博鱼体育“把脉”地下水

　　博鱼体育一块大屏幕，一张北京地图，1000多眼地下水监测井星罗棋布走进北京市地质环境监测所（原北京市水文地质工程地质大队），一间宽敞明亮的办公室里，水位、水温等数据都在大屏幕上清晰呈现，水位监测精度达毫米级，水温监测精度达0.1摄氏度。这里是地环所地下水监测信息中心，北京市全域的地下水动态情况，通过一张“网”，实现了实时监测。

　　从依靠人工测量，到实现“无人值守”；从监测稳定性差、信息传输时效弱，到每小时自动采集、传输、存储地下水数据近60年来，首都地下水监测能力实现飞跃式提升，为城市快速发展提供了重要支撑。

　　这背后，有一群人不辞辛苦，脚步踏遍北京市域，在城区、远郊、平原和山区建起一个个监测站，潜心探索，自主创新自动化监测技术，为城市地下水“把脉”。

　　在地环所地下水监测信息中心，王树芳（右）正在读取和分析地下水监测信息。本报记者 潘之望摄

　　王树芳的高考志愿报得“很实在”，只有一个方向环境工程。

　　理由很简单，它与我们的生活息息相关：有人修复了土地，让脚下的路平坦开阔；有人净化了空气，在城市里抬头就能看见蓝天；有人挖了水渠和水井，把珍贵的水资源从远方引入，或从地下取出“这些幕后的事情总要有人做，也正是我想做的。”他说。

　　1996年，这个河北沧州小伙子如愿被原长春科技大学（现吉林大学）环境与建设工程学院录取，专攻水文地质与工程地质专业。家乡连年水资源匮乏，也让王树芳坚定了自己的研究方向。本科毕业后，他来到中国地质大学（北京），继续在水文地质领域深造。伴随着一次次野外调查，数不清的实验和数据分析，他一路读完了硕士学业。为了提高自身的专业能力与科研水平，工作两年后他又开始攻读中国科学院地质与地球物理研究所的博士学位。

　　王树芳来北京深造的这几年，正处于北京干旱最严重的时期。由于工农业发展及人口增长，从上世纪80年代起，北京的地下水开采量就在逐年增加；尤其1999年以后连续多年干旱，北京的地表水基本上已不能为城市供水，不得不大量开采地下水，造成地下水超采，地下水位持续下降。

　　城市可持续发展，需要大量水文地质领域的人才，王树芳也因而乘上东风。2005年，他加入北京市水文地质工程地质大队，成为一名工程师。回想起自己的初心，他腼腆地笑了：“虽然个人能力有限，但是我相信，经过历练，一定能在这里将自己的所学施展出来，做一名出色的幕后人。”

　　水文队里来了研究生，老师傅们都把王树芳当块“宝”，不少一线的探究工作都交给他接手。当时，水文队正在开展北京地区地热资源可持续开发利用的研究，“这块工作缺人手，你就大胆干吧！”领导的一句话，让王树芳找到努力的方向，也更加珍惜难得的锻炼机会。

　　“正式工作了，才明白地质员做的野外调查和上大学时的野外实习完全是两码事。”王树芳用手比划着解释，“读书时的野外实习，老师提前就有标准答案，划一片地让学生通过野外调查的方法把答案找出来。而真正的野外调查是没有标准答案的，需要我们自己去探索，收集数据，进行分析、讨论、研究，最终形成结论，解决实际问题。”

　　秋天，几名地质员手持各种仪器，在京郊开展地面调查、地球物理探测等工作，为开采地热井选址。“只用仪器在地表测了几个数，师傅就确定了井的位置，设计出钻井方案。”王树芳依然清晰记得方案中的具体数值，“我们要打3000米深的井，预计抽出70摄氏度的水。”然而，这里能不能取出热水，老专家们测的到底准不准，当时的他对此半信半疑。

　　之后的三个月，他每天都到现场盯着钻井的进度。从深秋到寒冬，钻井终于打到3000米深，王树芳和同事们也换上了厚厚的棉外套。当看到现场用来做抽水试验的铁箱冒着蒸腾的热气时，王树芳的心里也涌上一股暖流，他拿出一直随身带着的温度计，“69℃，将近70℃！专家们算得真准！”

　　“地质工作没有什么捷径，有的只是一次次野外实践积累下来的经验。”老专家们的谆谆教导，王树芳默默记在心里。

　　白天，跟着老专家们到工程现场实践，认真记下每一个工作细节；晚上回到宿舍，继续加班自学地热资源勘探的相关知识。不出半年时间，王树芳已经能够独当一面。

　　“面对尚未接触过的研究领域，只有把握住每次机会，不断充实自己，才能一步一个脚印，站上前沿。”他说。

　　经过实地调查，反复查阅当地的地层资料，王树芳给出了设计方案：先打一个3000米深的钻井，如果实际测量的出水量和出水温度达到供暖标准，再打一个回灌井，循环利用采暖水。他打比方解释：“对地热资源进行开发的同时，我们会开展地热回灌工作，让供暖后的尾水回到地下，经过地下这个大锅炉的加热，持续为大家供暖，实现地热资源的可持续利用。”

　　设计方案敲定，钻探工作正式开工，王树芳每天都扎在现场。“我们的工作就是为钻探长眼，根据每天从地下采出的岩石样本，判断目前钻遇的地层是哪个年代的，是什么岩性的，指导钻探继续往下钻多深，还要注意地下可能遇到断层、溶洞等情况，及时提醒钻井队员。”他说，这是当时北京顺义地区最先开展的地热采暖回灌项目之一，水文队非常重视，项目配备了最新的钻机、最强的钻探队伍，大家齐心协力，原本要用半年时间完成的任务，团队只用了不到4个月时间。

　　其中还有一个小插曲，王树芳至今难忘。“拿出设计方案时，我估计，在地下2700米处就能见到水。”他顿了顿说，博鱼体育钻井打到2600多米的时候，钻井队队长坐不住了。

　　“您放心，地层的情况我每天都看，继续往下打，肯定能见着水。”王树芳笑着说，别看自己面不改色，其实心里已经打起了鼓，接下来的两天，他寸步不离地守着钻井。2660米、2670米、2680米随着钻井深度一点点接近，逐渐有泥浆漏失的情况发生。终于，在地下2690米的深度，钻井队探到了含水层。钻井队队长拍着王树芳的肩膀说：“没想到你这么年轻，设计的方案还挺准！”

　　钻井继续打到了2980多米深，达到设计方案要求。经过专家评估，此处的地热资源具备供暖的潜力，王树芳又在这一地区设计了回灌井，从勘探、调查到设计、钻井，再到回灌试验，又经过8个月时间，他顺利完成了任务。“为地下水号脉说起来简单，其实，基础知识、经验、扎实的技术功底，一样儿都不能少。”

　　以在北京地区开展的地热回灌工作为基础，2009年，王树芳带领团队在河北省保定市雄县开展了地热回灌试验，并在当地逐步推进地热回灌工作，经过多年努力，雄安新区的雄县已成为国内首个地热供暖的“无烟城”，推动了我国地热资源开发利用的技术进步。当地“采灌结合，取热不耗水”的地热开发利用模式，得到了国家能源局的认可，并在全国推广应用。

　　这项由北京市水文队牵头完成的“大型岩溶热储开发关键技术研究与应用”成果达到国际先进水平，获得了中国可再生能源学会科技进步二等奖。

　　海淀区某小区的一片空地上，王树芳和同事站在一眼地下水监测井旁，熟练地进行测量、读数、记录、分析等一系列操作，核查维护监测设备。打开井盖，一个圆柱形的小盒子上，一块电子屏显示着地下水位、水温、气压、环境气温等数据，这些信息会实时出现在地环所信息中心的大屏幕上。

　　“这套看似简单的仪器，就是实现地下水24小时自动化监测的秘密听诊器。”王树芳揭秘，圆柱形的盒子其实是一个无线传输装置，里面装有物联卡，会将监测到的各类数据通过卫星信号传输到信息中心，“目前，自动化监测井不仅在城区广泛分布，怀柔区、密云区、延庆区等远郊山区，也装上了这样的自动化监测设备。即使在汛期，我们的监测工作也不会因为极端天气而停滞。”而在20多年前，王树芳的前辈们还在用人工监测方法，每隔5天对城市的地下水进行观测。

　　2010年前后，王树芳从前辈们手中接过接力棒，参与了一项重要工作为北京地区的地下水监测建起“一张网”。他带领团队与国家级地质环境监测机构合作，依托北京地区较高水平的水文地质研究工作，开展监测井的设计和建设试点试验。

　　“传统的地下水监测，往往是一个数据打天下。”王树芳说，但是在实地调查过程中发现，“北京地区的地下水是分层的，不同深度的地下水用途不一样，比如浅层的地下水往往是农业用水，深层的地下水一般作为生活用水和生产用水，博鱼体育不同用户对于地下水的要求也不相同。”

　　为了给管理者和不同用户提供更专业的数据，王树芳开始带领团队进行立体分层监测技术的研究。“如果一眼井只监测一层深度的地下水，那么在同一个区域可能要打四五眼井甚至更多，在寸土寸金的北京，占地和成本都是非常难解决的问题。”他说，团队当即确定了方向：建设集约型的地下水监测井。

　　方向有了，设计什么样的井？怎么建？技术从哪来一个个问题接踵而至。

　　“当时，水文队参与了中国和荷兰合作开展的地下水监测信息能力建设项目，有同事跟着去了荷兰参观，给我们带回了新思路。”王树芳回忆，同事兴奋地向大家描述，在荷兰，一个地下水监测井里，多个井管组合在一起，就像蜂巢一样，每个井管下至不同深度的监测层位，恰好能实现分层监测和采样，“然而井到底应该怎么打、怎么建，荷兰的技术人员并没有向我们公开核心的成井技术。”

　　我们肯定能自己做出来！凭着一股不服输的闯劲儿，在老专家们的鼓励和帮助下，王树芳和同事们从零开始，一次次跑野外，不断试验、修改，再调试、论证

　　“试验中，团队遇到的最大难题就是，把不同深度的井管下到同一个井里，在有水的环境里，用隔水材料将每个井管隔开。”王树芳说，为此，他和同事们在野外反复尝试，“钻井之后下井管，1根、2根、3根每下一根管，就投放一次黏土球进行隔水，黏土球的密度、湿度、体积都是有讲究的，要达到黄金配比，才能保证不同层位的水不会串通，也不会被堵死。”

　　经过多年研究，团队终于自主研发出一种监测井，能够实现在同一个地点，利用分层隔水技术，同时监测多个层位。王树芳和同事们将这种监测井称为巢式监测井，它可以精确得知每个层位的水位与水质信息，同时又可以节省大量的用地。2017年，由北京市水文队牵头编写了行业标准《地下水巢式监测井建设规程》，极大推动了地下水监测技术在全国的推广应用。

　　基于这项成果，王树芳带领团队形成了具有自主知识产权的自动化监测产品，打破了国外对地下水自动化监测技术的垄断。他还主持了国家地下水监测工程（北京）的建设，创建地下水监测关键技术体系。

　　“目前，我们研发的地下水监测关键技术已经在国家和省级地下水监测工程中得到了广泛推广应用，在全国粮食主产区的水资源保障、多发突发地质灾害预报与预警、重大工程安全保障等方面发挥了极其重要的作用。”他说。

　　近几年，王树芳还承担了几十项国家和省市级科研与工程项目，这些项目大部分是科研与工程相结合的，项目成果已经应用在北京城市副中心清洁能源开发与利用、北京大兴国际机场地质勘查、南水北调受水区地下水涵养效果评估、京津冀水资源协同开发与利用、海河流域地下水资源调查与评价等重大项目中。

　　如今，1044眼地下水自动化监测井在北京市全域铺开一张“网”，一天24小时内，每隔一小时，每一眼井的监测数据就会传送到地环所信息中心的大屏幕上，形成密密麻麻的表格和曲线，每个区域地下水位的变化情况，都可以随时获取。

　　调查地下水的“正在进行时”已经不是王树芳和同事们追求的目标，他们的目光放得更远今年，团队正在进行北京市级项目“城市建设与地下水系统互馈作用”的研究。“我们希望通过精细的测算，预测出北京市的地下水在未来5年或10年，甚至更长时间内，会呈现什么样的涨幅，在涵养地下水的过程中，会对城市建筑、地下工程等产生什么样的影响。”他解释，这项工作依托全市的地下水监测网，观察每个地区地下水上升的速度和幅度，同时通过遥感技术和野外调查，摸清中心城区的建筑高度和地下工程的深度，“基于地下水位和城市建筑的空间位置关系，我们做了一个三维演示模型，让用户可以更加直观地看到地下水的变化以及对城市的影响。”

　　未来，王树芳还计划把三维模型与地下水监测系统对接，“那些外行看不懂的数据、图表，就会转化为立体图，随便点一个地方，地面在什么高度、地下水位在哪里、水面距离地面有多少米，都能一目了然。”他的语气中满是期待。

　　岁月无声，当年的小地质员，已成长为正高级工程师；不变的，是他仍怀着对这份“幕后工作”的热忱。

　　在王树芳看来，一名优秀的工程师可能发表不了几篇有影响力的文章，也可能没有提出深刻的理论，却可以在自己擅长的领域攻克一些他人无法解决的技术难题，创造出前人没有提出的工艺方案，发现别人没有发现的规律，这正是他所追求的。

　　“水文地质工作还有很多我不了解的奥秘，为城市地下水把脉的路上，还有很多谜题没有解开，我会一直保持着好奇心与敬畏之心，不断探索。”

　　一块大屏幕，一张北京地图，1000多眼地下水监测井星罗棋布走进北京市地质环境监测所（原北京市水文地质工程地质大队），一间宽敞明亮的办公室里，水位、水温等数据都在大屏幕上清晰呈现，水位监测精度达毫米级，水温监测精度达0.1摄氏度。这里是地环所地下水监测信息中心，北京市全域的地下水动态情况，通过一张“网”，实现了实时监测。

　　从依靠人工测量，到实现“无人值守”；从监测稳定性差、信息传输时效弱，到每小时自动采集、传输、存储地下水数据近60年来，首都地下水监测能力实现飞跃式提升，为城市快速发展提供了重要支撑。

　　这背后，有一群人不辞辛苦，脚步踏遍北京市域，在城区、远郊、平原和山区建起一个个监测站，潜心探索，自主创新自动化监测技术，为城市地下水“把脉”。

　　在地环所地下水监测信息中心，王树芳（右）正在读取和分析地下水监测信息。本报记者 潘之望摄

　　王树芳的高考志愿报得“很实在”，只有一个方向环境工程。

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　　王树芳来北京深造的这几年，正处于北京干旱最严重的时期。由于工农业发展及人口增长，从上世纪80年代起，北京的地下水开采量就在逐年增加；尤其1999年以后连续多年干旱，北京的地表水基本上已不能为城市供水，不得不大量开采地下水，造成地下水超采，地下水位持续下降。

　　城市可持续发展，需要大量水文地质领域的人才，王树芳也因而乘上东风。2005年，他加入北京市水文地质工程地质大队，成为一名工程师。回想起自己的初心，他腼腆地笑了：“虽然个人能力有限，但是我相信，经过历练，一定能在这里将自己的所学施展出来，做一名出色的幕后人。”

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　　白天，跟着老专家们到工程现场实践，认真记下每一个工作细节；晚上回到宿舍，继续加班自学地热资源勘探的相关知识。不出半年时间，王树芳已经能够独当一面。

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　　经过实地调查，反复查阅当地的地层资料，王树芳给出了设计方案：先打一个3000米深的钻井，如果实际测量的出水量和出水温度达到供暖标准，再打一个回灌井，循环利用采暖水。他打比方解释：“对地热资源进行开发的同时，我们会开展地热回灌工作，让供暖后的尾水回到地下，经过地下这个大锅炉的加热，持续为大家供暖，实现地热资源的可持续利用。”

　　设计方案敲定，钻探工作正式开工，王树芳每天都扎在现场。“我们的工作就是为钻探长眼，根据每天从地下采出的岩石样本，判断目前钻遇的地层是哪个年代的，是什么岩性的，指导钻探继续往下钻多深，还要注意地下可能遇到断层、溶洞等情况，及时提醒钻井队员。”他说，这是当时北京顺义地区最先开展的地热采暖回灌项目之一，博鱼体育水文队非常重视，项目配备了最新的钻机、最强的钻探队伍，大家齐心协力，原本要用半年时间完成的任务，团队只用了不到4个月时间。

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　　这项由北京市水文队牵头完成的“大型岩溶热储开发关键技术研究与应用”成果达到国际先进水平，获得了中国可再生能源学会科技进步二等奖。

　　海淀区某小区的一片空地上，王树芳和同事站在一眼地下水监测井旁，熟练地进行测量、读数、记录、分析等一系列操作，核查维护监测设备。打开井盖，一个圆柱形的小盒子上，一块电子屏显示着地下水位、水温、气压、环境气温等数据，这些信息会实时出现在地环所信息中心的大屏幕上。

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　　基于这项成果，王树芳带领团队形成了具有自主知识产权的自动化监测产品，打破了国外对地下水自动化监测技术的垄断。他还主持了国家地下水监测工程（北京）的建设，创建地下水监测关键技术体系。

　　“目前，我们研发的地下水监测关键技术已经在国家和省级地下水监测工程中得到了广泛推广应用，在全国粮食主产区的水资源保障、多发突发地质灾害预报与预警、重大工程安全保障等方面发挥了极其重要的作用。”他说。

　　近几年，王树芳还承担了几十项国家和省市级科研与工程项目，这些项目大部分是科研与工程相结合的，项目成果已经应用在北京城市副中心清洁能源开发与利用、北京大兴国际机场地质勘查、南水北调受水区地下水涵养效果评估、京津冀水资源协同开发与利用、海河流域地下水资源调查与评价等重大项目中。

　　如今，1044眼地下水自动化监测井在北京市全域铺开一张“网”，一天24小时内，每隔一小时，每一眼井的监测数据就会传送到地环所信息中心的大屏幕上，形成密密麻麻的表格和曲线，每个区域地下水位的变化情况，都可以随时获取。

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　　岁月无声，当年的小地质员，已成长为正高级工程师；不变的，是他仍怀着对这份“幕后工作”的热忱。

　　在王树芳看来，一名优秀的工程师可能发表不了几篇有影响力的文章，也可能没有提出深刻的理论，却可以在自己擅长的领域攻克一些他人无法解决的技术难题，创造出前人没有提出的工艺方案，发现别人没有发现的规律，这正是他所追求的。

　　“水文地质工作还有很多我不了解的奥秘，为城市地下水把脉的路上，还有很多谜题没有解开，我会一直保持着好奇心与敬畏之心，不断探索。”