母亲河的“自加速”时刻
——黄科院“多沙水库多目标优化调控”水利人才创新团队负责人王远见专访
长河星光|母亲河的“自加速”时刻——黄科院“多沙水库多目标优化调控”水利人才创新团队负责人王远见专访
本站记者 栗方
2026年初夏,一封来自黄河泥沙基础研究的捷报传来。
黄河水利科学研究院(简称黄科院)王远见所率“多沙水库多目标优化调控”水利人才创新团队与清华大学水利系傅旭东团队领衔,联合国内外多方力量,连续8年在小浪底库区开展高强度野外原型观测,首次从原型尺度上证实了困扰流体动力学界近60年的“自加速异重流”理论预言。
这意味着什么?他们找到了让水库“用最少的水排出最多的沙”的那把钥匙。
“小马拉大车”的困局
异重流,这个拗口的名字背后,藏着一个让全球科学家头疼了半个多世纪的谜。
“简单来说,水沙异重流上清下浊,是因流体密度差而产生的分层流动现象。”王远见介绍道,异重流最早发现于19世纪末的日内瓦湖,多见于深水湖泊与近海海域,同时伴随着普遍的水下河道现象。

上清下浑,异重流排沙出库
截至2025年底,在大量科学研究和试验的基础上,黄委先后开展32次黄河调水调沙,累计输沙入海36.9亿吨,下游主槽平均下切3.1米。人工塑造异重流排沙,是黄河调水调沙的关键技术手段。
“治黄科研前辈们在异重流研究上取得了丰硕的成果,黄河调水调沙理论与实践获得2010年度国家科技进步一等奖。”然而,荣誉背后还有亟待突破的瓶颈。
2011年,时任水利部副部长李国英提出一个问题:如何进一步增大小浪底水库异重流排沙比,实现有效减淤?
这粒关乎黄河安澜的种子,悄悄在王远见心中种下。
2012年,美国国家科学院院士Gary Parker(加里·帕克)在黄科院作自加速异重流学术报告,系统介绍了相关理论成果。在报告中,帕克提及了他在1986年经典论文中的观点:如果异重流流速足够大,水流可能从河床床面卷吸更多沉积物,增加重力做功速率;水流进一步加速,卷吸更多床面沉积物,形成自我增强循环。
台下,当时还是博士研究生的王远见听得入了神。正是这个报告,让他萌生了在黄河原型尺度上验证并应用自加速异重流的构想。
自加速异重流在真实河湖水库环境中是否真的存在,依然是个未解之谜。这位“搬运工”的工作十分隐蔽,流动随机性强,且往往处于破坏力巨大的深水底部,近60年来,全球科学家始终未能获得直接、确凿的原位野外观测证据,导致该机制长期停留在实验室水槽和理论模型阶段。
这个“泥沙越多、冲刷越强”的反直觉猜想,就这样在纸面上悬了半个多世纪。
把“天然实验室”变成“证据场”
转机,出现在黄河小浪底水库。2018年,王远见和团队把目光投向了这里。
“小浪底水库提供了完美的缓坡低速、接近静水的湖库环境,填补了水槽实验和海底高速陡坡环境之间的空白;水库频繁的异重流现象和快速的河床演变,极大压缩了一般河流的地貌演化时间,就像一个倍速实验场,一年顶其他地方几年甚至几十年。”王远见说。
此外,小浪底水库是全球多沙河流水库水沙调控的典范,且有20余年黄河调水调沙历史资料积累。
但光有理想场地远远不够。最大的挑战是:怎么测?
技术上必须实现创新!

异重流水沙床耦合观测系统
“我们的观测包括汛前、汛中、汛后三个时段。汛前汛后清水静水环境,主要用多波束测水下三维地形,精度厘米级。”2018年,团队首次把多波束装置用于水库水下三维测量,一个断面扫下去120个数据,效率是传统单波束的100倍以上。
最难的是汛中高含沙水流和异重流观测。“以前高含沙时无法测河床快速演变,我们创新性地用浅剖仪测水下地形——原本用于探测河床分层信息,穿透力强——能够穿透几百公斤含沙量的异重流层,直接找到床面,效果非常好。”王远见介绍。
“高温高湿的环境下还要穿着安全服,热得浑身都是痱子。”每逢黄河调水调沙期间,团队都要在动辄40摄氏度的酷暑下,抢那稍纵即逝的“窗口期”。

安装仪器设备
8年,他们累计捕捉了11次异重流过程。测船累计航行4762千米——相当于黄河总长的87%。
“不是每场异重流都会加速,要从大量的艰辛中抽取有价值的部分,这本身就是挑战。”那些没有被展示出来的数据,同样浸透了汗水。
正是基于原型观测技术创新和长期一手数据积累,团队交出了3个“首次”科学发现。
——首次给出完整证据链。
从1962年理论预言到2018年,人们对于这位“搬运工”的研究,只有加速证据,没有侵蚀证据。
“我们通过8年观测,给出了加速-侵蚀-再加速的完整证据链。”王远见指着三维水下地形图,“看,这是异重流踩出来的路!”
2018年,一张三维地形扫描揭开了水下秘密,河底藏着一条连通的深槽,最大冲刷深度8米。如同量身定制的高速通道,异重流潜入后迅速收缩至槽内,动量通量不断增加,越走越快。
——首次在缓坡低速环境验证。
传统理论认为自加速只存在于陡坡高速环境,但2020年,团队在万分之三的缓坡上同样观测到了。
“这是颠覆性的发现,缓坡环境下动量通量和输沙率通量都在增长,8月22日那场异重流,动量和输沙量通量增长都接近两倍。”随着观测技术进一步成熟,2023年团队实现了日尺度的水库地形高精度测绘,可以清晰看到异重流经过后对水下深槽的有效冲刷。
——首次提出普适性通用阈值。
“2.87±0.34。”团队提炼出简洁的无量纲判据,“经过修正的Knapp-Bagnold参数高于这个数值将发生自加速。”无论是在低坡度缓流湖库、陡坡实验室水槽还是万米深海峡谷,有了这个“开关”,就可精准识别触发自加速的条件。
从一条路到一张图
2026年,这项凝结心血的成果发表于顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》。
但王远见并未止步,他的目光更多地投向这项研究的“可复制”价值。

自加速异重流的理论机制
直接来看,这套方法能有效延缓库容衰减,真正实现“少用水、多排沙”,对破解全球水库库容年均衰减约1%的难题具有重要价值。将视野升至“形而上”的维度来看,它将悄然改变治黄科研的生态:更重视基础研究,更重视原型观测,更重视先进设备,更重视长序列艰苦数据的积累。
“板凳要坐十年冷。”王远见说,“基础研究不能急功近利,不能浮躁。锚定一个目标,长期积累观测数据、分析推导,可能8年10年才能出好东西,这就很好了。”
展望未来,王远见对黄河调水调沙的构想沿着三个维度展开:时间维度上,从年度调节拓展到多年调节;空间维度上,从局部水库群向全河梯级拓展;功能维度上,从单一防洪减淤向多目标拓展,综合考量发电效益、生态效益、水库调度与温室气体调节及国家“双碳”战略的结合。
“近期最想做的研究就是泥沙多年调节。”王远见说,利用多年有利水沙过程实现多年尺度泥沙平衡,“最终目标是水库缓淤积、河道不抬升、河口不萎缩、泥沙畅入海。”
做好自己,静待花开
“宽松包容、赋能干事的科研生态,是我们敢闯无人区、敢啃硬骨头的底气所在。”王远见坦言。
在黄委这片创新沃土上,王远见的成长始终与组织的托举密不可分。从“青年人才托举工程”的重点培养、专家传帮带的匠心传承,到黄委“揭榜挂帅”的攻坚平台、跨学科团队的协同赋能,系统化的培育机制,让他在关键核心技术攻关中勇挑大梁、快速成长。
如今,王远见带领的团队在每周“头脑风暴会”上,不同思维的碰撞常迸发创新火花。王远见说:“个人的力量是溪流,团队的力量才是江河。”
王远见用“MIT”概括团队理念——Motivation(动机)、Insistence(坚持)、Tools(工具)。
动机,是树立顶天立地目标。既面向世界科技前沿,也要深入治黄一线,了解黄河保护治理的科技瓶颈,汇聚科研院所、大学、企业三方合力。
坚持,是久久为功的初心。基础研究最难突破,突破后影响也最大。“也有些年度没有有效数据,那就放弃吗?要不断试、不断修正,才能有成果。”
工具,是依托“三型平台”,即原型、物理模型、数学模型。“就如小浪底水库,一场异重流过后冲淤演变5到10米,其他水库可能只有5到10厘米。”黄河因其举世第一的泥沙挑战,正是“极宏观、极微观、极端条件和极综合交叉”中的极端条件。
初到黄河时,王远见在“慢游邮箱”给10年后的自己写了一封信:“10年后,你应是泥沙领域里有自己标签的青年科研工作者。”
如今回望,他做到了。
在王远见办公室墙上贴着一张纸,上面写着——做好自己,静待花开。

王远见博士
对年轻科研工作者,他想说三个词:清晰、专注、韧性。清晰,是锚定长远目标,笃定人生方向;专注,是摒弃浮躁环境干扰,把最多的精力放到最重要的事情上;韧性,是接纳失意,在坚守中厚积薄发。
“人这一生快意的时刻不会太多,大部分时候要学会跟平凡、平庸甚至失败相处。今天能在台前作学术报告是我的高光时刻,但大部分时候是穿着救生衣在太阳底下晒,晚上坐在办公室里熬,只是今天我们晒出来了、熬出来了,还有很多没晒出来、熬出来的成果——要最终呈现出来更需要韧性。”他说。
为河流争取空间
“过去提洪水谈之色变,现在‘洪水控制、洪水利用、洪水塑造’的提出,把洪水的利害两面都讲透了。”更高境界是塑造洪水——掌握相应规律后,不但控制它、利用它,还能塑造它,最成功的例子就是黄河调水调沙。
“一个没有洪水过程的河流,是一条半死不活的河。”王远见说,“从河流伦理的角度看洪水塑造,就是河流的生命需要旺盛地表达。”
“过去河流通过洪水跟人争空间,现在修了大坝,让水尽可能滋养人类,但这是不是人可以侵占河流空间的理由?”
为河流保留一条不可退让的底线。
这已不仅是技术调度的精度,而是为古老的河流守住它在大地上的合法席位。从恐惧洪水到利用洪水,再到塑造洪水,理念的演进,更是一个民族对母亲河的理解在层层深入——从恐惧到对话,从对话到共生。
这是母亲河的“自加速”时刻,也是治黄人的“自加速”时刻。
记者手记:于泥沙深处,看见大河育才的力量
看到王远见的履历时,我一度不知从何下笔。
清华博士,师从名家,放弃留校,扎根黄河,全球首次实证“自加速异重流”……每一个关键词单拿出来,都足够撑起一篇人物特写。
谈及8年的艰辛与坚守,他语气平淡得像在描述一件日常工作。
其实这背后是难以想象的煎熬。设备被泥沙损坏、观测窗口稍纵即逝、数据反复印证又反复推翻……每一次失败都意味着再等一年,再等下一场洪水。
“能为黄河工作,是我一辈子的荣誉。”
从伊河畔到清华园,从清华园到黄河边,王远见把自己从学术的“清水层”沉潜到了实践的“异重流”里。
这并非一个人的远征,而是一个体系的托举,是两场“双向奔赴”——
一边是青年逐大河。学成于清华园,他有万千选择,却回归黄河、深耕泥沙。既仰望星空攻坚国际前沿,也脚踏实地了解治黄需求,守住了知识分子家国为本、知行合一的底色。
一边是大河育青年。青年人才托举工程、“万人计划”青年拔尖人才、水利部青年科技英才、河南省学术技术带头人、张光斗优秀青年科技奖……一步一个台阶,步步有回响。济源野外科学观测站的建成,为8年追“流”提供了坚实平台。黄委以系统性、长期性的育才体系,让青年有志者干事有平台、创新有底气、攻坚有支撑。
采访结束,团队即将再次出发去小浪底水库,他们还在追。
而他们的故事,值得被看见。
(本文配图由黄科院提供)