11月25日，青海大学校长、清华大学教授、中国科学院王光谦院士做客上海交通大学第158期大师讲坛，在闵行校区李政道图书馆报告厅为交大师生带来了题为“水圈，水函数，空中流域及水资源”的精彩报告。

王光谦院士首先讲到了河流在人类文明发展繁衍中的重要性。他谈到，对于世界上如此重要但又形态各异的河流，有没有一种方法可以找到其内在规律，也就是找到“河流密码”呢？为此，王院士团队利用几何中“分形”的概念，把河流的基本构型分为四类，再采用迭代的方法进行演化，很好地对河流流域系统进行数字化描述，并且通过清华大学公布的河流地理数据，对于全球的河流进行分析。王光谦院士指出，河流的形态大相径庭，每条河流的分叉比均在4.5左右，各级别河流形成了密密麻麻的河网结构，这可以说是找到了地球上的“河流密码”。

王院士在数字流域、流域水沙动力学和地面流域水流不平衡等方面也做了大量工作。他把科学研究与工程问题结合起来，在面对汶川地震形成的堰塞湖、西藏山体垮塌形成的堰塞湖等重大水利灾害时，王光谦院士团队临危受命，利用相关气候水文资料，对溃坝洪水的流量和下游风险进行了准确预测，为保障下游人民生命财产安全作出重大贡献。针对黄河等流域面临水资源不足等问题，王光谦院士针对水圈的水循环问题提出了水函数和空中流域的概念。通过研究发现，全球的大气水传输是分区域的，以区域内部循环为主、外部交换为辅的形式完成。空中流域的划分对于深入认识水循环、促进水资源的合理分配和利用有重要意义。为了实现青藏高原地区的空中水资源的进一步利用，王光谦院士团队利用大气中的“声波致凝”原理，进行了500余场声学人工增雨实验，取得了良好的效果。通过一年的实验和对比，声学人工增雨效果明显。他最后引用冯·卡门的话说，改变天气从理论上是可行的，但依然有很长的路要走，因此我们既要保持积极乐观的态度，也要勇于克服困难和挑战，不断努力奋斗，为祖国的水资源保护和生态可持续发展贡献力量。

在提问环节，师生们提出声学人工降雨的能耗，最佳频率范围，荒漠中的人工降雨效果等问题，王光谦院士结合当前研究进展详尽解答，再一次让我们体会到大师求真务实、精益求精的学术水平和学术风采。

讲座最后，主持人代表上海交通大学大师讲坛组委会向王光谦院士赠送了精美礼物作为纪念品，以表达交大学子对他到访由衷的感谢和真诚的祝福。

【嘉宾简介】

王光谦，青海大学校长，清华大学教授、博士生导师，中国科学院院士，第十、十一、十二、十三届全国政协常委，十一、十二届民盟中央副主席。《应用基础与工程科学学报》编委会副主任、IAHR-APD Journal of Hydro-environment Research副主编。

王光谦院士长期从事水沙科学与江河治理研究工作。在水流泥沙运动基础理论上，建立了水沙两相流的动理学模型，得到了泥沙颗粒浓度分布及速度分布公式，揭示了泥沙颗粒运动与清水湍流的不同特性。在泥沙学科拓展上，建立了流域泥沙动力学模型，实现了河道与流域过程的耦合，将泥沙研究从河流拓展到流域尺度。在工程应用上，围绕黄河断流、悬河决口、水土流失三大问题以及长江三峡泥沙问题、地震堰塞湖除险等工作，解决了关键科学技术难题。出版专著多部，获国家科技进步一、二等奖等多项奖励。2013年7月赴青海任职后，王光谦院士开创性的提出了云水资源利用的新理念，国内外影响较大，编制的青海水生态文明先行区建设方案已列入青海水利“十三五”发展规划，是三江源生态保护的重要支持。

【背景介绍】

水圈是地表及大气中，为运动水物质所占据、彼此关联形成的全球性动力结构，对其他圈层结构的存在和演化有基础性作用，乃人类命运所系。过去，我们在水圈地表分支做出了诸多努力，依托水沙两相流的动力学模型和流域泥沙动力学模型，实现河道与流域过程的耦合，将泥沙研究从河流拓展到流域尺度。近来，我们将视野拓展至全球尺度的水循环问题，提出了空中流域的概念，并对“空中有没有河流?流域如何描述?如何利用？”三个问题进行了系统探索，提出了水函数的概念，建立了水函数的方程。我们发现水循环并非我们想象中那么无序，空中不仅有“河”，还存在“流域”，这些“空中流域”内部的水汽具有显著的内循环特征，为认识水循环的规律提供了一个新的视角和方法。同时，我们发现低频强声波发射技术可加大空中流域中的水汽转化效率，为系统利用空中水资源、解决地表水资源短缺问题提供新的技术途径。