凌成鵬，南京大學工學博士，成都理工大學地質資源與地質工程博士後，成都理工大學環境與土木工程學院地下水科學與工程系講師，地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室固定研究人員，國家自然科學基金專案主持者。主要研究方向為：水文地質學、環境地質學、水文地球物理方法等。2018年7月-2019年7月，受成都理工大學“雙一流”學科經費和地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室經費資助，赴法國薩瓦大學（University of Savoie Mont Blanc）地球科學研究所（ISTerre）進行為期一年的訪問學者研修工作，師從著名地球物理學家Andre Revil教授。
在“藝術之城”拜見“學術大牛”
尚貝里位於法國東南部，是薩瓦省的省會。這是一個三面環山的小盆地，處於阿爾卑斯山脈和平原的接壤處。尚貝里是一個充滿藝術氛圍且歷史悠久的城市，這裡保留了完好的中世紀建築群，也保留了中世紀的浪漫與恬靜，蜿蜒曲折的石板路、斑駁陸離的牆面和標誌性的大象噴泉，無不體現著屬於這座城市的古老文化底蘊。
薩瓦大學坐落於這個風景優美的旅遊城市之中。除去特有的景觀，它最吸引我的，便是濃厚的學術氛圍。走進地球科學研究所，首先看到的是滿滿當當掛在走廊牆上的各式展板，上面承載著老師或學生們的研究成果。身處其中，就會不自覺地被帶到學習和實驗工作的氛圍中。
此次訪學，我師從Andre Revil教授。他深耕地球物理方法應用這一研究領域，發表相關論文300餘篇，並且出版了兩本專著，在國際上享有盛名。 我瞭解到他目前的研究方向偏向於電法應用，恰好我在國內授課時也曾將電磁法、自然電場法等電法介紹給學生們。 由於研究方向具有一致性，我主動聯絡Andre Revil教授，順利得到他的邀請，並受我校地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室資助前來訪學。
從“熱身”適應到“嫁接”老本行
2018年7月底，我終於在爾瑟裡訥河畔的貝勒加德等來了我未來一年的導師，也等來了我訪學的第一個“熱身”工作——作為合作作者加入Andre Revil教授課題組的實地實驗研究中，與小組研究人員一同採用電阻率成像法、自然電場法和激發極化法等綜合性地球物理研究方法，對滑坡的結構以及地下水的特徵做檢測和測量。
在此之前，我只在理論中瞭解過這個團隊的實驗過程。而透過實地的觀察參與，我對實驗流程有了更加清晰和明確的認識，也完成了我在研究團隊的首次“亮相”。
適應了薩瓦大學的研究方式，教授和我進行了更為詳細的溝通，在我的“老本行”範圍之中，將研究問題縮小為解決水庫或地下儲罐滲漏工作。
庫區面積大，地址條件複雜，滴水不漏的水庫是極為少見的。水庫的滲漏除了影響水庫效益外，還容易引起鹽漬化、沼澤化的地質現象，對地下水質量存有一定的威脅性。 水庫發生滲漏時，如何準確地找到滲漏點，是目前業內的重難點問題。
教授向我提出了一種已經成熟應用於地球物理研究的常用方法——充電法。透過電場的分佈規律來了解電場的分佈、產狀、深埋，這種方法的原理並不複雜，但目前在地下水方面的應用仍處於未開發狀態。因此， 教授建議我將此方法“嫁接”到水庫滲漏的研究之上，用地球物理手段，為水庫做“CT”。
為水庫做“CT”
追求更加精準的滲漏位置判斷
由於實際條件較為複雜，確定研究方向後，我向教授提出從簡單條件入手，不斷疊加其他條件情況，以確保實驗資料的有效性和實驗結果偏差的準確溯因的實驗思路。
在計算機上進行數值模擬實驗，成功形成實驗過程的預判後，我初步擬定了試驗方案，並著手購買相關試驗材料進行加工。我還搭建了室內小型沙箱，用以模擬存在滲漏問題的水庫，並順利地得到了相關的測算實驗資料。
進行下一步實驗資料反演求解時，結果和預想出現了很大偏差。結果推演出的區域範圍過大，只能劃定一片可能存在滲漏的面積，無法得到精確的方位。在實際應用中，由於庫區面積比例式放大，測算結果準確度還將大幅度下降。
為此，我研讀了相關的資料文獻，並找到組內其他成員進行探討和交流，前後嘗試了4、5種推演方法，還是沒能得到理想資料。
被資料處理方法困擾一個多月後，我向Andre Revil教授提出了我的疑惑，他很快給了我新的思路：借鑑同為地球物理科學研究常用方法之一的自然電法進行資料處理。
這是一種場域的耦合方法，在地質勘探中，經常藉助重力場探測密度高低，從而確定地質情況。藉助COMSOL和MATLAB軟體疊加物理場、電場和溫度場的測量資料，我成功實現了由面到點的跨越，得到了模擬沙箱的“CT”報告，最終鎖定了精確的滲漏位置。
為了驗證這種新資料收集和資料測量方法的有效性，我在更為貼近實際複雜情況的野外又構建了一個小型的檢測模擬裝置，進一步修正了該方法。 目前，相關成果已經被Journal of Hydrology (中科院SCI二區，影響因子4.405)和Engineering Geology (中科院SCI三區，影響因子3.909)錄用並發表。
探測方法的研究在於不斷的更迭和精確。儘管已經完成了預定的研究成果，回國前，Andre Revil教授仍然建議我嘗試更多的手段追求更加精準的位置判斷。目前，我嘗試應用高精度的生物醫學儀器Biosemi（探測精度可達10-7V）對地下水流中的自然電場訊號進行探測與分析，相關的資料也在進一步處理之中。
訪學即將結束
我在週日的“戰場”爭分奪秒
Andre Revil教授是一個不折不扣的“工作狂”，他有一個專門的本子來記錄自己每天的行程和任務，做完一件事情就把它劃掉。一天下來，他會滿滿地劃掉幾頁紙。
尚貝里人週末啟動“強制休息”模式，學校辦公樓裡幾乎一個人都沒有，校外甚至連超市都不開門。在週末，尚貝里人用各式各樣的運動和娛樂度過休閒時光。但在我的印象中，Andre Revil教授基本上一直都在工作，並沒有度過一個傳統意義上的假期。
我也漸漸適應了週六到學校里加班的生活節奏。訪學即將結束時，由於總結工作繁重而時間緊迫，週日也成了爭分奪秒的戰場，尚貝里的週日公交車停運，我往往徒步走一個小時到辦公室“趕工”。
在薩瓦大學地球科學研究所（ISTerre）訪學的一年中，我還親身體會了國內外高等教育的異同。相比國內而 言，國外研究中的學科界限更為模糊，他們以問題為導向展開科研工作，追求問題的解決而不以專業區隔劃分。
正如我和其他同學們同在一個辦公室之中，但每個人都有自己獨立研究的小方向，所採用的手段也不盡相同。每隔一到兩天，教授也會來辦公室和我們進行交流討論，認真地聽取同學們的彙報，並給出相應的指導意見。這種研究模式更有利於問題的分析和解決，目前國內也正逐漸採用此方式進行科學研究。
此外，這次訪學開闊了我的學術視野，豐富了我的專業學識，提高了分析與解決科學問題的能力，也進一步明確了培養與教育學生的核心理念，這在我的學術和教育生涯中必將產生深遠的影響。
出品丨黨委宣傳部
文丨 王珊珊 肖瑤 張玉婷
排版丨勾心雨 白隆澤
校審丨趙一蕾
責任編輯丨張愛艾 王瀟
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