技术方法推动地质科技创新发展 共同谱写水环中心 “大融合”文化

水环中心的发展历程蕴含着传统技术方法的发展过程，是传统技术方法发展推动地质科技创新发展的过程，充分体现了地质科学和技术方法之间的关系，同时也充分体现了传统技术方法发展在科技创新体系中的重要性，充分体现了地质科学、技术方法共同谱写水环中心“大融合”文化的辉煌历程。 

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心（以下简称“水环中心”）始建于1961 年，时称“地质部水文物探大队”。1966年3月更名为“地质部水文地质工程地质局第四大队”。1974年1月更名为“河北省地质局水文地质四大队”。1978 年4月更名为“国家地质总局水文地质工程地质技术方法研究队”隶属国家地质总局水文地质局,定性为面向全国的水文地质科研机构。1989年10月更名为“地矿部水文地质工程地质技术方法研究所”隶属中国水文地质工程地质勘察院。1999年6月划归中国地质科学院，与原水文地质工程地质研究所合并为“水资源环境地质研究所”。岁月变迁，2001年10月划归中国地质调查局，转为地质事业单位。2002年11月更名为“中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所”。2006年11月更名为“中国地质调查局水文地质环境地质调查中心”。可以发现，水环中心自1961年成立以来，就是一支用仪器装备解决实际问题的技术方法队伍，经过50多年对技术方法的坚守，对地质科技创新的坚守，对地质调查工作的坚守，从水文物探队发展成为水工环公益性地质调查中心，成为中国地质调查局的直属单位，主要承担水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质调查评价和相关技术研究、应用与推广工作，为经济社会发展提供相关基础信息资料和公益性服务。 

科学和技术之间，既有区别又有联系。科学是技术的理论指导，技术是科学的理论基础，是科学的实际运用，促进科学发展的同时对生产产生实际意义^[1]。科技创新是一个包括科学创新、技术发明和技术创新的三维结构系统，其实质主要是知识创新和技术创新。^[2]  

水环中心的发展充分体现了地质科学和技术之间的密切联系，充分体现了传统技术方法发展在科技创新这个三维结构体系中的重要性；水环中心的发展蕴含着传统技术方法的发展历程，充分体现了传统技术方法发展推动地质科技创新发展的历程；充分体现了地质科学、技术方法共同谱写水环中心“大融合”文化的辉煌历程。代表“大融合”文化最典型例子就是水环中心找水“铁三角精神”和坚守三峡的“三峡精神”。 

一、科学与技术融合形成找水“铁三角精神” 

水环中心地下水勘查是传统优势，山区找水始于上世纪70年代，在当时技术方法、仪器、计算机运算能力等的制约下，水环中心自行研发的适于山区快速找水的音频大地电场仪，将以直流电法占主导的山区找水工作模式转变为直流电法和电磁法并重的找水工作模式，大大提高了地形条件复杂区的找水工作效率。随着“西北特别找水计划”和九五期间开展的科研项目“西北沙漠和黄土缺水地区EH-4电导率成像系统地下水勘查技术研究”的实施，使音频大地电磁法成为了真正的找水利器。早先的山区找水，工作区水文地质条件简单，地下水埋藏浅，找水难度小，往往通过单一的地质找水或物探找水就可以解决问题，跨专业融合找水的需求不明显。 

同时，水环中心也是全国最早将遥感技术应用到水工环地质领域的单位之一。早在上世纪七十年代，水环中心技术人员就将航卫片、机载热红外扫描片应用于寻找地下水。与第四机械工业部1017所联合研制的机载红外扫描系统于1985年获地矿部科技成果二等奖。多次将可见光遥感技术、热红外遥感技术应用于山区找水，创新形成了一套完善的基岩山区地下水遥感探测技术。 

2007年“华北地方病严重区地下水勘查及供水安全示范”项目的实施促成了水环中心找水“铁三角精神”，形成了以“遥感、地质、物探”三专业为核心的找水团队、专门解决找水中的技术难题。“铁三角”在面对找水问题的时候，通过遥感先宏观其形势，地质综合分析其结构，物探验证其构造，最终找到水，三种专业技术人员经过历史的磨合，在工作中配合无缝连接，不仅提高了工作效率，同时也提高了找水成功率。“铁三角”在一个又一个“找水禁区”找到水，让一村又一村的百姓喝上放心水、首次喝上了地下水。取得了集中连片扶贫区及革命老区勘查扶贫找水、西南红层地区地下水调查和主要平原（盆地）地下水中砷氟等组分分布与地下水质量区划）等一批重要成果入选地调局百项成果。西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范研究获2006年国土资源科学技术一等奖。水环中心拥有丰富的山区找水经验，有力支撑了扶贫找水工作。 

水环中心找水“铁三角精神”是三种专业的合作，是三种专业代表人物之间的合作。“铁三角精神”的三位不同专业技术人员都能从对方专业角度看待本专业问题，地质不再只是地质，物探不再只是物探，遥感也不再只是遥感。中国地质调查局党组成员、副局长王昆同志到水环中心调研时指出，水环中心的找水“铁三角精神”是融合集成创新的典型。“铁三角精神”这个融合文化是水环中心独有的，是科学与技术有机融合的“大融合”文化中最为典型的，也是科学与技术相互促进的典范。 

二、调查、监测技术融合运用促进了地质灾害预警预报科学发展，有力支撑国家防灾减灾战略 

水环中心自1995年至今在三峡库区地质灾害防治工作中先后研发应用岩体裂缝测缝计、压力盒、预应力锚索测力计等几十种监测仪器，分别对灾害体位移变形、应力、应变和影响因素等方面进行长期监测，取得了准确详实的监测数据，同过监测数据结合野外灾害地质调查，对灾害体变形阶段、变形状态以及变形趋势进行了准确判断，为地质灾害成功预警打下坚实基础，对地质灾害早期识别和预警预报理论起到了很大的推动作用。 

随着监测技术的发展、监测预警方法和预警理论的不断提升，尤其是群测群防技术、专业监测技术、物联网技术的发展使我国地灾监测预警提升到新高度。 

2008年以来，水环中心基于群测群防技术、专业监测技术、物联网技术研发了近30多种地质灾害监测预警技术成果，申报取得20多项国家专利和软件著作权，提升了我国地质灾害自动化监测预警能力和防灾技术水平。研发的监测预警仪器在2012年度“舟曲灾后重建防治规划区地质灾害监测预警项目”、“重要地质灾害隐患监测示范（辽宁）”、2013年度“5.10岷县特大冰雹山洪泥石流灾后恢复重建地质灾害监测预警工程”等十余个国家重大工程建设中成功应用。在全国范围安装、推广10多万台（套）。2008年四川汶川5﹒12震后监测、2010年青海玉树4﹒14震后监测等多次抗震救灾中多次成功预警，有效提高了地方政府的防灾减灾能力。特别是在2013年4•20雅安芦山地震发生后，在重灾区宝兴县冷木沟和教场沟安装布设了13套自动化监测预警设备，实现了对两条泥石流沟的全方位、实时、自动化监测预警和远程可视化视频监控，并成功预警，为当地政府及时组织疏散群众提供了有效技术支持和依据，避免了人员伤亡和财产损失。取得三峡库区重大地质灾害防治与监测关键技术、重大滑坡防灾减灾关键支撑技术、地质灾害预警关键技术方法研究与示范等重要成果入选地调局百项成果。长江三峡库区移民迁建新址重大地质灾害及防治研究获2005年国土资源科学技术一等奖。水环中心掌握着防灾减灾的关键技术。 

经过20余年的漫长坚守，凝聚成了水环中心地质灾害调查、监测预警、防灾减灾团队独一无二的“三峡精神”。“三峡精神”饱含了几代水环中心地质灾害人的理想、信念和对支撑国家防灾减灾战略的守望和坚持。“三峡精神”是水环中心清醒认识责任使命，明确单位主体责任，明确个人责任使命，精心服务国家防灾减灾战略，把心思用在履职尽责上，把汗水洒在野外路线上，把预警仪器安装在危险地质体上，把论文写在祖国大地上，把地质调查服务送到寻常百姓家的高度概括。“三峡精神”是水环中心“大融合”文化的又一个范例。 

三、科技创新与地质调查融合，促成先进的应用技术方法 

国内领先水平的地下水自动监测体系，强力支撑国家地下水监测工程，做到了“三分天下有其一”。分布式光纤测温仪器解决干热岩深孔测温世界级科研难题。地下水勘探钻探成井关键技术孕育了泥质粉细砂储层防砂理论的创新，助力海域天然气水合物试采成功。二氧化碳地质储存与泄露监测技术与世界并跑，全国二氧化碳地质储存潜力评价与关键技术荣获国土资源科学技术一等奖。场地水土污染调查技术成为地调局百项技术之一。 地质调查安全保障技术方法支撑局安全管理平台。其中最能体现技术促进地质科学认识的是下面2项。 

一是地下水分层抽水技术促进水文地质科学认识。2016年，水环中心历时近2个月，圆满完成5层水文地质孔分层抽水试验，该抽水试验是目前国内外最为复杂的地下水分层抽水试验。地下水分层抽水系统一经推出，就受到中国地质调查局、地质院校、地质调查单位的广泛关注，已在甘肃、河北、河南、江苏、江西、黑龙江、新疆、西藏、青海等省份的20多个水文地质调查项目中成功应用。  

中国地质调查局南京地质调查中心在太湖流域采用一井同径分层抽水及监测技术开展含水层相关参数的获取取得了良好效果：一是提高了施工效率，节约了成本；二是获取了不同层位的水文地质参数；三是便于观测各含水层之间的水力联系，利于后期各含水层之间的对比分析。中国地质环境监测院在豫北平原应用双封隔器分段振荡洗井、分层抽水试验技术，获取了不同层位的高精度水文地质参数，较传统方法获取的水文地质参数更准确。新疆华光地质勘察总公司在塔里木盆地噶尔河流域的应用成为首次在喀什大面积劣质水区300米深孔中获取5层含水层水文地质参数和水化学信息，为准确计算和评价地下水资源量，研究地下水形成演化与水流系统特征提供了技术支撑。中国地质调查局西安地质调查中心在鄂尔多斯盆地获取了分层水头水质同位素数据，初步计算获得了分层水力参数，为深化研究大型盆地巨厚含水层地下水流系统结构提供了关键数据和关键技术支撑。 

大厚度含水层抽水试验将为含水层及其水资源提供全新的评价途径，从而促进对含水层及其水资源的认识不断深化，为水文地质理论创新提供支持。 

二是供水完井防砂技术助力天然气水合物试采，促进防砂理论科学研究。人民日报2017年7月10日报道，由国土资源部中国地质调查局组织实施的南海天然气水合物试采工程全面完成预期目标，第一口井的试开采产气和现场测试研究工作取得圆满成功。水环中心凭借几十年在供水完井防砂技术研究方面积累的经验，在海域天然气水合物试采防砂上发挥了一定作用，探索了海域天然气水合物试采防砂工艺试验研究方法，研发了天然气水合物开采防砂试验装置，在海域天然气水合物试采出砂规律与防砂机理研究、产能预测、防砂效果评价等方面做了大量基础性工作，有力支撑了国家资源能源保障战略。防砂技术助力天然气水合物试采，实现了泥质粉细砂储层防砂理论的创新，获得地调局的高度认可：水环中心荣获地调局授予的“海域天然气水合物试采工作先进集体”称号，叶成明同志荣获地调局授予的“海域天然气水合物试采工作先进个人”和“中国地质调查局杰出地质人才”称号。 

四、在“大融合”文化背景下，坚持科技创新发展之路 

水环中心的历史发展过程中，充分体现了地质调查与技术方法高度融合促进地质科技创新发展的特点。科学创新、技术发明、技术创新本是属于同一个科技创新系统。技术创新与科技创新成果的形式不同：技术创新成果是产品和服务，而科技创新成果是论文、专著、专利、图纸、软件等。^[3]遵照钟自然局长“水环中心要为地质科技成果转化闯出一条新路” 指示精神，初步形成了科技成果企业化、孵化与转化的实施方案。水环中心发挥技术优势，为辽宁、湖南、广东、云南、甘肃、新疆等省地质灾害高易发区防灾减灾提出了总体解决方案并提供了及时、高效的技术支撑。在上海城市地下空间探索出强干扰环境下有效的物探勘查技术。结合引进先进技术和工艺控制流程，加强技术创新，推进水工环技术方法科研成果的转化和技术产品的工程化，切实提高了产品的性能和质量。地下水动态监测仪、水质快速检测仪等地下水监测仪器对不同工作环境的适应能力和自动化程度有了明显提高，滑坡预警伸缩仪、裂缝报警器和多参数监测数据采集系统等常规地质灾害监测仪器产品工艺和质量进一步得到提升。 

当前，正值中国地质调查局转型发展时期，同时也是水环中心转型发展的关键时期。中国地质调查局“全力支撑能源矿产、水、粮食安全保障，精心服务生态文明建设与自然资源中心工作”的定位拓展了水环中心的职责与使命。水环中心将围绕3345发展思路，在地质调查与技术方法“大融合”文化的背景下，解放思想、转变观念，调整业务布局、优化人才团队建设，继续走科技创新发展之路，使地质调查工作在新时代更好地支撑自然资源管理工作。（郭建强  朱庆俊 解伟  金枭豪 王晨辉 吴宏涛）