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擾動強烈、水資源承載壓力大、水生態系統受損程度嚴重的地區之一。

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為研究“靶區”，面向區域水資源安全保障實踐和重大國家戰略需求，開展自然-社會水循環演變機理與科學調控研究，取得了一系列創新性理論技術成果。他心懷社會，勇擔重任，在水資源規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，勇擔重任

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、流域水循環模擬與調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、創新理論認知、研發技術并推廣應用……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，累計科研經費超億元。

趙勇將理論研究、技術研發和成果轉化相結合，產學研聯動，結出累累成果。近5年來，以第一和通訊作者在國內外權威期刊發表論文56篇;以第一作者出版學術專著4部;以第一和第二發明人申請國家發明專利46項;與義源節能環?？萍加邢薰竞献餮邪l的家庭生活節水專利產品被納入國家機關事務管理局節能節水指導目錄，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。趙勇在中國節水型社會建設理論、技術與實踐，大型調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，江河源區水生態保護補償基本原理與關鍵技術，河套灌區水循環立體監測與用水生態高效調控，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、南水北調工程運行管理與方案優化、南水北調中東線工程戰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《河北雄安新區總體規劃》《京津冀工業節水行動計劃》等若干重大規劃計劃采納應用，直接推動了國家重大政策實施和工程規劃管理優化完善。

回首過往，趙勇自認是無愧于心的。身兼數職，兢兢業業，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，發光發熱，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自然-社會水循環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，銳意創新

破解京津冀等我國北方缺水地區水資源主要矛盾面臨的三大關鍵科學問題——自然水循環變異機理、社會水循環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、室內試驗、機理識別、數學模擬和實踐應用研究。

為了研究我國北方土石山區土壤斥水性影響及其分布規律，趙勇和團隊4次開展媯水河和白河流域調查采樣，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一的降水入滲模型，拓展了傳統經典水文模擬方法。

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、平原區長期原位觀測和大范圍調查試驗，從降水、蒸發、植被變化、城鎮化、人工水體、農田耕作、土壤深厚包氣帶、地下水位等方面，系統回答了流域水資源衰減歸因，模擬預測了未來變化規律。

在探究社會水循環需求驅動機制與通量演變規律的過程中，趙勇和團隊調查了京津冀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據，監測了2100眼機電井取用水通量過程，統計了41個工業行業30年耗用水信息……最終，據此量化了京津冀縣域尺度層次化需求規律，提出了社會水循環層次化需求理論，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、工業和農業層次化需水預測評價方法。

在提出社會水循環能量驅動機制，建立以能量耗用為統一度量標準的水循環強度評價方法的過程中，基于理論方法創新，趙勇開展了大規模家庭、機電井、污水處理廠、工業企業等水能消耗試驗與調查，繪制了從單元、城市、區域乃至全國和全球等不同尺度的水循環能流圖，為后續研究奠定了基礎。

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

針對我國北方缺水地區水資源高效利用主要矛盾，趙勇創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需求和缺乏國產通用模型“卡脖子”問題，他組織開發了具有全部知識產權的國產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、京津冀等地區水資源規劃和合理配置工作。

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

苦干實干，銳意創新。經過多年不懈努力，趙勇和團隊探明了海河流域自然水循環轉化機理與水資源衰減歸因，揭示了社會水循環需求、能量和消費三重驅動機制及其多過程通量規律，創新提出了自然-社會水循環系統模擬與水資源科學調配的理論與方法……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“創新、求實、敬業、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”復雜系統多維交互效應與協同調控研究，完善國家水網布局，為解決水資源短缺這一人類可持續發展道路上的重大挑戰貢獻智慧。