雨水，二十四節氣的第二個節氣，標志著春天的到來和雨水的增多。雨水節氣時，大地開始回暖，降水逐漸增多。雨水時而如生命之源，滋養萬物；時而又如洪水猛獸，帶來災害。

如何讓雨水變廢為寶，成為城市可持續發展的寶貴資源，成為了北京市水科學技術研究院張書函的研究目標。多年來，他致力于破解這一難題，用科技的力量為北京這座超大型城市緩解水資源短缺、徑流面源污染和汛期內澇等問題。

張書函

來源 | “水資源保護”微信公眾號

要利用雨水，首先必須了解雨水；要了解雨水，第一步便是采集雨水。過去，采集雨水只能用最原始的方式——人工接雨。每當天氣預報有降雨，張書函和同事們便穿上雨衣，帶上設備，匆匆趕往降雨地區。他們在現場擺好盆子，待收集雨水后迅速倒入采樣瓶，并記錄時間。

然而，這種方式效率極低，常常錯過最佳采樣時機。張書函回憶道：“特別容易跑空，有時跑到半路雨就下了，根本來不及采集降雨徑流最初的水樣。”

為了提高采樣效率，張書函萌生了一個想法：研發一種自動采集天然降水水樣的裝置。考慮到雨水采樣地點的多樣性，裝置的電力供應、可移動性、耐用性和維護成本都成為了設計的關鍵因素。尤其是在野外環境中，沒有市電供應，電池的耗電量和壽命會影響裝置的工作效果。經過深思熟慮，張書函決定設計一套無需電力、純靠物理學原理的裝置。

經過多次實驗和改進，張書函帶領團隊于2016年成功研發出天然降水分時段自動采樣裝置。這套裝置不僅無需電力，還能實現降雨過程的分時段采樣。

天然降水分時段自動采樣裝置

來源 | 央視網《人物·故事》

為什么要分時段采樣？監測降雨，不僅要測雨水的量，還要測水質。“北京市的降雨統計下來，有62%左右的降雨都是小于15毫米的，超過15毫米以后，它的水質相對來說比較穩定一些。”因此，他設計的裝置配備了13個采樣瓶，前12個依次采集前15毫米的降雨，第13個則采集水質穩定后的中后期雨水。

這套裝置的誕生，極大提升了科研人員在雨水采集和水質分析方面的工作效率，為后續的雨水回收利用研究提供了有力支撐。張書函的努力，讓雨水逐漸成為城市發展的寶貴財富。

工作中的張書函

來源 | 勞動午報

“面對日益復雜的城市發展狀況和水資源情況，我要始終像塊‘海綿’一樣，不斷吸收知識、深入分析、梳理思路，全力做好城市防災減災工作”，張書函如是說。他的創新精神和不懈追求，不僅激勵著更多科研人員投身于水務科研事業，也為城市的未來描繪了一幅更加綠色、可持續的藍圖。

參考文獻：

[1]張爽.“不浪費一滴雨水”的技術總師——記“全國五一勞動獎章”獲得者張書函[N].中國水利報,2022-7-21.

[2]《人物·故事》雨中尋“寶”·張書函[OL].央視網,2024-9-13.

中國科學家博物館出品