“科学发展需要人才，人才是基础支撑。”5月7日，在第一届刘昌明水科学发展基金年会上，年近90岁高龄的中国科学院院士、水文水资源学家刘昌明道出了成立基金的初衷。

　　从2006年在中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心设立“昌明奖学金”，到如今成立刘昌明水科学发展基金，眼前这位两鬓斑白的长者和师者，虽已桃李满天下，但仍然一如既往地为夯实人才根本而殚精竭虑。

　　在整整七十载的水文人生中，针对稀缺或无资料地区小流域暴雨洪水的计算难题，刘昌明曾赴西北多省区调查研究，建立了极具应用价值的水文计算及预报方法；针对南水北调工程建设等多个涉水国家重大战略需求，他开展系统研究、夜以继日工作，提出了用地理系统理论对调水所涉地区的自然环境影响进行分析……为了祖国的需要，是刘昌明一生的座右铭。这位我国现代地理水文研究的主要开拓者和引领者，用16个字风趣地总结了自己与水为伴的人生：淡泊名利、杜绝（学术）忽悠，读万卷书、志向万里。短短几句，浓缩了他为祖国水文事业不断求索的追求。

　　2023年，刘昌明院士迎来90岁华诞；也是今年，南水北调东中线一期工程将迎来通水9周年。当90遇上9，时光被拉回到20世纪七八十年代，那个逐渐开放、无限探索的年代。

　　南水北调工程方案构想始于1952年，由毛主席视察黄河时提出。这年，刘昌明踏入了西北大学的校门，开始了自然地理专业的学习。从满眼是水的家乡湖南汨罗来到干旱少雨的陕西西安，不仅让他感受到水的可贵，更见识到母亲河的雄浑与亟待完善的理论体系。“在祖国需要的地方贡献力量”，是刘昌明始终如一的愿望。进入中国科学院工作，开启了他科研的大门……

　　1979年，第五届全国人民代表大会第一次会议通过的《政府工作报告》正式提出：“兴建把长江水引到黄河以北的南水北调工程”。同年7月，中国科学院启动了“南水北调及其对自然环境的影响”国家重大攻关项目，任水文研究室副主任仅两个月的刘昌明，成为项目水文水资源方面的负责人。

　　为深入研究南水北调相关水文问题，刘昌明辗转于北京、武汉、南京、扬州等地，与G.V.斯科戈博、马润潮等多位专家学者探讨。在完成南水北调工程论证的同时，他于1983年与其他学者合作编写了《远距离调水——中国南水北调和国际调水经验》一书。

　　自此开始，刘昌明的学术研究在业内引起更多人的注意，他在学术上也越走越实、越扎越深。在他参与编辑的《黄淮海平原治理与开发》一书中，不仅划定了黄淮海平原的范围，还划分了地貌区、土地类型，分析了耕地状态、大气降水、地表和地下水资源特点和利用方法，以及水分在植物内的运动状态。在联合国《二十一世纪议程》指引下，刘昌明在《中国二十一世纪议程》中组织了“中国水资源开发利用在国土整治中的地位与作用”的研究工作，并出版《中国水问题研究》《中国二十一世纪水问题方略》等多本著作。

　　就是这样一位脚踏实地、仰望星空的科研工作者，在师生通讯录的扉页特意写下“做学问不忽悠”，以告诫代代学子对待科研要秉持严肃认真的态度。1995年10月，刘昌明正式当选为中国科学院院士。

　　在20世纪80年代，黄淮海平原迎来大开发的好时机，然而，华北地区作为我国缺水最严重的地区之一，地下水超采问题也在此时初现。“华北平原是我国最大的平原，但水资源不足，水土资源组合欠佳，日益成为限制农业生产潜力发挥的主要障碍因素。”刘昌明说。

　　在水资源评价和水资源开发、利用与管理中，水量计算是关键环节，完成水量计算的途径是研究不同形式水的形成机制以及相关关系。在深入研究“四水转化”理论后，刘昌明提出了降水、地表水、土壤水、地下水与生物水的“五水转化”理论。

　　查阅资料、深入乡间，刘昌明根据在华北平原的调查与测定，以及在中国科学院禹城综合试验站、石家庄农业现代化所栾城生态站等地获得的试验数据，他认为土壤可保持稳定储水量（田间持水量），其能力是相当可观的，从水量转化系统结构分析，土壤水是重要的媒介或纽带。

　　同时，他对地表水、雨水和地下水水样进行同位素分析，发现了地下水氚值在浅部变化大，在深部变化较小，进而判定出不同深度水的年龄，研究的结果敲响水危机的警钟。“深埋的地下水储存年代久远，非不得已不能开采，不然，水量减少，难以补充，水位越来越往下，人类的生存就岌岌可危了。”直到现在，刘昌明仍关注着华北地区地下水超采综合治理的进展与动态。

　　由于我国对水量转化的试验与计算分析起步较晚，这次水量转换的立项研究，意义非同寻常，对我国华北地区水资源的合理利用及旱涝碱治理起到了至关重要的作用。最终，刘昌明与水文专家任鸿遵编著的《水量转化——实验与计算分析》，成为我国第一部专论降水、地表水、土壤水、地下水与生物水之间相互转换的研究成果，对农业合理灌溉与充分利用土壤水等问题具有重要的理论与实践指导意义。

　　访农问策中，刘昌明更加认识到水的珍贵。随着1998年10月，中共十五届三中全会召开，提出“要大力发展节水农业，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓。”刘昌明备受鼓舞。

　　在关注国际农业节水的过程中，刘昌明了解到以色列在“农业用水有效性”方面的研究具有借鉴意义。于是，他与中国其他水文学专家组织召开了由中以两国专家参加的农业用水有效性研讨会。

　　会议为研究团队进一步拓宽了视野，打开了思路。依据SPAC（土壤-植物-大气连续体）这一基本理论，刘昌明与众多研究者一起探讨土壤、作（植）物、大气中的水分运行、转化规律，在土壤水与大气水、土壤水与植物水、土壤水与地下水、土壤水与地表水之间的“界面”上做文章。

　　思之于心，行之于途。经过3年的研究试验，刘昌明带领团队总结出了具有明显节水效果的农艺节水技术，包括冬小麦、夏玉米如何适时适度灌溉，如何在选择好品种的基础上合理施肥、深浅轮耕、秸秆盖覆、小垄密植等内容。

　　最终专家组认定：“该项研究成果总体达到国际先进水平，在节水农业模式与地下水关系的研究方面居国际领先水平。”

　　刘昌明始终有一个观点，一门学科要成为科学，需要通过试验、计算并能做出预测。

　　2008年，《中国科学》杂志刊登了刘昌明等人撰写的文章《HIMS系统及其定制模型的开发与应用》。这一时期，HIMS系统已取得多项国家版权局的软件著作权。他结合国家重点基础研究发展计划项目中对黄河的研究，又进行了具体的研发和应用，取得实用性成果。也是这一年，刘昌明荣获全国水利科技工作先进个人。

　　HIMS系统是由刘昌明牵头，自主开发、建立的一种具有多重功能的水文水资源模拟系统，简称HIMS系统。研究伊始，刘昌明带领团队就借助了我国有自主知识产权的遥感（RS）与地理信息系统（GIS）软件，其模型库集成110多个模型、涉及600多个参数，可进行包含流域水循环9大过程的模拟。

　　尽管距离HIMS系统研发已过去20年，其间在刘昌明的带领下，研发人员一直在推进系统的完善、使用与推广。目前，基于HIMS模型，系统已实现通过流域分布式动态入渗模型，融合多源遥感和地理信息，从微观到宏观层面模拟水循环的多个过程，从而实现水体在系统中的全生命周期模拟，成为对洪涝灾害、污染进行有效防控的重要工具。

　　“计算试验的结果要经得起时间考验，即便过去了很多年，测算的方式先进了，试验的手段丰富了，还能证明其正确，理论上是成立的，这才能说明掌握了事物发展的机理。”刘昌明表达的不仅是HIMS系统，更是他追求真理、向往科学的水文人生。

　　水科学发展基金年会上，院士专家学者络绎不绝、交谈不断，最常听到的一句赞叹便是：刘老一生，皆为水之昌明，为国之富强。

　　（本文部分内容参考《刘昌明的水文人生》一书）

　　来源：中国水利报 2023年5月11日