1976年，畢業于武漢水利電力學院。
1981年，獲得武漢水利電力學院陸地水文學碩士學位。
1985年，獲得武漢水利電力學院水文學及水資源博士學位。
1985年 - 1987年，任武漢水利電力學院講師。
1987年 - 1990年，任武漢水利電力學院副教授。
1991年 - 1993年，任武漢水利電力學院教授、水文水環境研究所所長。
1993年 - 1997年，任武漢水利電力大學教授、水文水環境研究所所長。
1999年，入選教育部“跨世紀優秀人才計劃”。
2000年，任武漢大學水利水電學院院長、教授。同年，入選中國科學院“百人計劃”。
2000年 - 2005年，任武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室主任。
2000年 - 2011年，任中國科學院地理科學與資源研究所研究員、中國科學院陸地水循環及地表過程重點實驗室主任。
2012年 - 2014年，任武漢大學水安全研究院院長。
2015年， 任武漢大學水安全研究院院長，中國科學院水資源研究中心主任。
1994年，榮獲“國家有突出貢獻中青年專家”稱號。
2001年，榮獲全國“五一”勞動模范稱號。
2011年，榮獲“全國優秀科技工作者”稱號。
2015年，當選為中國科學院院士。
2004年，項目《水文非線性系統理論與方法》榮獲“湖北省自然科學一等獎”。
2005年，項目《新疆主要河流流域水資源管理及可持續利用》榮獲“新疆科技進步獎二等獎”。
2009年，項目《淮河流域閘壩對河流水環境及生態影響研究》榮獲“安徽省科技進步二等獎”。
2017年，項目《流域徑流形成與轉化的非線性機理》榮獲“國家自然科學獎二等獎”。
2021年，項目《黃河流域水沙產輸機理與調控關鍵技術》榮獲“大禹水利科學技術獎科技進步一等獎”。
