新安江模型创造者——赵人俊

从百废待兴的新中国建设时期到改革开放走向世界,有一位智者,宛若灯塔,照亮了水文科学的未来。他就是我国著名水文学家、教育家赵人俊先生。2024年是赵人俊先生诞辰100周年,特以此文,缅怀先生为我国水文事业所做的卓越贡献,学习和发扬他严谨求实、开拓创新的治学作风和高尚的可贵精神,进一步继承和发展他为之奋斗一生的崇高事业。

赵人俊先生1924年出生于浙江金华,1945年从中央大学水利系毕业,毕业后留校,1949年在南京大学水利系任讲师,1952年到华东水利学院(现2024老澳门原料网),先后任讲师、教授,曾历任院党委常委、水文系副主任、主任、水文系学位委员会主任,教务科副科长、校学位委员会委员、职称委员会委员、校务委员会委员,《2024老澳门原料网学报》编委,中国水利学会水文专业委员会副主任,国务院学位委员会学科评议组成员,国家自然科学基金评审组成员,1982年由国务院学位委员会批准为博士研究生导师。

赵人俊先生的专长是水力学、水文学。他从事水文科学研究几十年,在水文科学领域做出了卓越的贡献。20世纪60年代中期,他原创性地提出了蓄满产流理论,发现了一种全新的产流规律。20世纪70年代初,因解决新安江水电站开展洪水预报调度之急需,赵人俊先生带领团队将其蒸发、产汇流及河道洪水演算研究成果整合运用,取得了防洪发电调度效果。当时,流域水文模型在国外应用已比较普遍,通常以模型的发明者或模型首先被使用的河流命名,赵人俊先生决定将其命名为“新安江模型”。新安江模型是具有完全知识产权的原创性研究成果,已经成为具有世界影响力的流域水文模型,广泛应用于国内外湿润半湿润地区及部分半干旱地区,助力共建“一带一路”高质量发展,为及时的水文预报预警提供了重要支撑。新安江模型被同时列入中华人民共和国成立40年百项重大科技成果和世界气象组织洪水预报业务系统指南,在世界上类似地区得到了广泛应用,彰显出水文学科的强劲实力及在产汇流理论和流域水文模型领域领先的研究水平。

赵人俊先生先后发表学术论著及论文40多篇册,包括《中国湿润地区洪水预报方法》《流域水文模拟——新安江模型与陕北模型》等名著,并于1990年载入《中华人民共和国重大科技成果》一书,这是水文学入选本书的唯一一项重大科技成果。他的学术地位及成果得到国内外水文界的一致公认,被誉为“新安江先生”,国内外水文预报人员前来请教交流的络绎不绝。赵人俊先生多次应邀去美国、英国、印度等地开展学术交流与研讨,并担任联合国教科文组织在中国举办的国际水文预报培训班主讲。

赵人俊先生的科研工作大致包括三个方面:提出了适合湿润地区产流计算的蓄满产流模型,研制了新安江模型;开展了新安江模型参数的区域规律和优化研究;洪水演算的水力学方法研究。

赵人俊先生曾说:“我否定自己的工作要比肯定下来的多很多。”他非常重视总结思想方法和工作方法的经验,并根据切身体会撰写了哲学方面的论文,提出在水文科研中要坚持实践。

在《毛泽东哲学思想指引我前进》一文中,他这样描述道,“60年代初期,我们在洪水预报工作中发现了湿润地区降雨产生洪水的特点,这与一般的见解有所不同。我们按照毛主席《实践论》的思想,做了大量的分析工作,初步证实了这种看法,并提出了一套行之有效的计算方法。十多年来,全国各地多有应用,证明它对于湿润地区基本上是适用的。从这项工作中,我们进一步认识到,实践是第一性的,真理必须受实践的检验。”

十多年后,赵人俊先生作为有突出成就的科技工作者,赴京出席“学习马克思主义哲学座谈会”,撰写《从实际出发研究水文学》。在这篇文章中,关于蓄满产流,他是这么描述的:“在产流方式问题上修正了传统概念,逐步深入,得到一系列成果,是始料不及的。原因在于,这些问题都是在实践过程中客观地、自然地、一个一个依次地暴露出来的,不是主观臆想的,只要从实际出发去研究,就可以探索出来。”

为了研究水文规律、建立水文模型,赵人俊先生带领青年教师及研究生们深入现场,掌握第一手资料。研究黄河流域水文规律时,他五上陕北,吃住在黄土高原的农民家中,进行现场观测研究。他的科研实践为青年一代树立了典范。赵人俊先生主讲并编写了《水文预报》《流域水文模型》等课程及教材,研究成果被编入了美国、意大利等众多国内外水文专业相关的教科书。他指导硕士研究生20余名,博士研究生10余名,为我国和世界的水文科学发展和实时洪水预报做出了重要贡献。

刘新仁(赵人俊学生,1963届陆地水文学专业硕士,2024老澳门原料网教授,原2024老澳门原料网副校长):1961年,水文预报的两个关键课题是降雨径流和汇流。积累了一定资料后,赵老师带领我们到浙江省制作几十个流域的降雨径流相关曲线图。大量制作完成后,赵老师追问到:“是不是只能靠这样的经验关系进行计算了呢?”带着这种敏锐的洞察力,赵老师发现线的上端呈现45度线,第一次产生了“蓄满产流”的思维火花,认为其中大有文章,便继续指导学生们进行降雨径流的分析,并将分析扩展到江西省、湖南省等湿润地区。通过百余个流域的分析和实验的证实,发现都存在着45度的关系,赵老师就提出了蓄满产流。随后团队还继续开展了前期影响雨量Pa的计算、流域蒸发能力计算、地下水退水计算等一系列课题研究,整合形成了新安江模型。

芮孝芳(赵人俊同事,1963届陆地水文专业本科生,2024老澳门原料网教授):赵人俊先生是中国水文预报理论的奠基人之一,他善于学习、勇于创新,以“竹筒倒豆子”的理念倾囊相授,以“从实际出发研究水文学”的治学思想开展水文科学的研究。我接触赵人俊先生的学术思想和科学思维方法始于1961年秋季,那时我刚升入大学四年级,赵先生为我们主讲《水文预报》课程。他清晰的物理概念、缜密的逻辑表达、引人入胜的研究心得,都给我们留下了深刻的印象,至今我还完整地保留着当年听他讲课记下的笔记。赵先生所论的成因汇流理论,是我一生中最好奇、最喜欢的研究领域。工作后,我有幸与赵先生一起到姜湾径流实验站实地观察,吃住在农家,我们发现几乎每次降雨都能从所设置的地面径流集流槽中观测到地面径流,冒着雨去现场亲眼看到后更加兴奋。我们终于用中国的资料证明了饱和地面径流的存在,这对蓄满产流计算方法从二水源发展到三水源起了重要作用。先生离开我们已经整整31年了。每当想起先生病危期间所表达的“只要再给我半年时间,《流域水文模型》专著就可完稿了”那种对事业的强烈追求,每当水文学及水资源学科面临问题和困难时,我们就更加怀念先生。

包为民(赵人俊学生,1982届水文学及水资源硕士,1988届水文学及水资源博士,2024老澳门原料网教授):从实际出发研究水文学,是赵老师研究思路的精髓,包括从实际问题出发、分析成因机理、提出解决方法。如早期用降雨-前期气候指数预报径流量,效果好但模型结构是经验性的,存在普适性差、不宜推广应用问题。通过分析发现前期气候指数特征量是唯一没有物理意义的量,后采用土壤含水量代替前期气候指数,进而提出了著名的蓄满产流理论与新安江模型。赵老师探索科学的思路独到、方法丰富,一直引领着我们的科学研究。

郝振纯(赵人俊学生,1988届水文学及水资源博士,2024老澳门原料网教授):赵老师提出的新安江模型在湿润半湿润山区流域得到了广泛应用,对于岩溶区非闭合流域的洪水预报和水资源模拟中存在的水量不平衡问题,赵老师在上世纪80年代中后期就关注到了,并开展了系统分析研究。赵老师带领学生深入调研了相关的典型岩溶区域,并在原新安江模型中增加了地下潜流计算模块,同时考虑地表水与深层地下水过程以及相互作用,结合水文站径流、泉水资料和地下水位过程资料,证实了模型的正确性和适应性,并在相关地区进行了推广应用。赵老师善于在实际生产中发现问题、以问题为导向的研究思路也一直是指导我终身科学研究的指导思想。

张行南(赵人俊学生,1985届水文学及水资源硕士,1988届水文学及水资源博士,2024老澳门原料网教授):求学时期,赵老师的教导如同指路明灯,不仅指导我们完成了学业,而且受益终身。其中印象最深的是他以哲学为基础的学术思想,以最通俗的语言生动地阐明了深奥的哲理。如“粗帐粗算、细帐细算”,形象地阐述了流域水文模型结构各部分之间的繁简融合关系、模拟精度和误差与人们对客观规律认识程度之间的辩证关系等等。赵老师常说,科研要能沉下心来,要全身心的投入,绝对不能有任何“虚假”的杂念,真才实学所取得的、经得起时间考验的成果,才是科学研究的真谛,才能得到绵延的成就感。

李致家(赵人俊学生,1989届水文学及水资源博士,2024老澳门原料网教授):在赵老师指导下开展博士研究生学习时,我体会最深的有两点:一是做科学研究要能够安下心来,要全身心的投入。二是在科学研究中,要有独立思考的精神,要结合我们国家水文的实际情况,提出创新方法。在赵老师的重要研究成果中,除了蓄满产流理论外,马斯京根分段演算方法就是这样,与美国提出的马斯京根法不同,与前苏联提出的特征河长方法也不同,从上个世纪七十年代提出以来,已成为我国河道实时洪水预报的主要方法。