在國際期刊“Earth Surface Process and Landforms”和“水利學報”、“中國科學”、“International Journal of Sediment Research”、“水動力學研究與進展”等期刊上。

⑥ 渤海生態動力學模型以及赤潮預測模型

近年來，渤海幾乎所有近岸海域都發生過赤潮，嚴重影響到漁業、旅游業、養殖業。本課題以現場觀測結果為依據，從赤潮發生的一般過程建立赤潮生態動力模型。綜合赤潮發生的影響因子，以鞭毛藻和硅藻為赤潮生物、營養物質（N、P、Si）為狀態變量，同時還引入了示蹤模型考慮赤潮生物的積聚過程，成功地開發了渤海水域富營養化和赤潮模型。以赤潮發生的物理-生物變化過程為基礎，建立了三維赤潮生態動力學模型，模擬了渤海常見赤潮生物甲藻（鞭毛藻）和硅藻在水動力條件下的生長以及營養物質（氮、磷、硅等）的循環過程。模型把海洋動力條件（潮、波浪、河流注入）、氣候條件（風、氣溫、氣壓、降雨，云層覆蓋度等）、藻類生長條件（光、溫度、鹽度、營養物）等環境變量有機結合起來，實現了海洋動力和藻類生長的動力耦合。利用1982-1983和1992-1993兩次渤海現場觀測結果分別對模型進行了修正和驗證，結果表明模型基本上反映了甲藻和硅藻生長的季節變化和區域分布。利用模型模擬一次赤潮過程，從模型結果分析了渤海赤潮形成的原因和氣候條件、營養物分布、甲藻晝夜遷徙對赤潮形成的影響過程，揭示了營養物對赤潮形成的雙向影響機理和晝夜遷徙對甲藻赤潮迅速形成的生物學原因。

浮游植物的垂向分布特性是當地水域物理-生物過程共同作用的結果。研究中利用三維生態動力學模型對萊州灣潮流紊動對浮游植物垂向分布的影響過程進行了分析。結果表明，水體紊動大大增強了浮游植物（尤其是硅藻）的生長潛力，紊動作用使硅藻表層分布在4:00-5:00出現一個次峰值，同時還使主峰值出現的時間向后推移2-3個小時（15：00—16：00）。結合河口的動力特點，分析了河口浮游植物聚集的特征，解釋了一些特定環境條件下赤潮發生的機理，為進一步認識、預測赤潮（尤其是硅藻赤潮）的發生提供了動力依據。成果主要發表在國際期刊“International Journal of Sediment Research”、“水利學報”等期刊上。

1998年渤海赤潮發生過模擬結果

萊州灣-遼東灣一斷面上甲藻濃度晝夜變化過程

無畏深潭險壑情駐祖國江河

——記水利系教授、漢斯•阿爾伯特•愛因斯坦獎獲得者王兆印

實習記者趙姝婧

圖為王兆印在野外工作。水利系供圖

圖為王兆印走遍了祖國的山山水水，險灘溝壑。水利系供圖

王兆印清華大學水利系教授，聯合國教科文組織國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席，國際水利學會副主席，世界泥沙研究學會首任秘書長、現任副主席，國際期刊《國際泥沙研究》主編。曾主持國家自然科學基金項目、聯合國開發計劃署科研項目、首屆杰出青年科學基金項目、三峽工程泥沙研究、水利部公益項目、中國-新西蘭合作項目、國家科技攻關項目等20余項，發表中、英文學術論文300余篇，出版英文專著和編著7部，中文專著5部。

他曾在風沙大雪的黃河三角洲牧馬，深夜里躲在油燈下苦讀，立志“做一顆永不生銹的螺絲釘”；他曾多次踏遍川滇青藏和無數深潭險壑，冒著生命危險，用無畏和勇氣見證真理；他性格豪爽，在國際舞臺上堅決維護祖國尊嚴，斬釘截鐵，毫不妥協；他把所有的深情都投入到科學研究和學生的培養中，在清華煥發出“第二次科研青春”。他就是王兆印，首位獲得漢斯•阿爾伯特•愛因斯坦獎的大陸學者。

求學——黃河風雪中的苦樂年華

1969年3月，王兆印作為知識青年來到位于黃河口大孤島的山東生產建設兵團，那時他僅17歲。到達兵團的那天下了場大雪，狂風夾著雪片和黃沙呼嘯著掠過蒼涼的大地。王兆印站在雪地里，他知道從那天起要學會的第一件事，就是如何面對艱苦，更要苦中作樂。分到畜牧班的王兆印每天的工作就是在一望無際的草地上放馬，最幸福的時刻就是忙完一天的活兒后回到營房，能夠躲在昏暗的油燈下看書。他想盡辦法去借各門學科的課本，僅用了半年時間便學完了高中三年的知識，隨后自學了山東大學全套的物理系教科書。知識讓王兆印成長起來，他開始籌劃成立兵團的科研班，并擔任科研班班長。

1975年，王兆印進入山東地質局第三地質隊，在唐家夼鉆探黃鐵礦和金礦。鉆探中的故障在別人看來是 “麻煩”，在王兆印的眼中則是“挑戰”。為了解決鉆探中出現的故障，他絞盡腦汁，樂此不疲。王兆印大膽假設，小心求證，專門制作了一些工具用以檢查故障，極大地改進了原先僅依靠經驗發現故障的“土辦法”。王兆印一直牢記著雷鋒的一句名言———“做一顆永不生銹的螺絲釘”，他希望用自己的努力和知識為祖國的建設貢獻力量，實現自身的價值。

王兆印的成績得到了大家的公認，地質隊的領導鼓勵他考大學。1976年，王兆印順利考入中南工業大學地質系。從此，帶著多年對知識的熱愛和勇于鉆研的決心，他堅定地踏上了科研之路。

調研——用無畏和勇氣追尋真理

1979年，王兆印來到中國水利水電科學研究院，師從我國著名水利泥沙專家錢寧先生研究泥沙問題，并于1985年取得工學博士學位，成為我國水利界第一位博士學位獲得者。

王兆印深知泥沙問題事關國計民生，不能等閑視之。懷著對國家社會人民的強烈責任感，懷著對水利專業的摯愛，他將足跡踏遍了中國的大江險壑，千山萬水。

真理的找尋需要艱辛的付出，有時甚至會有生命危險。2008年汶川地震后，王兆印和他的研究組趕赴距離汶川不遠的草坡鄉岷江支流上的一個堰塞湖考察，到達之后發現堰塞壩上方滑坡體十分不穩定。為了確保安全測量，王兆印和他的一個博士后先下去試探。地震造成的崩塌滑坡堆積體有50度的斜度，下面是極為洶涌的河水，一旦落水幾乎沒有生還的可能。但是，為了取得科學數據，他還是決定冒險測量。當王兆印試探著快下到堰塞壩時，腳下的石頭發生滑坡，一塊重達50公斤的大石頭砸到了王兆印的背上，瞬間他和許多石塊一起往浪濤洶涌的河里滑。當時王兆印心里只想著一句話：我還有好多事沒做完，難道這里就是終點嗎？眼看快滑到河邊時，他猛然看到旁邊有一塊突出的巨石，于是側身一躍跳到了巨石上，而他身后的石頭瞬間接連滾入湍急的河水中，不見了蹤影。同車的人看到這一幕都已驚呆，上去之后王兆印還不忘幽默地寬慰大家說：“這么驚險的鏡頭你們都不給我拍個照片啊？”

在過去十幾年里，王兆印和他的團隊一起走遍了川滇青藏、高原大河。為了實地考察，王兆印帶領學生們穿越雅魯藏布江大峽谷，在懸崖峭壁上每天行走28公里，最艱苦的時候他們都挺了下來。在四川綿竹文家溝野外站做測量時，凌晨2點多遇到地震，白天的小雨和余震使溝里的碎石接連往下滾，王兆印和他的同事們面無懼色，依然不忘拿著相機對滾落現象進行拍攝。他和他的團隊就是有著這樣的凝聚力，在最危險的時候彼此照應，用無畏和勇氣追尋著一個個真理。

堅持——國際舞臺上的豪情學者

前不久，王兆印榮獲2011年度漢斯•阿爾伯特•愛因斯坦獎。主要獎勵他在高含沙水流泥石流、植被-侵蝕動力學、河流生態和生態修復等方面的特殊貢獻，特別是在中國及全球復雜環境下的侵蝕和泥沙問題的科學進展取得的成績。在美國棕櫚泉發表獲獎演說時，王兆印滿懷深情地說，希望讓世界了解中國的水利事業，相信水利的未來在中國。

在國際舞臺上，王兆印是一位堅決維護國家尊嚴、機智博學的豪情學者。在韓國舉辦的國際生態水利學大會上，一位韓國主題報告人在臺上發表了“中國黑洞論”，他認為中國為了自身發展會逐漸把世界上的資源消耗殆盡，因此中國是一個可怕的“黑洞”。王兆印在會上公開駁斥了這個觀點，他斬釘截鐵地說，我們中國的糧食、煤炭和水資源等都是自給自足的，中國還出口了眾多物資供世界多國消耗，因此“中國黑洞論”并不成立。韓國學者理屈詞窮，接連道歉兩次。在場專家對王兆印的做法大加贊賞，一位歐洲學者對王兆印說：“如果你今天不反駁，‘黑洞’就錯誤地成為中國的代名詞了。”

為了不斷擴大中國水利在國際上的影響力，從1997年開始，王兆印受林秉南院士委托考慮組建世界泥沙研究學會，并將總部設在中國。他頂住各方壓力，終于于2004年在中國成功組建了世界泥沙研究學會。

教學——授之以“魚”，莫如授之以“漁”

相對于在國際舞臺上當仁不讓的形象，王兆印在學生心中卻是一位謙和的老師。“授之以魚，莫如授之以漁”，他經常在課堂上提出問題啟發學生思考，一個啟發式的問題能引申出一系列問題的探討；他重視因材施教，每個學生入學后都會有半年的專業方向選擇期，放手讓學生們根據自己的興趣進行專業選擇。王兆印總結說，學生要想成才關鍵在于三點，即：智商、勤奮和天才。只要勤奮就可以成才，即使是天才也需要實踐的滋潤。所以他鼓勵學生們去看100條河，以天地為老師，出門皆學問，用實踐出真知。

在王兆印的心中，每個學生都是他的孩子。他們曾堅定地跟隨他走過無數條大江大河，翻過無數座高山險壑，單是“深情”二字已無法涵蓋他們之間的感情。今年王兆印的幾對學生將相繼結婚，他笑著說：“我是又娶‘兒媳’又嫁‘女兒’，我想為他們舉辦集體婚禮，祝愿他們幸福快樂。”

愿景——煥發第二次科研青春

從1999年來到清華土水學院工作至今，王兆印已經在美麗的清華園走過了13個春秋。回憶起最初選擇來到清華工作的原因，王兆印說清華土木水利學院的精神氣質非常吸引他，那就是始終面向國家重大戰略需要，引領國際學術學沿，這與他內心深處對科研工作者責任感的認知十分契合。就像水利系教授王光謙和傅旭東所形容的，王兆印來到清華后，煥發了“第二次科研青春”。

“高山平湖律”是王兆印提出的獨特人生理念：高原湖泊的水位很高，但是它很平靜；平原上的河流水位很低，但卻容易泛濫成災。王兆印認為科研的理想環境是“高原”。“談笑有鴻儒，往來無白丁”，在這樣的環境中能不斷提升自己。他說正是清華給予了他這樣的環境。

已過花甲之年的王兆印還有著更大的理想：讓中國河流研究引領世界的潮流。“青藏高原是世界唯一的，河流研究要想引領世界一定要上青藏高原，我希望自己在80歲之前每年都能登上青藏高原。”

注：漢斯•阿爾伯特•愛因斯坦獎于1988年由美國土木工程協會設立，旨在獎勵在侵蝕控制、泥沙以及水道開發等方面作出突出貢獻的學者。漢斯•愛因斯坦是美國著名水利科學家，著名物理學家阿爾伯特•愛因斯坦長子。

來源：新清華第1880期 2012-05-18

河流的哲學問答--對話清華大學水利系教授王兆印

清華大學教授王兆印通過總結自己多年的研究成果，提出了有關河流的21個問題，對這些問題的回答不僅涉及到科學研究層面，同時也涉及到更為廣闊的人與自然和諧相處的社會和哲學層面。2011年11月2日，王兆印應邀詳細闡述了其中的5個問題。

黃河網：河流水系服從什么組織規律？

王兆印：按照霍頓分級法，流域內最末端的河流被定義為1級河流，兩個1級河流交匯后形成2級河流，兩個2級河流交匯形成3級河流，以此類推組成整個河流水系。同時，N級河流和小于N級的河流交匯后仍然是N級河流。利用霍頓分級法對河流進行分級后，各級河流具有明確的統計規律，實際河流網絡的分支霍頓比和面積比大約等于4，而比降比和長度比大約等于2，簡稱“四二”定律。即N級河流和N+1級河流的數量和流域面積相差4倍，而比降和河長則相差2倍。

一般情況下，河流的分級都服從“四二”定律，只有在以下幾種情況下會偏離：①缺少石塊的地區，如黃土高原地區。②地質作用扭曲了地貌過程，如青藏高原邊緣區，長江、怒江、雅礱江、瀾滄江、雅魯藏布江、黃河等6條河流的河床比降前面6級服從“四二”定律，7級河流坡降最小，然后8級河流不降反升，正是青藏高原抬升的緣故。③不同級別的河流發育期不同，如青海龍羊峽上游同德盆地的刺狀水系。④寄生河流。陽性河流的三角洲發育一些所謂的寄生河流。寄生河流起源于主河大堤，基本上沒有匯水流域。寄生河流網不服從“四二”定律，黃河、灤河都有較多的寄生河流。

黃河網：河流地貌是彈性還是塑性的？人類能不能任意改變河流地貌？

王兆印：從橫向上看，彎曲是河流的本性，是彈性的，即使在外力作用下河流會變得比較順直，一旦外力撤去或河流在自身動力作用下超出外力的約束范圍，河流仍舊會變為彎曲。我們開展了兩組野外試驗，一組為河流設置順直的河槽，另一組為河流設置低頻率的大彎道，試驗發現，當達到穩定狀態時，兩組河流均變為具有一定波長的彎曲型河道。說明當泥沙和坡降不變時，在一定的流量變化范圍內，河流能夠形成穩定的、固有頻率的彎道。

從縱向上看，河流的縱剖面是可以改變的。我們在野外某河段的上游挖一個大坑，用來沉淀推移質，試驗發現，該河段及其下游均發生了沖刷下切，有推移質和無推移質的河道縱剖面完全不一樣。同樣，人工增加河道阻力、人為抬高縱剖面，其結果也是改變了河流的縱剖面。我們在對康定河、魚子溪、虎跳峽等河流的野外考察中發現，由于河流兩岸的崩塌，在河道中形成巨大的尼克點，因此，從根本上改變了河流的縱剖面。大壩建設相當于在河流中創造了尼克點，改變了河流的縱剖面，這種改變一般情況下不會反彈。

黃河網：河流必須攜帶泥沙嗎？德國人通過人工喂沙能很好地解決萊茵河河床沖刷問題么？

王兆印：德國的萊茵河中游河段經過圖拉工程治理后，由彎曲型河道變成順直型河道，干支流大量堰、壩攔截泥沙，造成河床下切、航道破壞、港口廢置、地下水位下降。從20世紀80年代開始，德國人不得不采用人工喂沙方式治理萊茵河，每年大約喂20萬噸泥沙，雖然能一時解決河道的沖刷問題，但代價較高，從長遠來看，并不是最理想的方法。臺灣的濁水溪，經集集攔河堰攔截泥沙后，下游基巖河床急劇下切，每年下切0.5米。從以上兩例來看，似乎河流必須要攜帶泥沙。但是，金沙江虎跳峽和九寨溝堰塞壩造成清水下泄，河流形態仍然很穩定，生態良好，景觀宜人。也就是說，河流也可以不攜帶泥沙保持穩定。那么，其中的內在機制如何？

其實，無論是有推移質運動的河流，還是河床結構發育較為完善的河流，如九寨溝，其內在機制都是消耗水流能量，在防止河床下切方面具有同樣的作用，可以稱其為等價律。一些山區河流中，巨石和大卵石在水流長期作用下達到最穩定的排列結構，包括階梯深潭、肋狀結構、岸石結構、石簇群、滿天星等，這些河床結構在保持河床穩定、消除水流能量、防止河床沖刷下切方面具有重要的作用。而一旦這些結構遭到破壞，水流便會沖刷河床，引起推移質運動。我們利用特制的儀器測量河床結構發育完整和幾乎無河床結構的兩類河流的推移質運動規律，發現二者的推移質輸沙率可以相差幾萬倍。

利用等價律，可以通過改變河床結構來減少推移質運動，起到修復河床下切的效果。我們在西南山區進行了人工階梯—深潭的野外試驗，結果發現，修建了人工階梯—深潭結構的河流，河床十分穩定，即使在發生洪水期間，其結構也僅僅有少量損壞。而沒有人工階梯—深潭結構的河流，河道上修建的擋水壩往往在洪水期被沖毀。三峽工程修建后，下游沖刷造成洞庭湖與長江的連通度降低，魚產量急劇下降，采用人工消能結構可以控制河床下切，恢復洪水水位，修復河湖連通。而德國萊茵河人工喂沙也可以用人工結構消能替代，很好地解決河床沖刷問題。

黃河網：大壩建設對河流健康有利還是有弊？拆壩是恢復生態的好辦法嗎？

王兆印：近年來，國內對大壩建設十分關注，爭論也較為激烈。尤其是近兩年來，對三峽工程的批評不絕于耳，認為其破壞地區水資源平衡、造成重慶大旱、漁業損失巨大、引起珍稀物種消亡、下游沖刷下切以及污染加劇等。尤其是大肆渲染的美國拆壩運動使很多人認為建設大壩已經過時、得不償失。其實美國所拆的壩主要是以下幾種：超期服役的、生態修復需要的、維護費用太高的、無人宣稱對大壩擁有主權的、政府認為不安全的。而對于中國來說，大壩建設正方興未艾。如青藏高原周邊河流蘊藏著巨大的水能，進行開發不僅可以為人類造福，同時還可以改變河流的縱剖面、防止河流沖刷下切、防止滑坡崩塌災害發生。另外，對河流生態來講，生態良好的第一要求是河流棲息地穩定，對于不斷發生演變和沖刷下切的河流，建設大壩有利于穩定河床，從而穩定河流棲息地，有利于河流生態。另一方面，我們必須承認，高壩大庫的建設隔離了生物棲息地、阻礙洄游魚類的遷徙，因此，建設由小型壩組成的壩群，如梯級開發，對穩定棲息地效果好，其生態破壞作用也小。綜上所述，拆壩不一定是恢復生態的好辦法，拆壩后反而會引起河床的沖刷下切，造成棲息地的失穩，只有通過有效措施消除大壩的負面影響，充分發揮大壩的積極作用，才是維持河流健康、恢復河流生態的良策。

黃河網：您認為今后泥沙研究的方向有哪些？

王兆印：總結國內外的研究成果和研究趨勢，結合當前水利科技發展的趨勢，我認為泥沙研究的方向有以下幾點：①減沙對河床演變和江湖關系的影響；②山區河流的河床演變；③河床演變的方向——推移質運動基本公式；④泥沙概算方法；⑤尼克點的發育及對河流縱剖面的改變；⑥河床結構在河床演變中的作用；⑦泥沙與生態綜合治理；⑧生態泥沙學；⑨青藏高原抬升對河床演變的影響。

（王兆印，清華大學水利系教授，擔任國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席、《國際泥沙研究》主編、世界泥沙研究學會副主席、國際水利學會副主席等職，于2011年獲漢斯•阿爾伯特•愛因斯坦獎，是首位獲此殊榮的大陸籍華人。）

來源：黃河網黃河訪談發布時間:2011年11月24日 11:27:00

高山平湖的學術與人生境界

——導師王兆印教授訪談紀實

【采訪者記】

兵團生活的艱苦沒能阻擋他對知識的渴求，功成名就后的舒適生活沒有成為他繼續探索的絆腳石——王兆印教授，我們學生的良師益友，給我們帶來了印象深刻的150分鐘。

11月18日，訪談小組來到了王兆印老師的辦公室進行校友訪談。王兆印老師的和藹可親化解了我們的緊張和拘謹，近兩個小時的采訪過程輕松隨和，王兆印老師侃侃而談，有對自己勵志求學的回憶，有對自身學術科研的總結，也有對科研心態和學術風氣的看法，這都體現出王兆印老師高山平湖的學術與人生境界。

青年歷練，勵志自學

王老師青年時的經歷相當豐富。1969年上山下鄉到位于黃河口的山東生產建設兵團。昔日的黃河三角洲，放眼望去看不到頭，也看不到什么人煙，狂風吹來黃沙滾滾淹沒大地。王老師在那片荒涼的地方種過地、放過馬，研究過小麥育種。深秋天寒的夜里，穿著笨重的軍大衣，圍著火堆看守馬匹，著實體會到了游擊隊當年“火烤胸前暖，風吹背后寒”的滋味。在研究小麥育種時王老師發現了知識的可貴。結合實際生產需要，他拿起書本自學，在啃書本的過程中，逐漸發現許多物理化學知識都不懂，于是王老師開始下苦功補習中學課本知識，然后開始學習大學知識。在這過程中王老師逐漸展示出他過人的才華。自學給王老師打開了一片科學的天地，展現了一條走進科學的道路。

王老師離開建設兵團后，去了山東地質局第三地質隊，在唐家夼鉆探黃鐵礦和金礦。在當地工作的時候王老師學以致用，許多知識都有了用武之地，特別是遇到生產故障，比如鉆機井下故障，柴油機、高壓泵機械故障的時候。王老師在工作中也不忘積累知識，跟當地工人農民虛心請教，學到了許多不同于課本的實踐知識。這些知識與經驗為大學和研究生階段的學習和后來的科研探索打下了基礎。

師從錢寧，博士奠基

王老師人生的一個轉折是成為錢寧先生的研究生。在錢先生的指導下，刻苦鉆研的王老師成功的完成了博士論文，成為中國自己培養的水利界第一位博士學位獲得者。1979年錢先生已經身患癌癥，但在學術上給王老師細心的指導。錢先生因材施教，鼓勵學生創新和獨立思考，從不挫傷學生的積極性。對于王老師時常冒出來的學術思路，錢先生都予以支持，對于一些有誤區的想法，錢先生也不否定，而是委婉的處理，啟發王老師自己發現問題。

錢先生給王老師的影響，不僅是學術上的，還有人格魅力的影響。錢先生和氣待人，對個人利益從來不爭，但為國家的事情總是據理力爭。錢先生家庭簡居，不計較個人收入待遇，但對國家利益很上心，為三峽建設方案毫不妥協地爭辯。王老師也從錢先生身上學到了這一點，不計較個人待遇，但要維護國家形象和榮譽。正是從錢寧先生那里，王老師學到了知識，開闊了思路，增廣了閱歷。

野外考察，宏觀研究

王老師的學術研究有兩大轉變：一個是從實驗室研究，到野外實踐的轉變；一個是從微觀的泥沙顆粒運動，到河流生態、地貌和治理方略的轉變。在探索科學真諦的過程中，王老師發現數學模型和實驗室研究的結果與實際相差甚遠，有時誤差大到難以投入實際應用。因此他把研究重心放在了野外實踐，他常常帶著學生深入大山大河實地觀測，發現了許多耐人尋味值得深入研究的自然現象，積累了許多科研經驗。為了更深入地了解河流的演變規律，從根本上治理侵蝕和災害，王老師多次走上青藏高原探索冰川河流的運動機理。他認為青藏高原的不斷抬升使得中國的大多數河流不斷下切，是各種地質災害、高強度輸沙、獨特的演變規律和生態破壞的根本原因。

同時，王老師從微觀到宏觀的研究轉變，是因為當顆粒運動的微小誤差，放大到宏觀層面的大時間空間尺度上時將產生難以想象的差距，甚至產生極大的變化。而水利研究是關系國計民生的大事，很多水利決策需要宏觀把握，因此需要從微觀到宏觀的綜合探索。泥沙的研究不是孤立的，跟各種侵蝕與植被、河床下切、地質災害和河流生態密不可分。王老師進青藏高原，也是為了研究當代地殼運動與河流地貌過程同時作用下河流的演變規律。

成才報國，責任在心

王老師通過野外實踐，觀察到事物的本質，積累了大量的經驗，因此面對河流發生的問題，敢于發表自己的看法。比如，王老師2009年5月曾判斷，河流下切嚴重的河段，如果沒有尼克點，最有可能發生重大崩塌和滑坡，像大渡河這種嚴重下切的河流是最危險的，后來果然大渡河發生了滑坡和泥石流。汶川地震后，王老師接受鳳凰衛視采訪時曾對唐家山堰塞湖泄洪發表了看法，預測堰塞壩的潰決是一種沖刷過程，會形成強烈的推移質運動。由于堰塞壩顆粒級配很寬，推移質運動產生很強的阻力而消耗大量能量，不會瞬間潰決也不會造成重大洪水。后來的事實證明王老師的推斷是正確的。

今年格爾木水庫遇到千年一遇特大暴雨導致溫泉大壩瀕臨潰決，當時準備采取的措施是在溢流堰旁挖一道泄洪溝放水，但王老師觀察后發現這個泄洪溝很危險，因為溝床溝岸土質是粉砂，在大坡度急流量下很容易被沖垮，如果啟用泄洪，劇烈的水流將導致潰壩。于是王老師到防洪指揮部與現場指揮的領導提出建議，最后防洪指揮部采取了保守方法泄水，保護了大壩的安全。

王老師這樣說，“做學問要充分聯系實際，為社會和人民安全服務。能力不夠不在其位時不要展露自己，當你有這個能力又在其位時，要有所擔當”。一次王老師在野外做實驗，發現跨越河流的橋上兩塊鋼板不見了，小學生過橋要攀登鋼纜，三四十米的橋下是洶涌的江水。王老師告訴自己的學生安排加工廠修橋：“我們看到了就要把它修好，不能讓孩子出事。為老百姓做好事也留名，請在修補的橋板上寫上清華大學。”

王老師常常抱著“順其自然”的平和心態從事科研，但他強調當水平和能力達到了一定的程度時，應該擁有強烈的社會責任感，勇于擔當。特別是我們水利行業關系國計民生，每一個決策都將產生巨大的影響。王老師的人生經歷告訴我們，作為一名科學工作者，應該懷著成才報國的心態，擁有強烈的社會責任感，為老百姓做實事，能力越大責任就越大。

國際舞臺，發揮影響

王老師贊成順其自然，能力低時不要對自己期望太高，當能力達到一定高度時要為國家做貢獻，在國際舞臺上要維護國家榮譽和尊嚴。有一個在歐洲舉行的國際學術會議邀請王老師作特邀報告（Invited lecture），他說必須邀請作主題報告(Keynote lecture)才去。他的學生笑稱他“耍大牌”，而王老師說：“我的水平和大會請的美國科學家在一個層次上，為什么美國人作大會主題報告而讓我作特邀報告。不是我個人耍大牌，是為中國學者爭尊嚴。”最后大會主席親自寫信邀請王老師作大會主題報告。

今年，在韓國舉辦的國際水利學會的Eco-Hydraulics大會上，韓國學者作大會主題報告時說：“金磚四國”的崛起導致了世界資源的匱乏，中國就像一個“黑洞”，把所有的資源都吸了進去。王老師駁斥報告人說：中國的水資源都是消耗我們自己的；中國人吃的糧食基本自給自足；而在能源方面，中國有足夠的煤炭。當然，中國確實進口了大量石油，那是因為石油的空間分布不均勻，全世界很多國家都在進口石油。另一方面，中國也出口了大量的物品，供應其他國家消費。所以把中國說成黑洞是不正確的。該學者被駁斥的啞口無言，只好連連道歉。當晚在招待主題報告人的晚宴上，有幾個歐洲學者對王老師說：“如果沒有你提反駁意見，‘黑洞’就成了中國的代名詞了。”

王老師在國際活動中堅持原則，如遇到涉及臺灣等敏感問題的時候，即使不得不做一些有損會議氣氛的事情，也一定要維護國家。加強中國的國際影響力也是學者的責任。王老師不久前當選了世界泥沙研究學會的副主席。“給國家爭取榮譽，當仁不讓。”

提高中國學術影響力的根本還是要提高科研水平。王老師近年來研究青藏高原的河流過程，為此他招募人才、增添設備。青藏高原在中國，外國人研究起來畢竟隔靴搔癢。而令王老師頗為遺憾的是，在國際最頂級的期刊Nature和Science上，近20年關于青藏高原的研究文章，Nature有38篇文章，只有5篇是中國人所著，其中1篇還是臺灣的；而Science有32篇，只有4篇是中國的。“青藏高原在中國，為什么讓外國人走在前面？”王老師感慨道。我們必須趕超外國學者，領導青藏高原的研究。

扎根清華，因材施教

正如水利系的付旭東老師所說，“王老師來清華，煥發了第二次科研青春”。就像王老師的“高山平湖律”：平原河流水位不高，卻容易潰決成災；而高山上的湖泊水位非常高，仍然平靜。要把自己置于高水平的學者中間，雖然不顯著，水平卻很高。我們不能改變環境，但是可以選擇環境。清華大學就是這么一個地方。

對清華的校風“行勝于言”和校訓“自強不息，厚德載物”，王老師非常認同。“清華的傳統很好，很實干，每個人都在踏踏實實地做事情”。然而現在的學術腐敗現象讓他頗為憂心。他認為，同國外高校相比，中國學術界許多人功利性太強。而在政策導向上，過分強調名利對科研的推動作用。相比而言，清華大學還比較純潔，希望能夠保持良好的傳統。

作為導師，王老師為學生指明方向創造條件。他說，老師啟發學生科研思路；學生從實踐中開拓創新，師生相互學習。“清華最大的優勢，是人才優勢，”王老師說，他選擇留在清華的一個很重要的原因是學生。清華有很多最聰明、最勤奮的優秀學生，王老師的科研團隊包括青年教師和博士有二十多人，組成了具有河流泥沙，地質地貌、生態環境、植物、動物等專業人才的團隊。對此，王老師很自豪，“在國外想搞這樣一個團隊，一般的教授可沒有這個能耐！”

但是清華大學的學生，心理方面往往比較脆弱。因為這些學生一直都是頂尖的人才，沒有經過挫折，遇到困難和失敗很容易產生心理問題。王老師很重視這個心理素質的問題，他希望我們在順利時能充分認識自己，想一想自己能不能頂得住困難挫折和失敗，是否太容易受到傷害。不要過分追逐榮譽，給自己不必要的負擔。他說，要想保持自己心理平衡，就要把自己的位置放在能力可達之下。他不贊成雄心勃勃，而希望大家才華橫溢。

淡泊明志，高山平湖

關于國內外學術風氣，王老師評價說國內做學問的心態不如國外。國外學者如德國學者，做學問多數實實在在、兢兢業業，很少浮夸和追求名利。科學家作為一種職業從上世紀初才出現，在此之前科學研究主要是為了探索而不是賺錢。即便現代，我們也不要把科研看做生存的職業和賺錢的方法而是探索自然造福人類的事業。王老師分析某些學生甚至學者剽竊、抄襲、造假等學術不端的原因：“這就相當于偷竊。為什么有人會偷呢？因為窮啊。實際上，沒有學生是自己想抄襲的。但是他們沒有靈感沒有創新思路不會研究，而要求研究生和教師出論文的壓力大。創新能力的貧乏是有些懶惰的不勞而獲的就去剽竊和抄襲。如果你走向實踐，發現問題研究問題得出自己的成果并不難。只要努力去探索，就會富有成果。自己不窮就不需要剽竊。”王老師要求學生走向野外，走向實踐，去發現大自然中許許多多值得研究和探索的東西。他不贊同年輕人做文獻綜述的文章。他認為年輕時候做這樣的文章有點偷巧，偷巧慣了，會影響將來的創造力。

王老師說科學研究有三個層次的動力，第一是興趣，第二是責任，第三是名利。他推崇沒有功利性地科研，徐霞客就是這樣一個令他非常欣賞的人。在政府不給予任何支持的情況下，徐不為名利，憑興趣和毅力行走山野30余年，遺留下60多萬字的游記資料，被翻譯成幾十國語言，譽為十七世紀最偉大的地理學家。當前的社會和各項政策以名利為主導推動科研，是最低層次的難以持久的。清華也一直用名利來拉攏人才，推動科研。王老師說，在這樣的形勢下，不能要求大家不求名利做科學探索，但是希望大家把名利看作附加的次要的因素。他希望作為全國最高學府和科研機構的清華大學，可以創造這樣一個土壤，形成這樣一種氛圍，讓有才華的人都可以在其中孵化，讓有志于做科學研究的人充分發揮他的才智和能力。關于學生的就業選擇，王老師對清華學子的期望是，進入國家隊，走向大舞臺，到能夠施展才華到國家需要的地方去。

在采訪的最后，王老師向我們表達了自己的祝愿，他希望清華學子勤奮學習，以前輩為榜樣，以天地為老師，百折不撓，不斷創新。用我們的專業知識把水沙災害轉化為資源和生態。

王兆印老師的采訪讓我們受益匪淺，王老師自學成才的成長經歷，刻苦鉆研的學習精神，讓我們更加堅定做好學問是一件任重而道遠的事情；王老師對待科研的方式、角度和獨特的看法，對于國家和社會的強烈責任感，也讓我們頗有啟發；而王老師淡泊名利、高山平湖的學術和人生境界，更讓我們感到無比的敬佩，王兆印老師不愧是清華教師、水利人、清華人的優秀代表。（編輯：李想）

【王兆印簡介】

王兆印，清華大學水利系教授，國際泥沙研究培訓中心顧問委員會主席，世界泥沙研究學會首任秘書長、現任副主席，國際期刊“International Journal of Sediment Research-WASER”主編,國際水利學會會刊International journal of river basin management-IAHR 副主編，國際水利學會理事。研究領域：水力學及泥沙運動力學，河床演變及河流地貌學，植被-侵蝕動力學，河流生態學，河流水沙生態綜合管理等。

王兆印：消能才是治理泥石流可行之路

工程治理泥石流是泥石流防治中的一項重要的措施，到目前為止，世界上治理泥石流的方法主要有建立攔擋壩、導流槽和渡槽，治理的理念則是攔擋。

面對今年我國各地多發、頻發的泥石流災害，清華大學水利系教授王兆印帶領課題組所做的以消能為理念的人工階梯——深潭系統，可否給泥石流治理帶來一線曙光？

基本原理是消能

“治理泥石流的觀念必須要轉變，泥石流靠攔擋是不夠的，消能才是可行之路。”王兆印在接受《科學時報》采訪時表示。

8月12日晚，當暴雨挾持著松動的山石、泥土傾瀉而下時，四川省綿竹市清平鄉文家溝攔擋壩沒用多久就被沖垮，現在殘存的只有一個有裂痕的壩體。而“文家溝泥石流治理工程”整體工程在7月28日剛剛完工，其中包括20個攔壩和2條排洪溝。

“12號晚上快到12點的時候，暴雨越下越大。從我們知道發生泥石流到泥石流沖下來也就幾分鐘的樣子，那些攔擋壩一下子就被泥石流沖垮了。”村民楊貴強的家就在文家溝溝口，當晚暴發泥石流的情景他記憶猶新。

其實，在修建攔擋壩之前，文家溝已有一項泥石流治理實驗順利進行。也就是王兆印課題組所做的人工階梯——深潭系統實驗。

“我們從2009年5月份開始修建這個系統，到當年9月份就修好了。”王兆印的博士生漆力健在采訪中介紹。

文家溝人工階梯——深潭系統依山修建石頭階梯，當泥石流暴發時，夾裹著沙石的洪水就會一級一級地流過這些臺階。每通過一個臺階，一部分沙石就會留在深潭中，于是利用階梯的間距和高度差，在跨越臺階的時候泥石流的沖擊力就會被消耗很多。

在實驗中，課題組選取山體中下切最嚴重的文家溝上游400米段為治理段，從上至下，共修建了33級臺階，最窄的階梯間距4～5米。漆力健說，就是這些看似簡單的工程就能夠使泥石流的能量大大耗損，從而保護溝床不再下切，岸坡穩定，形成水流而不是泥石流。

“最好的結果就是到階梯的最底部時，水和泥石已經完全分開，就形不成泥石流了，破壞力非常小。”王兆印說。

優勢在于低成本和高效率

漆力健一直參與該系統的修建，談到實驗的花費時，他非常激動：“我們用的都是當地的石塊，基本上都沒有什么材料費，只是雇傭當地老鄉幫我們運輸花了一些錢。”

“5•12”汶川地震后，清平鄉附近的山體被震松，并且發生幾次小規模的泥石流，在文家溝山體上到處散落著巨大的石塊和小石頭。課題組就地取材，用大石塊和裝在鋼絲籠中的小石頭修建階梯，從而減少了材料費、運輸費、施工費等。

“所以，這個項目完成后才用了20萬元，這些可是我們的全部費用。”王兆印告訴記者。

“當地的老鄉是冒著生命危險在幫我們修建工程。”漆力健說。比如，需要搬運的大石塊一般都有幾噸重，而且懸在山體，要運下來就必須用鍬把石頭底下掏空，等石頭往下滾的時候還要用繩子攬住，再放到指定的位置。

“當地人比較熟悉地形，所以他們做的反而會更讓人放心。”王兆印說。

文家溝在汶川地震之前，曾是四川一個重要的旅游勝地，那里山清水秀，是天然的避暑地，每年會有不少游客前去參觀。王兆印想通過這樣的系統防治當地的地質災害，還想幫助那里恢復以往的生機和活力。

人工階梯——深潭系統是依山修建的人工工程，值得高興的是這一系統不僅能治理泥石流，還有恢復生態、保護自然、創造景觀的功能。

“該系統主要通過消能起作用，因此每次災害對系統本身損害不大。”漆力健告訴記者。因此，在系統維護上也只需做些修修補補，把一些被洪水或泥石流沖開的地方再補充進大石塊，或維修階梯旁邊的保護墻。如果有些階梯被破壞，就重新修建一個階梯，保持其完整性，即可有效防治泥石流。

“我當初根本不相信，就像這樣用石頭擺幾個階梯，好像小孩過家家，怎么能防治泥石流呢？”楊貴強笑著告訴記者。

確實，很多當時幫忙修建該系統的很多老鄉都不認為它會起什么作用，可是王兆印給出的數據，在用事實說話。

2009年7月17日，文家溝降雨量91.2毫米，只發生小規模泥石流，到達溝口的泥石流流量大約2萬方，只有2008年日降雨量88毫米時引發泥石流規模的1/50。在經歷了多次暴雨沖刷后，這個系統21級被洪水沖壞，仍有12級完好。階梯起到明顯的增阻作用，上游區域泥石流得以抑制。在隨后對損壞的階梯結構進行了修復加固后，2009年9月8日降雨量達96毫米時，沒有暴發泥石流。

“經過這么久的實驗，我們也相信這個系統確實能夠防治泥石流。如果把這個系統做大，覆蓋整個文家溝，可能就不會發生這么大的泥石流災害了（指‘8•13’清平鄉特大泥石流——編者注）。”楊貴強說。

“文家溝有4800多米，我們才做了其中的400米，而且后半部分的階梯間距也做得有些大。”王兆印說，“如果我們把整個溝都做上這種階梯，每個階梯間距只有4~5米，防治泥石流肯定不難。”

但是王兆印補充說，現實中情況可能更為復雜，因此也不能只靠一種方法就能完全治理泥石流。因此需要重點、高強度和小流域治理，“最好是骨干工程和人工階梯——深潭系統搭配使用，把治理的效果做到最好”。

從實驗到推廣還有多遠

雖然人工階梯——深潭系統有著種種優勢，但是根據王兆印的分析，該系統的推廣面臨著觀念和操作的雙重阻力。

首先，目前消能方法治理泥石流的觀念還不為多數人了解和接受。“人工階梯——深潭系統在國際上是20世紀80年代末提出的，發展到現在主要用于生態系統的恢復。”王兆印說，“我把該系統引入泥石流治理在國際上都是新的觀念。”

對于未來如何讓更多人在觀念上接受它，王兆印表示還是要將努力放到國際學術報告和國內野外實驗上，希望國際、國內都能認可。

其次，在操作上該系統還有著很多未知，設計的標準不能確定，方法的推廣就面臨著巨大的問題。如果沒有設計標準，就不可能投入工程建設，因此也不可能起到實際作用。

采訪中，王兆印也表達出這個遺憾，“沒有設計標準不行，比如修建攔擋壩，施工時都會有一個定量的標準，多高、多長、多寬。但是我們這個系統還沒有定量的標準，比如要多大的石頭、階梯需要堆成多高，階梯肩寬多少等。如果就是隨便擺石頭，根本沒有說服力，那肯定得不到推廣。”

因此，要使人工階梯——深潭系統及早應用于泥石流治理，還有一段路要走。“這條路到底有多長，那就要看阻力何時能夠消除”。王兆印說。

來源：科學時報　　發布時間：2010-08-26

聯合國電臺采訪王兆印教授
——清華大學教授王兆印談中國江河治理

作者：來源：清華大學發布日期： 2011-08-18

今年早些時候，美國土木工程協會將2011年度的漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎頒給了清華大學教授兼聯合國教科文組織國際泥沙項目專家指導委員會成員王兆印。這是美國土木工程協會首次將以著名物理學家阿爾伯特•愛因斯坦的長子、流體動力學家漢斯・阿爾伯特的名字命名的這一獎項頒發給一位中國人，以獎勵王兆印教授對高含沙水流、泥石流、植被侵蝕動力學以及流域管理等方面認識的特殊貢獻。聯合國電臺記者黃莉玲對王兆印教授進行了專訪，請他談了有關中國的河流治理和泥石流等問題。王教授首先談到了這次獲獎的感受。

王兆印：獲得愛因斯坦獎，我還是非常高興的。我也收到了國內外友人的祝賀。因為這是首次把這個獎頒給中國人，實際上也是第一次頒給外國人，因為之前都是美國人獲得。我覺得中國人獲得這個獎還是應該的。因為我們在河流泥沙和生態方面作的工作還是很多的。我們的問題多，比如說我們有獨一無二的青藏高原。青藏高原在抬升，它每年抬升2厘米，導致的河流問題遠遠比其他地方復雜，生態問題也相對更加復雜。

記者：研究泥沙運動規律對于環境保護有什么意義呢？

王兆印：泥沙，英文是erosion and sedimentation，實際上它本身就會對環境帶來很大的影響，比如，侵蝕比較嚴重的地方，植被就比較容易受到破壞。有一個理論叫“植被侵蝕動力學”，用理論來預測，在一些地區，如果不控制侵蝕，植被是永遠發育不起來的，光靠種樹是不行的。另外，泥沙運動也會帶來一些環境問題。比如，高含沙水流會導致非常低的溶解氧，會把魚殺死；重金屬可以吸附在泥沙上，輸送和沉積帶來污染物質的轉移。泥沙運動會對生態產生很大的影響，因為它可以創造棲息地和改變棲息地，所以泥沙研究對保護環境有很重要的意義。

記者：聯合國教科文組織為什么要成立國際泥沙項目？它是一個什么樣性質的項目？又是怎么樣開展工作的呢？

王兆印：主要是發現所有水利的項目都跟泥沙有非常密切的關系，而泥沙又跟生態環境有很密切的關系，所以這個問題需要加強合作和協調。其中有一個目標是對全球的泥沙問題有一個比較全面的、綜合的認識。有這些要求，所以在聯合國教科文組織水計劃底下建立了這么一個項目。現在的總部是在中國。成立以來，所有的工作，比如說，對全球侵蝕量的估計，組織了一批人，把最要重要地區的人都組織起來，協調起來，把各家能夠測到的數據資料統計了起來。但是這個工作沒有做完，因為還有很多空白的地區。另外，泥沙的侵蝕量和輸送量的差異量越來越大。所以有一個新的問題，就是侵蝕泥沙沒有被輸送的，沒有被長距離輸送到海洋里的，它們是在什么地方—主要是在水庫里，還是在流域里。這些也是正在做的工作。

記者：除了教科文組織的國際泥沙項目之外，您還參與過聯合國系統在中國開展的，或者是在世界其他地方開展的與泥沙相關的項目么？

王兆印：我1995年一從德國回國，就參與了聯合國開發計劃署UNDP的一個項目。這個項目的名字是支持黃河三角洲可持續性發展當時我們主要的一個任務就是黃河在河口地區是非常不穩定的。之前差不多每十年要改一次河道，大概已經改了十二次了。我們的一個任務就是把它穩定下來，否則黃河三角洲就沒法發展。像長江三角洲是非常高密度的工業區，黃河三角洲就完全不一樣，珠江三角洲也是非常繁華的，主要一個原因就是它不穩定。我們做了一些研究，同時提出入海的河應該怎么來穩定住它，同時計劃如何在未來的一百年，哪條河用多久，換另外一條河怎么做。就是通過人類的主動管理，使這個河按照我們要求的河道來走。但是自從我們做了之后，黃河實際上形式大變，一方面有我們做的工作的原因，另外一方面主要是上游的建水庫和攔砂壩起了作用。黃河的泥沙劇降。所以我們做了以后，河就沒有再動，只在1996年做了一個小的調整，在河口的河道那兒，有很小的一段兒，是為了把一個油田淤出來。那么大的河，因為黃河到河口那兒有很多河道，每一個河道有一個名字，有十幾個名字呢。到河口就不叫黃河了，就叫清水溝了，它實際上就是黃河。現在清水溝已經用了30多年了，已經遠遠長于過去使用河道的時間，超過好幾倍了，但現在看起來還能繼續使用幾十年。另外一個是當地的民眾，通過這項活動，對于環境生態保護有了很大的覺醒。所以現在黃河口有個自然保護區，老百姓也自覺地加入里面的一些工作。

記者：作為一位泥沙運動規律方面的專家，在中國除了黃河流域之外，您還關心哪些地區呢？

王兆印：我過去在70年代和80年代，主要是關心黃河和三峽，因為那個時候，我們主要的大工程都在那里。現在，從90年代開始，主要精力投入到青藏高原和云貴高原的研究。為什么呢？一個是我們國家的西南地區有90%的資源，包括水電和其他資源，還有90%的生態和90%的景觀。現在在西南地區的開發究竟對生態有多大的影響，我非常關注。最近，我剛剛去了雅魯藏布江大峽谷。沿路都是崩塌，走的路是非常陡峭的，差不多每一步都要小心地邁。而一天在山道走28公里是非常非常艱難的。我們在那里有很重要的發現，比如，在雅魯藏布江大峽谷里，是最陡峭，水流最強，能量最大的地方，完全沒有推移質運動。這個是非常重要的一個發現。因為根據傳統的推移質運動理論是，水流強度越高，剪切力越大，垂直運動應該越強。但是那里沒有。而正因為不動，這是非常重要的一個大峽谷的穩定條件。如果進了推移質，它就會把大峽谷像拉鋸一樣拉下去。而現在這么陡峭的兩岸會不斷地崩塌和滑坡，那就是非常災難的了。這么多年，可以說從Holocene, 全新世以來，推移質已經不再進入大峽谷了。有兩個原因。一是它里面發育了一種結構，把能量全部消耗了。所以我們在研究它到底能消能多少，這樣能保護大峽谷不讓卵石進來；第二是這么多的卵石到哪里去了。我們做了一個測量，它們實際上都在上面的緩坡段，堆積了上百米。這是一個很重要的事實，可以顛覆我們傳統的泥沙理論。所以我們從理論研究方面也非常關注它，而從開發大西南和生態角度來講，我們也非常關注它。它要開發究竟會導致什么樣的問題。我們在上面采樣，發現了一些物種。比如說無脊椎動物，在其他河流都沒有找到的，那里找到了幾種非常特殊的。當然，它對生態到底有多大影響，多大的作用，我們還在做研究。

記者：曾經有人說過，中國有兩條黃河，一條是流經黃土高原的黃河，一條是中下游河水相當渾濁的長江，您如何評價這種說法？三峽工程中的水庫，是否又會因為長江當中的泥沙，很快被淤積呢？

王兆印：這個問題很好，但是我不同意這個說法。為什么呢？剛才講了，中國的河流都在減沙。曾經有人說長江也將成為黃河，那個時候可能帶有嘩眾取寵的意思，可能當年稍微高了一點。實際上，從長久的趨勢上看，長江、黃河的泥沙從80年代以來就一直在下降。特別是到了90年后，下降得非常快。黃河的沙已經減少了80%，實際上入海的沙可能只有10%了，跟50年代到80年代相比。長江也是一樣，減沙也非常劇烈。不算三峽，也是減少了一半；算上三峽，從上面下來的沙是非常少的。按照進入海的沙來算，也減少了75%以上。因此，長江并不是變成了黃河。而長江現在三峽以下有一段是很清的，已經完全改變了過去的顏色。這個不見得是好事，因為會造成一些沖刷，這是另外一個問題。三峽水庫原設計390億立方米，其中有170億是用來淤沙的。根據過去的計算，這170億泥沙要淤滿的話，需要120年到150年。到了120年之后就會達到一個平衡階段，來多少沙，走多少沙，不會再增加淤積量。根據三峽蓄水8年之后的情況來看，現在的淤積速率比預計的要低得多。這主要原因是上游來沙大量減少和采砂。我們做了一個統計，采砂總量可能會有一個億。長江一共有5個億的沙，光采砂就去了20%。這些采砂主要是城市建設所需用沙的材料。三峽水庫就算這170億全淤了，還有220億的調節庫容是不會變的。因此三峽是一個千年萬年的工程，不會幾百年就淤滿。

記者：除了您剛才提到的采砂之外，還有沒有其他的原因造成了黃河和長江當中的含沙量減少了？

王兆印：咱們就說長江減沙吧。長江減沙有過研究，氣候的變化起一定的作用，但是各大小水庫加在一起量很大，估計有40%，使真正進入長江的沙減少了，植樹造林能夠起到20%的作用，剩下的就是采砂等其他原因。

記者：最近這幾年，云南、甘肅等地方連續發生了一些比較重大的泥石流事故。政府在做哪些工作幫助當地的民眾進行長期的防范呢？

王兆印：中國的泥石流主要發生在四川、云南、甘肅和西藏。云南和四川的人口密度比較高，所以關注的也比較大。國家做的工作主要有幾個方面：一個是控制侵蝕，像長防林工程，做植樹造林；第二是做工程防治，主要有三種。一是谷防壩，在山谷里做些壩，抬高侵蝕基準面，減少侵蝕量。二是排導槽，來了泥石流，沿著溝走，繞開村莊和農田，排入江里。三是渡槽，保護鐵路和公路，山中出來的泥石流，遇到公路的時候，要從空中過去，這樣公路就不至于受損。其中，當然是谷防壩最主要。在云南的小江流域，沿城有107條泥石流溝。當地政府主要的治理方法就是建谷防壩和植樹造林。建谷防壩和植樹造林很有效，現在大部分溝都給制住了，有的溝基本上多年不發了，所以建起了村莊來。但是甘肅舟曲的泥石流是非常意外的，因為它屬于特大泥石流，方量超過100萬方。它也有谷防壩，但是谷防壩和排導槽只能防治一般的泥石流，對特大泥石流是無效的。現在我們國家還沒有對特大泥石流的防治方法，主要是通過城鎮布局躲避一下。我們做了一個非常好的工作，用了一種消能結構來防治特大泥石流。2009年我們做了實驗，在四川震區綿遠河上有個叫文家溝的地方。溝里發生了非常大的滑坡，所以泥石流都是滑坡提供的固體物質。2008年發生了非常多泥石流，死了很多人。2009年我們就在溝里做了消能結構—接替伸展結構。水流過的時候它的能量就被消減了，它就無法掏刷，無法將泥沙運動起來。所以2009年我們制作了接替伸展結構之后，全年沒有發生泥石流災害，盡管降雨量比2008年還大一點。到了2010年，當地政府按照常規的方法做了20個谷防壩，把我們的接替伸展結構拆掉了。因為是特大泥石流，暴雨很大，水流能量極高。本來谷防壩對一般泥石流是有效的，但是無法阻擋特大泥石流。結果一場泥石流將20個谷防壩全部沖毀，埋了村莊，死了12個人。這個對比說明，在特大泥石流的防治上必須考慮消能問題。消減它的能量，甚至比攔擋更重要。但是要讓決策者認同甚至應用它，恐怕還需要10年的時間。我們正在做這個努力。但是目前有一個缺點，比如施工隊伍不知道如何施工，沒有施工規范，因為這種方法是全新的，他們掌握不了。所以我們現在還正在做研究。

記者：在中國民間有一種說法，貝殼類的海鮮是不能吃的，因為在河流和沿海地區的底泥遭受了嚴重的重金屬污染。這種說法您是否同意呢？中國政府在治理河流入海口的底泥污染問題方面又做了哪些工作？

王兆印：這個問題還是應該分地區來看的。比如說泥沙會吸附一些重金屬，所以底泥里的重金屬含量是相當高的。但是并不是所有的地方都達到這么高的水平。所以說所有的海鮮都不能吃的說法太籠統，絕大部分應該都是可以吃的。可能有個別地方污染比較嚴重。我們做了一個工作，從長江的中下游河口采了底泥，上層和底層的水樣以及底棲動物，主要進行重金屬的測量。我們發現，水里的重金屬含量是最低的，泥里是最高的。在底部生活的底棲動物身體中的重金屬含量是次之的。捕食底棲動物的魚類是更次之的。食浮游生物為生的魚類就更低一點。但是水里是最低，因為一下子就流過去了，水里面有一點就會在底下聚集。因為它是沿著食物鏈有個轉移。有人說，轉移到最后的環節是最高，是錯的。從我們研究的結果來看，重金屬沿著食物鏈傳遞的時候，傳遞一階就會減少一點。越傳越低，并不是越傳越高的。貝類當然屬于底棲動物，比底泥的重金屬含量要低一個量級左右。人吃了之后，當然消化吸收的會更少一點。但是底泥（重金屬）達到多少的含量就不能食用，國家應該出臺一個管理的方法。但是籠統地講，這些都不能吃的說法是不科學的。

以上是聯合國電臺記者黃莉玲采訪美國土木工程協會2011年度漢斯・阿爾伯特・愛因斯坦獎獲得者、清華大學教授王兆印。

本文從聯合國網站http://www.unmultimedia.org/radio/chinese/下載（IAHR中國分會秘書處2011-8-17）

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