雨水，二十四节气的第二个节气，标志着春天的到来和雨水的增多。雨水节气时，大地开始回暖，降水逐渐增多。雨水时而如生命之源，滋养万物；时而又如洪水猛兽，带来灾害。
如何让雨水变废为宝，成为城市可持续发展的宝贵资源，成为了北京市水科学技术研究院张书函的研究目标。多年来，他致力于破解这一难题，用科技的力量为北京这座超大型城市缓解水资源短缺、径流面源污染和汛期内涝等问题。
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张书函
来源 | “水资源保护”微信公众号
要利用雨水，首先必须了解雨水；要了解雨水，第一步便是采集雨水。过去，采集雨水只能用最原始的方式——人工接雨。每当天气预报有降雨，张书函和同事们便穿上雨衣，带上设备，匆匆赶往降雨地区。他们在现场摆好盆子，待收集雨水后迅速倒入采样瓶，并记录时间。
然而，这种方式效率极低，常常错过最佳采样时机。张书函回忆道：“特别容易跑空，有时跑到半路雨就下了，根本来不及采集降雨径流最初的水样。”
为了提高采样效率，张书函萌生了一个想法：研发一种自动采集天然降水水样的装置。考虑到雨水采样地点的多样性，装置的电力供应、可移动性、耐用性和维护成本都成为了设计的关键因素。尤其是在野外环境中，没有市电供应，电池的耗电量和寿命会影响装置的工作效果。经过深思熟虑，张书函决定设计一套无需电力、纯靠物理学原理的装置。
经过多次实验和改进，张书函带领团队于2016年成功研发出天然降水分时段自动采样装置。这套装置不仅无需电力，还能实现降雨过程的分时段采样。
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天然降水分时段自动采样装置
来源 | 央视网《人物·故事》
为什么要分时段采样？监测降雨，不仅要测雨水的量，还要测水质。“北京市的降雨统计下来，有62%左右的降雨都是小于15毫米的，超过15毫米以后，它的水质相对来说比较稳定一些。”因此，他设计的装置配备了13个采样瓶，前12个依次采集前15毫米的降雨，第13个则采集水质稳定后的中后期雨水。
这套装置的诞生，极大提升了科研人员在雨水采集和水质分析方面的工作效率，为后续的雨水回收利用研究提供了有力支撑。张书函的努力，让雨水逐渐成为城市发展的宝贵财富。
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工作中的张书函
来源 | 劳动午报
“面对日益复杂的城市发展状况和水资源情况，我要始终像块‘海绵’一样，不断吸收知识、深入分析、梳理思路，全力做好城市防灾减灾工作”，张书函如是说。他的创新精神和不懈追求，不仅激励着更多科研人员投身于水务科研事业，也为城市的未来描绘了一幅更加绿色、可持续的蓝图。
参考文献：
[1]张爽.“不浪费一滴雨水”的技术总师——记“全国五一劳动奖章”获得者张书函[N].中国水利报,2022-7-21.
[2]《人物·故事》雨中寻“宝”·张书函[OL].央视网,2024-9-13.
中国科学家博物馆出品