人物名片
凌成鹏,南京大学工学博士,成都理工大学地质资源与地质工程博士后,成都理工大学环境与土木工程学院地下水科学与工程系讲师,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室固定研究人员,国家自然科学基金项目主持者。主要研究方向为:水文地质学、环境地质学、水文地球物理方法等。

在“艺术之城”拜见“学术大牛”
尚贝里位于法国东南部,是萨瓦省的省会,萨瓦大学就处在这个风景优美的旅游城市之中,除去特有的景观,它给我的第一印象就是浓厚的学术氛围,走进地球科学研究所,首先看到的是满满当当挂在走廊墙上的各式展板,上面承载着老师或学生们的工作成果,身处其中就会不自觉地被带到学习和实验工作的氛围中。
此次访学,我慕名而来拜于Andre Revil教授门下,Andre Revil教授专注于地球物理方法应用的研究领域,发表相关论文300余篇,并且出版了两本专著,在国际上享有盛名。我了解到他目前的研究方向偏向于电法应用,恰好我在国内授课时也曾将电磁法、自然电场法等电法介绍给学生们。由于研究方向具有一致性,我主动联系Andre Revil教授,顺利得到他的邀请,并受我校资助前来访学。
从“热身”适应到“嫁接”老本行
2018年7月底,我终于在尔瑟里讷河畔的贝勒加德等来了我未来一年的导师,也等来了我访学的第一个“热身”工作——我作为合作作者加入Andre Revil教授课题组的实地实验研究中,与小组研究人员一同采用电阻率成像法、自然电场法和激发极化法等综合性地球物理研究方法,对滑坡的结构以及地下水的特征做检测和测量。
适应了萨瓦大学的研究方式,Andre Revil 教授和我进行了更为详细的沟通,在我的“老本行”范围之中,将研究问题缩小为解决水库或地下储罐渗漏工作。库区面积大,地址条件复杂,滴水不漏的水库极为少见的,水库的渗漏除了影响水库效益外,还容易引起盐渍化、沼泽化的地质现象现象,对地下水质量存有一定的威胁性。水库发生渗漏时,如何准确地找到渗漏点,是目前业内的重难点问题。Andre Revil教授向我提出一种已经成熟应用于地球物理研究的常用方法——充电法,通过电场的分布规律来了解电场的分布、产状、深埋,这种方法的原理并不复杂,但目前在地下水方面的应用仍处于未开发状态。Andre Revil教授建议我将“嫁接”到水库渗漏的研究之上,用地球物理手段,为水库做“CT”。
为水库做“CT”,追求更加精准的渗漏位置判断
由于实际条件较为复杂,确定研究方向后,我向Andre Revil教授提出从简单条件入手,不断叠加其他条件情况,以确保实验数据的有效性和实验结果偏差的准确溯因的实验思路。我初步拟定了试验方案,并着手购买相关试验材料进行加工,搭建了室内小型沙箱,用以模拟存在渗漏问题的水库,并顺利地得到了相关的测算实验数据。进行下一步实验数据反演求解时,结果和预想出现了很大偏差,前后尝试了4、 5种推演方法,还是没能得到理想数据。
被数据处理方法困扰一个多月后,我向 Andre Revil教授提出了我的疑惑,他很快给了我新的思路,即借鉴同为地球物理科学研究常用方法之一的自然电法进行数据处理。这是一种场域的耦合方法,在地质勘探中,经常借助重力场探测密度高低,从而确定地质情况。借助 COMSOL 和 MATLAB 软件叠加物理场、电场和温度场的测量数据,我成功实现了由面到点的跨越,得到了模拟沙箱的“CT”报告,最终锁定了精确的渗漏位置。
目前,相关成果已经被Journal of Hydrology ( 中 科 院 SCI 二 区 ,影 响 因 子 4.405) 和 Engineering Geology (中科院 SCI 三区,影响因子3.909)录用并发表。
访学即将结束,我在周日的“战场”争分夺秒
相比国内而言,国外研究中的学科界限更为模糊,他们以问题为导向展开科研工作,追求问题的解决而不以专业区隔划分。正如我和 Andre Revil 教授的学生们同在一个办公室之中,但每个人都有自己独立研究的小方向,所采用的手段也不尽相同。每隔一到两天,Andre Revil教授会来办公室和我们进行交流讨论,认真地听取同学们的汇报,并给出相应的指导意见。这种研究模式更有利于问题的分析和解决,目前国内也正逐渐采用此方式进行科学研究。
此外,这次访学开阔了我的学术视野,丰富了我的专业学识,提高了分析与解决科学问题的能力,也进一步明确了培养与教育学生的核心理念,这在我的学术和教育生涯中必将产生深远的影响。