20年前，20出头的姚文艺独自踏上了他的云游求学之路，一年后，他编成了全国首本水土保持专业泥沙课程中专教材。
在他看来，黄土高原是世界上最具有吸引力和挑战性的地方，那里凝结着他太多的梦想，他要把足迹留在黄土高原的沟沟壑壑里。
采访前，听说姚文艺很随和、热情，果然，几次电话预约后我已深有体会。一个风和日丽的春日下午，我们终于有了面对面的交流，一进门他就招呼我坐下，沏茶，为了不影响我们的交谈，他还特意拔掉了电话线，关闭了手机。
姚文艺说一口很地道的河南话，他说，他的河南“标准话”是经过中央电视台记者“鉴定”过的。他回忆说，建设小浪底水库需要将库区5万多人移民黄河温孟滩区，为了稳定民心，中央电视台10套专门制作了一期节目，我当时从事温孟滩区河道整治研究，邀请我参加节目录制，我很自信地讲起了普通话，录了两遍之后，主持人说：“姚总，你还是说河南话吧，我觉得你的河南话说得特标准！”
眼前的他，静静地坐着，白皙的脸庞上挂着笑容，这很难让我与那个经常奔波于黄土高原和黄河上的汉子联系在一起。他很认真地向我解释土壤侵蚀产沙理论、黄土高原水土保持状况和他复杂而执著的求学、工作经历。
执着的云游求学路
姚文艺1957年出生在河南西华县一个工农结合的家庭，父母、祖父母都没有文化，所以他没有一个“体面”的名字，直到读小学，一位酷爱文艺的女教师才给他起了现在的名字——姚文艺，儿时的他就深深体会到了没有文化要吃亏的简单道理。他渴望读书，成为家中的“文化人”。
1978年的高考是他命运的一个转折点，虽然当时他并不知道读大学对一名高中生意味着什么，更不知道报考什么学校与专业，但读书的信念始终没有动摇过，参加完高考，他晚上跑到班主任老师家里，希望老师能指点迷津。他至今无法忘记，是那位朴实的乡村教师推心置腹的一番话让他心里敞亮了许多。老师希望他报考铁路、水利、农业类的院校，老师说，文化大革命结束后，国家会加大基础设施建设，并推荐他报考了几所大中专院校，黄河水利学校名在其列。
“只要能够读书，我就心满意足”，姚文艺这样描述接到黄河水利学校水工专业的录取通知书后的心情。他第一次出远门，来到七朝古都开封读书，这里，承载了他太多的梦想，他不断被自己播下的热情追逐着，刻苦学习、钻研。
机遇总是会垂青有准备的人。一年后，他考入黄河水利学校为培养师资力量专门设立的师资班，毕业后可以直接留校做教师。在当时看来，这已经是个很好的归宿，但强烈的读书欲望依旧使他渴望再上层楼。一年后，他以委培的形式进入武汉水利电力大学读书，成了一名真正的大学生，但这次，他却学起了泥沙专业，不同专业的涉猎，也为他今后的发展奠定了基础。
1983年，本科毕业后，他重返母校，成了一名中专教师，教水保专业的泥沙课程。他说，教这门课程，是他自己争取到的。对于他，教学不仅是“传道授业解惑”，更是一种实现自我价值的载体。他认为，水土保持的最终目的是减少水土流失，改善人居环境和生态环境。水土流失的过程就是产沙的过程，泥沙基本理论也应当成为水土保持的理论基础，他得知学校水保教研室开设泥沙课后，主动请缨担当该门课程教师。但当时大中专院校尚无该课程的教材，他说：“当时年轻气盛，踌躇满志，想自己编一本教材”。他的想法竟得到了学校的同意，于是，背上行囊，他开始了自己的云游求学路。
“黄科院——中科院——各大院校”，他一路走访专家、调查、学习。每到一个地方，他都像久旱的树苗，贪婪地吮吸着知识的甘露。直到现在，他还深深地记着当时给予过他莫大帮助的专家们。当时的黄科院叫黄委会泥沙研究所，老所长吴以敩、泥沙研究室主任孟庆枚以及牟金泽高工都尽力帮助了求知若渴的姚文艺，专门为他腾出来一个办公室研究、阅读资料，并且组织了部分专家审查由他编写的教学大纲。等到他调研结束后，手头上收集的资料已经背不动了……
黄河水利学校的水土保持专业泥沙课程教材就这么跌跌撞撞地编制完成了，姚文艺也开始了他一边授课一边学习的生活。
1989年，他再次跨入校门，到河海大学攻读水力学及河流动力学硕士研究生，并在毕业论文中做了坡面流水力学的研究，首次提出了“坡面流水力学”的概念和定义，为他今后的研究拓宽了思路。毕业后，他调至专门从事黄河科研的黄河水利科学研究院（简称黄科院）工作。
如今回想起来，姚文艺十分感激自己的母校。大学时代的泥沙专业和以后的水土保持专业有了结合点，让他在河床演变和流域水土保持治理研究中另辟蹊径，完成了《黄土高原土壤侵蚀治理的生态环境效应》、《水力侵蚀产沙过程及模拟》等著作，并且把不少研究成果运用到了黄河流域的水土保持治理工作中。
减少入黄泥沙不是梦
姚文艺说：“黄土高原是世界上最具有吸引力和挑战性的地方。”已数不清多少次，他奔走于黄土高原的沟沟壑壑中，有时，甚至一个多月在那里奔走。吸引他的会是什么呢？
有的学者发现，黄土高原曾是秀美山川，汉代以后，黄土高原的自然环境逐渐恶化。特别是从唐代以后，由于气候变化和植被破坏，自然环境恶化加重，土壤侵蚀加剧，原先平坦的黄土高原变得支离破碎，沟壑纵横，大量泥沙随降雨径流涌入黄河，黄河含沙量剧增，土地进入一种广种薄收，越垦越穷，越穷越垦的恶性循环。
黄土高原沟道密度大，很多地方每平方公里至少有2千米以上的沟道，有的沟道长度甚至达到6~7千米。黄河90%的泥沙来源于黄土高原，全国大部分的贫困县位于黄土高原地区。
对于多年从事土壤侵蚀研究的姚文艺来说，黄土高原是最好的天然试验场，世界上再也没有一片土地令他如此热血沸腾，再没有一片土地上的人们令他如此怜惜。
姚文艺说，土壤侵蚀与水土流失是两个互为联系而又相异的概念，要从根本上控制水土流失，就要从研究土壤侵蚀入手。由于降雨的打击、径流的冲刷、动物的破坏等原因所引起土壤扰动的过程称为土壤侵蚀，水土流失则是指在水流作用下，土壤被扰动、搬运和沉淀的整个过程。所以，延缓土壤侵蚀是治理水土流失的根本。
为了研究人类活动对土壤侵蚀的影响，姚文艺曾经一个多月奔走在无定河流域，手拿一把卷尺，丈量农民开垦的荒地。但是很多时候，这种研究往往是吃力不讨好的事情，农民不理解，政府也不支持。一次，为了丈量公路指挥部开垦的土方，姚文艺爬到公路边几十米深的沟底下，因为坡度几乎达到40多度，他脚底下一滑，连人带东西摔了下去，万幸的是，往下掉的时候正好抓住了一棵树，才得以脱险。
有人认为，高山夷平是自然规律，黄土高原的千沟万壑、荒芜贫瘠也是自然规律。但他不这样认为，黄土高原水土流失状况时可以改善的，减少入黄泥沙也是有希望的。黄土高原暴雨强径流量很少，泥沙大部分在这个时间形成，小水带大沙，水沙关系不协调，导致大量泥沙淤积在河道，水土保持可以保土、固沙、富高原。
正是凭着这种韧劲儿和满腔热情，他完善和改进了水土保持减水减沙计算方法，首次从理论和实践的角度论证了土壤侵蚀与产沙的区别和联系，提出了“流域治理措施配置最大效应”的概念，强调了水土保持对河道治理的作用，研究了黄土高原小流域地貌动态发育过程与侵蚀产沙时空变化特征，并归纳出了黄土高原典型类型区治理模式及其措施的优化配置方案，对指导黄土高原水土保持治理提供了新的科学依据……
“模型黄河”建设的排头兵
如今，很多到黄委视察的领导、专家、学者都喜欢到郑州北郊的“模型黄河”试验基地，亲眼目睹在治黄决策中发挥重大作用的“小黄河”，只要你从1号到3号试验大厅走上一遍，即可把黄河下游河道形态、整治工程和小浪底水库、三门峡水库尽收眼底，“模型黄河”既是治黄研究的科研基地，又是爱国主义教育基地和宣传黄河的窗口。
姚文艺常到距离办公室10多千米的“模型黄河”试验基地做研究，他说，一筹莫展的科研问题，放到模型上试验就找到感觉了。看着如今已初具规模的“模型黄河”，他感触颇多：“水少沙多、水沙关系不协调、河势游荡多变、河床冲淤剧烈”是黄河的特点和治理难点，把黄河搬进实验室可不是件容易的事。“没有实地勘察，就不能建设出精度高的模型。”这是前辈吴以敩告诫他的一句话，姚文艺在试验中深刻体会到了这句话的重要。最初在做小浪底水库温孟滩移民安置区河道整治模型试验时，几次试验都以失败告终，等跑到河滩上一看，他才发现，当地河床结构复杂，不仅有沙卵石还有胶泥子儿。为了彻底摸清河道的构造，他和同事们跳进没到脖颈的深水里摸索勘察，最后才提出了利用两种床沙制作一个模型的方法。
作为主要主持人，2002年就负责《“模型黄河”建设规划》（简称规划）编制的姚文艺见证了“模型黄河”的成长，也同时利用“模型黄河”这个辅助手段，完成了他一项项研究成果，对“模型黄河”，他已经有了一种难以割舍的情结。
在姚文艺的办公桌上放着一本《国家自然科学基金项目申请书》，项目名为《坡面土壤侵蚀与产沙实体比尺模型相似率研究》，当记者问起项目申请缘由，他说：“2006年，黄委把‘模型黄土高原’作为‘三条黄河’建设的重要内容正式启动，它的建设为解决黄土高原问题搭建了科学有效的试验研究平台，其中有很多关键技术和理论问题有待研究解决，我想尽上自己的一点绵薄之力，探索建设‘黄土高原实体模型’亟待解决的相似率问题。”
已过知天命之年的姚文艺心态更加平和，他只想实实在在地为黄河做些事情。他说，今后他会把主要精力投入到“模型黄土高原”建设中，看到自己的研究成果运用于生产实践是他最大的心愿。
当我问起他做科研工作的感受是什么，他坦诚地说，累也快乐。作为黄科院的总工，经常要审查科研成果，来不得半点马虎，但他已经习惯了这种忙碌，工作着的充实也是一种幸福。他认为科技成果是科研单位生存的根本，必须严把成果质量关，科研离不开人才，他积极支持年轻人参与项目，通过科研实践锻炼，有助于他们的成长，他会为年轻人创造更多的锻炼机会。
观点对话：
姚文艺：水土保持要“多管齐下”
工程、生物、耕作措施的合理配置是水土保持亟需研究的课题，措施间不同的配置比例和空间配置方式对减水减沙效益影响不同。
水土保持对治理黄河的作用不仅仅是减少入黄泥沙，也会发挥水沙调控的作用。
“模型黄土高原”分三个层面建设，最终为水土流失治理提供前瞻性、基础性、战略性的决策依据。
记者：您多年从事土壤侵蚀与水土流失治理的研究，并经常奔走于黄土高原，您觉得减少入黄泥沙最根本的措施是什么？
姚文艺：我认为最根本的措施是搞水土保持。水土保持主要是以小流域为单元，以县为基本单位，以修建水平梯田和沟坝地等基本农田为突破口，综合运用工程措施、生物措施和耕作措施（三大措施）。但治理过程中，要多管齐下，协调治理，我认为还有三个方面的问题是值得关注的：
首先，“三大措施”的合理配置是水土保持亟需研究的课题，措施间不同的配置比例和空间配置方式对减水减沙效益影响不同。目前，我们常用治理面积与流域面积的比值来表述治理程度，但在治理程度相同的情况下减水减沙效果却不同，流域治理度还与三大措施配置有关。
其次，在黄土高原多沙粗沙区，水土保持不仅要以沟道治理为主，坡面治理也不能忽视，虽然在一些地区坡面侵蚀只占土壤侵蚀的40%左右，但侵蚀基数大，而且坡面与沟道之间是相互关联的，沟道的大量径流来自坡面。如果仅采取沟道措施，虽然拦蓄了泥沙，但侵蚀并未减少，坡地中的养分大量流失，农民愈加贫穷，沟道也终究会淤满，到时就无法发挥拦沙效益。
第三，水土保持对治理黄河的作用不仅仅是减少入黄泥沙，也会减少入黄粗泥沙，改变入黄泥沙级配，发挥水沙调控的作用。黄河的主要问题是“水少沙多、水沙关系不协调”，过去我们主要是采取水库调节措施控制水沙，这并不能从根本上解决问题，也应该把水土保持纳入水沙调控体系中。但要实现从水土保持的层面上搭配好黄河泥沙，要把三大治理措施结合好，合理搭配各措施空间上的布局和相互比例，当然，要做到这一点，难度很大，还要研究、实践。
记者：除了您刚才提到的三大措施，还有其他减少入黄泥沙的措施么？
姚文艺：我一直在思考简单、经济、适用的水土保持措施，特别是看了国外有关的报道后，我想是否可以利用一种没有污染负效应的高分子材料制成的喷洒剂，喷洒于水土易于流失的地区的土壤表面，达到降雨时固结水土，而又不影响植物生长的效果。目前，我和我的同事已做了这方面的基础研究，但研究中也发现了很多问题，比如针对黄土高原沟壑纵横的状况，如何开展大面积的喷洒，并保证喷洒的均匀？在坡度较陡的地方，重力侵蚀尤其严重，采用什么材料才能对重力侵蚀起到更好的防止作用等等，这些都是目前没有攻克的难关。
记者：您看到和了解到的黄土高原水土流失治理的现状是个什么样子？
姚文艺：黄土高原的治理效果还是有目共睹的。就拿退耕还林还草措施来说，在延安地区的延河流域，不少地区的治理效果很好，如果你夏季去那里，你会以为这里是绿意盎然的江南，那满山遍野的草、灌木把延安装扮得不是江南、胜似江南，这都是退耕还林还草的功劳，但陕北清涧县一些地方退耕还林还草效果就不好。
位于多沙粗沙来源区的绥德等地区，年均降雨量不足500毫米，甚至有些地区年均降雨量不足300毫米，植物生长困难，治理措施就以淤地坝为主。通过韭园沟等小流域治理的实践表明，这里建了大量的淤地坝后，减沙效果比较明显，当然，至于淤地坝的建设规模和密度等关键技术还有待探索。然而，以淤地坝为主并不等于可以忽视其他的治理措施，必须进行综合治理。我在当地做水土保持调查时，老百姓介绍说，解放前，他所在村庄的沟道两边国共两党拉锯战时，沟道里也曾长出了很多树草，这表明，尽管这里自然条件恶劣，在没有人为干扰的情况下，沟道里还是可以生长草木的。
黄土高原水土流失要治理与预防相结合。这里盛产煤炭，尤其是晋陕蒙接壤地区，因煤炭资源储量丰富、煤质好而被称为“黑三角”。 区内生态环境脆弱，是黄河流域水土流失最严重的地区和黄河粗泥沙的主要产区之一。近年来，煤矿的大量无序开采，不仅大面积的地表径流遭到破坏，有些地区的地下不透水层也被打透，导致地下水位显著下降，减少了地下潜水向地表的供应量和向河道基流的补给量。在这次水沙变化研究中，我也想研究开矿等人类活动对地下水循坏的影响。
记者：您曾主持完成了我国首部大型实体模型试验工程建设项目的《“模型黄河”工程规划》的制定工作，请问建设“模型黄河”的意义在哪里？
姚文艺：“模型黄河”是“三条黄河”的重要组成部分，它在黄河治理开发中的作用大，其他科研手段不可完全替代。黄河的问题异常复杂，具有其他河流所不具有的特殊问题。由于原型观测、试验存在多种制约因素，往往无法得到全面的观测资料；“数学模型”的预测预报要建立在对河流演变规律了解的基础上，同时，也需要实体模型提供有关物理参数，加之“数学模型”的理论及技术发展水平限制，目前也只能解决部分问题；实体模型也存在不足，但它毕竟是一条“河流”，可以在一定程度上弥补原型观测和数学模拟的不足，观测也比较方便，所以，“模型黄河”是我们研究的最重要的辅助工具。
记者：“模型黄河”与“黄河模型”的区别在哪里呢？
姚文艺：“模型黄河”并不简单等同于“黄河模型”，“模型黄河”是利用现代模拟理论和量测技术，以信息技术为纽带，将各个单一的黄河局部河段模型和野外侵蚀产沙试验场（区）集成为一个模型体系，是一个各子模型之间相互关联、整体功能强大，可与“数字黄河”耦合并与“原型黄河”信息系统相集成的实体模型体系。
“模型黄河”有三个明显的特点：一是能系统联系影响黄河治理开发的各种因素，并直观反映它们之间的相互关系；二是可以直观呈现不同条件下各种治黄方案的效果，使决策更为便捷、准确。
记者：“模型黄土高原”作为“三条黄河”建设的重要组成部分，截至目前，还没有建立类似模拟黄土高原水土流失重力侵蚀现象的物理模型，那么，我们是怎样把握“模型黄土高原”的建设节奏的？
姚文艺：建设“模型黄土高原”的确有很多难题，按照规划，“模型黄土高原”分三个层面建设：一是试验观测设施，这是“模型黄土高原”建设的基础；二是室内实体模型；三是水土流失预测预报“数学模型”，这是技术支撑平台，是建设“模型黄土高原”的归宿，将直接服务于黄土高原水土流失治理决策。
黄土高原水土流失预测预报“数学模型”体系开发建设时间大约需要20年，近期将选择合适的代表性流域，用5年时间先期建成黄土丘陵沟壑第一副区代表性中等流域的年产沙经验模型、小流域次暴雨产流产沙模型和小流域分布式机理模型各一套。
实体模型建设还存在很多难点，这是一项开创性的工作。正如你提到的，目前国内外还没有建立起具有严格比尺意义的土壤侵蚀与产沙实体模型，由于黄土高原土壤侵蚀的边界条件和降雨径流输入条件非常复杂，模型相似率的确定是很困难的，而相似率是建设模型的基础。但是，预计通过不断研究探索，是可以建成试验技术与方法居世界先进水平、数据采集和处理实现自动化、室内试验与野外试验并行、比尺模型与概化模型共存的流域侵蚀产沙实体模型体系。
人物档案
姚文艺，男，1957年出生于河南西华县，中共党员，河海大学水力学及河流动力学专业博士毕业，现为黄河水利科学研究院总工程师，教授级高级工程师。
主要从事土壤侵蚀与水土保持、水力学及河流动力学研究，先后主持或主要参加完成了包括国家科技攻关计划、国家自然科学基金、国家重点基础研究发展规划（“973”）项目等在内的各类科研项目60余项。出版专著5部，先后发表学术论文90余篇。
由于治黄科研成绩显著，被推选为黄河水利委员会科技委员会委员、黄河研究会理事、中国水利学会泥沙专业委员会副主任委员、河南省水利学会泥沙专业委员会主任委员、国际水土保持协会终身会员等。完成的科研项目曾获水利部大禹水利科技奖2项，河南省科技进步奖2项，黄委科技进步奖3项，其他奖10项。
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