扎根京津冀 保障水资源安全——记中国水利水电科学研究院正高级工程师、博士生导师赵勇

肖贞林

赵勇

京津冀是我国乃至全球人类活动对水循环扰动强烈、水资源承载压力大、水生态系统受损程度严重的地区之一。

中国水利水电科学研究院正高级工程师、博士生导师赵勇长期扎根京津冀，始终以强人类活动影响区为研究“靶区”，面向区域水资源安全保障实践和重大国家战略需求，开展自然-社会水循环演变机理与科学调控研究，取得了一系列创新性理论技术成果。他心怀社会，勇担重任，在水资源规划和管理实践中积极推广应用研究成果，撰写的建议多次得到党和国家领导人批示，为保障我国水资源安全作出了重要贡献。

悉力前行，勇担重任

1977年出生的赵勇已过不惑之年，自2003年从中国水利水电科学研究院获得博士学位后留院工作以来，赵勇不负韶华，在研究所的工作岗位上踏实奋斗将近20年，逐渐成为中国水利水电科学研究院水资源所副所长、流域水循环模拟与调控国家重点实验室团队学术带头人。

从2008年到2022年，14年的时间，赵勇一心扑在京津冀等水资源问题研究上，主持课题研究、开展学术交流、创新理论认知、研发技术并推广应用……力图从各个层次推进京津冀水资源安全保障工作。

在基础科研工作上，赵勇敢于担当，善于作为，凝聚众力。多年来，他主持和参与京津冀水资源安全保障相关的国家和省部科研项目40余项，累计科研经费超亿元。

赵勇将理论研究、技术研发和成果转化相结合，产学研联动，结出累累成果。近5年来，以第一和通讯作者在国内外权威期刊发表论文56篇；以第一作者出版学术专著4部；以第一和第二发明人申请国家发明专利46项；与义源节能环保科技有限公司合作研发的家庭生活节水专利产品被纳入国家机关事务管理局节能节水指导目录，并有3项专利技术入选水利先进实用技术重点推广指导目录。

深耕多年，精益求精。赵勇在中国节水型社会建设理论、技术与实践，大型调水工程运行风险管控关键技术及应用，气候变化对旱涝灾害的影响及风险评估技术，江河源区水生态保护补偿基本原理与关键技术，河套灌区水循环立体监测与用水生态高效调控，全国灌溉用水效率评价技术与应用等方面做出了一个又一个成果，数次荣获国家级、省部级科技奖励。

对赵勇来说，水利工作除了深入一线，体察社会需求，破解科学机理，还有一项重要工作就是提出大胆务实的构想、具体规划和指导意见，为解决水资源问题提供切实可行的方案。

为此，赵勇先后提出京津冀水安全保障、南水北调工程运行管理与方案优化、南水北调中东线工程战略效益北延滦河流域、实施国家污水资源化等成果建议，并先后6次获得习近平总书记和李克强总理批示，被《河北雄安新区总体规划》《京津冀工业节水行动计划》等若干重大规划计划采纳应用，直接推动了国家重大政策实施和工程规划管理优化完善。

回首过往，赵勇自认是无愧于心的。身兼数职，兢兢业业，他以饱满的工作热情用心诠释自己的每一个工作角色。无论是担任中国水利学会青年科技工作委员会秘书长、国家发改委污水资源化利用专家组成员等职务，还是作为国家重点实验室团队学术带头人及多个学术期刊审稿人，他都全心全意，发光发热，积极投身于水利科学研究和技术咨询工作。

工作中，赵勇心系学科发展，热心组织开展学术交流。近5年，围绕京津冀等强人类活动影响区自然-社会水循环演变和水资源安全保障，他作为会议主席或主持人，主办承办学术研讨会议8次，累计参会超过1300人次，交流学术报告超过120人次。

君子不器，赵勇在悉力奋进中，将自己锻造成新时代的多面手、复合型科研工作者，身兼多重担子，在每一个工作岗位上都交出了亮眼的成绩单。

苦干实干，锐意创新

破解京津冀等我国北方缺水地区水资源主要矛盾面临的三大关键科学问题——自然水循环变异机理、社会水循环驱动机制和水资源安全保障技术，需要进行充分的原型观测、室内试验、机理识别、数学模拟和实践应用研究。

为了研究我国北方土石山区土壤斥水性影响及其分布规律，赵勇和团队4次开展妫水河和白河流域调查采样，获取了835个有效样本。最终的研究成果成功揭示了斥水性土壤入渗机理，建立了亲水性和斥水性土壤相统一的降水入渗模型，拓展了传统经典水文模拟方法。

为了揭示海河流域水资源衰减机理及其影响，赵勇和团队开展了山丘区、平原区长期原位观测和大范围调查试验，从降水、蒸发、植被变化、城镇化、人工水体、农田耕作、土壤深厚包气带、地下水位等方面，系统回答了流域水资源衰减归因，模拟预测了未来变化规律。

在探究社会水循环需求驱动机制与通量演变规律的过程中，赵勇和团队调查了京津冀13座城市3200个家庭生活用水行为，分析了94万眼机井以电折水大数据，监测了2100眼机电井取用水通量过程，统计了41个工业行业30年耗用水信息……最终，据此量化了京津冀县域尺度层次化需求规律，提出了社会水循环层次化需求理论，解析了刚性、弹性和奢侈层次化需求机制和结构特征，建立了生活、工业和农业层次化需水预测评价方法。

在提出社会水循环能量驱动机制，建立以能量耗用为统一度量标准的水循环强度评价方法的过程中，基于理论方法创新，赵勇开展了大规模家庭、机电井、污水处理厂、工业企业等水能消耗试验与调查，绘制了从单元、城市、区域乃至全国和全球等不同尺度的水循环能流图，为后续研究奠定了基础。

在数学模拟工作方面，赵勇和团队研发了面向对象模块化的分布式水循环及其伴生过程模拟模型（WACM），经过18年持续完善，WACM模型既能提高山丘区水文模拟效率，又可详细模拟人类活动影响最强烈的灌区耗散-汇合过程；既能耦合模拟人工取用水、灌区引排系统、农田耕作、水库调度等复杂人类活动影响，又可以系统解析60多项水循环分项关系。W AC M模型代码4万多行，全部为自主编写，并在海河、淮河、渭河、河套和石津灌区等13个区域系统应用，成为解析自然-社会二元水循环演变的重要工具。

针对我国北方缺水地区水资源高效利用主要矛盾，赵勇创新提出了广义水资源合理配置理论方法。针对国外相关配置软件难以适应国内需求和缺乏国产通用模型“卡脖子”问题，他组织开发了具有全部知识产权的国产通用型水资源合理配置软件，打破了国外软件的垄断。他所研发的理论方法和模型软件广泛应用于天津、宁夏、河北、京津冀等地区水资源规划和合理配置工作。

完善水网是保障水安全的重要举措，赵勇和团队揭示了京津冀地区虚拟水网演变格局，提出了有效的管控路径；揭示了秦汉以来京津冀城水系统演变与驱动，解析了京津冀自然水网格局与特征。尤为重要的是，在理论技术创新实践应用中，赵勇提出了南水北调中线工程运行调度完善、南水北调东线进京及其线路优化、南水北调工程效益北延滦河流域，还设计了雄安新区水网、布局了天津市精细化水网，这些都是对京津冀一体化水网格局的创新完善。

苦干实干，锐意创新。经过多年不懈努力，赵勇和团队探明了海河流域自然水循环转化机理与水资源衰减归因，揭示了社会水循环需求、能量和消费三重驱动机制及其多过程通量规律，创新提出了自然-社会水循环系统模拟与水资源科学调配的理论与方法……聚焦前沿，攻坚克难，赵勇用始终如一的行动深刻诠释了中国水利水电科学研究院“创新、求实、敬业、奉献”的精神。展望未来，赵勇希望能立足前期研究工作基础，进一步开展关于以水为纽带的“水-粮-能-生”复杂系统多维交互效应与协同调控研究，完善国家水网布局，为解决水资源短缺这一人类可持续发展道路上的重大挑战贡献智慧。