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王兆印——清华大学水利水电工程系教授

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王兆印（1951-，山东济南）是清华大学教授，中国首批博士，洪堡学者，世界泥沙研究学会主席，国际水利学会副主席，国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席，国际期刊“International Journal of Sediment Research-WASER”前主编,国际水利学会会刊International journal of river basin management-IAHR 副主编，国际期刊Journal of environmental informatics副主编。Email: zywang@tsinghua.edu.cn.

教育及工作经历：

1976.10-1979.8，中南工业大学地质系，工学学士。

1979.9-1983.6，中国水利水电科学研究院(以下简称水科院)研究生部硕士研究生。获工学硕士学位，导师清华大学钱宁教授。

1983.6-1985.5，中国水利水电科学研究院博士研究生。获工学博士学位，导师清华大学钱宁教授。

1969.3 – 1975.8：山东生产建设兵团一师一团兵团战士(排长)。

1975.9 – 1976.10：山东地质局第三地质队钻工。

1985.5-1989.2，中国水利水电科学研究院泥沙所工程师，主持三峡工程泥沙模型试验。

1989.3-1989.7，德国卡尔斯鲁厄大学水工研究所访问学者。

1989.8-1991.1，中国水利水电科学研究院泥沙所高级工程师。

1991.2-1992.12，德国洪堡基金会研究员。

1993.1-1994.12，德国卡尔斯鲁厄大学校长基金会特邀研究员,水文研究所客座研究员。

1995.1-1999.11，国际泥沙研究培训中心教授级高工, 博士生导师。

1998.1-至今，荷兰水利研究生院IHE Delft 外聘教授。

1999.12-至今，清华大学教授。

2002-至今，香港大学外聘教授，意大利巴利大学外聘教授。

学术兼职：

1、英文学术期刊“International Journal of Sediment Research“主编。

2、国际水利学会会刊“International Journal of River Basin Management”副主编。

3、国际水利学会理事。

4、国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席。

5、国际水利学会中国分会副主席。

6、联合国科教文组织国际泥沙计划专家指导委员会委员。

7、美国土木工程师协会个人成员。

8、国际大坝委员会泥沙专委会委员。

9、美国纽约科学院成员。

10、中国洪堡学者协会常务理事。

11、世界泥沙研究学会秘书长。

12、世界泥沙研究学会副主席。

13、IAHR中国分会执委会顾问委员。

研究领域：
自1979年研究高含沙水流和泥石流，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高含沙水流运动理论体系。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，提出了高含沙明渠水流不稳定性理论。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高含沙水流运动理论体系。把一般挟沙水流、高含沙水流及泥石流纳入统一的力学机理，提出了泥沙自起动到高含沙水流运动极限情况的统一模式。

从1997年开始，王兆印及其研究小组致力于河流生态和河流综合管理研究，创立了植被-侵蚀动力学，将各生态应力定量表达并且统一在植被-侵蚀动力学方程组中，并在此基础上他开发了植被-侵蚀状态图，可以预测流域植被在生态应力和人类活动影响下的发展趋势，回答是否和究竟花费多大努力才能改变植被状态。

承担科研项目情况：

曾主持和承担国家自然科学基金、中港合作项目、国家科技攻关项目、国家重点基础研究发展规划（973）项目、国际合作项目、联合国开发计划署级科研项目30余项。

1、1979-1985 ，在钱宁教授指导下研究高含沙水流运动机理。

2、1985-1991，三峡工程重庆港区泥沙模型试验项目负责人。

3、1986-1987，珠窝水库泄空冲刷粘性淤积物的模型试验研究项目负责人。

4、1988-1991，获自然科学基金委员会青年科学基金资助研究非牛顿流体固液两相流运动。

5、1989.8-1991.1，德国大众汽车公司基金会资助研究非恒定水流中泥沙的起动。

6、1989-1991，指导硕士生研究冰盖流及冰盖流输沙。

7、1990-1991，小浪底水库坝前防淤泥沙模型试验项目负责人之一。

8、1991-1992，洪堡基金会资助在德国研究非牛顿体湍流运动。

9、1992-1994，在卡尔思鲁厄大学指导硕士研究生研究“泥石流运动及其输沙能力“和 “人类活动对中国淮河防洪的影响”。

10、1992-1995 ，参加欧共体项目“Euro-slope“研究山坡稳定和山区输沙。

11、1993-1994，在德国研究大气边界层模拟以及污染气体的扩散运动。

12、1995-1997，作为联合国开发计划署(UNDP)治河专家参加黄河三角州可持续性发展研究项目“Support for the Sustainable Development of the Yellow River Delta“ (UNDP Project No.CPR/91/144) ，为项目组核心专家和主要报告人，负责研究控治黄河尾闾摆动, 水资源以及生态环境保护的方略,并负责整个项目组向联合国提交学术报告和进展报告。

13、1995-1998 ，获国家自然科学基金委员会首届杰出青年科学基金资助研究非恒定流输沙高含沙水流和泥石流，项目编号59425005。

14、1994-2000，与德国著名学者如Prof.E.Plate, Prof.Bechteler, Prof.Ergenzenger等组织德中非恒定流输沙和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和中国自然科学基金委员会支持,在中国举办两次国际学术讨论和在德国举办两次工作会并出版论文集。德国科学基金会（DFG）已经批准支持第三次德中非恒定流输沙学术讨论会2000年10月在慕尼黑举行，主要资助中方学者参加会议。

15、1996-1999，指导博士生研究“土地利用的变化对流域产沙和环境的影响以及人工神经网在产流产沙中的应用”。

16、1997-2000，指导博士生研究“泥石流入汇对主河淤积和河床演变的影响“ 以及“高含沙水流长距离输沙的稳定性及其在黄河治理中的应用”。

17、1997-2001，指导博士后研究“河口萎缩的机理和防止策略”。

18、1998-2002，国家自然科学基金委员会重大课题“江河泥沙灾害的发生机制及防治策略“项目第二负责人（项目号：59890200）, 项目第三课题“ 泥沙运动对江河洪水灾害特性的影响机理”第一负责人。

19、1999.3，主持由中国自然科学基金委员会和美国自然科学基金联合支持的中美泥沙灾害学术讨论会，与美方学者共同主编论文集。

20、1998-2000，准备和主持国际随机水利学学术大会(大会组委会主席), 86位外国学者20 位中国学者参加。

21、1998-2001，主持国家自然科学基金委员会和香港研究资助局重点项目河口海岸泥沙, 污染物,水的相互作用以及对环境的影响。

22、2000-2002，主持第二届国际防洪学术大会(大会组委会主席), 130多位外国学者40位中国学者参加。

23、2002-2003 主持水利部项目“潼关高程对渭河下游河道演变和防洪的影响”。

24、2003-2004 黄委会研究项目“黄河下游整治工程的河床演变影响和风险分析”首席工程师。

25、2003-2006 自然科学基金会支持项目“植被侵蚀动力学及应用”学术带头人和负责人。

26、2004-2007 香港研究资助局、自然科学基金委员会联合资助项目“河流水沙环境生态综合管理研究－以东江为例”主持人、学术带头人。

27、2004-2008 主持国家科技部973研究项目”长江流域水沙产输及其与环境变化的耦合机理”的第六课题“流域生态与水利工程优化调控”，资助总金额405万元。

28、2004-2008 国家自然科学基金资助项目“泥沙输移和河流管理”学术带头人。

29、2005-2007 中国水利部和荷兰工业部联合资助项目“黄河下游泥沙与地貌预报模拟”学术带头人。

30、2008-2010 家973项目“汶川地震次生山地灾害形成机理及风险控制”子课题“次生灾害链生机制、潜在次生山地灾害判识及风险控制”负责人，总预算360万元。

31、2009-2012 水利部资助项目“输水工程中沼蛤入侵的生态防治试验研究 ”负责人。

科研成果：

王兆印的学术成就主要有以下5项:高含沙水流理论;泥沙概算及非恒定输沙动力学；植被-侵蚀动力学;河床结构消能减灾理论;及河流生态综合管理。

1980- 2000年发展了高含沙水流运动理论。揭示了挟沙水流、高含沙水流及泥石流的不同物理图景及内在联系，提出高含沙水流的伪一相流、两相流及层移质三种运动形式及中性悬浮质的输沙模式。通过实验得出不同泥沙的高含沙水流的流变特性、矿物组成的影响、以及转变为非牛顿体的条件。在圣维南方程基础上推导出了非牛顿体的小扰动方程，证明屈服应力使扰动放大，导致高含沙水流流量震荡和形成滚波。通过实验测量对高含沙湍流进行能谱分析，发现脉动频率随粘性下降，由此揭示高含沙水流的减阻机理。在实验和野外观测基础上分析得出高含沙洪峰变化和剧烈河床演变规律，以及高含沙河流高频改道特性。王兆印被国际学术界认为是高含沙研究的权威，国际水利学会邀请他和万兆惠合撰“Hyperconcentrated flow”一书，1994年出版。

王兆印和Plate教授从1994年组织了长达十年的中德非恒定输沙及非平衡河床演变的合作研究。提出河床惯性的概念，建立了国际上第一个河床冲刷率公式。泥沙概算的概念1985年提出但是没有概算方法，王兆印首先创建了分析对比侵蚀、搬运和沉积泥沙级配的概算方法并应用于长江流域。大部分侵蚀泥沙仅仅经历短距离搬运和多次侵蚀，仅对山区河流演变有贡献。近年来王兆印又开创矩阵法泥沙概算。

1998-2005年间创立了植被-侵蚀动力学。建立了植被发育、土壤侵蚀及人类活动三者之间的动力学关系的方程组并得出理论解。将各种作用于植被的生态应力量化，包括土壤侵蚀、火山爆发、森林火灾、砍伐、风灾旱灾病虫害等。植被与土壤侵蚀相互作用并受其它生态应力的影响，服从动力学耦合微分方程组。在方程组求解的基础上发展出植被-侵蚀状态图，可以预测在停止人类干预后的植被和土壤侵蚀的发展趋势。流域的植被-侵蚀有2种极端不同的状态：A）侵蚀率增大、植被覆盖度降低；C）侵蚀率降低和植被逐渐完善，和两种过度状态：B）植被和侵蚀率都增长； D）植被和侵蚀率都减少。流域治理的目标就是将其带入Ｃ状态。这一成果应用于黄土高原、云贵高原和干旱河谷、南方红壤区和华北土石山区。结果表明在黄土高原增加植被对于减少侵蚀作用显著，治理方略应该首先增加植被使其进入D状态，再结合控制侵蚀最终进入C状态。在黄土高原的植被-侵蚀状态图上C状态区很小，植被修复后如发生破坏仍然可能发生退化。在云贵高原干旱河谷减少侵蚀对改善植被的作用大，治理措施首要为控制侵蚀，植被发育进入C状态就具有了自我修复能力。南方红壤区植被-侵蚀状态图上C状态区很大，严重破坏后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，迅速发育乔灌草藤竹复合植被，即使发生破坏也能自我修复。分析状态图还得出，不论哪个地区，小流域治理是植被修复的最快捷有效的方法，同时大面积治理效果较差。这个理论应用于三江源沙漠化地区发现，改变沙漠表面颗粒级配控制风沙运动，沙漠就可以变成绿洲。

2005年以来年年上青藏高原和云贵高原研究河床结构消能对稳定河流和减少地质灾害的作用。提出河床结构的概念。河床结构是大石块和大卵石有规律地排列形成的结构，例如阶梯-深潭结构、肋状结构、族群结构等。研究发现河床结构可以使水流消能率和阻力最大化，控制水流冲刷防止河床下切和增加水生物栖息地的多样性。阶梯-深潭结构消能原理类似于水库大坝下游的消能系统，相当于阶梯消能和水跃消能的综合。计算得出阶梯-深潭结构消减了65-80%的水流动能，使得能够造成河床河岸冲刷的临界洪水流量提高了3-4倍。为了测量结构强度发明了一种测量排和计算结构强度的公式。在川滇青藏河流观测发现，水流能量由河床结构消能、推移质运动耗能和边界摩擦耗能来平衡，河床结构愈强，推移质运动愈弱。如果河床结构强度很高，推移质运动完全被抑制。这证明了推移质输沙公式不适用于山区河流正是由于没有考虑河床结构的原因。堰塞坝的稳定性决定于河床结构的发育强度，测量了大量现代和古代堰塞坝的结构强度得出了不同水流强度条件下堰塞坝稳定的临界曲线。如果堰塞坝河槽结构强度低于临界曲线，洪水发生时可能溃决，必须采取措施清除堰塞坝。2009年在四川震区清平乡文家沟滑坡体上应用了人工阶梯-深潭结构减轻泥石流灾害。2008年暴雨泥石流在滑坡体上冲刷出深达50多米的泥石流沟。将沟两边20-50m高的岸坡上直径1-5m的巨石放下到沟底，模仿天然阶梯-深潭使其堆迭成33级人工阶梯-深潭结构。暴雨洪水经过阶梯跃起，从石块堆成1-3m高的阶梯跌入其下方的深潭，水流的大部分能量消耗在跌水和水跃中，使得水流冲刷能力减弱，避免其侵蚀河床、岸坡和输送泥沙。人工结构对滑坡体起到了有效的保护作用，从而避免了灾害性泥石流的发生，没有造成任何生命财产损失。试验结果证明人工阶梯-深潭完全可以有效地消耗水流能量，减少泥石流的发生，并大大降低泥石流的规模和破坏力。

从2003年以来在100多条河流进行底栖无脊椎动物、鱼类和水生植物采样研究，提出了适合中国河流的生态定量评价公式和指标，并在拒马河、云南小江、黄河源支流和东江支流进行野外试验，得出了底栖动物物种组成和河床底质、栖息地的多样性与隔离的关系以及生物在河床泥沙不同层位的分布。提出了生态泥沙学的概念和研究方向。研究发现稳定型河流为生物提供稳定且多样的栖息空间，各种底栖动物和鱼类都能生存。下切的河流只有抓附力强的动物才能生存，如蜉蝣目、双翅目、毛翅目、鞘翅目等；淤积抬升的河流生物多样性更低，只有双翅目、鞘翅目、蜻蜓目、寡毛纲、十足目等生存。强烈走沙型河流，底栖动物难以生存，多样性很低。提出了生物栖息地的多样性的计算方法，并发现生物多样性与栖息地多样性成正比。物种入侵已经成为国际性难题，例如沼蛤入侵输水涵管造成生物污损。在西枝江泵站建设滨河试验槽，研究发现了诱导附着控制沼蛤入侵，结合高频湍流灭杀取得几乎100%控制沼蛤入侵的理想效果。

基于河流生态健康与综合管理，提出河流治理的四个方向：1）增加河水在陆地上的流动时间；2）控制侵蚀并减少河道输沙；3）提高栖息地多样性和连通性； 4）保持和恢复河流的自然景观。由此评价裁弯取直、河道硬化和江湖隔离不利于河流健康，而控制侵蚀、丁坝群、和河岸加糙有利于河流稳定和生态修复。在云南吊嘎河进行河流综合治理实验。建造人工阶梯-深潭系统实现控制河床下切、修复河流生态、控制泥石流灾害、建设景观多目标综合治理。经过三年治理，试验段河床侵蚀下切得到有效控制，泥石流灾害减轻,创造了多样性的水生栖息地，水生动物密度增长10倍、物种丰度及生物群落多样性指数增长2倍。

王兆印是国际知名学者，他和学生们合作发表中英文论文400余篇，曾经20多次被国际水利学会大会、国际泥沙学术讨论会、国际生态学术讨论会等邀请作大会主题报告。美国土木工程协会（ASCE）授予他2011年度汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖，是首位非美籍学者获此殊荣。授奖函提到，此奖是为了奖励他“在高含沙水流、泥石流、植被侵蚀动力学、河流生态与恢复、以及河流综合管理等方面的特殊贡献，特别是他的这些研究成果应用在中国及全球复杂环境下的侵蚀和泥沙问题的明显进展。”

Monographs and books：

1. Wang Zhao-Yin, J.H.W. Lee and S. Melching.2015. River Dynamics and Integrated River Management, Springer Verlag and Tsinghua Press, Berlin/Beijing. Pp. 1-800 ISBN 978-3-642-25651-6.

2. Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Xu Mengzhen and Yu Guoan, 2016. River morphology and stream ecology of the Qinghai-Tibet plateau. CPR press Taylor & Francis Group, Boca Raton, London and New York.

3. Wan, Zhaohui and Wang Zhao-Yin, 1994, "Hyperconcentrated Flow" , Monograph Series of IAHR, 320 pages, A.A. Balkema Publishers, Netherlands.

4. Wang Zhao-Yin & Hu Shixiong (Ed.), 2000, Stochastic Hydraulics, A. A. Balkema/Rotterdam/ Brookfield, pp. 1-900.

5. Wang Zhaoyin, Joseph Lee, Gao Jizhang and Cao Shuyou, 2013, Proceedings of 35th IAHR World Congress, Tsinghua Press.

6. Lee J.H.W., Jayawardena A.W. and Wang Zhao Yin edit. 1998, Envrionmental Hydraulics, A.A.Balkema Publishers, 979 pages.

7. Jayawardena A.W., Lee J.H.W. and Wang Zhao-Yin edit. 1998, River Sedimentation-Theory and Applications, A.A.Balkema Publishers, 1015 pages.

8. Wu Baosheng, Wang Zhao-Yin, Wang Guangqian, Huang G.H. Gordon, Fang Hongwei, Huang Jinchi, 2002, Flood Defence'2002, Vol. I and Vol, II, pp.1-1733, .Science Press New York Ltd.

Monographs in Chinese(中文专著译著)：

1. 王兆印、刘成、余国安、何芸，河流水沙生态综合管理，科学出版社，700页，2014.

2. 王兆印、李志威、徐梦珍，2014. 青藏高原河流演变与生态，科学出版社，北京。

3. 王兆印、邵东国、邵学军、陆永军、段学花，2008，长江流域水沙生态综合管理，科学出版社，pp.1-514. ISBN:9787030230379

4. 段学花、王兆印、徐梦珍，2010，底栖动物与河流生态评价，清华大学出版社，北京，pp.1-180. ISBN 978-7-302-21860-9. 2010年8月，北京

5. 崔鹏、何思明、姚令侃、王兆印、陈晓清， 2011，汶川地震山地灾害形成机理与风险控制，科学出版社，pp.1-680. ISBN: 978-7-03-30703-3. 2011年11月，北京

6. 倪晋仁、王兆印、王光谦等, 2008, 江河泥沙灾害形成机理及防治, 科学出版社, 1-681.

7. 王兆印 曾庆华吕秀贞黄金池 1988, 蓄水河流对环境的影响, 中国环境科学出版社, 311页

8. 黄金池 王兆印 刘之平孟国忠梅云新 1998，水流冲刷与管道埋设，中国建材出版社，227页

PUBLICATIONS IN ENGLISH：

1 Wang Zhaoyin and Qian Ning (Ning Chien), 1984, Experimental study of two-phase turbulent flow with hyperconcentration of coarse particles, Scientia Sinica (English Version), Ser. A, Vol. 27, No. 12, pp. 1317-1327 (SCI).

2 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1985, Experimental study of motion of laminated load, Scientia Sinica, (English Version) Ser. A, Vol. 28, No.1, pp. 102-112 (SCI).

3 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1985, A preliminary investigation on the mechanism of hyperconcentrated flow, Proceedings of International Workshop on Flow at Hyperconcentration of Sediment, IRTCES (International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation), Beijing, China, P. II-4, pp.1-20.

4 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1987, Laminated load: Its development and mechanism of motion, International Journal of Sediment Research, No. 2, pp. 102-124.

5 Wang Zhaoyin, 1987, Buoyancy force in solid-liquid mixture, Proceedings, 22-nd Congress of the International Association for Hydraulic Research, Fluvial Hydraulics, IAHR, Lausanne, Switzerland, Sept. pp. 86-91.

6 Wang Zhaoyin and Qian Ning, 1989, Characteristics and mechanism of debris flow, Proceedings, Fourth International Symposium on River Sedimentation, IRTCES and Ocean Press, Beijing, China, pp.722-729.

7 Lu Xiuzheng, Zeng Qinghua and Wang Zhaoyin, 1989, Physical model study of sedimentation and influence on navigation in fluctuating backwater region of a reservoir, Proceedings, Fourth International Symposium on River Sedimentation, IRTCES and Ocean Press, Beijing China, pp. 1023-1030.

8 Wang Zhaoyin, 1990, Limit concentration of suspended sediment, Proceedings, Hydraulics and Hydrology of Arid Land, American Society of Civil Engineers, New York, pp. 651-656.

9 Wang Zhaoyin and Zhang Xinyu, 1990, Initiation and laws of motion of debris flow, Proceedings of Hydraulics and Hydrology of Arid Land, American Society of Civil Engineers, pp. 596-601.

10 Wang Zhaoyin and Kron Wolfgang, 1991, Time distortion in large scale sediment model test, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 29, No. 2, pp. 161-178 (SCI).

11 Wang Zhaoyin and Zeng Qinghua, 1991, Laboratory studies on mechanisms of various phenomena in debris flow, Proceedings, International Symposium on Debris Flow and Flood Disaster Protection, China, pp. 21-31.

12 Wang Zhaoyin, 1992, Model experiment on non-Newtonian fluid flow, Proceedings, 5th International Symposium on River Sedimentation, Vol. 1, Karlsruhe, Germany, April, Edited by P. Larsen and N. Eisenhauer, pp. 409 - 416.

13 Wang Zhaoyin and Dittrich Andreas, 1992, A study on problems in suspended sediment transportation, Proceedings, 2nd International Conference on Hydraulics and Environmental Modelling of Coastal, Estuarine and River Waters, Ashgate, England, pp. 467-478.

14 Chen Janguo, Zeng Qinghua and Wang Zhaoyin, 1992, Characteristics and sediment transport in ice covered flow, Proceedings, 5th International Symposium on River Sedimentation, Vol. 1, Karlsruhe, Germany, April, Edited by P. Larsen and N. Eisenhauer, pp. 423-430.

15 Wang Z., Kron W., Lu X., and Xu M., 1993, Uncertainty of sediment discharge, siltation and erosion in rivers and implications on hydraulic works, Publication Series, Inst. for Hydrology and Water Resources Planning (IHW), Karlsruhe University, No. 46, pp. D1-D38.

16 Wang Zhaoyin, Lin Bingnan and Zhang Xinyu, 1993, Instability of non-Newtonian fluid flow, Publication Series, No. 42, Inst. foer Hydrologie u. Wasserwirschaft, Universitaet Karlsruhe, Germany, pp. E1-E23.

17 Wang Zhaoyin, 1993, A study on debris flow surges, Hydraulic Engineering '93, vol. 2, American Society of Civil Engineers, New York, pp. 1616-1621.

18 Wang Zhaoyin, Kron Wolfgang, Lu Xiuzheng, and Plate Erich J., 1993, Flume experiments on sediment transport, erosion and siltation of a channel bed in unsteady and non-uniform flow conditions, Publication Series, Inst. for Hydrology and Water Resources Planning (IHW), Karlsruhe University, No. 46, pp. B1-B82.

19 Wang Zhaoyin, 1994, An experimental study of motion and deposition of gold particles in a mountain river, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 32, No. 5, pp. 643-648 (SCI).

20 Wang Zhaoyin and Larsen Peter, 1994, Turbulent structure of flows of water and clay suspensions with bed load, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 5, pp. 577-600 (SCI).

21 Wang Zhaoyin, Larsen Peter and Xiang Wei, 1994, Rheological properties of sediment suspensions and their implications, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 32, No.4, pp. 495-516 (SCI).

22 Klein P., Rau M., Wang Z. and Plate E.J., 1994, Ermittlung des Stroemungs- und Konzentrationsfeldes im Nahfeld typischer Gebuedekonfigurationen (Experimente), Research Report, Inst. foer Hydrologie und Wasserwirschaft, Universitaet Karlsruhe, Germany.

23 Wang Zhaoyin, Kron Wolfgang and Plate E.J., 1994, An experimental study of bed deformation in unsteady and non-uniform flows, International Journal of Sediment Research, Vol. 9, No. 3, pp. 206-215.

24 Wang Zhaoyin, Nestmann F., and Dittrich A., 1995, Fall velocity of sediment in clay suspensions, Proceedings, 6th International Symposium on River Sedimentation, New Delhi, India, pp. 377-385.

25 Wang Zhaoyin, Ren Yumin and Wang Xinkui, 1995, Total pressure velocimeter for the measurement of turbulence in sediment-laden flows, Proceedings, 2nd International Conference on Hydro-Science and Engineering, CHES and IRTCES, March, Beijing, China, pp. 1875-1882.

26 Wang Zhaoyin and Plate Erich J., 1996, A Preliminary study on turbulence structure of flow of non-Newtonian fluid, Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 34, No. 3, pp. 345-362. (SCI)

27 Wang Zhaoyin, Plate E.J., Rau M., and Kaiser P., 1996, Scale effects in wind tunnel modelling, International Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 61, pp.113-130. (SCI)

28 Wang Zhaoyin and Plate Erich J. 1996, Power spectrum of flows of hyperconcentrated clay suspensions, Stochastic Hydraulics'96, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam, The Netherlands, pp. 645-652.

29 Wang Zhaoyin and Pang Bingdong, 1996, Discussion on "Researches on environmental changes and water and sediment transport of the Yellow River Basin", International Journal of Sediment Research, Vol. 11, No. 2, pp. 69-74.

30 Wang Zhaoyin, 1996, UNDP project support for the sustainable development of the Yellow River Delta, International Journal of Sediment Research, Vol. 11, No. 3, pp. 40-48.

31 Wang Zhaoyin, Lin Bingnan, and Nestmann Franz, 1997, Prospect of sediment research, International Journal of Sediment Research, Vol. 12, No. 1, pp. 1-15.

32 Wang Zhaoyin, Huang Jinchi, and Su Dehui, 1997, Scour rate formula, International Journal of Sediment Research, Vol. 12, No. 3, pp. 11-20.

33 Zhu Hugen, Wang Zhaoyin, and Prinz D. 1997, The adverse impact of human activities of flood control in the Huaihe Basin, International Journal of Sediment Research, Vol. 12, No. 3, pp. 317-324.

34 Wang Zhaoyin, 1998, Problems of water and soil resources and management strategies in China, Invited Lecture, Proceedings , 3rd International Conference on Hydroscience and Engineering, Cottbus, Germany.

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152 Liu Huaixiang, Lu Yongjun, Wang Zhaoyin, Ji Rongyao, 2011, Evolution process of an islands-covered female estuary and effects of human activities, Proceedings of The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Tsinghua University in Beijing, China.

153 Duan Xuehua, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, 2011, Assessment of effects of fluvial processes and human activities on river ecology using macroinvertebrates as indicator Proceedings of The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Tsinghua University in Beijing, China

154 Wang Zhao-Yin and Xu Mengzhen, 2012. Problems and researches on eco-hydraulics and eco-sedimentation, Keynote lecture, River flow 2012, Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics, San Jose, Costa Rica，CRC Press/Balkema, London, (2012), Volume 1, 27-38.

155 Wang Zhao-Yin, Yu Guo-an, Huang He-Qing, Wang Rui-Yu, 2012. Gender of large river deltas and parasitizing rivers, International Journal of Sediment Research, 27(1), pp.18-36. (SCI)

156 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, 2012, Macroinvertebrates in the abandoned channels: assemblage characteristics and their indicative suggestions to channel management, River Research and Applications, 28，1149-1160. DOI: 10.1002/rra.1515. (SCI)

157 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Qi Lijian, Liu Le. 2012. Disaster chains initiated by the Wenchuan Earthquake. Environment Earth Sciences, 65(4): 975-985 (SCI, 886FX).

158 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu. 2012. Distribution and species composition of macroinvertebrates in the hyporheic zone of bed sediment. International Journal of Sediment Research. 27(2):129-141. (SCI)

159 Wang Zhaoyin and Zhang Kang, 2012, Principle of equivalency of bed structures and bed load motion, Submitted to Water Resources Research, International Journal of Sediment Research, 27(3), 288-308. (SCI)

160 Yu Guo-an, Wang Zhao-Yin, Huang He-ing, Liu Huai-xiang, Blue Brendon, and Zhang Kang, 2012. Bed load transport under different streambed conditions – a field experimental study in a mountain stream, International Journal of Sediment Research, 27(4), 426–438. (SCI)

161 Pan Baozhu, Wang Haijun, Wang Hongzhu, Wang Zhaoyin, 2012. Macrozoobenthic assemblages in relation to environments of the Yangtze-isolated lakes, Front. Environ. Sci. Engin, 6(2): 246– 254. DOI 10.1007/s11783-011-0381-8. (SCI)

162 Jia Yan-hong, Wang Zhaoyin, Zheng Xiangmin, and Han Lu-jie, 2012. Estimation of soil erosion in the Xihanshui River Basin by using 137Cs technique, International Journal of Sediment Research, 27(4), 486–497. (SCI)

163 Zhiwei Li，Zhaoyin Wang，Le Liu. Characteristics of meanders and oxbow lakes in Qinghai-Tibet Plateau [C]//Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics. Costa Rica: CRC Press，Taylor & Francis Group， 2012: 727-734.

164 Pan B. Z., Wang Z. Y. & Xu M. Z. 2012. Relation between stream habitat conditions and macroinvertebrate assemblages in three Chinese rivers. Quaternary International 282: 178-183 (DOI: 10.1016/j.quaint 2011.06.008) (SCI)

165 Pan B. Z., Wang Z. Y., Ying C. ，Xu M. Z. Li Zhiwei, and Huang Guobing, 2013. Meiofaunal assemblages in relation to properties of fluid mud in river estuaries. Fresenius Environmental Bulletin，22（1），67-73 (SCI)

166 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan Xuehua, Pan Baozhu. 2013. Effects of Pollution on Aquatic Ecology and Water Quality Bio-assessment. Hydrobiologia. (Accepted) (SCI)

167 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan Xuehua, Pan Baozhu. 2013. Effects of Pollution on Aquatic Ecology and Water Quality Bio-assessment. Hydrobiologia. (Accepted) (SCI)

168 Yu Guoan, Liu Le, Li Zhiwei, Li Yanfu, Huang Heqing, Brierley Blue, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu. 2013, Fluvial diversity in relation to valley setting in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers. Journal of Geographical Science, 25(3): 817-832. (SCI)

169 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Yu Guoan, Xu Mengzhen, Zhao Na, Brierley Gary. An exploratory analysis of benthic macroinvertebrates as indicators of the ecological status of the Upper Yellow and Yangtze Rivers. Journal of Geographical Science, 2013, 25(3): 871-882 (SCI)

170 Pan Baozhu, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei, Lu Yongjun, Liu Huaixiang, Xu Mengzhen. 2013. Macroinvertebrate assemblages in relation to environments in the West River, with implications for management of rivers affected by channel regulation projects. Quaternary International, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2013.08.012. (SCI)

171 Li Wenzhe, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. 2013. Experimental study on the energy dissipation ratio of step-pool system. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

172 Shi Wenjing, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. 2013, Long tem and short term vegetation restoration of landslides on the YigongTsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, Chengdu, China.

173 Wang Zhaoyin, Lee Joseph H W, Xu Mengzhen. Eco-hydraulics and eco-sedimentation studies in China. Journal of Hydraulic Research, 2013, 51(1): 19-32.

174 Yi Yujun, Zhang Shanghong, Wang Zhaoyin. The bedform morphology of Chinese sturgeon spawning sites in the Yangtze river. International Journal of Sediment Research, 2013, 29(3): 421–429. (SCI)

175 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Du Jun, Gary Brierley, Yu Guoan, Brendon Blue. Analysis of controls upon channel planform at the First Great Bend of the Upper Yellow River, Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Geographical Science, 2013, 23(5): 833-848. (SCI)

176 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Li Wenzhe. A preliminary study on mechansim of meander cutoffs. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China, 1-10.

177 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Yu Guoan. Development Mechanism of Sand Bars in Anabranching Rivers. The 12th International Symposium on River Sedimentation, September 2-5, 2013, Kyoto, Japan.

178 Yu G. A., Wang Z. Y., Yang J. S., Huang H. Q. Loess step-pools in an ephemeral Gully in Loess Plateau, Northwest China–Morphologic features and possible development mechanism. In: Fukuoka S., Nakagawa H., Sumi T., and Zhang H. (eds) Advances in River Sediment Research. Taylor & Francis Group, CRC Press, London. Proceedings of the 12th International Symposium on River Sedimentation (ISRS 2013), Kyoto, Japan, Sep. 2-5, 2013.

179 Yu G. A., Huang H. Q., Wang Z. Y. Fluvial morphology in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers – features and difference. In: Wang Z. Y., Lee J. H., Gao J. Z., Cao S. Y. (eds). Proceedings of the 35th IAHR World Congress (IAHR 2013), Chengdu, China, Sep. 8-13, 2013.

180 Li Yanfu, Wang Zhaoyin, Han Lujie, Liu Le. A study on vegetation-eolian sand erosion dynamics and its applications. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

181 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Bogen J, Pan Baozhu. Effect of sediment settling on controling golden mussel invasion in water transfer project. EGU General Assembly 2013, April 8-13, 2013, Vienna, Austria.

182 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Xu Mengzhen, Pan Baozhu. Investigation of aquatic ecology in the middle and lower reaches of the Yalu Tsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

183 Shi Wenjing, Wang Zhaoyin, Li Zhiwei. Long term and short tern vegetation resotration of landslides on the YigongTsangpo River. The 35th IAHR World Congress, September 8-13, 2013, Chengdu, China.

184 Wang Z. Y., Lee J. H., Gao J. Z., Cao S. Y. (eds). 2013. Proceedings of the 35th IAHR World Congress (IAHR 2013), Chengdu, China, Sep. 8-13, 2013 (9000 pages)

185 Wang Zhaoyin, Yu Guoan, Wang Xuzhao, Charles S. Melching and Liu Le, 2015. Sediment storage and morphology of the YaluTsangpo valley due to uneven uplift of the Himalaya.Science China Earth Science, 58(8) 1440-1446.

186 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Gary Brierley, Tami Nicol, Li Yanfu. Accelerated shrinkage of Ruoergai Swamp, western China as a result of fluvial headcut erosion and construction of artificial ditches. Catena, 2015, 126:155-163. (IF=2.482)

187 Li Zhiwei, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Zhu Haili, Li Wenzhe. The development mechanism of gravel bars in mountain rivers. Quaternary International, 2014,336:73-79.（SCI, IF=2.128）

188 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Xu Mengzhen, Li Zhiwei. Study of macroinvertebrate communities in rivers with different bed stability in dry-hot valley—Take the Xiaojiang River basin as an example. River Research and Application, 2014.

189 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Duan,Xuehua Pan Baozhu. Effects of pollution on macroinvertebrates and water quality bio-assessment. Hydrobiologia. 2014, 729:247-259.

190 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Yu Guo-an. The assemblage characteristics of benthic macroinvertebrates in the Yalutsangpo Basin, the highest-altitude major river in the world. Frontiers of Earth Science. 2014. Doi: 10.1007/s11707-014-0414-2

191 Xu Mengzhen, Bogen Jim, Wang Zhaoyin, Bønsnes Truls E., Gytri Stine, and Ragulina Galina. Proglacial lake sedimentation from jökulhlaups (GLOF), Blåmannsisen, northern Norway. Earth Surface Processes and Landforms. DOI: 10.1002/esp.3664.

192 Zhou X, Wang Z, Yu B, et al. Effects of large-scale rubber farm on soil erosion and river bed material in the upper Mekong Basin. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2305-2312.

193 Zhao N, Wang Z, Xu M. Research on aquatic ecology in the Naban River and restoration suggestions. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2363-2369.

194 Zhang C, Wang Z, Zhao N, et al. The recovery of water temperature and Dissolved Oxygen in the downstream river of a stratified reservoir: A field investigation and experiment. River Flow 2014, September 3-5, 2014, Lausanne, Switzerland, 2411-2418.

195 Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Zhao Na. The aquatic ecological characteristics of the Yalutsangpo, the highest-altitude major river in the world. The 10th ISE 2014, Trondheim, Norway, June 2014.

196 Wang Zhaoyin and Pan Baozhu, 2014. River Ecology, in Modern Water Resources Engineering, Humana Press Springer Verlag, New York Heiderberg and London. Pp.159-236.

197 Bai Y. and Wang Z.Y., 2014. Theory and application of nonlinear river dynamics. International Journal of Sediment Research 29 (3), 285-303.

198 Du J, He XY, Wang ZY et al. 2014. Experimental study of the interaction between building clusters and flash floods. Journal of Mountain Science 11(6).

199 Xu Mengzhen, Gustavo Darrigran, Wang Zhaoyin, Na Zhao, Cheng Chieh Lin, and Baozhu Pan, 2015. Experimental study on control of Limnoperna fortunei biofouling in water transfer tunnels. Journal of Hydro-environmental Research, 9:248-258.

200 Jia Yanhong and Wang Zhaoyin, 2015. A study on limit velocity and its mechanism and implications for alluvial rivers. International Journal of Sediment Research. DOI: 10.1016/j.ijsrc.2015.01.002

201 Gao Peng, Wang Zhaoyin, and Siegel D., 2015. Spatial and temporal changes of sedimentation in Three Gorges Reservoir of China. Lakes and Reservoirs: Research and Management 20, 1-10.

202 Zhao Na, Wang Zhaoyin, Pan Baozhu, Xu Mengzhen, Li Zhiwei. 2015. Macroinvertebrate Assemblages in Mountain Streams with Different Streambed Stability. RIVER RES APPL 31:825-33

203 Li Zhi Wei, Yu Guo An, Brierley Gary and Wang Zhao-Yin, 2016. Vegetative impacts upon bedload transport capacity and channel stability for differing alluvial planforms in the Yellow River source zone. Hydrology and Earth System Sciences. (20) 3013-3025.

204 Pan Baozhu, Yuan Jianping, Zhang Xinhua, Wang Zhaoyin, Chen Jiao, Lu jinyou, Yangwenjun, Li Zhiwei, Zhao Na and Xu Mengzhen, 2016. A review of ecological restoration techniques in fluvial rivers. International Journal of Sediment Research, 31（2），110-119.

荣誉奖励：

1、1989年，获水利部钱宁泥沙科学奖。

2、1990年，获水利部为三峡工程泥沙问题研究做出突出贡献的科技工作者奖。

3、1991年，获国家教委为国家做出突出贡献的博士称号。

4、1994年，获英国剑桥奖传记中心20世纪个人成就奖。

5、1995年，“三峡工程变动回水区泥沙模型试验研究”获水利部科技进步一等奖。

6、1996年，“非牛顿体流动的不稳定性“获水利部科技进步论文三等奖。

7、1997年，“黄河三角洲治理和水资源管理方略”获水利部科技进步二等奖。

“粗糙边界高含沙水流的减阻现象”获水利部科技进步论文三等奖。

8、2004年，“泥沙运动力学基本理论”获教育部自然科学一等奖。

9、2006年，“高含沙水流”获教育部自然科学二等奖和水利部大禹一等奖。

10、2007年获国家科技进步二等奖。

11、2009年，获科技部授予“全国优秀野外科技工作者”称号

12、2011年获得汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖，这是首位大陆籍华人获此殊荣。

清华大学王兆印教授荣获美国ASCE2011年度爱因斯坦奖

来源： IAHR中国分会秘书处发布日期： 2011-03-24

日前，收到美国土木工程协会（ASCE）爱因斯坦奖励委员会通知，清华大学王兆印教授荣获2011年度汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖。该奖项主要是奖励王兆印教授“在高含沙水流、泥石流、植被侵蚀动力学、河流生态与恢复、以及河流综合流域管理等方面认识的特殊贡献”，特别是他的这些研究成果应用在中国及全球复杂环境侵蚀和泥沙问题的明显进展。

汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖于1988年由美国土木工程协会设立。主要奖励那些在侵蚀控制、泥沙以及水道开发等方面有突出贡献的学者。迄今为止，世界上已有20位专家获奖，包括美籍华裔学者沈学汶、杨志达、王书益等。本次奖励是首位大陆籍华人获此殊荣。

王兆印教授是我国首批杰出青年科学基金获得者，现任清华大学水利系教授，任国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席、世界泥沙研究学会副主席、IAHR中国分会执委会顾问委员、国际期刊“International Journal of Sediment Research”主编等职。他长期从事泥沙运动规律和江河治理方面的科研工作，在高含沙水流和泥石流研究中，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高含沙水流运动理论体系，提出了泥沙自起动到高含沙水流运动极限情况的统一模式。在河流生态和河流综合管理研究中，创立了植被-侵蚀动力学。近年来，王兆印教授致力于河流水生态和维持河流健康生命和山区河流尼克点的发育和阶梯-深潭系统的研究，在理论研究的同时，他特别重视实地考察和野外试验。2009年，他的研究团队在四川震区清平乡文家沟巨型滑坡体泥石流冲沟里采用人工阶梯-深潭系统消能防治泥石流，效果良好，在泥石流防治技术上进行了可贵的探索。

汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦，美国著名科学家，是著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的长子。汉斯·爱因斯坦第一个提出了床沙质和冲泻质的概念，首先把阻力和泥沙运动有机地联系起来，并根据河流实测资料提出了确定沙波阻力的计算方法，还建立了包括推移质和悬移质在内的床沙质挟沙能力关系。我国著名水利泥沙专家钱宁先生师从爱因斯坦，获得博士学位，他们共同提出的动床泥沙模拟试验方法被称作“爱因斯坦—钱宁方法”。王兆印教授是钱宁先生的第一位博士研究生。

（IAHR中国分会执委会委员刘成报道2011-3-24）

国际学术会议大会主题报告和特邀报告(2006-2012)：

1、2015 Keynote lecture “Phylosophy of rivers” 36th IAHR World Congress, Den Hague, the Netherlands, June 28-July 3, 2015.

2、2014 Keynote lecture “Flood defense and sediment management of the Yellow River” 6th International Symposium of Large Asian Rivers, Yangling, May 9-11, 2014.

3、2012 Keynote lecture “Eco-sedimentation studies in China” IAHR River flow 2012, San Jose, Costa Rica, Sep. 03-06, 2012.

4、2011 Keynote lecture “Effect of bed structures on bed load motion and fluvial process” 7th IAHR Symposium on River, Costal and Estuary Morphodynamics, Beijing, Sep. 06-08, 2011.

5、2010 Keynote lecture “New challenges in sedimentation and erosion research” 11th International Symposium on River Sedimentation, Stellenbosch, South Africa, Sep. 2010.

6、2010 Invited lecture “Habitat diversity and its relation with biodiversity” 8th IAHR International Symposium on Eco-hydraulics, Seoul, South Korea, Sep. 12-17. 2010.

7、2010 Keynote lecture “Grain erosion and management strategies ” International Conference on Sediment Dynamics for a Changing Future, Warsaw, Poland, June 2010.

8、2010 Keynote lecture “Energy dissipation structure of artificial step-pool system to mitigate debris flow hazard” 2010 International Debris Flow Workshop, Chengdu, China, Nov.,2010

9、2010 Invited lecture “A study on grain erosion” International Symposium on Sediment Disasters & River Environment in Mountainous Area, KYOTO, JAPAN, Aug24-27,2010

10、2009 Keynote lecture “Mangement strategies of Reservoir Sedimentation”, International Workshop on Sediment Management Options for Regulated Rivers, Roquetes-Tortosa, Catalonia, Spain, May, 2009.

11、2009 Invited lecture “Gender of Deltas and Parasitizing Rivers”, International Symposium on Recent Development in Nearshore Coastal Water Quality Research, Hong Kong, China, Dec. 2009

12、2009 Invited lecture “River training and ecological restoration”, Workshop on River Morphology and Ecology, Auckland, New Zeeland, Jan. 2009.

13、2008 Keynote lecture “Avalanches and landslides induced by the Wenchuan Earthquake and management of quake lakes”, 16th IAHR-APD Congress, Nanking, China, Oct. 2008.

14、2008 Invited lecture “Strategies for Integrated Yellow River Training ” International Symposium on River Training and Development, Tianjin, China, Oct. 2008

15、2008 Keynote lecture “River Ecological Restoration” UNESCO International Sediment Initiative Workshop, Beijing, China, Dec. 2008.

16、2007 Keynote lecture “Debris flow studies in China”, 7th Conference of the Science Council of Asia, Okinawa, Japan, June 2007.

17、2007 Keynote lecture “Step-pool System for Channel Incision Control and Ecological Restoration”, Fourth International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation: Mechanics, Prediction, and Assessment, Chengdu, China, Sep. 2007

18、2007 Keynote lecture “Vegetation-erosion dynamics”, International symposium on Sedimentation and Environment in Arid Areas, Charlooz, Iran, June, 2007

19、2006 Keynote lecture “Vegetation erosion dynamics model and its application”, International Sediment Initiative Conference (ISIC), Khartoum, Sudan, Nov. 2006

20、2006 Keynote lecture “Sediment transportation in the Yangtze River and impacts of the Three Gorges Project” IAHR International Conference on Fluvial Hydraulics - River Flow 2006, Lisbon, Portugal, Sep. 2006.

举办国际会议

1、2000年7月25-28日，作为大会组委会主席，在北京西苑饭店组织举办了第八届国际随机水力学大会（清华大学为主办单位）。来自中国、日本、德国、美国、奥地利、意大利、瑞士、挪威、韩国、印度等25个国家的学者110人出席大会，其中国外86人，国内20余人。许多国际知名水利及流体力学科学家，如：Plate，Rodi，Graf，Gulliver，高歌, Scheuerlein, van Virjling, V.P.Singh, Kojiri, 韩其为，Joseph Lee在大会上作了主题报告。这次大会提高了中国在国际水利界的声誉，并为进一步开展国际合作打下了良好的基础。

2、2001年9月，水利界极为瞩目的第29届国际水利学会大会（IAHR Congress）在北京举行，900多位代表参加。作为大会河流水力学主题(Theme D)的召集人和论文集主编，组织编辑论文300多篇。作为大会科技论文交流活动的组织者，成功地组织了44个分会场（Parallel Sessions）的学术交流活动，

3、2002年9月9-13日，作为大会主席，在北京中国科技会堂举办了第二届国际防洪大会，180多位代表参加了会议。其中，外籍代表、港澳台学者为140多人，内地代表40多人。大会开幕式上，全国政协副主席、中国工程院院士钱正英出席开幕式并致辞。全国人大农业与农村委员会副主任杨振怀出席。水利部党组成员、国家防总秘书长鄂竟平在开幕式上代表国家防总、水利部和汪恕诚部长对大会表示祝贺并致辞。国际水利学大会前任主席Erich J. Plate等在开幕式上发言。此外，国际水文学协会主席Kuniyoshi Takeuchi、荷兰交通部东兰分部主任Ir. Hein van Stokkom等在大会开幕式上也发表了讲话。开幕式由本届大会组委会主席王兆印主持。学术会议上，来自世界上30多个国家和地区的专家学者交流了10个主题报告13个邀请报告和187篇口头学术报告，共同探讨新世纪人类面临的洪水问题。本界大会的主要议题是“转变观念，调整防洪减灾战略；交流科研成果，推动科学技术创新”。大会出版了论文集，研究内容涵盖流域管理、洪水灾害风险与预测、气候变化、洪水预警报研究、洪水模拟模型研究、洪水与泥沙输移、城市洪水防治、防洪策略研究等研究领域。论文集由Science Press New York Ltd 出版发行，分上下两卷，共计242余篇学术论文，1750页，主编为吴保生、王兆印、王光谦、Gordon G.H. Huang，方红卫和黄金池。

国际学术合作：

1、作为主要组织者，以荷兰代尔夫特水利环境基础建设研究生院（IHE-Delft），国际泥沙研究中心和清华大学名义组织了“Integrated River Management”国际培训班，来自亚洲、欧洲13个国家的49名水利工程师和教授参加了这次为期两周的活动（2000年1月）。这次活动扩大了影响，并积累了约600兆字节的国际河流水利的资料。

2、作为主要组织者，组织了中国农业及流域泥沙考察团（10人），参加了美中农业及流域泥沙管理学术讨论会，考察了密西西比河治理、流域生态及农业泥沙管理工程，美国农业部国家泥沙实验室, 伊利诺伊大学水利实验室和伊利诺伊水利调查局，依阿华大学水利研究所等，并赴华盛顿在美国自然科学基金委开会与美基金委官员和泥沙学者讨论了支持中美泥沙及环境科学合作研究与交流活动，为2002年中美泥沙合作会议奠定了基础。

3、作为主要组织者，组织了中德非恒定流输沙学术合作。申请得到中国和德国科学基金委员会的支持，组织了1994年和1997年在中国举行的中德非恒定流输沙学术讨论会。于2000年10月组织中方19人代表团赴德国慕尼黑参加了第三次双边学术讨论会，参观考察了Mangfll河、Donau河、Isar河、Inn河、Salzach河、Lainbach河等河道及河道治理工程。

4、作为中美泥沙学术合作的中方组织者，与美方Prof. Ben Yen，Steve Melching 联合申请得到中国和美国基金委（NSF和NSFC）支持，于1999年在北京和2002年7月在美国举行泥沙灾害和环境泥沙学术合作讨论会，中方代表28人美方代表30人参加会议并讨论合作。

5、积极筹办世界泥沙学会，自2001年2月以来已经征集了100多位有影响的国外泥沙专家响应成立协会的回函，作了许多工作协调与国际水利学会的关系，准备报告将于2004年在第9届国际泥沙学术讨论会上宣布成立。

6、作为国际水利学会亚太分会理事，参加了2000年在泰国和2002年8月在新加坡举行的12届、13届大会和理事会。在理事会上提出将亚太地区水利学会总部移到中国的建议，得到了多数委员的支持，成功地将IAHR-APD总部从曼谷移到北京。

7、作为第二届国际防洪大会组委会主席，主持成立了国际防洪大会常设委员会，并在中国水利部防洪抗汛减灾工程技术培训中心设立秘书处。

在第二届中美泥沙学术讨论会期间与目前在美的原清华王兆印的研究生交谈

王兆印教授在29届国际水利学大会上作主题报告

第二届国际防洪大会开幕式 (前排从左往右：岑章志、Kuniyoshi Takeuchi、鄂竟平、杨振怀、钱正英、林秉南、Erich J. Plate、董哲仁，后排右1为王兆印)

王兆印教授在主持第二届国际防洪大会

在植被-侵蚀动力学、非恒定流输沙理论、高含沙水流、泥石流、三峡工程160、175方案推移质悬移质模型试验、大气边界层模拟、三角洲演变及河口萎缩、及渤海生态动力学模型等方面的研究中取得了成果。

① 植被-侵蚀动力学

植被-侵蚀动力学是水文泥沙、地貌演变和植被生态环境的边缘学科，也是一个崭新的研究方向。结合流域产沙与植被变化、人类活动的关系，开展了植被-侵蚀动力学的研究。植被发育和土壤侵蚀这一对矛盾相互遏制、相互适应,具有一定的动力学规律。在气候、土壤基本不变的条件下，经过长期相互作用，一个地区（或流域）的植被与侵蚀会达到一种动态平衡。许多来自自然和人类的挠动，会破坏这种平衡，影响和改变植被生态系统原有的发育过程，这些挠动被称为生态应力。研究中还将各种生态应力进行了分类和量化。按照对植被活力的影响，将生态应力从动力学上划分成致死应力(Mortality stress)和损伤应力(Vigor stress)。致死应力定义为直接导致植物死亡和植被覆盖度降低的应力，如火山爆发、滑坡、砍伐、泥石流、森林火灾等。损伤应力则被定义为仅仅导致植被活力降低的应力，如干旱、污染、放牧、病虫害、风灾等。在损伤应力作用下植被活力将会降低。如果损伤应力连续作用于植被的时间过长，使植被活力减小到零，植被就会死亡。在植被活力减小到零之前，生态应力消失，植被活力可能很快恢复；植被恢复的速度依赖于植被的结构，可称之为生态弹性(resilience)。以上各种生态应力或者引起植被活力降低，或者导致植被死亡，都是负应力。人们植树造林种草和林草的维护保育是正应力，前者增加覆盖度，后者提高植被活力。植被的功能，包括控制雨蚀和风蚀，生物栖息地和初级生产力等，可以定量表示为植被覆盖度、植被活力和功能指数三者的函数。

初步建立了植被侵蚀动力模型，并求出了方程组的理论解，应用于我国南部云南高原的小江流域和北部黄土高原的安家沟流域，计算结果与实测值符合得很好。由理论解和植被侵蚀状态图取得了以下认识：首先，植被生态系统存在于三种状态，即植被逐渐发育，侵蚀渐小的自动良性循环状态；植被退化，侵蚀增大的恶性循环状态和二者之间的过渡状态。植被处于三中状态的几率决定于气候、土壤、地形地貌和水源。然后，人类干扰可将系统从一个状态区移入另一个状态区，所花费的努力决定于现行状态离目标状态的距离和地区的生态弹性。有的地区虽然植被差、侵蚀高，但在植被侵蚀状态图上良性循环区大而恶性循环区小，人们花费较少的努力植树造林和控制侵蚀可以将其移入良性循环区，其后系统会自动发育完善，如小江流域。而在有的地区的条件下，良性循环区小。人们花费大量的努力植树造林，虽然暂时改善了植被，一旦停止这种努力迅速回弹，植被在较短时间内退化回来，如安家沟流域。

以上理论解在利用资料确定流域系统四个基本特征参数条件下，可以给出流域和地区植被发育趋势、人类植树造林的影响、跨流域引水对地区长期（如10，20乃至40年）植被发育的作用等。作用于植被的各种生态应力都可以定量表达并且可以统一在植被-侵蚀动力学方程组中。方程组中的特征参数值a、c、d、f可以利用实测资料和试算法来确定。参数值确定后，植被与侵蚀在各种生态应力和人类活动影响下的演变规律即可由方程组理论解定量模拟。特征参数a、c、d、f依赖于流域的气候、土壤和地形地貌，而与自然生态应力和人类活动无关。因此流域的特征参数可以直接利用于子流域和具有同样自然条件的流域。利用参数a、c、d、f和动力学方程组可以做出流域的植被-侵蚀状态图。分析状态图发现，在雨量较丰气温较高的云南高原小江流域，减少侵蚀是改善植被的重要措施，植被改善后比较稳定。而在比较干冷水土流失严重的黄土高原上，增加植被能够明显的减少侵蚀，但控制侵蚀对于促进植被发育没有太大的作用。即使植被已经大大改善，仍然不稳定，还需要不断的护理才能维持植被的良性发育。这方面的成果现在发表在“中国科学”、“生态学报”、ASCE "Journal of Environmental Engineering"等期刊上。

② 非恒定流输沙理论-河道运动力学

从动力学角度研究河道在非恒定流水沙条件下，在沉积物构成的空间中的运动规律，初步创立了河道运动力学基础理论。首次提出了河床惯性(River Bed Inertia)的概念，分析了河床惯性的性质，并得出天然河流洪水冲刷深度的计算公式。引入河床惯性的表达式，使Exner泥沙连续方程有了理论解析解。该成果在实践上已经应用于中国石油天然气穿河埋设管道的技术规范中。在以上工作的基础上，研究者于2000年提出了水流移床力（Sediment-removing Capacity）的概念，并以黄河游荡性河段为主要对象, 研究非恒定流对河床改变的能力。这方面的成果发表在国际水利学会（IAHR）“Journal of Hydraulic Research”、“水利学报”、“泥沙研究”等刊物上。

③ 高含沙水流和非牛顿体流体力学研究

从1979年以来，研究高含沙水流20多年。主要通过实验研究了高含沙水流的流变特性、颗粒在高含沙水流中的沉降速度、浮力定理、高含沙水流的阻力和减阻、非牛顿流体的湍流统计特性和流速分布、高浓度固液两相流的运动机理、高浓度管道水力输送等现象。应国际水力学会邀请，和万兆惠博士共同撰写了 "Hyperconcentrated Flow"一书，1994年由荷兰出版社Balkema Publishers出版，以上主要成果反映在其中。1994以后仍继续进行高含沙水流研究，特别是长距离输送和稳定性的研究。实验发现：在一定水流条件下，含沙量超过500Kg/m3，进一步提高含沙量会引起剧烈堆积。高含沙水流输沙率的不稳定性对于长距离高含沙量输送是一大障碍。另一方面, 高含沙水流的流动本身也具有不稳定性。通过实验和理论分析发现，高含沙水流变成非牛顿体时，表面失稳发生波动，理论分析和实验证明了这种不稳定性与无因次数Sy和Sis的关系。高含沙水流长距离输送问题极为复杂，影响因素众多，需要进一步探讨其在治理黄河实践中的可行性及应用条件。这方面的论文发表在中国科学、力学学报、美国土木工程协会（ASCE）"Journal of Hydraulic Engineering"和国际水利学会（IAHR）期刊”Journal of Hydraulic Research”等刊物上。

④ 泥石流研究

从1980以来进行泥石流研究，主要通过试验研究泥石流的形成过程和运动机理，同时发展理论模型。通过野外调研和实验发现，不同地区的泥石流因泥沙组成不同而发育成粘性泥石流或两相泥石流。粘性泥石流为非牛顿体，由于屈服应力作用发展成波动流和间歇流，发生极大的弯道超高和显著的减阻现象。研究发现，泥石流减阻主要是掺混的气泡在底部形成气垫所致。对两相泥石流的实验发现，大石块对能量的聚集作用是触发泥石流的关键之一。颗粒流速分布从头部向后逐渐由直线型向反S型变化。较大颗粒的平均速度大，上部小颗粒瞬时速度大，但碰撞中将能量传给大颗粒而停滞。两相泥石流的阻力明显高于水流。这项成果加深了对泥石流机理的认识。主要成果发表在“力学学报”“地理学报”、“水利学报”、“自然灾害学报”和国际期刊“International Journal of Sediment Research”、“Water International”等刊物上。

两相泥石流运动实验图片

(a)当水流能量(单宽流量和坡降)较大时湍急的水流把河床上的卵石颗粒推到前面; (b) 随着向下游推移,更多的卵石集中到头部,头部长高;(c) 紊动的水流把大颗粒带到头部; (d) 愈往下游愈多大石块集中到头部,头部长高充满河槽形成泥石流，此时头部卵石翻滚着前进。

⑤ 三角洲演变机理及河口萎缩

对黄河三角洲的动力演变特征进行了进一步的分析研究，结果表明：三角洲河道的变迁影响了上游的洪水水位。河口的快速延伸加大了附近海流的流速，从而有利于海洋动力搬运更多的泥沙远离河口。分析了海河流域入海河口的河流、海洋动力变化，结合淤积现状调查及泥沙来源分析，探讨了海河流域入海河口淤积萎缩的机理，根据河口淤积萎缩对河道泄洪能力的影响分析，综合对比分析了各种河口综合整治方案。初步提出了河口萎缩综合治理的对策。上述研究还表明：波浪、潮流搬运输沙是河口淤积萎缩的主要原因之一。其结果主要发表在国际期刊“Earth Surface Process and Landforms”和“水利学报”、“中国科学”、“International Journal of Sediment Research”、“水动力学研究与进展”等期刊上。

⑥ 渤海生态动力学模型以及赤潮预测模型

近年来，渤海几乎所有近岸海域都发生过赤潮，严重影响到渔业、旅游业、养殖业。本课题以现场观测结果为依据，从赤潮发生的一般过程建立赤潮生态动力模型。综合赤潮发生的影响因子，以鞭毛藻和硅藻为赤潮生物、营养物质（N、P、Si）为状态变量，同时还引入了示踪模型考虑赤潮生物的积聚过程，成功地开发了渤海水域富营养化和赤潮模型。以赤潮发生的物理-生物变化过程为基础，建立了三维赤潮生态动力学模型，模拟了渤海常见赤潮生物甲藻（鞭毛藻）和硅藻在水动力条件下的生长以及营养物质（氮、磷、硅等）的循环过程。模型把海洋动力条件（潮、波浪、河流注入）、气候条件（风、气温、气压、降雨，云层覆盖度等）、藻类生长条件（光、温度、盐度、营养物）等环境变量有机结合起来，实现了海洋动力和藻类生长的动力耦合。利用1982-1983和1992-1993两次渤海现场观测结果分别对模型进行了修正和验证，结果表明模型基本上反映了甲藻和硅藻生长的季节变化和区域分布。利用模型模拟一次赤潮过程，从模型结果分析了渤海赤潮形成的原因和气候条件、营养物分布、甲藻昼夜迁徙对赤潮形成的影响过程，揭示了营养物对赤潮形成的双向影响机理和昼夜迁徙对甲藻赤潮迅速形成的生物学原因。

浮游植物的垂向分布特性是当地水域物理-生物过程共同作用的结果。研究中利用三维生态动力学模型对莱州湾潮流紊动对浮游植物垂向分布的影响过程进行了分析。结果表明，水体紊动大大增强了浮游植物（尤其是硅藻）的生长潜力，紊动作用使硅藻表层分布在4:00-5:00出现一个次峰值，同时还使主峰值出现的时间向后推移2-3个小时（15：00—16：00）。结合河口的动力特点，分析了河口浮游植物聚集的特征，解释了一些特定环境条件下赤潮发生的机理，为进一步认识、预测赤潮（尤其是硅藻赤潮）的发生提供了动力依据。成果主要发表在国际期刊“International Journal of Sediment Research”、“水利学报”等期刊上。

1998年渤海赤潮发生过模拟结果

莱州湾-辽东湾一断面上甲藻浓度昼夜变化过程

无畏深潭险壑情驻祖国江河

——记水利系教授、汉斯•阿尔伯特•爱因斯坦奖获得者王兆印

实习记者赵姝婧

图为王兆印在野外工作。水利系供图

图为王兆印走遍了祖国的山山水水，险滩沟壑。水利系供图

王兆印清华大学水利系教授，联合国教科文组织国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席，国际水利学会副主席，世界泥沙研究学会首任秘书长、现任副主席，国际期刊《国际泥沙研究》主编。曾主持国家自然科学基金项目、联合国开发计划署科研项目、首届杰出青年科学基金项目、三峡工程泥沙研究、水利部公益项目、中国-新西兰合作项目、国家科技攻关项目等20余项，发表中、英文学术论文300余篇，出版英文专著和编著7部，中文专著5部。

他曾在风沙大雪的黄河三角洲牧马，深夜里躲在油灯下苦读，立志“做一颗永不生锈的螺丝钉”；他曾多次踏遍川滇青藏和无数深潭险壑，冒着生命危险，用无畏和勇气见证真理；他性格豪爽，在国际舞台上坚决维护祖国尊严，斩钉截铁，毫不妥协；他把所有的深情都投入到科学研究和学生的培养中，在清华焕发出“第二次科研青春”。他就是王兆印，首位获得汉斯•阿尔伯特•爱因斯坦奖的大陆学者。

求学——黄河风雪中的苦乐年华

1969年3月，王兆印作为知识青年来到位于黄河口大孤岛的山东生产建设兵团，那时他仅17岁。到达兵团的那天下了场大雪，狂风夹着雪片和黄沙呼啸着掠过苍凉的大地。王兆印站在雪地里，他知道从那天起要学会的第一件事，就是如何面对艰苦，更要苦中作乐。分到畜牧班的王兆印每天的工作就是在一望无际的草地上放马，最幸福的时刻就是忙完一天的活儿后回到营房，能够躲在昏暗的油灯下看书。他想尽办法去借各门学科的课本，仅用了半年时间便学完了高中三年的知识，随后自学了山东大学全套的物理系教科书。知识让王兆印成长起来，他开始筹划成立兵团的科研班，并担任科研班班长。

1975年，王兆印进入山东地质局第三地质队，在唐家夼钻探黄铁矿和金矿。钻探中的故障在别人看来是 “麻烦”，在王兆印的眼中则是“挑战”。为了解决钻探中出现的故障，他绞尽脑汁，乐此不疲。王兆印大胆假设，小心求证，专门制作了一些工具用以检查故障，极大地改进了原先仅依靠经验发现故障的“土办法”。王兆印一直牢记着雷锋的一句名言———“做一颗永不生锈的螺丝钉”，他希望用自己的努力和知识为祖国的建设贡献力量，实现自身的价值。

王兆印的成绩得到了大家的公认，地质队的领导鼓励他考大学。1976年，王兆印顺利考入中南工业大学地质系。从此，带着多年对知识的热爱和勇于钻研的决心，他坚定地踏上了科研之路。

调研——用无畏和勇气追寻真理

1979年，王兆印来到中国水利水电科学研究院，师从我国著名水利泥沙专家钱宁先生研究泥沙问题，并于1985年取得工学博士学位，成为我国水利界第一位博士学位获得者。

王兆印深知泥沙问题事关国计民生，不能等闲视之。怀着对国家社会人民的强烈责任感，怀着对水利专业的挚爱，他将足迹踏遍了中国的大江险壑，千山万水。

真理的找寻需要艰辛的付出，有时甚至会有生命危险。2008年汶川地震后，王兆印和他的研究组赶赴距离汶川不远的草坡乡岷江支流上的一个堰塞湖考察，到达之后发现堰塞坝上方滑坡体十分不稳定。为了确保安全测量，王兆印和他的一个博士后先下去试探。地震造成的崩塌滑坡堆积体有50度的斜度，下面是极为汹涌的河水，一旦落水几乎没有生还的可能。但是，为了取得科学数据，他还是决定冒险测量。当王兆印试探着快下到堰塞坝时，脚下的石头发生滑坡，一块重达50公斤的大石头砸到了王兆印的背上，瞬间他和许多石块一起往浪涛汹涌的河里滑。当时王兆印心里只想着一句话：我还有好多事没做完，难道这里就是终点吗？眼看快滑到河边时，他猛然看到旁边有一块突出的巨石，于是侧身一跃跳到了巨石上，而他身后的石头瞬间接连滚入湍急的河水中，不见了踪影。同车的人看到这一幕都已惊呆，上去之后王兆印还不忘幽默地宽慰大家说：“这么惊险的镜头你们都不给我拍个照片啊？”

在过去十几年里，王兆印和他的团队一起走遍了川滇青藏、高原大河。为了实地考察，王兆印带领学生们穿越雅鲁藏布江大峡谷，在悬崖峭壁上每天行走28公里，最艰苦的时候他们都挺了下来。在四川绵竹文家沟野外站做测量时，凌晨2点多遇到地震，白天的小雨和余震使沟里的碎石接连往下滚，王兆印和他的同事们面无惧色，依然不忘拿着相机对滚落现象进行拍摄。他和他的团队就是有着这样的凝聚力，在最危险的时候彼此照应，用无畏和勇气追寻着一个个真理。

坚持——国际舞台上的豪情学者

前不久，王兆印荣获2011年度汉斯•阿尔伯特•爱因斯坦奖。主要奖励他在高含沙水流泥石流、植被-侵蚀动力学、河流生态和生态修复等方面的特殊贡献，特别是在中国及全球复杂环境下的侵蚀和泥沙问题的科学进展取得的成绩。在美国棕榈泉发表获奖演说时，王兆印满怀深情地说，希望让世界了解中国的水利事业，相信水利的未来在中国。

在国际舞台上，王兆印是一位坚决维护国家尊严、机智博学的豪情学者。在韩国举办的国际生态水利学大会上，一位韩国主题报告人在台上发表了“中国黑洞论”，他认为中国为了自身发展会逐渐把世界上的资源消耗殆尽，因此中国是一个可怕的“黑洞”。王兆印在会上公开驳斥了这个观点，他斩钉截铁地说，我们中国的粮食、煤炭和水资源等都是自给自足的，中国还出口了众多物资供世界多国消耗，因此“中国黑洞论”并不成立。韩国学者理屈词穷，接连道歉两次。在场专家对王兆印的做法大加赞赏，一位欧洲学者对王兆印说：“如果你今天不反驳，‘黑洞’就错误地成为中国的代名词了。”

为了不断扩大中国水利在国际上的影响力，从1997年开始，王兆印受林秉南院士委托考虑组建世界泥沙研究学会，并将总部设在中国。他顶住各方压力，终于于2004年在中国成功组建了世界泥沙研究学会。

教学——授之以“鱼”，莫如授之以“渔”

相对于在国际舞台上当仁不让的形象，王兆印在学生心中却是一位谦和的老师。“授之以鱼，莫如授之以渔”，他经常在课堂上提出问题启发学生思考，一个启发式的问题能引申出一系列问题的探讨；他重视因材施教，每个学生入学后都会有半年的专业方向选择期，放手让学生们根据自己的兴趣进行专业选择。王兆印总结说，学生要想成才关键在于三点，即：智商、勤奋和天才。只要勤奋就可以成才，即使是天才也需要实践的滋润。所以他鼓励学生们去看100条河，以天地为老师，出门皆学问，用实践出真知。

在王兆印的心中，每个学生都是他的孩子。他们曾坚定地跟随他走过无数条大江大河，翻过无数座高山险壑，单是“深情”二字已无法涵盖他们之间的感情。今年王兆印的几对学生将相继结婚，他笑着说：“我是又娶‘儿媳’又嫁‘女儿’，我想为他们举办集体婚礼，祝愿他们幸福快乐。”

愿景——焕发第二次科研青春

从1999年来到清华土水学院工作至今，王兆印已经在美丽的清华园走过了13个春秋。回忆起最初选择来到清华工作的原因，王兆印说清华土木水利学院的精神气质非常吸引他，那就是始终面向国家重大战略需要，引领国际学术学沿，这与他内心深处对科研工作者责任感的认知十分契合。就像水利系教授王光谦和傅旭东所形容的，王兆印来到清华后，焕发了“第二次科研青春”。

“高山平湖律”是王兆印提出的独特人生理念：高原湖泊的水位很高，但是它很平静；平原上的河流水位很低，但却容易泛滥成灾。王兆印认为科研的理想环境是“高原”。“谈笑有鸿儒，往来无白丁”，在这样的环境中能不断提升自己。他说正是清华给予了他这样的环境。

已过花甲之年的王兆印还有着更大的理想：让中国河流研究引领世界的潮流。“青藏高原是世界唯一的，河流研究要想引领世界一定要上青藏高原，我希望自己在80岁之前每年都能登上青藏高原。”

注：汉斯•阿尔伯特•爱因斯坦奖于1988年由美国土木工程协会设立，旨在奖励在侵蚀控制、泥沙以及水道开发等方面作出突出贡献的学者。汉斯•爱因斯坦是美国著名水利科学家，著名物理学家阿尔伯特•爱因斯坦长子。

来源：新清华第1880期 2012-05-18

河流的哲学问答--对话清华大学水利系教授王兆印

清华大学教授王兆印通过总结自己多年的研究成果，提出了有关河流的21个问题，对这些问题的回答不仅涉及到科学研究层面，同时也涉及到更为广阔的人与自然和谐相处的社会和哲学层面。2011年11月2日，王兆印应邀详细阐述了其中的5个问题。

黄河网：河流水系服从什么组织规律？

王兆印：按照霍顿分级法，流域内最末端的河流被定义为1级河流，两个1级河流交汇后形成2级河流，两个2级河流交汇形成3级河流，以此类推组成整个河流水系。同时，N级河流和小于N级的河流交汇后仍然是N级河流。利用霍顿分级法对河流进行分级后，各级河流具有明确的统计规律，实际河流网络的分支霍顿比和面积比大约等于4，而比降比和长度比大约等于2，简称“四二”定律。即N级河流和N+1级河流的数量和流域面积相差4倍，而比降和河长则相差2倍。

一般情况下，河流的分级都服从“四二”定律，只有在以下几种情况下会偏离：①缺少石块的地区，如黄土高原地区。②地质作用扭曲了地貌过程，如青藏高原边缘区，长江、怒江、雅砻江、澜沧江、雅鲁藏布江、黄河等6条河流的河床比降前面6级服从“四二”定律，7级河流坡降最小，然后8级河流不降反升，正是青藏高原抬升的缘故。③不同级别的河流发育期不同，如青海龙羊峡上游同德盆地的刺状水系。④寄生河流。阳性河流的三角洲发育一些所谓的寄生河流。寄生河流起源于主河大堤，基本上没有汇水流域。寄生河流网不服从“四二”定律，黄河、滦河都有较多的寄生河流。

黄河网：河流地貌是弹性还是塑性的？人类能不能任意改变河流地貌？

王兆印：从横向上看，弯曲是河流的本性，是弹性的，即使在外力作用下河流会变得比较顺直，一旦外力撤去或河流在自身动力作用下超出外力的约束范围，河流仍旧会变为弯曲。我们开展了两组野外试验，一组为河流设置顺直的河槽，另一组为河流设置低频率的大弯道，试验发现，当达到稳定状态时，两组河流均变为具有一定波长的弯曲型河道。说明当泥沙和坡降不变时，在一定的流量变化范围内，河流能够形成稳定的、固有频率的弯道。

从纵向上看，河流的纵剖面是可以改变的。我们在野外某河段的上游挖一个大坑，用来沉淀推移质，试验发现，该河段及其下游均发生了冲刷下切，有推移质和无推移质的河道纵剖面完全不一样。同样，人工增加河道阻力、人为抬高纵剖面，其结果也是改变了河流的纵剖面。我们在对康定河、鱼子溪、虎跳峡等河流的野外考察中发现，由于河流两岸的崩塌，在河道中形成巨大的尼克点，因此，从根本上改变了河流的纵剖面。大坝建设相当于在河流中创造了尼克点，改变了河流的纵剖面，这种改变一般情况下不会反弹。

黄河网：河流必须携带泥沙吗？德国人通过人工喂沙能很好地解决莱茵河河床冲刷问题么？

王兆印：德国的莱茵河中游河段经过图拉工程治理后，由弯曲型河道变成顺直型河道，干支流大量堰、坝拦截泥沙，造成河床下切、航道破坏、港口废置、地下水位下降。从20世纪80年代开始，德国人不得不采用人工喂沙方式治理莱茵河，每年大约喂20万吨泥沙，虽然能一时解决河道的冲刷问题，但代价较高，从长远来看，并不是最理想的方法。台湾的浊水溪，经集集拦河堰拦截泥沙后，下游基岩河床急剧下切，每年下切0.5米。从以上两例来看，似乎河流必须要携带泥沙。但是，金沙江虎跳峡和九寨沟堰塞坝造成清水下泄，河流形态仍然很稳定，生态良好，景观宜人。也就是说，河流也可以不携带泥沙保持稳定。那么，其中的内在机制如何？

其实，无论是有推移质运动的河流，还是河床结构发育较为完善的河流，如九寨沟，其内在机制都是消耗水流能量，在防止河床下切方面具有同样的作用，可以称其为等价律。一些山区河流中，巨石和大卵石在水流长期作用下达到最稳定的排列结构，包括阶梯深潭、肋状结构、岸石结构、石簇群、满天星等，这些河床结构在保持河床稳定、消除水流能量、防止河床冲刷下切方面具有重要的作用。而一旦这些结构遭到破坏，水流便会冲刷河床，引起推移质运动。我们利用特制的仪器测量河床结构发育完整和几乎无河床结构的两类河流的推移质运动规律，发现二者的推移质输沙率可以相差几万倍。

利用等价律，可以通过改变河床结构来减少推移质运动，起到修复河床下切的效果。我们在西南山区进行了人工阶梯—深潭的野外试验，结果发现，修建了人工阶梯—深潭结构的河流，河床十分稳定，即使在发生洪水期间，其结构也仅仅有少量损坏。而没有人工阶梯—深潭结构的河流，河道上修建的挡水坝往往在洪水期被冲毁。三峡工程修建后，下游冲刷造成洞庭湖与长江的连通度降低，鱼产量急剧下降，采用人工消能结构可以控制河床下切，恢复洪水水位，修复河湖连通。而德国莱茵河人工喂沙也可以用人工结构消能替代，很好地解决河床冲刷问题。

黄河网：大坝建设对河流健康有利还是有弊？拆坝是恢复生态的好办法吗？

王兆印：近年来，国内对大坝建设十分关注，争论也较为激烈。尤其是近两年来，对三峡工程的批评不绝于耳，认为其破坏地区水资源平衡、造成重庆大旱、渔业损失巨大、引起珍稀物种消亡、下游冲刷下切以及污染加剧等。尤其是大肆渲染的美国拆坝运动使很多人认为建设大坝已经过时、得不偿失。其实美国所拆的坝主要是以下几种：超期服役的、生态修复需要的、维护费用太高的、无人宣称对大坝拥有主权的、政府认为不安全的。而对于中国来说，大坝建设正方兴未艾。如青藏高原周边河流蕴藏着巨大的水能，进行开发不仅可以为人类造福，同时还可以改变河流的纵剖面、防止河流冲刷下切、防止滑坡崩塌灾害发生。另外，对河流生态来讲，生态良好的第一要求是河流栖息地稳定，对于不断发生演变和冲刷下切的河流，建设大坝有利于稳定河床，从而稳定河流栖息地，有利于河流生态。另一方面，我们必须承认，高坝大库的建设隔离了生物栖息地、阻碍洄游鱼类的迁徙，因此，建设由小型坝组成的坝群，如梯级开发，对稳定栖息地效果好，其生态破坏作用也小。综上所述，拆坝不一定是恢复生态的好办法，拆坝后反而会引起河床的冲刷下切，造成栖息地的失稳，只有通过有效措施消除大坝的负面影响，充分发挥大坝的积极作用，才是维持河流健康、恢复河流生态的良策。

黄河网：您认为今后泥沙研究的方向有哪些？

王兆印：总结国内外的研究成果和研究趋势，结合当前水利科技发展的趋势，我认为泥沙研究的方向有以下几点：①减沙对河床演变和江湖关系的影响；②山区河流的河床演变；③河床演变的方向——推移质运动基本公式；④泥沙概算方法；⑤尼克点的发育及对河流纵剖面的改变；⑥河床结构在河床演变中的作用；⑦泥沙与生态综合治理；⑧生态泥沙学；⑨青藏高原抬升对河床演变的影响。

（王兆印，清华大学水利系教授，担任国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席、《国际泥沙研究》主编、世界泥沙研究学会副主席、国际水利学会副主席等职，于2011年获汉斯•阿尔伯特•爱因斯坦奖，是首位获此殊荣的大陆籍华人。）

来源：黄河网黄河访谈发布时间:2011年11月24日 11:27:00

高山平湖的学术与人生境界

——导师王兆印教授访谈纪实

【采访者记】

兵团生活的艰苦没能阻挡他对知识的渴求，功成名就后的舒适生活没有成为他继续探索的绊脚石——王兆印教授，我们学生的良师益友，给我们带来了印象深刻的150分钟。

11月18日，访谈小组来到了王兆印老师的办公室进行校友访谈。王兆印老师的和蔼可亲化解了我们的紧张和拘谨，近两个小时的采访过程轻松随和，王兆印老师侃侃而谈，有对自己励志求学的回忆，有对自身学术科研的总结，也有对科研心态和学术风气的看法，这都体现出王兆印老师高山平湖的学术与人生境界。

青年历练，励志自学

王老师青年时的经历相当丰富。1969年上山下乡到位于黄河口的山东生产建设兵团。昔日的黄河三角洲，放眼望去看不到头，也看不到什么人烟，狂风吹来黄沙滚滚淹没大地。王老师在那片荒凉的地方种过地、放过马，研究过小麦育种。深秋天寒的夜里，穿着笨重的军大衣，围着火堆看守马匹，着实体会到了游击队当年“火烤胸前暖，风吹背后寒”的滋味。在研究小麦育种时王老师发现了知识的可贵。结合实际生产需要，他拿起书本自学，在啃书本的过程中，逐渐发现许多物理化学知识都不懂，于是王老师开始下苦功补习中学课本知识，然后开始学习大学知识。在这过程中王老师逐渐展示出他过人的才华。自学给王老师打开了一片科学的天地，展现了一条走进科学的道路。

王老师离开建设兵团后，去了山东地质局第三地质队，在唐家夼钻探黄铁矿和金矿。在当地工作的时候王老师学以致用，许多知识都有了用武之地，特别是遇到生产故障，比如钻机井下故障，柴油机、高压泵机械故障的时候。王老师在工作中也不忘积累知识，跟当地工人农民虚心请教，学到了许多不同于课本的实践知识。这些知识与经验为大学和研究生阶段的学习和后来的科研探索打下了基础。

师从钱宁，博士奠基

王老师人生的一个转折是成为钱宁先生的研究生。在钱先生的指导下，刻苦钻研的王老师成功的完成了博士论文，成为中国自己培养的水利界第一位博士学位获得者。1979年钱先生已经身患癌症，但在学术上给王老师细心的指导。钱先生因材施教，鼓励学生创新和独立思考，从不挫伤学生的积极性。对于王老师时常冒出来的学术思路，钱先生都予以支持，对于一些有误区的想法，钱先生也不否定，而是委婉的处理，启发王老师自己发现问题。

钱先生给王老师的影响，不仅是学术上的，还有人格魅力的影响。钱先生和气待人，对个人利益从来不争，但为国家的事情总是据理力争。钱先生家庭简居，不计较个人收入待遇，但对国家利益很上心，为三峡建设方案毫不妥协地争辩。王老师也从钱先生身上学到了这一点，不计较个人待遇，但要维护国家形象和荣誉。正是从钱宁先生那里，王老师学到了知识，开阔了思路，增广了阅历。

野外考察，宏观研究

王老师的学术研究有两大转变：一个是从实验室研究，到野外实践的转变；一个是从微观的泥沙颗粒运动，到河流生态、地貌和治理方略的转变。在探索科学真谛的过程中，王老师发现数学模型和实验室研究的结果与实际相差甚远，有时误差大到难以投入实际应用。因此他把研究重心放在了野外实践，他常常带着学生深入大山大河实地观测，发现了许多耐人寻味值得深入研究的自然现象，积累了许多科研经验。为了更深入地了解河流的演变规律，从根本上治理侵蚀和灾害，王老师多次走上青藏高原探索冰川河流的运动机理。他认为青藏高原的不断抬升使得中国的大多数河流不断下切，是各种地质灾害、高强度输沙、独特的演变规律和生态破坏的根本原因。

同时，王老师从微观到宏观的研究转变，是因为当颗粒运动的微小误差，放大到宏观层面的大时间空间尺度上时将产生难以想象的差距，甚至产生极大的变化。而水利研究是关系国计民生的大事，很多水利决策需要宏观把握，因此需要从微观到宏观的综合探索。泥沙的研究不是孤立的，跟各种侵蚀与植被、河床下切、地质灾害和河流生态密不可分。王老师进青藏高原，也是为了研究当代地壳运动与河流地貌过程同时作用下河流的演变规律。

成才报国，责任在心

王老师通过野外实践，观察到事物的本质，积累了大量的经验，因此面对河流发生的问题，敢于发表自己的看法。比如，王老师2009年5月曾判断，河流下切严重的河段，如果没有尼克点，最有可能发生重大崩塌和滑坡，像大渡河这种严重下切的河流是最危险的，后来果然大渡河发生了滑坡和泥石流。汶川地震后，王老师接受凤凰卫视采访时曾对唐家山堰塞湖泄洪发表了看法，预测堰塞坝的溃决是一种冲刷过程，会形成强烈的推移质运动。由于堰塞坝颗粒级配很宽，推移质运动产生很强的阻力而消耗大量能量，不会瞬间溃决也不会造成重大洪水。后来的事实证明王老师的推断是正确的。

今年格尔木水库遇到千年一遇特大暴雨导致温泉大坝濒临溃决，当时准备采取的措施是在溢流堰旁挖一道泄洪沟放水，但王老师观察后发现这个泄洪沟很危险，因为沟床沟岸土质是粉砂，在大坡度急流量下很容易被冲垮，如果启用泄洪，剧烈的水流将导致溃坝。于是王老师到防洪指挥部与现场指挥的领导提出建议，最后防洪指挥部采取了保守方法泄水，保护了大坝的安全。

王老师这样说，“做学问要充分联系实际，为社会和人民安全服务。能力不够不在其位时不要展露自己，当你有这个能力又在其位时，要有所担当”。一次王老师在野外做实验，发现跨越河流的桥上两块钢板不见了，小学生过桥要攀登钢缆，三四十米的桥下是汹涌的江水。王老师告诉自己的学生安排加工厂修桥：“我们看到了就要把它修好，不能让孩子出事。为老百姓做好事也留名，请在修补的桥板上写上清华大学。”

王老师常常抱着“顺其自然”的平和心态从事科研，但他强调当水平和能力达到了一定的程度时，应该拥有强烈的社会责任感，勇于担当。特别是我们水利行业关系国计民生，每一个决策都将产生巨大的影响。王老师的人生经历告诉我们，作为一名科学工作者，应该怀着成才报国的心态，拥有强烈的社会责任感，为老百姓做实事，能力越大责任就越大。

国际舞台，发挥影响

王老师赞成顺其自然，能力低时不要对自己期望太高，当能力达到一定高度时要为国家做贡献，在国际舞台上要维护国家荣誉和尊严。有一个在欧洲举行的国际学术会议邀请王老师作特邀报告（Invited lecture），他说必须邀请作主题报告(Keynote lecture)才去。他的学生笑称他“耍大牌”，而王老师说：“我的水平和大会请的美国科学家在一个层次上，为什么美国人作大会主题报告而让我作特邀报告。不是我个人耍大牌，是为中国学者争尊严。”最后大会主席亲自写信邀请王老师作大会主题报告。

今年，在韩国举办的国际水利学会的Eco-Hydraulics大会上，韩国学者作大会主题报告时说：“金砖四国”的崛起导致了世界资源的匮乏，中国就像一个“黑洞”，把所有的资源都吸了进去。王老师驳斥报告人说：中国的水资源都是消耗我们自己的；中国人吃的粮食基本自给自足；而在能源方面，中国有足够的煤炭。当然，中国确实进口了大量石油，那是因为石油的空间分布不均匀，全世界很多国家都在进口石油。另一方面，中国也出口了大量的物品，供应其他国家消费。所以把中国说成黑洞是不正确的。该学者被驳斥的哑口无言，只好连连道歉。当晚在招待主题报告人的晚宴上，有几个欧洲学者对王老师说：“如果没有你提反驳意见，‘黑洞’就成了中国的代名词了。”

王老师在国际活动中坚持原则，如遇到涉及台湾等敏感问题的时候，即使不得不做一些有损会议气氛的事情，也一定要维护国家。加强中国的国际影响力也是学者的责任。王老师不久前当选了世界泥沙研究学会的副主席。“给国家争取荣誉，当仁不让。”

提高中国学术影响力的根本还是要提高科研水平。王老师近年来研究青藏高原的河流过程，为此他招募人才、增添设备。青藏高原在中国，外国人研究起来毕竟隔靴搔痒。而令王老师颇为遗憾的是，在国际最顶级的期刊Nature和Science上，近20年关于青藏高原的研究文章，Nature有38篇文章，只有5篇是中国人所著，其中1篇还是台湾的；而Science有32篇，只有4篇是中国的。“青藏高原在中国，为什么让外国人走在前面？”王老师感慨道。我们必须赶超外国学者，领导青藏高原的研究。

扎根清华，因材施教

正如水利系的付旭东老师所说，“王老师来清华，焕发了第二次科研青春”。就像王老师的“高山平湖律”：平原河流水位不高，却容易溃决成灾；而高山上的湖泊水位非常高，仍然平静。要把自己置于高水平的学者中间，虽然不显著，水平却很高。我们不能改变环境，但是可以选择环境。清华大学就是这么一个地方。

对清华的校风“行胜于言”和校训“自强不息，厚德载物”，王老师非常认同。“清华的传统很好，很实干，每个人都在踏踏实实地做事情”。然而现在的学术腐败现象让他颇为忧心。他认为，同国外高校相比，中国学术界许多人功利性太强。而在政策导向上，过分强调名利对科研的推动作用。相比而言，清华大学还比较纯洁，希望能够保持良好的传统。

作为导师，王老师为学生指明方向创造条件。他说，老师启发学生科研思路；学生从实践中开拓创新，师生相互学习。“清华最大的优势，是人才优势，”王老师说，他选择留在清华的一个很重要的原因是学生。清华有很多最聪明、最勤奋的优秀学生，王老师的科研团队包括青年教师和博士有二十多人，组成了具有河流泥沙，地质地貌、生态环境、植物、动物等专业人才的团队。对此，王老师很自豪，“在国外想搞这样一个团队，一般的教授可没有这个能耐！”

但是清华大学的学生，心理方面往往比较脆弱。因为这些学生一直都是顶尖的人才，没有经过挫折，遇到困难和失败很容易产生心理问题。王老师很重视这个心理素质的问题，他希望我们在顺利时能充分认识自己，想一想自己能不能顶得住困难挫折和失败，是否太容易受到伤害。不要过分追逐荣誉，给自己不必要的负担。他说，要想保持自己心理平衡，就要把自己的位置放在能力可达之下。他不赞成雄心勃勃，而希望大家才华横溢。

淡泊明志，高山平湖

关于国内外学术风气，王老师评价说国内做学问的心态不如国外。国外学者如德国学者，做学问多数实实在在、兢兢业业，很少浮夸和追求名利。科学家作为一种职业从上世纪初才出现，在此之前科学研究主要是为了探索而不是赚钱。即便现代，我们也不要把科研看做生存的职业和赚钱的方法而是探索自然造福人类的事业。王老师分析某些学生甚至学者剽窃、抄袭、造假等学术不端的原因：“这就相当于偷窃。为什么有人会偷呢？因为穷啊。实际上，没有学生是自己想抄袭的。但是他们没有灵感没有创新思路不会研究，而要求研究生和教师出论文的压力大。创新能力的贫乏是有些懒惰的不劳而获的就去剽窃和抄袭。如果你走向实践，发现问题研究问题得出自己的成果并不难。只要努力去探索，就会富有成果。自己不穷就不需要剽窃。”王老师要求学生走向野外，走向实践，去发现大自然中许许多多值得研究和探索的东西。他不赞同年轻人做文献综述的文章。他认为年轻时候做这样的文章有点偷巧，偷巧惯了，会影响将来的创造力。

王老师说科学研究有三个层次的动力，第一是兴趣，第二是责任，第三是名利。他推崇没有功利性地科研，徐霞客就是这样一个令他非常欣赏的人。在政府不给予任何支持的情况下，徐不为名利，凭兴趣和毅力行走山野30余年，遗留下60多万字的游记资料，被翻译成几十国语言，誉为十七世纪最伟大的地理学家。当前的社会和各项政策以名利为主导推动科研，是最低层次的难以持久的。清华也一直用名利来拉拢人才，推动科研。王老师说，在这样的形势下，不能要求大家不求名利做科学探索，但是希望大家把名利看作附加的次要的因素。他希望作为全国最高学府和科研机构的清华大学，可以创造这样一个土壤，形成这样一种氛围，让有才华的人都可以在其中孵化，让有志于做科学研究的人充分发挥他的才智和能力。关于学生的就业选择，王老师对清华学子的期望是，进入国家队，走向大舞台，到能够施展才华到国家需要的地方去。

在采访的最后，王老师向我们表达了自己的祝愿，他希望清华学子勤奋学习，以前辈为榜样，以天地为老师，百折不挠，不断创新。用我们的专业知识把水沙灾害转化为资源和生态。

王兆印老师的采访让我们受益匪浅，王老师自学成才的成长经历，刻苦钻研的学习精神，让我们更加坚定做好学问是一件任重而道远的事情；王老师对待科研的方式、角度和独特的看法，对于国家和社会的强烈责任感，也让我们颇有启发；而王老师淡泊名利、高山平湖的学术和人生境界，更让我们感到无比的敬佩，王兆印老师不愧是清华教师、水利人、清华人的优秀代表。（编辑：李想）

【王兆印简介】

王兆印，清华大学水利系教授，国际泥沙研究培训中心顾问委员会主席，世界泥沙研究学会首任秘书长、现任副主席，国际期刊“International Journal of Sediment Research-WASER”主编,国际水利学会会刊International journal of river basin management-IAHR 副主编，国际水利学会理事。研究领域：水力学及泥沙运动力学，河床演变及河流地貌学，植被-侵蚀动力学，河流生态学，河流水沙生态综合管理等。

王兆印：消能才是治理泥石流可行之路

工程治理泥石流是泥石流防治中的一项重要的措施，到目前为止，世界上治理泥石流的方法主要有建立拦挡坝、导流槽和渡槽，治理的理念则是拦挡。

面对今年我国各地多发、频发的泥石流灾害，清华大学水利系教授王兆印带领课题组所做的以消能为理念的人工阶梯——深潭系统，可否给泥石流治理带来一线曙光？

基本原理是消能

“治理泥石流的观念必须要转变，泥石流靠拦挡是不够的，消能才是可行之路。”王兆印在接受《科学时报》采访时表示。

8月12日晚，当暴雨挟持着松动的山石、泥土倾泻而下时，四川省绵竹市清平乡文家沟拦挡坝没用多久就被冲垮，现在残存的只有一个有裂痕的坝体。而“文家沟泥石流治理工程”整体工程在7月28日刚刚完工，其中包括20个拦坝和2条排洪沟。

“12号晚上快到12点的时候，暴雨越下越大。从我们知道发生泥石流到泥石流冲下来也就几分钟的样子，那些拦挡坝一下子就被泥石流冲垮了。”村民杨贵强的家就在文家沟沟口，当晚暴发泥石流的情景他记忆犹新。

其实，在修建拦挡坝之前，文家沟已有一项泥石流治理实验顺利进行。也就是王兆印课题组所做的人工阶梯——深潭系统实验。

“我们从2009年5月份开始修建这个系统，到当年9月份就修好了。”王兆印的博士生漆力健在采访中介绍。

文家沟人工阶梯——深潭系统依山修建石头阶梯，当泥石流暴发时，夹裹着沙石的洪水就会一级一级地流过这些台阶。每通过一个台阶，一部分沙石就会留在深潭中，于是利用阶梯的间距和高度差，在跨越台阶的时候泥石流的冲击力就会被消耗很多。

在实验中，课题组选取山体中下切最严重的文家沟上游400米段为治理段，从上至下，共修建了33级台阶，最窄的阶梯间距4～5米。漆力健说，就是这些看似简单的工程就能够使泥石流的能量大大耗损，从而保护沟床不再下切，岸坡稳定，形成水流而不是泥石流。

“最好的结果就是到阶梯的最底部时，水和泥石已经完全分开，就形不成泥石流了，破坏力非常小。”王兆印说。

优势在于低成本和高效率

漆力健一直参与该系统的修建，谈到实验的花费时，他非常激动：“我们用的都是当地的石块，基本上都没有什么材料费，只是雇佣当地老乡帮我们运输花了一些钱。”

“5•12”汶川地震后，清平乡附近的山体被震松，并且发生几次小规模的泥石流，在文家沟山体上到处散落着巨大的石块和小石头。课题组就地取材，用大石块和装在钢丝笼中的小石头修建阶梯，从而减少了材料费、运输费、施工费等。

“所以，这个项目完成后才用了20万元，这些可是我们的全部费用。”王兆印告诉记者。

“当地的老乡是冒着生命危险在帮我们修建工程。”漆力健说。比如，需要搬运的大石块一般都有几吨重，而且悬在山体，要运下来就必须用锹把石头底下掏空，等石头往下滚的时候还要用绳子揽住，再放到指定的位置。

“当地人比较熟悉地形，所以他们做的反而会更让人放心。”王兆印说。

文家沟在汶川地震之前，曾是四川一个重要的旅游胜地，那里山清水秀，是天然的避暑地，每年会有不少游客前去参观。王兆印想通过这样的系统防治当地的地质灾害，还想帮助那里恢复以往的生机和活力。

人工阶梯——深潭系统是依山修建的人工工程，值得高兴的是这一系统不仅能治理泥石流，还有恢复生态、保护自然、创造景观的功能。

“该系统主要通过消能起作用，因此每次灾害对系统本身损害不大。”漆力健告诉记者。因此，在系统维护上也只需做些修修补补，把一些被洪水或泥石流冲开的地方再补充进大石块，或维修阶梯旁边的保护墙。如果有些阶梯被破坏，就重新修建一个阶梯，保持其完整性，即可有效防治泥石流。

“我当初根本不相信，就像这样用石头摆几个阶梯，好像小孩过家家，怎么能防治泥石流呢？”杨贵强笑着告诉记者。

确实，很多当时帮忙修建该系统的很多老乡都不认为它会起什么作用，可是王兆印给出的数据，在用事实说话。

2009年7月17日，文家沟降雨量91.2毫米，只发生小规模泥石流，到达沟口的泥石流流量大约2万方，只有2008年日降雨量88毫米时引发泥石流规模的1/50。在经历了多次暴雨冲刷后，这个系统21级被洪水冲坏，仍有12级完好。阶梯起到明显的增阻作用，上游区域泥石流得以抑制。在随后对损坏的阶梯结构进行了修复加固后，2009年9月8日降雨量达96毫米时，没有暴发泥石流。

“经过这么久的实验，我们也相信这个系统确实能够防治泥石流。如果把这个系统做大，覆盖整个文家沟，可能就不会发生这么大的泥石流灾害了（指‘8•13’清平乡特大泥石流——编者注）。”杨贵强说。

“文家沟有4800多米，我们才做了其中的400米，而且后半部分的阶梯间距也做得有些大。”王兆印说，“如果我们把整个沟都做上这种阶梯，每个阶梯间距只有4~5米，防治泥石流肯定不难。”

但是王兆印补充说，现实中情况可能更为复杂，因此也不能只靠一种方法就能完全治理泥石流。因此需要重点、高强度和小流域治理，“最好是骨干工程和人工阶梯——深潭系统搭配使用，把治理的效果做到最好”。

从实验到推广还有多远

虽然人工阶梯——深潭系统有着种种优势，但是根据王兆印的分析，该系统的推广面临着观念和操作的双重阻力。

首先，目前消能方法治理泥石流的观念还不为多数人了解和接受。“人工阶梯——深潭系统在国际上是20世纪80年代末提出的，发展到现在主要用于生态系统的恢复。”王兆印说，“我把该系统引入泥石流治理在国际上都是新的观念。”

对于未来如何让更多人在观念上接受它，王兆印表示还是要将努力放到国际学术报告和国内野外实验上，希望国际、国内都能认可。

其次，在操作上该系统还有着很多未知，设计的标准不能确定，方法的推广就面临着巨大的问题。如果没有设计标准，就不可能投入工程建设，因此也不可能起到实际作用。

采访中，王兆印也表达出这个遗憾，“没有设计标准不行，比如修建拦挡坝，施工时都会有一个定量的标准，多高、多长、多宽。但是我们这个系统还没有定量的标准，比如要多大的石头、阶梯需要堆成多高，阶梯肩宽多少等。如果就是随便摆石头，根本没有说服力，那肯定得不到推广。”

因此，要使人工阶梯——深潭系统及早应用于泥石流治理，还有一段路要走。“这条路到底有多长，那就要看阻力何时能够消除”。王兆印说。

来源：科学时报　　发布时间：2010-08-26

联合国电台采访王兆印教授
——清华大学教授王兆印谈中国江河治理

作者：来源：清华大学发布日期： 2011-08-18

今年早些时候，美国土木工程协会将2011年度的汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖颁给了清华大学教授兼联合国教科文组织国际泥沙项目专家指导委员会成员王兆印。这是美国土木工程协会首次将以著名物理学家阿尔伯特•爱因斯坦的长子、流体动力学家汉斯・阿尔伯特的名字命名的这一奖项颁发给一位中国人，以奖励王兆印教授对高含沙水流、泥石流、植被侵蚀动力学以及流域管理等方面认识的特殊贡献。联合国电台记者黄莉玲对王兆印教授进行了专访，请他谈了有关中国的河流治理和泥石流等问题。王教授首先谈到了这次获奖的感受。

王兆印：获得爱因斯坦奖，我还是非常高兴的。我也收到了国内外友人的祝贺。因为这是首次把这个奖颁给中国人，实际上也是第一次颁给外国人，因为之前都是美国人获得。我觉得中国人获得这个奖还是应该的。因为我们在河流泥沙和生态方面作的工作还是很多的。我们的问题多，比如说我们有独一无二的青藏高原。青藏高原在抬升，它每年抬升2厘米，导致的河流问题远远比其他地方复杂，生态问题也相对更加复杂。

记者：研究泥沙运动规律对于环境保护有什么意义呢？

王兆印：泥沙，英文是erosion and sedimentation，实际上它本身就会对环境带来很大的影响，比如，侵蚀比较严重的地方，植被就比较容易受到破坏。有一个理论叫“植被侵蚀动力学”，用理论来预测，在一些地区，如果不控制侵蚀，植被是永远发育不起来的，光靠种树是不行的。另外，泥沙运动也会带来一些环境问题。比如，高含沙水流会导致非常低的溶解氧，会把鱼杀死；重金属可以吸附在泥沙上，输送和沉积带来污染物质的转移。泥沙运动会对生态产生很大的影响，因为它可以创造栖息地和改变栖息地，所以泥沙研究对保护环境有很重要的意义。

记者：联合国教科文组织为什么要成立国际泥沙项目？它是一个什么样性质的项目？又是怎么样开展工作的呢？

王兆印：主要是发现所有水利的项目都跟泥沙有非常密切的关系，而泥沙又跟生态环境有很密切的关系，所以这个问题需要加强合作和协调。其中有一个目标是对全球的泥沙问题有一个比较全面的、综合的认识。有这些要求，所以在联合国教科文组织水计划底下建立了这么一个项目。现在的总部是在中国。成立以来，所有的工作，比如说，对全球侵蚀量的估计，组织了一批人，把最要重要地区的人都组织起来，协调起来，把各家能够测到的数据资料统计了起来。但是这个工作没有做完，因为还有很多空白的地区。另外，泥沙的侵蚀量和输送量的差异量越来越大。所以有一个新的问题，就是侵蚀泥沙没有被输送的，没有被长距离输送到海洋里的，它们是在什么地方—主要是在水库里，还是在流域里。这些也是正在做的工作。

记者：除了教科文组织的国际泥沙项目之外，您还参与过联合国系统在中国开展的，或者是在世界其他地方开展的与泥沙相关的项目么？

王兆印：我1995年一从德国回国，就参与了联合国开发计划署UNDP的一个项目。这个项目的名字是支持黄河三角洲可持续性发展当时我们主要的一个任务就是黄河在河口地区是非常不稳定的。之前差不多每十年要改一次河道，大概已经改了十二次了。我们的一个任务就是把它稳定下来，否则黄河三角洲就没法发展。像长江三角洲是非常高密度的工业区，黄河三角洲就完全不一样，珠江三角洲也是非常繁华的，主要一个原因就是它不稳定。我们做了一些研究，同时提出入海的河应该怎么来稳定住它，同时计划如何在未来的一百年，哪条河用多久，换另外一条河怎么做。就是通过人类的主动管理，使这个河按照我们要求的河道来走。但是自从我们做了之后，黄河实际上形式大变，一方面有我们做的工作的原因，另外一方面主要是上游的建水库和拦砂坝起了作用。黄河的泥沙剧降。所以我们做了以后，河就没有再动，只在1996年做了一个小的调整，在河口的河道那儿，有很小的一段儿，是为了把一个油田淤出来。那么大的河，因为黄河到河口那儿有很多河道，每一个河道有一个名字，有十几个名字呢。到河口就不叫黄河了，就叫清水沟了，它实际上就是黄河。现在清水沟已经用了30多年了，已经远远长于过去使用河道的时间，超过好几倍了，但现在看起来还能继续使用几十年。另外一个是当地的民众，通过这项活动，对于环境生态保护有了很大的觉醒。所以现在黄河口有个自然保护区，老百姓也自觉地加入里面的一些工作。

记者：作为一位泥沙运动规律方面的专家，在中国除了黄河流域之外，您还关心哪些地区呢？

王兆印：我过去在70年代和80年代，主要是关心黄河和三峡，因为那个时候，我们主要的大工程都在那里。现在，从90年代开始，主要精力投入到青藏高原和云贵高原的研究。为什么呢？一个是我们国家的西南地区有90%的资源，包括水电和其他资源，还有90%的生态和90%的景观。现在在西南地区的开发究竟对生态有多大的影响，我非常关注。最近，我刚刚去了雅鲁藏布江大峡谷。沿路都是崩塌，走的路是非常陡峭的，差不多每一步都要小心地迈。而一天在山道走28公里是非常非常艰难的。我们在那里有很重要的发现，比如，在雅鲁藏布江大峡谷里，是最陡峭，水流最强，能量最大的地方，完全没有推移质运动。这个是非常重要的一个发现。因为根据传统的推移质运动理论是，水流强度越高，剪切力越大，垂直运动应该越强。但是那里没有。而正因为不动，这是非常重要的一个大峡谷的稳定条件。如果进了推移质，它就会把大峡谷像拉锯一样拉下去。而现在这么陡峭的两岸会不断地崩塌和滑坡，那就是非常灾难的了。这么多年，可以说从Holocene, 全新世以来，推移质已经不再进入大峡谷了。有两个原因。一是它里面发育了一种结构，把能量全部消耗了。所以我们在研究它到底能消能多少，这样能保护大峡谷不让卵石进来；第二是这么多的卵石到哪里去了。我们做了一个测量，它们实际上都在上面的缓坡段，堆积了上百米。这是一个很重要的事实，可以颠覆我们传统的泥沙理论。所以我们从理论研究方面也非常关注它，而从开发大西南和生态角度来讲，我们也非常关注它。它要开发究竟会导致什么样的问题。我们在上面采样，发现了一些物种。比如说无脊椎动物，在其他河流都没有找到的，那里找到了几种非常特殊的。当然，它对生态到底有多大影响，多大的作用，我们还在做研究。

记者：曾经有人说过，中国有两条黄河，一条是流经黄土高原的黄河，一条是中下游河水相当浑浊的长江，您如何评价这种说法？三峡工程中的水库，是否又会因为长江当中的泥沙，很快被淤积呢？

王兆印：这个问题很好，但是我不同意这个说法。为什么呢？刚才讲了，中国的河流都在减沙。曾经有人说长江也将成为黄河，那个时候可能带有哗众取宠的意思，可能当年稍微高了一点。实际上，从长久的趋势上看，长江、黄河的泥沙从80年代以来就一直在下降。特别是到了90年后，下降得非常快。黄河的沙已经减少了80%，实际上入海的沙可能只有10%了，跟50年代到80年代相比。长江也是一样，减沙也非常剧烈。不算三峡，也是减少了一半；算上三峡，从上面下来的沙是非常少的。按照进入海的沙来算，也减少了75%以上。因此，长江并不是变成了黄河。而长江现在三峡以下有一段是很清的，已经完全改变了过去的颜色。这个不见得是好事，因为会造成一些冲刷，这是另外一个问题。三峡水库原设计390亿立方米，其中有170亿是用来淤沙的。根据过去的计算，这170亿泥沙要淤满的话，需要120年到150年。到了120年之后就会达到一个平衡阶段，来多少沙，走多少沙，不会再增加淤积量。根据三峡蓄水8年之后的情况来看，现在的淤积速率比预计的要低得多。这主要原因是上游来沙大量减少和采砂。我们做了一个统计，采砂总量可能会有一个亿。长江一共有5个亿的沙，光采砂就去了20%。这些采砂主要是城市建设所需用沙的材料。三峡水库就算这170亿全淤了，还有220亿的调节库容是不会变的。因此三峡是一个千年万年的工程，不会几百年就淤满。

记者：除了您刚才提到的采砂之外，还有没有其他的原因造成了黄河和长江当中的含沙量减少了？

王兆印：咱们就说长江减沙吧。长江减沙有过研究，气候的变化起一定的作用，但是各大小水库加在一起量很大，估计有40%，使真正进入长江的沙减少了，植树造林能够起到20%的作用，剩下的就是采砂等其他原因。

记者：最近这几年，云南、甘肃等地方连续发生了一些比较重大的泥石流事故。政府在做哪些工作帮助当地的民众进行长期的防范呢？

王兆印：中国的泥石流主要发生在四川、云南、甘肃和西藏。云南和四川的人口密度比较高，所以关注的也比较大。国家做的工作主要有几个方面：一个是控制侵蚀，像长防林工程，做植树造林；第二是做工程防治，主要有三种。一是谷防坝，在山谷里做些坝，抬高侵蚀基准面，减少侵蚀量。二是排导槽，来了泥石流，沿着沟走，绕开村庄和农田，排入江里。三是渡槽，保护铁路和公路，山中出来的泥石流，遇到公路的时候，要从空中过去，这样公路就不至于受损。其中，当然是谷防坝最主要。在云南的小江流域，沿城有107条泥石流沟。当地政府主要的治理方法就是建谷防坝和植树造林。建谷防坝和植树造林很有效，现在大部分沟都给制住了，有的沟基本上多年不发了，所以建起了村庄来。但是甘肃舟曲的泥石流是非常意外的，因为它属于特大泥石流，方量超过100万方。它也有谷防坝，但是谷防坝和排导槽只能防治一般的泥石流，对特大泥石流是无效的。现在我们国家还没有对特大泥石流的防治方法，主要是通过城镇布局躲避一下。我们做了一个非常好的工作，用了一种消能结构来防治特大泥石流。2009年我们做了实验，在四川震区绵远河上有个叫文家沟的地方。沟里发生了非常大的滑坡，所以泥石流都是滑坡提供的固体物质。2008年发生了非常多泥石流，死了很多人。2009年我们就在沟里做了消能结构—接替伸展结构。水流过的时候它的能量就被消减了，它就无法掏刷，无法将泥沙运动起来。所以2009年我们制作了接替伸展结构之后，全年没有发生泥石流灾害，尽管降雨量比2008年还大一点。到了2010年，当地政府按照常规的方法做了20个谷防坝，把我们的接替伸展结构拆掉了。因为是特大泥石流，暴雨很大，水流能量极高。本来谷防坝对一般泥石流是有效的，但是无法阻挡特大泥石流。结果一场泥石流将20个谷防坝全部冲毁，埋了村庄，死了12个人。这个对比说明，在特大泥石流的防治上必须考虑消能问题。消减它的能量，甚至比拦挡更重要。但是要让决策者认同甚至应用它，恐怕还需要10年的时间。我们正在做这个努力。但是目前有一个缺点，比如施工队伍不知道如何施工，没有施工规范，因为这种方法是全新的，他们掌握不了。所以我们现在还正在做研究。

记者：在中国民间有一种说法，贝壳类的海鲜是不能吃的，因为在河流和沿海地区的底泥遭受了严重的重金属污染。这种说法您是否同意呢？中国政府在治理河流入海口的底泥污染问题方面又做了哪些工作？

王兆印：这个问题还是应该分地区来看的。比如说泥沙会吸附一些重金属，所以底泥里的重金属含量是相当高的。但是并不是所有的地方都达到这么高的水平。所以说所有的海鲜都不能吃的说法太笼统，绝大部分应该都是可以吃的。可能有个别地方污染比较严重。我们做了一个工作，从长江的中下游河口采了底泥，上层和底层的水样以及底栖动物，主要进行重金属的测量。我们发现，水里的重金属含量是最低的，泥里是最高的。在底部生活的底栖动物身体中的重金属含量是次之的。捕食底栖动物的鱼类是更次之的。食浮游生物为生的鱼类就更低一点。但是水里是最低，因为一下子就流过去了，水里面有一点就会在底下聚集。因为它是沿着食物链有个转移。有人说，转移到最后的环节是最高，是错的。从我们研究的结果来看，重金属沿着食物链传递的时候，传递一阶就会减少一点。越传越低，并不是越传越高的。贝类当然属于底栖动物，比底泥的重金属含量要低一个量级左右。人吃了之后，当然消化吸收的会更少一点。但是底泥（重金属）达到多少的含量就不能食用，国家应该出台一个管理的方法。但是笼统地讲，这些都不能吃的说法是不科学的。

以上是联合国电台记者黄莉玲采访美国土木工程协会2011年度汉斯・阿尔伯特・爱因斯坦奖获得者、清华大学教授王兆印。

本文从联合国网站http://www.unmultimedia.org/radio/chinese/下载（IAHR中国分会秘书处2011-8-17）

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