1976年，毕业于武汉水利电力学院。
1981年，获得武汉水利电力学院陆地水文学硕士学位。
1985年，获得武汉水利电力学院水文学及水资源博士学位。
1985年 - 1987年，任武汉水利电力学院讲师。
1987年 - 1990年，任武汉水利电力学院副教授。
1991年 - 1993年，任武汉水利电力学院教授、水文水环境研究所所长。
1993年 - 1997年，任武汉水利电力大学教授、水文水环境研究所所长。
1999年，入选教育部“跨世纪优秀人才计划”。
2000年，任武汉大学水利水电学院院长、教授。同年，入选中国科学院“百人计划”。
2000年 - 2005年，任武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室主任。
2000年 - 2011年，任中国科学院地理科学与资源研究所研究员、中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室主任。
2012年 - 2014年，任武汉大学水安全研究院院长。
2015年， 任武汉大学水安全研究院院长，中国科学院水资源研究中心主任。
1994年，荣获“国家有突出贡献中青年专家”称号。
2001年，荣获全国“五一”劳动模范称号。
2011年，荣获“全国优秀科技工作者”称号。
2015年，当选为中国科学院院士。
2004年，项目《水文非线性系统理论与方法》荣获“湖北省自然科学一等奖”。
2005年，项目《新疆主要河流流域水资源管理及可持续利用》荣获“新疆科技进步奖二等奖”。
2009年，项目《淮河流域闸坝对河流水环境及生态影响研究》荣获“安徽省科技进步二等奖”。
2017年，项目《流域径流形成与转化的非线性机理》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2021年，项目《黄河流域水沙产输机理与调控关键技术》荣获“大禹水利科学技术奖科技进步一等奖”。
