1月8日2017年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。由中国科学院院士、武汉大学夏军教授领衔完成的“流域径流形成与转化的非线性机理”荣获国家自然科学二等奖。这也是荣获的首个国家自然科学奖。

径流形成与转化非线性机理是地学水文科学领域重要的前沿与科学难题，也是流域防洪、供水、水利工程安全设计和水资源管理迫切需要解决的重大需求问题。夏军领衔的团队历经数十年，通过大量水文观测实验与资料分析，针对径流形成与转化的三个关键科学问题：水文产汇流非线性、蒸散发非线性以及流域分布式系统的非线性，开展了系统深入的研究，探索从响应单元到流域尺度径流形成与转化的非线性机理，提出了有新的发现并得了国际上认可的成果：(1)在国际上发现了径流形成的产流量与土壤湿度、降雨强度和下垫面组合的时变非线性指数规律，揭示了非线性系统响应函数的水文物理机制，创建了水文时变增益非线性系统模型(TVGM)，解决了径流非线性精准计算的理论难题, 明显提高了径流预报精度;(2)发现了径流形成非线性过程水量转化中关键的 SPAC 系统土壤蒸发与总蒸腾比例，建立了叶面积指数、表层土壤含水量与土壤蒸发/总蒸腾比例之间的函数关系，揭示了SPAC 系统界面过程水分与能量的非线性交换机制;(3)创建了流域分布式时变增益非线性系统模型(DTVGM)，解决了单元系统径流形成向流域空间分异扩展及其与多要素耦合的难题，揭示了流域径流形成过程与流域下垫面人类活动和气候变化影响的响应机制，提出了量化水文模拟不确定性新的方法。成果应用到我国江河湖库防洪减灾、水质水量联合调度以及重大调水工程的水管理，产生了突出的社会经济效益。地球系统许多过程都是非线性，并越来越体现为人类社会的服务能力。该成果展示了科学与社会服务功能的联系和以水为纽带产生的重要影响力，为促进地球科学水文学的非线性研究做出了贡献。

该获奖项目由中国科学院崔鹏院士、林学钰院士和汪集旸院士联合推荐，由武汉大学与中国科学院地理科学与资源研究所刘昌明院士等合作完成。夏军院士及其获奖团队感谢院士们的推荐，感谢组织和同事们一直以来的支持与帮助，表示要抓住国家大力提倡的科技创新大好机遇，产出更多的科技成果，解决科学难题，服务于国家需求。

（供图：张利平 编辑：杨子月）