沈鸿雁，我校地球科学与工程学院教授，应用地球物理系系主任。长期致力于地球物理信号处理、成像及正反演方面的研究工作。荣获第八届陕西省青年科技奖，入选西安石油大学青年拔尖人才，兼任中国石油学会石油物探专业委员会委员、《石油物探》杂志编委和西安石油大学“油气地球物理勘探方法与技术”创新团队带头人，遴选为陕西省、山西省、江西省、西藏自治区和中石油科技库专家，教育部研究生学位论文评审专家，担任Scientific Reports、Measurement、Geophysics、Near Surface Geophysics等多个国际学术期刊的通讯评审专家。

日前，我校地球科学与工程学院沈鸿雁教授以第一作者身份在国际顶尖学术期刊Nature Communications（《自然-通讯》）上发表题为Quality evaluation of ground improvement by deep cement mixing piles via ground-penetrating radar的高水平论文，这是他继2022年在国际顶尖学术期刊Science Bulletin上发表题为Collision between the northern Tibet and Tarim Block as revealed by the gravity data的高水平论文以来的又一篇力作。连续产出两篇高水平论文，于外人看成绩斐然，沈鸿雁却说，科研工作得坐得住“冷板凳”，量变才能有质变。两篇方向不同的论文均是经过十多年的沉淀和积累才得以发表，其中艰辛，非亲历者不能体会。勤奋、刻苦、极度自律，沈鸿雁是下狠功夫干事的人。

成长——无法“计算”的机缘巧合

能与地球物理结缘，离不开沈鸿雁的成长环境，他的家乡云南石林县拥有丰富的喀斯特地貌风景。老人口中“石头会走”的神话故事是真的吗？成片的“石林”究竟是如何生长的？这些问题在幼年沈鸿雁的心里埋下一颗种子。从小对石头的兴趣促使他在高考时报考了长安大学地质工程专业。没成想，学院在他大三时重新恢复了勘查技术与工程专业（勘探地球物理），在老师的建议和自己的多重考量下，沈鸿雁决定转专业，从此便开启了他在勘探地球物理领域20多年的科研生涯。

在沈鸿雁看来，勘探地球物理对数学和计算机编程能力有很高的要求，最核心的工作就是对重、磁、电、震等地球物理信号的“规整”。而他的成长经历与研究之路，反倒充满了许多无法被“计算”的机缘巧合。“细细想来，不论是大三转专业还是在最后关头才决定考研，很多重要转折点的选择都跟自己的性格有很大的关系，一方面我不甘落后，另一方面我喜欢与数据打交道。”

研究生期间的许多经历都为沈鸿雁打下了坚实的科研基础。还未入学，他就加入交通部基础设施建设项目，在延西高速路段为黄土路基做地震勘探。不停地插拔检波器使两手磨出厚厚的茧子，饿到一顿饭能吃下100多个饺子，40多天的风吹日晒让初出茅庐的小伙子快速掌握了野外数据采集的方法和技术。研二时通过科技部专项基金项目，促使沈鸿雁在国内率先开展了隧道超前预报技术研究（TSP技术），半年多文献调研加近一年的程序开发，他完整破译了TSP技术并研发出相应的数据处理软件，由此打破了西方国家对TSP技术的长期垄断，为国内TSP技术领域的长足发展奠定了坚实基础。在博士阶段参与“863”计划项目期间，沈鸿雁在已有地震散射理论的基础上，研发出基于点散射地震-地质模型的散射波成像技术来解决金属矿勘探问题，是当时国内最先开展该领域研究的少数几个研究人员之一。在博士论文的基础上，沈鸿雁又通过中石油、省级、教育厅等基金支持进一步深入研究，全面揭示了散射波的响应机理、表现特征及传播规律，发明了散射波速度分析及成像新方法。

直到今天，沈鸿雁时不时仍会怀念学生时光，艰苦、简单却充实。没有太多琐事来叨扰，他如饥似渴地徜徉在感兴趣的领域，如海绵般汲取养分。随着职业生涯的推进，沈鸿雁的研究领域在逐步拓宽，目前在油气田勘探开发、油气田地面工程勘察、地球深部探测等领域均实现了突破。

沉潜——科研成果填补技术空白

沈鸿雁在顶尖期刊Nature Communications上发表的论文主要针对软土地基治理与评价。这篇文章起源于2006年参与的晋阳古城考古合作项目，在首次接触地质雷达（GPR）后，沈鸿雁结合他熟悉的地震波理论，持续探索GPR的响应机理、波场传播规律和响应特征，积累了许多GPR数据处理和地质信息解译的程序代码。然而一次学生的求教，为沈鸿雁打开新的思路。

学生所负责的甘肃安临高速公路建设项目面临软土地基治理问题，向地基打入密密麻麻的桩（深层水泥搅拌桩）是治理的关键技术，但对于缺陷桩、问题桩的检测，目前已有的技术多属于破坏性检测技术，周期长、成本高，且桩群数量庞大，采用传统的桩基检测技术难以取得明显的检测效果和较高的经济效益。学生想到了尝试用GPR提取地下信号，但是用GPR做完实验后发现结果异常特征并不明显，无法区分出完整桩与缺陷桩。基于学生的问题，沈鸿雁提出新的思路：可以将桩基缺陷检测转化为地基加固质量评价，即把桩群加固后的地基看作一套完整的地层，然后利用GPR进行布网探测，当某（几）根桩出现问题，此处的GPR波场特征或波场属性特征必然会出现异常，以此来精确定位缺陷桩的存在。按照这个思路，他与学生一起开展了正演模拟实验，并借助多年积累的GPR弱信号处理技术和GPR属性信息提取技术对正演模拟资料进行实验，取得了良好的效果后，他们又进一步建立了高密度桩加固路基的GPR质量评价技术体系，付诸实施，最终收获成功。学生所在公司还派出团队专项学习沈鸿雁自主研发的GPR数据处理与属性信息提取软件，并实现了技术转让。

“既然效果这么好，为什么不把这项技术推广应用到类似的领域？”沈鸿雁始终觉得这项技术有更深远的意义。他用6天完成初稿，后几经易稿，终于，从06年开始积累至今的成果呈现在顶级期刊Nature Communications。一位审稿人评价道：该研究成果为软土地基高密度群桩加固质量评价提供了一种快速、高效和经济的技术解决方案，填补了桩群数量大、桩距小、密度高等情况下桩基缺陷高效检测的技术空白，在城市土地开发、桥梁、高层建筑、近海工程等领域都具有很高的推广应用价值。正所谓十年磨一“剑”，沈鸿雁一步一个脚印达到了新的高度。

同样，另一篇发表在Science Bulletin的高水平文章也是沈鸿雁通过10余年的积累和演变，在没有任何外界资助的情况下，产出了自主研发的位场多尺度成像方法和三维可视化技术，对西昆仑山及毗邻地区的卫星重力资料进行处理及解释后，揭示出西藏地体与塔里木地块的碰撞机理，构建的3D重力场模型清晰呈现了西昆仑山之下100km以浅的地球内部结构特征，为深入理解藏西北陆-陆碰撞造山的深部动力学过程提供了新的证据。这也是沈鸿雁在地球深部探测领域新的突破。

“我喜欢琢磨，想到一个问题后，我时不时就要思考有没有新的切入点，能不能产生新的技术或方法。”这样的思考习惯使得沈鸿雁在多个领域形成了一系列科研成果。近年来，他主持或参与完成国家“863”计划、国家自然基金、中石油科技创新基金、陕西省自然科学基础研究计划等科研项目20余项，在地震波场分离与弱信号提取、地震散/绕射波成像、瑞雷面波反演、三维位场多尺度成像及GPR信息挖掘等方面取得了系列有自主知识产权的创新成果，出版学术著作3部，在国内外重要学术期刊及SEG等国际学术会议上发表论文70余篇，授权发明专利15项、软件著作权13项，部分成果已推广应用，并取得了一定的经济价值和社会效益。

延续——“教”是本职工作，“育”需尽心尽责

在繁忙的科研任务之外，沈鸿雁还承担着学院的专业建设和教学任务。在上课前，大部分的理论知识沈鸿雁都要亲自尝试一遍，比如长期积累的GPR研究成果就被他充分融入课堂，“科研跟教学是相通的，如果只按课本来讲是讲不好的，有自己的科研结果后再配合课本才能讲出彩，出彩学生才会愿意听，才能进一步激发学生投身科学研究的兴趣。”在课堂上，他会注意观察同学们的投入程度，用各种方式充分调动同学们的热情和注意力，让大家在轻松愉快的氛围中收获知识。“教学是教师的本职工作，做不好，对不起学生，更对不起自己的良心。”2013和2023年，沈鸿雁收获了“西安石油大学优秀教师”称号。

课堂外，沈鸿雁也在探索新型教学方式。目前，他正在主持1项校级示范性虚拟仿真实验教学项目“地震波响应与传播虚拟仿真实验”，试图探索以“理、虚、实”一体化的教学方式，构建地震波响应与传播虚拟仿真软件，向学生提供能够随时随地进行虚拟仿真的实验条件，让学生在虚拟环境中开展实验，从而弥补实际实验、实训中的不足。

以身作则也许是最好的育人方式。“沈老师质朴勤奋的生活习惯、严谨细致的工作方式都深深地影响着我们，是我们最好的榜样。”沈鸿雁的研究生感慨地说到。对于研究生的培养，沈鸿雁有一套自己的思路和方法。研一首先要完成大量的文献调研，再通过对学生个人能力和特长的了解后，确定一个适合学生的研究方向，紧接着引导学生开展方法理论推导和程序编写，然后进行模型实验，实际资料取得较好效果后再着手论文写作。“要让学生每一步都走得有成就感。”沈鸿雁对自己的学生充满信心。在整体培养思路的大框架下，沈鸿雁也非常注重学生的专业技能训练与研究思路培养，通过带领学生到野外及工程施工现场实习，从实际生产存在的问题中挖掘科学问题，产生新的研究思路和研究课题；鼓励研究生积极参加国内外学术会议，及时了解专业领域的国际前沿，捕捉学科发展动态；定期组织召开小组内部研讨会，交流研究成果、探究科学问题、解决研究过程中的疑惑，同时锻炼学生的学术表达能力。

截至目前，沈鸿雁已培养出硕士研究生20余人，指导完成本科生毕业设计近70人；学生参与完成的科研成果获国家发明专利1项，取得软件著作权5项，在国内外重要学术期刊及学术会议上发表高水平论文多篇（其中SCI收录8篇、EI收录2篇）；培养的硕士研究生有2名进入国内“双一流”大学攻读博士学位。研究形成的“‘一闭环，两循环’勘探地球物理创新人才培养模式”入选中国高等教育学会“校企合作 双百计划”典型案例，并在58·59届高教博览会现场展示及推广应用。

从20多年前初出茅庐的少年，到如今科研成果达到新高度，沈鸿雁与勘探地球物理一起成长。上课、做实验、开组会、写论文、做审稿人、主持应用地球物理系工作……沈鸿雁身兼数职，每天保持旺盛的精力，虔诚地对待自己热爱的事业。厚积而薄发，行稳而致远，我们共同期待着他的下一次“质变”。

记者：刘婧