王兆印——清华大学教授

媒体报道：

“高山平湖”是我追求的境界

2007年的第一个工作日，我们如约来到清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室王兆印的办公室。一进门，左边靠墙柜子里的瓶瓶罐罐吸引了我的注意，我有些纳闷，这位著名泥沙专家的办公室怎么像一个生物实验室？王兆印笑着解释，最近在做河流综合治理和河流生态修复的研究，那些都是他和学生去野外采集回来的生物样本。

王兆印称自己是一个“随遇而安”的人。因为兴趣他从学习地质转向钻研数学，因为“运气”他又从数学转向研究河流泥沙。如今，因为研究思路的拓宽和多年的学术积累，他又从单纯的泥沙研究拓展到河流综合治理……他说他自己是一个非常感性的人，但他总能将一些感性思索擦出的火花融入到严谨理性的科学研究中去，不断地推陈出新。

眼前的王兆印目光笃定、笑容爽朗。在三个多小时的言谈中，他有着很多的感性的表达。“平原上的河流，洪水水位不高就可能泛滥成灾；高山上的湖泊，水位很高但仍然平静”。他说，他追求的就是这样一种“高山平湖”的境界。

十九志于学，兴趣和天资使他成为“博士”。

1951年10月，王兆印出生于山东济南一户殷实人家。初中毕业后，17岁的他来到山东生产建设兵团。七年的兵团生活给王兆印留下了非常深刻的印象。当时他在后勤排当排长，种地、放羊、喂马、扛麦包、挖河、小麦育种……什么活都做。虽然艰苦，工作很累，但他做得很开心。“我在那里学会了吃苦，学会了与人相处，磨练了意志，更重要的是我开始主动地学习”。

“当我读《光合作用原理》这本书时，很感兴趣又很惊奇，书里很多物理、化学的知识看不懂”。但要学习物理、化学又得先学数学。十九岁的他从这时开始“志于学”。“这跟以前的学习不一样，以前是按家长老师的要求学习，而这时是自己主动求知。比较孔子‘吾十有五志于学’的人生座标是晚了几年”。

七年兵团生活也是奋斗和沉沦的分野。当一些人闲聚在一起抽烟、发牢骚、想尽办法离开兵团的时候，王兆印则订阅了40多份杂志，“沉迷”于知识的海洋。他学以致用、“乐此不疲”，在连队里组建了“科研班”，成功地为小麦育种。他惊人的自学能力也在此时凸显出来。高中两年的数学课程，他只用一两个月就学完；当时山东大学物理系的讲义，他也仅用了一年的时间就学完。

1975年兵团解散，知识青年回城。王兆印被分配到山东地质局第三地质队当钻工，有人劝他，到地质队是去山里，既辛苦又危险，但他没有多想，又一次“随遇而安”。一年后，技术过硬的他被推荐到中南工业大学地质系学习。在大学里，他发现自己的兴趣并不在地质学，还是偏好数学。一次，系里五个班的学生一起考数学，他只用了17分钟就交卷，还得了满分，这在同学中引起了轰动。在学校里他乐于帮助同学，知识面宽，不久赢得“王博士”的称号。

“师从钱宁是我一生最大的运气”

因为对数学的偏好，1979年大学还未毕业王兆印就报考了应用数学的研究生。他憧憬着成为徐迟笔下《哥德巴赫猜想》里那样的数学家。但他报考的数学专业只收一位研究生，而他考了第三名。这样，他被调到中国水利水电科学研究院泥沙所，师从钱宁先生，开始了他的泥沙研究生涯。

“这是我一辈子的运气”，如今王兆印回忆起来还感慨万千。“我当时还不知道，后来才晓得钱先生是非常了不起的科学家。我跟钱先生学习和工作7年。毫无疑问，钱先生是对我一生影响最大的一个人”。“从学习到研究是一个很大的跨越。是钱先生教会了我怎么做科研，怎样从学习别人的知识到创造新的知识”

从地质、数学到泥沙，转变起来有一定的难度，好在王兆印拥有过人的自学能力，又有钱先生的指导，他很快就适应了。他从1979年开始作“高含沙水流运动机理”研究，先后建立了包括伪一相高含沙水流、紊流型两相高含沙水流、层移质运动及泥石流运动的理论体系。他通过实验和分析发现了高含沙湍流的分层规律、脉动频谱、高含沙遏紊和减阻机理，建立了高含沙明渠水流不稳定性理论，得出了无量纲数S_y和S_vis以及它们在流动失稳发展中的作用。王兆印从动力学角度研究河道在非恒定流条件下在沉积物构成的空间中的运动规律，提出了河道运动强度、水流冲刷率、水流移床力和河床惯性的概念并发现了他们的动力学关系。这些成果已经应用于河流治理工程研究和埋设石油天然气穿河管道的技术规范中。

“钱先生待人接物真诚、严谨治学的态度，因材施教培养学生的方法都潜移默化地影响了我”。如今王兆印带11个博士生，3个博士后，他根据每个学生的特点，给他们提出不同的创新思路。他给学生的忠告是“研究从实际出发，要看一百条河，进入‘国家队’，走上大舞台，关注新方向，望眼全世界”。

走向国际舞台

1989年，林秉南先生和德国的普拉特教授（曾任国际水利学会主席、德国减灾十年委员会的主席）为争取德国大众汽车公司基金会资助的一个科研项目，请王兆印写项目合作建议书。“当时申请截止日期快到了，要得很急，我手快，只花了一天一夜就完成了”。项目申请成功后，王兆印作为研究成员之一来到了德国卡尔斯鲁厄大学水工研究所作访问学者，这是他第一次到德国，与普拉特教授合作研究非恒定流输沙。虽然只有不到半年的时间，但普拉特教授对他的工作非常满意，并帮助他申请了德国洪堡基金。回国不久，王兆印就接到“洪堡”的通知。1991年，他作为中国水利行业第一位获得德国洪堡基金资助的学者，再次赴德，研究非牛顿体湍流运动。

如果说是钱宁先生把王兆印领入了泥沙研究领域的大门，那么林秉南先生和普拉特教授则把他推向了国际舞台。“我在德国工作到95年年初，在这期间，普拉特教授有意识地将我向欧美学术界介绍，他帮助我开阔了视野并建立了国际联系网。”当然，这些跟王兆印自己的努力是分不开的。为了遵守出国前的承诺，1995年年初，他放弃了在德国的永久性位子，回到祖国。此后，王兆印由于学术成就和国外的经历，经常活跃在国际学术舞台上，在国际学术界的影响日益扩大。

1994－2000年，王兆印与普拉特教授等组织“中德非恒定流输沙”合作研究,得到德国大众汽车公司基金会、中国自然科学基金委员会和德国科研基金会支持,在中国和德国各举办了三次非恒定流输沙学术讨论会。如今双方仍在继续深入这项合作研究。

1995－1997年，他作为联合国开发计划署核心专家参加支持黄河三角州可持续性发展项目，研究控制黄河尾闾摆动, 水资源及生态、环境保护的方略, 并负责整个项目组向联合国开发计划署提交学术报告和进展报告。

1999-2002年，他和美国学者严本奇、梅尔卿（音译）组织了中美环境泥沙合作交流，在中国自然科学基金委员会和美国自然科学基金联合支持下分别在北京和密尔沃基举办了学术讨论会。

2000年，他作为大会主席, 主持了国际水利学会随机水力学学术大会。2002年又以大会组委会主席的身份主持了“第二届国际防洪学术大会”,成功地组织了防洪大会委员会并且把秘书处设在了中国。

自1996年以来，王兆印十多次应邀在国际学术大会上作大会主题报告，例如29届国际水利工程学会大会、13、15届亚太水利工程学会大会、第一届国际防洪大会、2006年河流水力学大会等，每次报告都引起各国学者的强烈反响。许多国际水利界学术大会请他作大会报告以吸引更多学者参与，在国际上为我国赢得了声誉。

“能够开展这些国际学术活动首先是由于中国的日益强大，其次才是我本人的国际背景、语言能力和学术水平。如果我继续在德国工作，参加国际会议既不能代表德国，也不能代表中国。现在可以堂堂正正地代表中国参加所有的国际活动。”

“‘高山平湖’是我追求的境界。”

现代水利周刊：您觉得自己成功么？

王兆印：我认为是成功的，但每个人对成功的认识不一样。其一，成功多是主观概念而不是客观概念，简单地说，乐观向上就是成功；其次，成功是一个过程而不是目标，也就是说没有终极的成功；其三，成功不能用荣誉、地位和金钱来衡量。我个人更喜欢具体化的成功，比如实验效果很好，这就是成功。

现代水利周刊：您如何看待荣誉？

王兆印：荣誉是科研成果的副产品，也是国家科学研究管理的手段。但我个人认为大量人力物力用于荣誉的管理和评价体系有点浪费。评价一个人要看他干了什么而不是得到什么，根据得到的荣誉来授予新的荣誉的做法更不可取。

现代水利周刊：您如何评价自己？

王兆印：钱先生说我是一个很好的科学工作者，但是不适宜做管理工作。我觉得非常准确。科研工作我可以做得很好，但我可能承受不住管理工作中的那些心理负担。我觉得自己还是一个很好的探索者，虽然年纪大了，但脑子和体力一直没有退化，对新的有挑战性的研究还有浓厚的兴趣。

现代水利周刊：您有哪些处世经验？

王兆印：我总结了生活中的十三条定律，介绍其中的四条:

“进出口定律”：当你的获得比你的付出还要多的话，实际上处于“贸易逆差”，别看现在得意，但对你将来的发展不利。相反，如果你付出的多，获得的少，实际上是处于“贸易顺差”，对你将来是很有利的。

“奇正律”：“奇不可久，正不可守”，出奇可以制胜，用手段可以达到目的，但是终究会垮台。君子坦荡荡，做人正派，但如有人攻击，就会受到伤害。所以做人要正大光明，但最好不要树敌。

“十一律”：如果要把工作做的更好一倍，就要准备付出更多十倍的努力；

“高山平湖律”：平原上的河流，洪水水位不高就可能泛滥成灾；高山上的湖泊，水位很高但仍然平静。比如搞研究，把自己置身于大师之间，水平很高但仍然平淡。我要追求的就是这样一种境界。

现代水利周刊：您这么多年有没有什么遗憾？

王兆印：最大的遗憾有两个，一是钱先生过世太早，不能和他讨论泥沙研究的新方向并得到他的指导；二是父亲去世太早，不能在他生前好好孝敬他。

现代水利周刊：对于将来您有何打算？

王兆印：未来十年里继续以科研工作为主，想做两件事。一是从泥沙研究出发，拓展到包括环境、生态的综合河流学。泥沙研究的发展不再能保持单一学科的发展。可以先在环境泥沙学、生态泥沙学、经济泥沙学等多个方向发展，但最终还要拢在一起，发展宏观的河流学理论。二是在较短的时间里（比如五六年）提出可持续性发展的河流水沙生态综合治理方略。例如在云南吊嘎河利用人工阶梯-深潭系统治理滑坡泥石流、改善生态和创造景观，在此基础上建成山区河流综合治理示范。十年之后我想以国外教学为主，让中国的研究成果影响和主导国际河流动力学研究。

“植被—侵蚀动力学”和河流水沙生态综合治理：

▲ 未来泥沙研究将“从微观的泥沙颗粒运动研究向着宏观泥沙输移和河床演变研究”发展，向着“跨学科”发展，向着“河流综合治理”发展。

▲ 采用植被或工程措施把渤海湾沿岸泥质海滩固定，或者在河口建设双导堤隔断高含沙带可以控制河口萎缩。

▲ 利用阶梯-深潭系统治理山区河流，既能控制河道下切、减少泥石流和滑坡，又能维持较高的生物多样性，保持健康的河流生态系统。

▲ 利用植被－侵蚀状态图，可以分析得出流域是否可能以及如何才能尽快的控制侵蚀和发育植被，由此来评价各种水土保持措施效果，提出优化治理方略，指导流域治理。

现代水利周刊：您认为中国泥沙问题的研究水平在国际上处于什么位置？未来的泥沙研究有何发展趋势？

王兆印：总体讲中国的泥沙研究处于世界的先进行列，如水库泥沙、泥沙测量、河流泥沙、高含沙水流理论、泥石流观测治理、河流泥沙实体模型等。但是有的方面还稍显逊色，如河口海岸、河床演变基本理论和数学模型。先进的方面是由于我们国家问题多投入大，但我们还欠缺统领国际泥沙研究潮流的气魄领袖人物。

在中国，泥沙问题正从淤积向着冲刷转变。未来泥沙研究的发展将体现在综合性的河流学理论中，融合泥沙运动、河床演变、河流生态以及工程治理。

我认为未来泥沙研究有三个趋势：一是从微观的泥沙颗粒运动向着宏观的泥沙输移和河床演变发展，遥感技术提供了有利条件；二是向着跨学科发展，如植被-侵蚀动力学，环境泥沙、生态泥沙、经济泥沙学等；三是向着河流水沙生态综合治理发展，如河流水沙概算，生态修复和综合管理等。

现代水利周刊：河口淤积萎缩是近年来出现的一个比较严重的问题，作为泥沙专家，您认为该如何应对？

王兆印：黄河口和海河水系诸河口由于径流减少而萎缩。在最近的将来用水增加径流减少不可逆转，河口会继续萎缩。对于黄河，利用水库调水调沙，可能将入海水量稳定在200亿，经过调整河口可达到平衡。海河水系诸河口几乎没有径流，波浪冲起的泥沙由潮流带入并淤堵河口，可采用植被或工程措施把渤海湾沿岸泥质海滩固定，或者在河口建设双导堤隔断高含沙带可以控制河口萎缩。

现代水利周刊：您最早接触的是地质，紧接着又是数学和泥沙，后来又转向流域和河流生态。那么目前您研究的重点在哪方面？

王兆印：最近5年来我一直在做河流综合治理和河流生态修复的研究。例如泥沙概算、河道运动、植被-侵蚀动力学、河流生态评价和生态修复。最近我和学生们在云南东川利用人工阶梯-深潭进行了滑坡泥石流防治和生态修复综合治理野外实验，相当成功。1999年对阶梯-深潭的形成过程和发育机理进行过室内试验，后来对长江上游山区河流进行调查研究，发现阶梯-深潭系统显著提高河流生物多样性。自然条件下许多河流不能发育阶梯-深潭系统，河道下切、滑坡泥石流频发，生态恶化。云南小江支流吊嘎河就是这样一条河流。我们在这条河上人工培育阶梯-深潭系统，增大阻力、控制下切、稳定河势，泥石流减少并且降解为高含沙水流，河流底栖动物的种类和数量大大增加，同时河流景观得到改善。由于我们的工作取得成效，清华大学水利系与中国科学院成都山地灾害研究所联合在吊嘎河建立定点观测试验站，为长期研究人工阶梯-深潭系统在控制河道下切和泥石流、恢复河流生态奠定了基础。

现代水利周刊： “植被—侵蚀动力学”是一个新的研究方向，您是在什么背景下提出来的？

王兆印：1996年和1997年我考察了黄土高原和长江上游干热河谷，1998年参加中央西部考察团考察西部后，开始思考侵蚀与植被的相互作用过程。为了解答土壤侵蚀严重植被退化的流域是否可能以及花多大努力才能恢复和达到山川秀美，我和研究小组开始研究植被发育和土壤侵蚀以及人类活动三者之间的动力学关系。2003年我们初步创建了植被－侵蚀动力学，应用植被－侵蚀动力学模型于云南小江及其子流域植被发育及土壤侵蚀演变过程的模拟。此后，又将其推广到黄土高原西部和东部、北京西山地区、以及广东东江流域等。

现代水利周刊：“植被—侵蚀动力学”的研究对具体的流域治理有何意义？

王兆印：植被发育和土壤侵蚀相互遏制、相互适应, 具有一定的动力学规律，同时受到许多自然和人类活动造成的生态应力影响，如火山爆发、森林火灾、干旱、滑坡泥石流、以及砍伐、污染、放牧和植树造林等。生态应力可以定量表达并且统一在植被－侵蚀动力学方程组中。方程组中的特征参数值a、c、b、f要用实测资料来确定。这些特征参数决定于流域气候、土壤和地形地貌，而与人类活动没有关系，是流域的不变特征值。确定参数后就可以得出植被－侵蚀动力学方程组的解。在此基础上建立植被－侵蚀状态图，可以用来探讨植被和侵蚀在没有或停止人类干扰作用后的演变趋势。

利用植被－侵蚀状态图分析发现，黄土高原东南部可以发育出具有自我修复能力的植被，西北部则不能。通过小流域治理在黄土高原西北部可以发育较好的植被，但是必须在人类维护下才能长期维持。长江上游干热河谷区虽然植被很差，但是可以发育出具有自我修复能力的植被，通过小流域治理可以一片一片把植被改善，改善后的植被不需人工护理甚至于遭受不严重的破坏仍能自我修复。华南红壤区具有最好的植被-侵蚀状态图，严重破坏后植被仍然可以慢慢修复，而选用适当物种人工造林可以大大加快植被修复和植被演替的过程。这些提高到理性上的认识可以帮助我们制定优化治理方略，指导土壤流失植被退化去的综合治理工作。