近期，由北京水务系统等多家单位申报的“城市地下水监测预警与安全防控北京市重点实验室”成功获批，为首都地下水再添“智慧守护”。
筑牢首都水安全防线的关键一环
城市地下水，是埋藏于地下的城市“生命线”，既是饮用水源的重要组成，也是维系生态环境平衡的物质循环枢纽，支撑着城市的正常运行，更关乎城市地下空间的安全。因此，做好城市地下水监测预警与安全防控至关重要，这其中监测预警和安全防控缺一不可。监测预警如同为地下水安装“心电图”，实时掌握其健康状况；安全防控则相当于制定“治疗方案”，提前预防和应对可能出现的各种“病症”。唯有精准监测、科学防控，才能让城市“地下血脉”始终保持健康、为我所用。
目前，该实验室面向首都水生态健康发展和城市安全运行保障两大战略需求，承担全市地下水的监测-评价-保护-监管全链条管理支撑工作，针对新形势下的水循环过程中的相关科学难题，创新研发了地下水超采治理与保护修复方法，形成地下水循环模拟与精细化管控技术体系。
全周期守护地下水
重点实验室负责人介绍，该实验室立足地下水面临的实际问题，系统规划四大核心攻关方向，形成一套“摸清机理—监测诊断—模拟预测—智能调控”的完整解决方案。
该方向核心是搞清楚城市地下水的“身世”，聚焦地下水在“大气-土壤-岩石-地下水”多圈层中的循环路径与动力机制，探索地下水从哪里来、到哪里去，如何在土壤、岩石等不同层次中流动，以及沿途可能携带或留下什么物质。通过解析其在不同介质圈层中的渗透规律与流态特征，识别污染物在迁移过程中发生的物理扩散、化学转化等耦合效应。了解这些规律，不仅能科学预判地下水的自然更新能力，更能为追溯污染源头、评估扩散范围及后续防控措施筑牢基础。
城市地下水系统多要素立体化监测，如同为城市地下水世界建立一个“全方位体检系统”，打破单一监测模式的局限，覆盖水位动态、水质指标、水温变化、水流方向及流速等关键要素，实现对地下水系统的全面感知。通过在地面监测站、浅层含水层、深层承压水等不同区域科学布局监测点位，构建三维监测网络，既能实时捕捉地下水系统的瞬时变化，又能长期追踪其演化趋势，为后续模拟分析与预警决策提供连续、精准、全面的数据支撑。
伴随城市快速发展，地铁、地下管网、商业综合体等地下工程设施日益密集，它们在建设与运营中与地下水系统相互影响。该方向主要是通过融合水文地质学、数值模拟技术等多学科方法，创建城市地下的“数字孪生”系统，复刻地下水系统与地下空间设施的耦合关系。通过模拟极端降雨、工程施工等不同情况下地下水的渗流变化以及与地下工程的相互作用，提前预判可能出现的地质灾害风险，为城市地下空间规划布局与风险规避提供科学依据。
城市地下水安全预警与多目标智能调控，相当于给地下水装了“智能安全卫士”，该方向基于研究形成的理论、数据与模拟成果，构建集风险识别、等级评估、提前预警于一体的智能预警模型，通过对监测数据的实时分析与深度挖掘，实施对地下水超采、污染超标、地质灾害等风险的预判。同时，模型综合考量供水安全保障、生态流量维持等多重目标，自动生成可操作的智能调控方案，推动地下水管理从“被动应对”向“主动防控”“智能调控”转型。
据介绍，2026年将重点强化地下水监测能力，让地下水状况感知更精准；深入开展地下水运动规律研究，推动机理模型研发应用，加强监测数据与数学模型耦合联动；研发面向城市安全的地下水位监测预警方法，为积极应对地下水位上升带来的安全隐患提供技术支撑。通过这些工作，让地下水管理更加精细化、智能化，努力构建“可感知、能预警、善调控”的城市地下水安全保障体系，让首都的“地下血脉”健康流淌，为城市发展持续注入水资源动力。
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