扎根京津冀 保障水資源安全

肖貞林

京津冀是我國乃至全球人類活動對水循環(huán)擾動強烈、水資源承載壓力大、水生態(tài)系統(tǒng)受損程度嚴重的地區(qū)之一。

中國水利水電科學研究院正高級工程師、博士生導師趙勇長期扎根京津冀，始終以強人類活動影響區(qū)為研究“靶區(qū)”，面向區(qū)域水資源安全保障實踐和重大國家戰(zhàn)略需求，開展自然-社會水循環(huán)演變機理與科學調(diào)控研究，取得了一系列創(chuàng)新性理論技術成果。他心懷社會，勇?lián)厝?，在水資源規(guī)劃和管理實踐中積極推廣應用研究成果，撰寫的建議多次得到黨和國家領導人批示，為保障我國水資源安全作出了重要貢獻。

悉力前行，勇?lián)厝?/p>

1977年出生的趙勇已過不惑之年，自2003年從中國水利水電科學研究院獲得博士學位后留院工作以來，趙勇不負韶華，在研究所的工作崗位上踏實奮斗將近20年，逐漸成為中國水利水電科學研究院水資源所副所長、流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室團隊學術帶頭人。

從2008年到2022年，14年的時間，趙勇一心撲在京津冀等水資源問題研究上，主持課題研究、開展學術交流、創(chuàng)新理論認知、研發(fā)技術并推廣應用……力圖從各個層次推進京津冀水資源安全保障工作。

在基礎科研工作上，趙勇敢于擔當，善于作為，凝聚眾力。多年來，他主持和參與京津冀水資源安全保障相關的國家和省部科研項目40余項，累計科研經(jīng)費超億元。

趙勇將理論研究、技術研發(fā)和成果轉化相結合，產(chǎn)學研聯(lián)動，結出累累成果。近5年來，以第一和通訊作者在國內(nèi)外權威期刊發(fā)表論文56篇;以第一作者出版學術專著4部;以第一和第二發(fā)明人申請國家發(fā)明專利46項;與義源節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰竞献餮邪l(fā)的家庭生活節(jié)水專利產(chǎn)品被納入國家機關事務管理局節(jié)能節(jié)水指導目錄，并有3項專利技術入選水利先進實用技術重點推廣指導目錄。

深耕多年，精益求精。趙勇在中國節(jié)水型社會建設理論、技術與實踐，大型調(diào)水工程運行風險管控關鍵技術及應用，氣候變化對旱澇災害的影響及風險評估技術，江河源區(qū)水生態(tài)保護補償基本原理與關鍵技術，河套灌區(qū)水循環(huán)立體監(jiān)測與用水生態(tài)高效調(diào)控，全國灌溉用水效率評價技術與應用等方面做出了一個又一個成果，數(shù)次榮獲國家級、省部級科技獎勵。

對趙勇來說，水利工作除了深入一線，體察社會需求，破解科學機理，還有一項重要工作就是提出大膽務實的構想、具體規(guī)劃和指導意見，為解決水資源問題提供切實可行的方案。

為此，趙勇先后提出京津冀水安全保障、南水北調(diào)工程運行管理與方案優(yōu)化、南水北調(diào)中東線工程戰(zhàn)略效益北延灤河流域、實施國家污水資源化等成果建議，并先后6次獲得習近平總書記和李克強總理批示，被《河北雄安新區(qū)總體規(guī)劃》《京津冀工業(yè)節(jié)水行動計劃》等若干重大規(guī)劃計劃采納應用，直接推動了國家重大政策實施和工程規(guī)劃管理優(yōu)化完善。

回首過往，趙勇自認是無愧于心的。身兼數(shù)職，兢兢業(yè)業(yè)，他以飽滿的工作熱情用心詮釋自己的每一個工作角色。無論是擔任中國水利學會青年科技工作委員會秘書長、國家發(fā)改委污水資源化利用專家組成員等職務，還是作為國家重點實驗室團隊學術帶頭人及多個學術期刊審稿人，他都全心全意，發(fā)光發(fā)熱，積極投身于水利科學研究和技術咨詢工作。

工作中，趙勇心系學科發(fā)展，熱心組織開展學術交流。近5年，圍繞京津冀等強人類活動影響區(qū)自然-社會水循環(huán)演變和水資源安全保障，他作為會議主席或主持人，主辦承辦學術研討會議8次，累計參會超過1300人次，交流學術報告超過120人次。

君子不器，趙勇在悉力奮進中，將自己鍛造成新時代的多面手、復合型科研工作者，身兼多重擔子，在每一個工作崗位上都交出了亮眼的成績單。

苦干實干，銳意創(chuàng)新

破解京津冀等我國北方缺水地區(qū)水資源主要矛盾面臨的三大關鍵科學問題——自然水循環(huán)變異機理、社會水循環(huán)驅動機制和水資源安全保障技術，需要進行充分的原型觀測、室內(nèi)試驗、機理識別、數(shù)學模擬和實踐應用研究。

為了研究我國北方土石山區(qū)土壤斥水性影響及其分布規(guī)律，趙勇和團隊4次開展媯水河和白河流域調(diào)查采樣，獲取了835個有效樣本。最終的研究成果成功揭示了斥水性土壤入滲機理，建立了親水性和斥水性土壤相統(tǒng)一的降水入滲模型，拓展了傳統(tǒng)經(jīng)典水文模擬方法。

為了揭示海河流域水資源衰減機理及其影響，趙勇和團隊開展了山丘區(qū)、平原區(qū)長期原位觀測和大范圍調(diào)查試驗，從降水、蒸發(fā)、植被變化、城鎮(zhèn)化、人工水體、農(nóng)田耕作、土壤深厚包氣帶、地下水位等方面，系統(tǒng)回答了流域水資源衰減歸因，模擬預測了未來變化規(guī)律。

在探究社會水循環(huán)需求驅動機制與通量演變規(guī)律的過程中，趙勇和團隊調(diào)查了京津冀13座城市3200個家庭生活用水行為，分析了94萬眼機井以電折水大數(shù)據(jù)，監(jiān)測了2100眼機電井取用水通量過程，統(tǒng)計了41個工業(yè)行業(yè)30年耗用水信息……最終，據(jù)此量化了京津冀縣域尺度層次化需求規(guī)律，提出了社會水循環(huán)層次化需求理論，解析了剛性、彈性和奢侈層次化需求機制和結構特征，建立了生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)層次化需水預測評價方法。

在提出社會水循環(huán)能量驅動機制，建立以能量耗用為統(tǒng)一度量標準的水循環(huán)強度評價方法的過程中，基于理論方法創(chuàng)新，趙勇開展了大規(guī)模家庭、機電井、污水處理廠、工業(yè)企業(yè)等水能消耗試驗與調(diào)查，繪制了從單元、城市、區(qū)域乃至全國和全球等不同尺度的水循環(huán)能流圖，為后續(xù)研究奠定了基礎。

在數(shù)學模擬工作方面，趙勇和團隊研發(fā)了面向對象模塊化的分布式水循環(huán)及其伴生過程模擬模型（WACM），經(jīng)過18年持續(xù)完善，WACM模型既能提高山丘區(qū)水文模擬效率，又可詳細模擬人類活動影響最強烈的灌區(qū)耗散-匯合過程;既能耦合模擬人工取用水、灌區(qū)引排系統(tǒng)、農(nóng)田耕作、水庫調(diào)度等復雜人類活動影響，又可以系統(tǒng)解析60多項水循環(huán)分項關系。WACM模型代碼4萬多行，全部為自主編寫，并在海河、淮河、渭河、河套和石津灌區(qū)等13個區(qū)域系統(tǒng)應用，成為解析自然-社會二元水循環(huán)演變的重要工具。

針對我國北方缺水地區(qū)水資源高效利用主要矛盾，趙勇創(chuàng)新提出了廣義水資源合理配置理論方法。針對國外相關配置軟件難以適應國內(nèi)需求和缺乏國產(chǎn)通用模型“卡脖子”問題，他組織開發(fā)了具有全部知識產(chǎn)權的國產(chǎn)通用型水資源合理配置軟件，打破了國外軟件的壟斷。他所研發(fā)的理論方法和模型軟件廣泛應用于天津、寧夏、河北、京津冀等地區(qū)水資源規(guī)劃和合理配置工作。

完善水網(wǎng)是保障水安全的重要舉措，趙勇和團隊揭示了京津冀地區(qū)虛擬水網(wǎng)演變格局，提出了有效的管控路徑;揭示了秦漢以來京津冀城水系統(tǒng)演變與驅動，解析了京津冀自然水網(wǎng)格局與特征。尤為重要的是，在理論技術創(chuàng)新實踐應用中，趙勇提出了南水北調(diào)中線工程運行調(diào)度完善、南水北調(diào)東線進京及其線路優(yōu)化、南水北調(diào)工程效益北延灤河流域，還設計了雄安新區(qū)水網(wǎng)、布局了天津市精細化水網(wǎng)，這些都是對京津冀一體化水網(wǎng)格局的創(chuàng)新完善。

苦干實干，銳意創(chuàng)新。經(jīng)過多年不懈努力，趙勇和團隊探明了海河流域自然水循環(huán)轉化機理與水資源衰減歸因，揭示了社會水循環(huán)需求、能量和消費三重驅動機制及其多過程通量規(guī)律，創(chuàng)新提出了自然-社會水循環(huán)系統(tǒng)模擬與水資源科學調(diào)配的理論與方法……聚焦前沿，攻堅克難，趙勇用始終如一的行動深刻詮釋了中國水利水電科學研究院“創(chuàng)新、求實、敬業(yè)、奉獻”的精神。展望未來，趙勇希望能立足前期研究工作基礎，進一步開展關于以水為紐帶的“水-糧-能-生”復雜系統(tǒng)多維交互效應與協(xié)同調(diào)控研究，完善國家水網(wǎng)布局，為解決水資源短缺這一人類可持續(xù)發(fā)展道路上的重大挑戰(zhàn)貢獻智慧。