逆水行舟勤作槳 研無止境需為岸
——記中國科學院院士、武漢大學教授夏軍

□ 鄭莉穎 劉 佳

夏軍榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎

接受采訪的1個小時前，夏軍還在有條不紊地整理兩天后參會的演講報告，在他看來，一年365天幾乎沒有歇息的時候。多年來的高強度工作也讓他把做事效率看得極為重要，“一個人一生也做不了幾件事，把時間握緊，能夠扎扎實實將一件事做好已經很不容易”。

幾十年只為做好一件事，夏軍的這件事恰好與水緊密相連。

1985年，他成為了我國自主培養的首位水文學及水資源專業博士；2003年—2009年期間，他將中國人的水文研究面向世界，成功當選國際水文科學協會（IAHS）副主席和國際水資源協會（IWRA）主席；2011年，獲國際水資源管理杰出貢獻獎；2014年，獲國際水文科學領域最高獎“國際水文科學獎-Volker獎章”，是1981年該獎設立以來第一位獲獎的中國學者；2015年當選中國科學院院士；2018年獲2017年度國家自然科學獎二等獎……與水同行、厚積薄發，40年如一日，奮斗不息。如今的夏軍勢頭不減，立足國家重大需求，聚焦國際前沿水安全問題，把握水文學復雜性機理與生態文明建設關系。他將徑流形成與轉化基礎理論拓展到水安全問題實踐當中，把“水事業”做得更大，助力全球可持續發展穩健前行。

夏軍發展的非線性時變系統水文學途徑，推動了社會經濟可持續增長引擎的水資源管理的水文科學基礎研究。

——翻譯自夏軍2014年國際水文科學獎的頒獎詞

2017年度國家自然科學獎二等獎授予“流域徑流形成與轉化的非線性機理”項目團隊，再一次證明了水文學研究的重要價值。但對于該項目領頭人夏軍來講，所有積淀的成果并不是為了獎章，而是要將理論作用于實際生產，把水文機制認識和應用推廣到更大范圍，解決我國經濟社會可持續發展面臨的水安全關鍵性問題。也正是抱著這樣的想法，他面向國家需求，將傳統工程水文學研究轉向生態水文學，將江河流域水文學擴展到城市水文學、全球水文學研究與實踐，解決都市水文、全球變化、水生態文明建設面對的科學難題。

例如，從基礎層級來看，城市作為一個完整的高人口密度居住運行系統，不可避免要面對各類水安全問題。特大暴雨造成的城市內澇，暴雨沖刷淋洗以及生活垃圾導致的河道堵塞、水體黑臭，城市發展與擴張擠占有限生態空間而導致的河湖萎縮……近30年來，我國城市化進程不斷加快，各種類型的城市病也越發嚴重，致使水災害、水污染頻頻現身。例如，2012年北京市“7·21”特大暴雨造成79人死亡，上百億元經濟財產損失；2016年武漢特大暴雨757萬人受災，直接經濟損失23億元；長江經濟帶11個省市黑臭水體達到928個,占全國的44%……

觸目驚心的數據不斷提示著解決水安全問題的緊迫性和重要性。那么，城市究竟為何病了，城市內澇、水體黑臭、湖泊萎縮的癥結又在哪里？歸根結底在于城市發展建設與水安全問題解決的不適應、不融合、不同步。

水安全不僅是防洪安全，還涉及供水安全、水質安全和水生態安全等。“現在的城市小區及管網設計和排水系統設計遵照的基本是線性理論體系，例如，取均化的平均徑流系數，對于徑流形成的暴雨強度、下墊面硬化和前期底水多少等非線性影響因素重視程度不夠。”夏軍一針見血地指出問題關鍵所在。他強調，不同時期的暴雨強度、城市下墊面土地利用類型以及城區內外湖泊初期底水及蓄水量狀態都會對城市排水、徑流形成造成影響，而這些影響恰恰是非線性的，是目前建立平均態線性體系極容易忽略的。所以不管是城市干旱災害還是暴雨災害，實際的嚴重程度往往超出分析預計得到的結果。同時，由于暴雨沖刷，城市垃圾經水流對周邊土壤及河道造成面源污染，也成為阻礙城市河湖健康和可持續發展的一大元兇。

為此，夏軍提出應該著重加強薄弱的城市水文學基礎研究，倡導城市水循環系統一體化建設。“過去大家都習慣各司其職，水利、環保、園林等部門各管一塊，形成了‘岸上不管河里，河里不管岸上’的不合理局面。現在城市建設一體化，應該將各個涉水及水環境水生態部門協調到一起，將城市景觀水質、市政管理和生活用水管理綜合規劃。”

這些“城市病”的核心在于城市的水問題。因此，在海綿城市建設過程中，城市的水問題應該引起各方的重視。城市水問題產生原因導致以城市水問題為核心的“城市病”的原因有多方面，其中城市化的水文效應是重要原因之一。

國家關于推進海綿城市建設的部署，為徹底改變我國城市建設工作提供了戰略性的發展機遇。但是我國海綿城市建設過程中存在許多挑戰性的問題。

——夏軍等，《中國海綿城市建設的水問題研究與展望》

近年來海綿城市的建設取得突出成效，但同時暴露出一些亟待解決的問題。例如，如何進一步加強海綿城市建設的系統思維，尤其在源頭控制、施工運維、標準規范等方面全面推進？

夏軍通過多年的觀察與實踐，結合水文學理論機制，從城市水系統模擬到水文效應評估等關鍵技術、源頭工程規劃設計等方面出發，提出了因地制宜開展技術和建立適用于本地的海綿城市建設成套技術體系等措施。“我們可以吸收國外城市建設雨水管理的先進經驗和技術，但中國人口多，城市發展速度快，面對的難題多，不能一刀切。需要根據不同的地域特點加強本地降雨徑流特征、下墊面滲透特性和雨水徑流污染規律等分析，避免工程設施與實際情況脫節……”除此之外，經過精準的數據計算，夏軍還指出海綿城市建設現行的總徑流控制率等考核指標有較好基礎，但針對徑流形成的原理還有待完善。為此，他進一步優化了面向城市化問題的年徑流總量最大控制率關系，為后續的統籌規劃提供了更為精確的理論指導。

作為水問題研究領域的先行者，夏軍積極展現引領風范，不僅在2017年提出了城市水循環及水系統再認識5.0版本，構建了多尺度水循環聯系的城市水系統科學體系，還明確了實現海綿城市發展的技術途徑，為海綿城市建設應用基礎研究與創新、改進海綿城市建設規范等謀劃出清晰的格局，將城市水循環系統認識提升到新的高度。身為學術帶頭人，他積極推動和成立了武漢大學海綿城市研究中心，并擔任武漢市城建系統海綿城市專家委員會主任，與各級部門組成的專家組共同研討海綿城市規劃方案。本著加強研究成果轉化與學術交流的原則，他還組織舉辦了多屆全國智慧海綿城市論壇，并利用院士工作站等形式擴大推廣范圍，促進海綿城市建設的技術發展。

我國是一個長期面臨水資源短缺、水旱災害、水污染和水生態等多方面水問題的發展中國家。隨著我國經濟社會的發展，水安全問題愈來愈凸顯，其中不僅有保障水資源需求的供水安全、減少水災害的防洪安全，還有日益突出的水質安全、水生態安全以及與跨境河流聯系的國家安全等。

——中國科學報《夏軍：直面變化環境下水安全問題》

從城市水管理走向流域水發展，乃至面對全球化的水問題，是水研究的必然趨勢。

作為氣候變化對中國東部季風區水循環及大江大河流域水安全影響與對策的原“973”項目首席科學家，夏軍組織團隊通過多年研究與實踐，闡明了一系列新發現：在氣候變化對水資源影響的變化中，自然變率貢獻平均約占70%，氣候變化貢獻占30%，但現行水資源規劃未考慮氣候變化的影響；水文極端事件的發展態勢增強；流域水資源的脆弱性增強……氣候變化引起的新的水安全風險迫切需要引起關注，并提出適應性對策對流域水資源進行管理。基于全面布局的考量，夏軍帶領團隊貢獻了諸多應用基礎的理論。這些成果應用到南水北調中線適應性管理、全國流域水資源規劃、雄安新區水安全的重要風險應對及城市規劃等工作當中，發揮了重要的影響與科技支撐作用。

作為國際水資源協會主席的夏軍，對世界水問題的嚴峻性有深入的了解。他所參與的國際團隊通過深化水與人類未來全球水安全的研究，認為：當前受到最高量級水資源壓力（大于40%）的陸域面積已占到全球陸地總面積的30%，到2050年，這個數據還將攀升到50%。簡單來說，這就意味著變化環境下全球可使用的水資源將面臨嚴峻的挑戰，水資源短缺，供水、水質、生態環境和防洪不安全問題與風險會更加凸顯、迫切，亟需采用適應性的對策與措施。

“面向國家‘十三五’水安全戰略和更長遠的水安全保障的戰略規劃，無論是全球還是我們國家，將不得不思考和應對來自不斷變化環境下的水安全需求問題，并探索它們背后的科學問題。”立足自身學科發展基礎，夏軍認為非線性水文定律、城市水循環系統再認識5.0版本和全球水系統理論與方法可以進一步發揮作用，解決全球變化與水管理、水與環境健康、水與城市化等挑戰性問題。

在未來，強化智能化綜合水系統監測，建設雨水和控污等綜合性的對策與措施，系統調控平臺及海綿城市管理綜合評估體系……夏軍的水科學夢仍在砥礪行進，照亮現實。