中國水電能源理論的開拓者

劉紅偉

如果說，中國水電能源理論的發展是一部有聲有色的話劇，那么，張勇傳就是這部鴻篇巨制的總策劃和總導演。

他主持和負責的“柘溪水電站優化調度”，使柘溪成為我國第一個實現優化調度大中型電站；

他首先提出的凸動態規劃和水調對策論開辟了新的研究領域；

他首次提出的傳遞相關概念及相應的判別準則以及RBSI技術，解決了庫群優化的“維災”難題；

他首次提出的隨機決策模式、洪水分型和分型歸納演繹預報模式，為該領域研究開拓了新的途徑；

他將水庫運行基礎理論與優化理論、控制理論、系統工程等理論與技術進行綜合交叉研究和應用，為現代水庫運行理論的創立做出了突出貢獻，并率先提出了數字流域的嶄新概念。

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本期院士天地，讓我們一同走進華中科技大學，近距離接觸中國工程院院士、著名水電能源學家張勇傳教授，領略他科研教學的執著風采，感受他上善若水的浪漫情懷。

立志報國 矢志不渝

1935年3月，張勇傳出生于河南省南陽市的一個知識分子家庭。父親張繼西，字墨林，讀書明理，潔身自好。他飽受戰亂之苦，深知舊中國的落后和腐敗給人民帶來的痛苦與災難，節衣縮食也要供張勇傳兄弟三人讀書，希望他們日后可以為祖國強大興盛做出應有的貢獻。

抗日戰爭時期，張勇傳在其家鄉南陽市東郊十五里外的盆窯上小學，在那里，他親眼目睹了人們四處逃難的凄慘畫面，看到了日本侵略者殘忍地屠殺自己無辜的同胞，所有這些，在他幼小的心靈中留下了深深的烙印，極大地傷害了他的民族自尊心，也激發了他立志為國家強盛而奮斗的民族正義感。

從此，他發憤讀書，以優異的成績考取了南陽中學，每天往返十幾里去上學。當時正值解放戰爭和建國之初的經濟恢復時期，生活十分艱苦，但對知識的渴望，對事業的執著追求以及立志要學有所成報效祖國的赤子忠誠，激勵著張勇傳那顆年輕熾熱的心。在學校，他孜孜以求，刻苦讀書，加上自己的天資和勤奮，在中學時期就為自己今后從事科研工作做好了重要鋪墊。

1953年，張勇傳從南陽中學畢業，以優異的成績考取了新中國誕生后剛剛成立的華中工學院（現華中科技大學），在華中工學院桂林分部上完一年級后，張勇傳回到校本部繼續攻讀水電專業。

大學期間，張勇傳如魚得水，盡情沐浴在各名家大師的春風中，勤奮努力，積累了大量的專業基礎知識，為日后從事水電能源理論及實踐的研究奠定了堅實的基礎。

1957年，張勇傳大學畢業，并留校任教，長期從事水資源、電力領域的教學科研工作。當時，他既要教學，又要搞科研；既搞基礎理論研究，又搞應用技術開發。

上世紀50年代末，張勇傳開始從事電力運行的優化調度研究。1963年，年僅28歲時，他就出版了《水電站水庫調度》一書，成為我國水庫調度領域的第一部著作，表現出的科研才華和鉆研精神令人欽佩。從此，他一直從事有關水電能源的開發控制和調度的研究，并致力于將自己的科研成果廣泛運用于生產實踐，以服務祖國的建設工作。

1984年初，張勇傳和同事們在華工校園里，建立了我國第一座水電站經濟運行計算機控制實驗中心，張勇傳又創造了一個中國第一。得獎后的張勇傳，更是信心百倍，沖勁十足，全身心地投入到了科研與教學之中。

“以終為始，不斷前進，重要的是著眼于過程，即使不成功，青春的年華，也沒有碌碌無為，當然如果達到了目標也很愉快。追求了，奮斗了，也很愉快。”這便是張勇傳對人生和事業的感悟。

1997年，張勇傳當選中國工程院能源與礦業工程學部院士，成為華中理工大學首批的工程院院士。在《候選人簡表》上，清楚地寫著這樣一句話：“所得成果在實際工程應用中獲得超過8億元的直接經濟效益。”然而，這僅僅是1979～1996年間的數據，其后的延續效益更加巨大。有人說，張勇傳的研究到今天為止，給國家帶來的直接和間接的效益，恐怕已難以用數字來計算。

與水結緣 壯志未泯

在河南省南陽市境內，有一條名為白河的河流。它發源于伏牛山，流至襄陽注入漢水，再于武漢匯入長江，最終流入大海。這條河流，被當地人民譽為母親河。

張勇傳與水淵源頗深。出生在淯水之濱，在母親河的滋潤下自由成長。曾在白河中暢游的少年，一生與水結下不解之緣。水是他事業的核心，更是他的精神家園。

張勇傳兒時常常和小伙伴們一起去河里捉魚摸蝦，游泳嬉戲，白河里流淌著張勇傳數不清的快樂回憶。然而1953年的夏天，天公真是不作美，連降暴雨，白河漲水，洪波滔滔。往日平靜美麗的白河水，這個時候突然發起了“脾氣”。她這一發脾氣，差點阻段了這一少年的前程。

這個夏天，張勇傳要渡過白河，前往許昌參加高考（當時南陽考生在許昌考試）。苦等數日，白河洪水仍不見退卻之勢。眼看考期就要錯過，張勇傳和家人焦急萬分。怎么辦？看了看地圖，算了算日程，十八歲的張勇傳毅然決定搭乘一只運貨的小木船，沿河而下，順漢水，赴襄樊（現襄陽）參加高考。

在臨考前一天，張勇傳終于如愿到達了襄樊。他顧不上旅途的疲憊，馬上前去報名，然后準備第二天的考試。由于路途顛簸，加上連日陰雨，他病了，是累病的。然而，第二天，張勇傳準時出現在了考場上，帶病做完了所有的試題。當他走出考場時，他的步伐十分沉重，他的心情同樣也很沉重，他覺得沒考好。

但是，憑借扎實的知識功底，他贏得了這次高考的勝利。不久，他就收到了錄取通知書，來自華中工學院（現在的華中科技大學）的錄取通知書。

1954年，也就是張勇傳大學二年級的那一年，長江爆發了百年一遇的全流域性大洪水，這是一個國家的災難。這一年的暑假，張勇傳沒有回家，毅然響應號召，參加了長江的防洪搶險，和同學們一起沖上抗洪一線，共同用血肉之軀抗擊洪水。

在張勇傳的記憶里，水是甜蜜的，承載著兒時的歡樂和夢想；水又是殘酷的，親身經歷的兩次洪水讓他認識到了水的兇險和可怕。

人生中經歷的兩次洪水，讓年輕的張勇傳不由地開始了關于水的理性沉思，對水有了更加深刻的認識。“滔滔江河水，足以讓人折服，令人懼怕，但是，它又是蘊藏著多大的能量啊！如果利用好科技的長纓，讓水的力量為我所用，該是多大的一筆財富啊！”張勇傳深刻地認識到，水是一種寶貴的能源，如果科學地控制，有計劃地利用，定能使它造福于民。自此，他逐步走上水電能源開發和優化調度的科研之路。

大學時期，隨著專業知識的學習和知識體系的完善，張勇傳開始了將水害變成水利的學習與研究。為此，張勇傳幾乎窮盡了自己畢生的精力與心血。

愛因斯坦曾這樣說過：“提出問題比解決問題更為重要！”張勇傳就是一個善于提出問題的人，這也是他從小就養成的習慣。“大學期間，是一個知識積累的過程，不求天衣無縫地解決問題，但求自己能提出一點想法。”張勇傳如是說。

他是這樣說的，也是這樣做的。大四的時候，張勇傳對“水能計算”的一種算法提出了自己的想法，原來的“水能計算”，一定要做試算，顯得過于繁瑣，于是，他發明了一種新方法—“圖解法”，就是在底圖上設定一條曲線，在一張透明紙上再設定一條曲線，然后將透明紙覆在底圖上，按照一定規律進行移動，為兩條曲線找到一個交點，這個點，就是要求的解。這一方法，大大簡化了原來“水能計算”的過程。他將自己的發明寫成文章發表在《水力發電》雜志上。現在，這種方法叫“迭代法”。這是張勇傳發表的第一篇學術論文，也是他學術創新的發端。

不忘初心 勇于探索

五十多年來，他長期從事水資源、電力領域的教學科研工作，在水資源、水電、電力領域有較深的造詣，不斷開拓著中國水電能源理論研究的新領域，是名符其實的中國水電能源理論的開拓者，在多個方面都做出了獨創性的重要貢獻，這其中不乏創造出多項“中國第一”。

上世紀70年代末開始，張勇傳在水庫運行基礎理論，規劃決策與風險管理、水電站計算機實時控制領域都取得了重大突破和創新，將水電能源理論、優化理論、控制理論、不確定性理論以及人工智能、神經網絡、模糊分析等技術進行綜合交叉，開展了很多具有很高價值的奠基與開拓性工作，為現代水電能源理論的創立和發展做出了重要貢獻。

1962年建成的柘溪水電站，運行基本是“靠天吃飯，有水就發電，水多了就放掉，水少了就限制用電，嚴重干旱時，下游群眾用水困難”。為了解決這一難題，1979年張勇傳到了柘溪。

當時我國電子計算機還很少，柘溪僅有一臺使用穿孔帶的121計算機，機體很大，占了整整一個房間，計算速度卻很慢，一個方案往往要三天三夜才能算出結果來。張勇傳就和其他技術人員在機房內“安營扎寨”，沒日沒夜地工作。

歷經多次失敗，他們終于拿出了柘溪水電站的最優調度方案。按照新的調度方案，該電站一年之內就實現多發電1.3億度，占全年總發電量的6%。

國家科委將這一成果向全國34座大中型水電站推廣，經濟社會效益大大提高。柘溪成為我國第一個成功實現優化調度的大中型電站。張勇傳就這樣創造了一個“中國第一”。“柘溪水電站經濟運行實時控制”等項目，也被評為湖南省科技進步一等獎。

“海闊憑魚躍，天高任鳥飛。”緊隨其后，江西上猶江電站來請張勇傳為他們做水電能源開發。1982年，張勇傳再度展開科研攻關。優化調度方案一經實施，使該電站發電量增加了7.4%，半年就增加產值1400萬元。該項研究被評為江西省重大科技成果一等獎。

江西柘林電站也專門來請張勇傳為他們做水電站調度的模型。以柘林電站為主的“江西四庫聯合優化”項目，獲國家科技進步三等獎。

在掌握了大量第一手資料的基礎上，張勇傳對優化調度理論進行總結，提出了水庫優化調度的三個定理，編制出了我國第一個水庫優化調度程序，他將這一理論成功引入優調實踐，使經濟效益和可靠性得到滿意的協調。實現了理論上的創新。該結果榮獲了江西省優秀科技成果一等獎。

此后，他首次提出了多時段間相關聯系的判別原則、直接相關和傳遞相關的要領，并推導了它們之間定量關系；給出了用馬爾柯夫鏈來描述徑流分布中偏態系數的理論計算公式；提出了典型徑流過程概念和徑流典型分解正交有效算法。

他首次提出了“偏優損失”概念，偏優特性的計算方法和基于這一特性處理庫間補償的微增原則，提出了多站徑流的T變換卡爾曼濾波算法。

張勇傳還率先提出數字流域、三維水網等新概念，并在國內首次將博弈論、控制論、不確定性理論運用到水電運行管理中，其理論先后在丹江口、三峽梯調中心、金沙江調控中心等特大水庫和水電站建設中得到了運用。

“功夫不負有心人”，張勇傳在水利水電方面的研究成果，先后獲得國家科技進步一、二等獎和部省級科技獎勵16項，其成果在實際工程應用中取得了顯著的經濟效益和社會效益。

言傳身教 甘為人梯

在成長過程中，張勇傳歷盡了各種坎坷與風風雨雨，然而，對于他，不論是順境還是逆境，始終堅定一個信念：“獻身科學、報效祖國”，這種奉獻精神深深影響著他身邊的人和他的學生們。

從1957年畢業留校工作起，張勇傳一直堅守在教學與科研工作一線，已有50多年。他在華工當了三年助教，十八年講師，五年副教授，經歷了半個世紀風風雨雨華工路。他見證了這所高校的發展與變革，崛起與輝煌，現在，他已經桃李滿天下。

長期以來，張勇傳十分注重科研后繼力量的培養，先后培養了一大批碩士、博士。他總是在摸索怎樣培養才更有利于學生的發展，他主張放手讓年輕人做事。他教育他的學生：“學習最重要的根本方法應該是問，提問題，把學問兩個字倒過來，就是問學。”

“我雖是一位院士，但同時也是一名教育工作者，培養人才，使更多孩子有機會接受良好的教育，也是一種責任和使命。” 張勇傳如是說。

張勇傳始終認為，“要想有所成就，年輕時打好基礎是十分重要的。”因此，他十分注重對學生基礎知識的培養，強調一定要有扎實的基礎知識，提高理論分析和思維能力；同時鼓勵學生要有創新思想，培養創新思維，要善于思考問題，要多角度地考慮問題，提出新方法；要有自己的信念，加強自信心的培養，提高自己觀察問題、思考問題、解決問題的能力。

他還常常鼓勵和培養學生要有對事業執著追求，選定目標，就要不斷地奮斗，努力前進，不計較結果與否的科學精神。

同時，他還十分重視對學生素質的培養，一直教誨自己的學生，正確處理做學問與做人的關系。在他自己所領導的科研組里，張勇傳更是把做人放在首位，他認為，“作為個人，在高速發展的今天，其力量和作用正在減小，任何成就的取得，需要多方面的相互協作，相互配合，只有大家共同努力，相互理解、支持，才能克服困難，才能達到目的”。

張勇傳經常用“1+1>2”的形象說法來闡述其對團結協作，團隊精神的精辟理解和認識。在他的影響下，大家團結一心，取得了一個又一個重大突破，在榮譽面前，他總是首先想到與他一起工作的同志。值得一提的是，論文發表的署名中，他總是不署個人的名字或將自己的名字放在最后，甘為人梯，將年輕人推向前臺，鼓勵他人放手工作。

“青出于藍而勝于藍，冰水為之而寒于水。”談到對于學生的希望，張勇傳說：“作為一個大學老師，我希望我的學生能夠超過我。”把弟子們在不同方面超越自己作為人生樂事，這何嘗不是一個真正的大家才具有的胸懷。

“青年是祖國建設發展的希望”，張勇傳對青年一代一直以來都寄予很高的希望，不管自己工作有多忙，他都會擠出一定的時間去和青年進行座談，以他自己的親身經歷，鼓勵他們珍惜所處的今天這樣一個非常好的時代，以祖國的發展、時代的發展、事業的發展為己任，勤奮學習，努力工作。

2003年7月1日，年近古稀的張勇傳，出任華中科技大學文華學院第一任院長，開創中國高教史上院士擔任獨立學院院長的先河。文華學院是華中科技大學與武漢美聯地產有限公司合辦的一所獨立學院，張勇傳于2003年至2010年任該學院院長，2010年11月起，擔任該學院名譽院長。

張勇傳認為，國家的發展需要有更多的人接受教育，獨立學院是我國高等教育大眾化的必然產物。“我常想，外國能把獨立學院辦成世界一流的大學，我們中國為什么就不能？”張勇傳感慨地說。在文華學院，他的教育理念是“打好基礎、著重素質、因材施教、凸顯特色。”

在張勇傳的帶領下，文華學院站在“巨人”的肩膀上騰飛，實現了學院“千畝校園，萬人規模”的第一步辦學目標，創造了二級學院發展史上的“文華奇跡”，使文華成為了全國獨立學院中的佼佼者。

他經常將青年人比作是春天，“春天是美好的，人們都希望留住春天，青春是人生的春天，怎樣才能留住人生的春天呢？這就要把我們的青春、智慧、力量融入到我們的事業中去，我們的事業很重要，這里面凝結著我們的青春，我們的事業是永存的。因此，我們每個人的青春也是永存的。”

如今，已近耄耋之年的張勇傳依然耕耘在教學科研一線。他曾經贈給青年畢業生這樣一句話：“鼓起勇氣，充滿信心，去吧！去迎接新的挑戰！”

現在的張勇傳，又何嘗不是如此！

這句熱情激昂的話語，不僅僅是寫給學生，更是寫給他自己。