二元水循環——開創“新”生態之旅 

——記中國工程院院士、流域水循環模擬與調控國家重點實驗室主任王浩

2015-07-22

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

多次榮獲國家科學技術獎，其中國家科學技術進步一等獎1項，二等獎6項，省部級獎勵19項，出版專業領域著作30余部。到目前為止，共發表學術論文300余篇，其中SCI和EI檢索論文120篇。并獲“聯合國人居環境獎”，“杰出專業技術人才”，全國“先進工作者”、中央國家機關“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、人口規模以及經濟社會發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、流域水循環模擬與調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演變機理的基礎上，實現水資源利用效率不斷從低效向高效轉化，在我國有著迫切的現實意義。

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。 

創建二元水循環理論 

二元水循環理論的創建并非偶然，而是基于我國迫切的現實條件下應運而生的。水在不斷的循環往復過程中，形成了可被人類利用的水資源，所以水循環研究是解決水資源問題的關鍵。長久以來，人們對水循環的研究都是基于一元靜態模式之下的還原研究，這種對自然水循環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的全過程。

簡單來講，沒有人類之前，地球上水循環存在的主要形式為自然水循環模式，有了人類以后，水循環過程逐漸演變為“自然-社會”二元水循環模式，傳統的水文學或水資源學理論已不能解釋二元水循環演化機理，必須發展新的水循環理論，王浩所創建的二元水循環理論，就是將自然水循環與社會水循環置于一個有機整體內進行的多方位研究。

水的社會循環包含了社會經濟系統對水資源的開發利用，同時也包含了人類活動對水循環的影響。水的社會循環涵蓋了取水、輸水、用水、排水以及回用這五大基本環節。很顯然，社會水循環通過取水、用水、排水的方式與自然水循環相聯系，彼此之間形成了相互依存、相互聯系、相互影響的閉合式鏈條。這便構成了矛盾著的統一體——水循環的整體，也就是王浩所闡述的二元水循環系統”。

誠然，理論的創建只是應用的第一步，要確保理論成果能夠指導實踐。二元水循環理論的提出與創建，彌補了國內水資源基于一元自然驅動的靜態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。如何在二元水循環理論的指導下系統的建立流域水循環及其伴生的水生態、水化學以及水沙過程綜合模擬與多維調控技術體系，才是真正將二元水循環理論用到實處的關鍵。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律與二元演化模型”到“海河流域二元水循環模式與水資源演變機理”，再到“海河流域水循環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據、一次又一次的構建新的綜合模型體系，來印證理論的正確性，為實踐創造堅實的理論根基。

皇天不負有心人，在他的不懈努力之下，二元水循環理論與方法體系成功在國家、流域和區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劃、南水北調工程規劃與調度運行以及三峽上游特大及梯級水電群等重大規劃和工程都受到了二元水循環理論與方法體系的惠及，這對于我國水資源的可持續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。二元水循環理論與方法體系也推動著我國水資源學科體系的發展與完善，成為產學研建設路上的指明燈。 

擴建生態文明領域新航線 

王浩憑借著專業的學術精神及為解決我國現實問題而奉獻的科學態度，成功地將二元水循環理論發展成為解決實際問題的工具。這一突破性的創新，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支撐，而且帶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，固然是二元水循環理論存在的現實意義，但王浩認為，二元水循環理論的存在不僅僅是為了緩解水資源短缺的現狀，也不僅僅是為了解決水資源利用不規范的問題，而是在融合水文學、水資源學、氣候學以及生態學等多門交叉學科的基礎上，全面地構建一個水資源系統解決方案。

因此，“氣候—水文—生態”系統的建立就顯得尤為重要，這需要構建其耦合模擬、變化環境下水資源及需水預測預報技術、基于遙感和氣陸耦合模式的土壤墑情預警預報技術以及水資源實時調度等多項理論與技術體系。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系統的成型構建，包括國際著名期刊Hydrology Research的主編Dan Rosbjerg教授在內的國際水利專家對此表示了極大的興趣。在EGU（歐洲地球科學聯盟）年會上，他全程聽取了王浩關于“二元水循環驅動下的水資源管理探索”的發言，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。

以二元水循環理論為基礎，王浩為解決我國水資源短缺的現狀提供了很好的思路，而這種遠見更是建立在基于對生態文明建設基礎之上。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？

以生態文明為己任，以水循環為依托，生態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理論惠及更多地區，為人類的可持續發展謀福利。

 來源：科學中國人 2015年第7期