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道阻且長,行者將至——記中機(jī)國際海綿城市技術(shù)研究中心發(fā)展之路

2022-08-24

自上世紀(jì)80年代以來,我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展在推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也給自然環(huán)境帶來了巨大壓力。城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾逐漸凸顯,且日益尖銳,尤其是城市水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害、水安全威脅等一系列水問題直接影響到城鎮(zhèn)化建設(shè)質(zhì)量居民美好生活品質(zhì)和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展

 

為貫徹習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)工作會議上提出“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”會議精神,2015年10月,國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見首次提出了明確的工作目標(biāo):通過海綿城市建設(shè),綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施,最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求;到2030年,城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。隨著第一批16個(gè)城市作為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市遴選落地年投資達(dá)4000億規(guī)模的中國海綿城市建設(shè)拉開序幕。

 

政策引領(lǐng)開啟創(chuàng)新之路

彼時(shí),海綿城市在我國還是一個(gè)非常新鮮的概念,國內(nèi)相關(guān)理論研究極為缺乏,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失,大多從業(yè)者尚未對此有清晰的認(rèn)識,在早期的工程實(shí)踐中常照搬國外經(jīng)驗(yàn)做法,盲目套用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),很難解決實(shí)際問題。

“發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù),人才是第一資源創(chuàng)新是第一動(dòng)力。致力于成為國際一流的科技型工程公司”的中機(jī)國際,始終不忘共筑精品工程,促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展為企業(yè)使命積極響應(yīng)政策號召,于2016年4月迅速成立海綿城市技術(shù)研究中心(以下簡稱:海綿中心),制定發(fā)展規(guī)劃,明確定位聚焦海綿城市建設(shè)集成關(guān)鍵技術(shù)耦合聯(lián)用仿真模擬技術(shù)黑臭水體整治集成技術(shù)以及智慧水務(wù)綜合管技術(shù)四大研究方向和科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,通過從內(nèi)部選拔優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才,加大社會人才招聘力度以及引進(jìn)高層次專家人才,迅速集聚一支有國務(wù)院津貼專家、海外專家、博士、碩士等組成的技術(shù)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),并聘請國內(nèi)相關(guān)行業(yè)和高校著名教授、技術(shù)和工程管理專家組成技術(shù)顧問團(tuán)隊(duì)。同年11月獲“海綿城市建設(shè)集成技術(shù)湖南省工程研究中心”作為湖南省首家在海綿城市領(lǐng)域的省級工程研究中心平臺,海綿中心致力于促進(jìn)城市綠色、生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)之路由此開啟

在中設(shè)集團(tuán)《海綿城市建設(shè)集成技術(shù)研究及工程應(yīng)用示范》重大孵化基金課題和國機(jī)集團(tuán)《流域環(huán)境綜合整治關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究及示范》重大科技專項(xiàng)的支持下,中機(jī)國際持續(xù)加大政策保障和資金投入力度建設(shè)環(huán)保分析實(shí)驗(yàn)室購置海綿城市建設(shè)和環(huán)境工程相關(guān)的專業(yè)軟件和測試分析硬,為海綿中心提供了強(qiáng)大的研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施保障。海綿中心圍繞人才隊(duì)伍培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用、社會影響力提升等方面,心無旁騖搞創(chuàng)新,一心一意謀發(fā)展,通過六年的不懈努力,打造了一支科研創(chuàng)新能力強(qiáng)、技術(shù)水平過硬、工程經(jīng)驗(yàn)豐富具有較強(qiáng)影響力的工程技術(shù)研究與應(yīng)用隊(duì)伍建立了專業(yè)化、系統(tǒng)化的海綿城市建設(shè)工程研究和技術(shù)應(yīng)用體系,搭建了基于數(shù)仿真模擬技術(shù)的海綿城市技術(shù)研究和工程應(yīng)用支持平臺,研發(fā)出一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利及專有技術(shù),并相繼應(yīng)用到相關(guān)工程項(xiàng)目中顯著提升了中機(jī)國際在海綿城市建設(shè)、水環(huán)境治理與水生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的市場競爭力,孵化新的業(yè)務(wù)板塊和增長點(diǎn)。

圖片關(guān)鍵詞


數(shù)字化建設(shè)帶來理念之變

隨著海綿城市建設(shè)技術(shù)“LID工具箱”、城市水環(huán)境綜合整治技術(shù)“工藝包”專利專有技術(shù)研發(fā)成果工程示范應(yīng)用的研發(fā),海綿中心逐步認(rèn)識到數(shù)值仿真模擬技術(shù)在海綿城市乃至城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要作用。研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和手段的束縛,通過開展海綿城市仿真技術(shù)應(yīng)用專題研究,形成了城市涉基礎(chǔ)設(shè)施能力評估技術(shù)應(yīng)用體系關(guān)鍵技術(shù)、基于河湖水動(dòng)力水質(zhì)模型的水系綜合評估與治理整體解決方案等系統(tǒng)成果,成果應(yīng)用于海綿城市規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目中

隨著近年來數(shù)字中國建設(shè)取得重大進(jìn)展數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新和迭代速度明顯加快,極大提高社會生產(chǎn)力資源配置水平水務(wù)行業(yè)當(dāng)前一項(xiàng)迫切的任務(wù)是追趕數(shù)字水務(wù)、智慧水務(wù)、工業(yè)4.0等重大的技術(shù)進(jìn)步海綿中心敏銳捕捉水務(wù)行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇智慧海綿的理念也由此萌芽,在前期取得的數(shù)值仿真模擬技術(shù)成果及應(yīng)用的基礎(chǔ)上,迅速布局開展智慧型海綿城市建設(shè)管控系統(tǒng)研究。

2018年,海綿中心成申報(bào)了長沙市雨花區(qū)重大專項(xiàng)《智慧型海綿城市建設(shè)管控平臺的研究與應(yīng)用》,依托該課題,系統(tǒng)開展了適應(yīng)于海綿城市建設(shè)的長沙市氣候氣象本地化參數(shù)研究氣候變化背景下未來極端降雨特征研究。在研究成果的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以大數(shù)據(jù)+云計(jì)算+移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+計(jì)算機(jī)輔助決策為基礎(chǔ)的智慧型海綿城市建設(shè)管控平臺2020SR1656907),依托多源數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)分析技術(shù),以區(qū)域氣象—水文—水動(dòng)力—水質(zhì)模型耦合為支撐,可實(shí)現(xiàn)對海綿城市建設(shè)從前期規(guī)劃建設(shè)到后期運(yùn)行維護(hù)的閉環(huán)精準(zhǔn)管理建設(shè)效能評估對當(dāng)前未來不同時(shí)期城市排水能力、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的評估以及對城市暴雨和內(nèi)澇提前預(yù)警等功能為政府項(xiàng)目建設(shè)管理、規(guī)劃決策和應(yīng)急響應(yīng)提供科學(xué)的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。

 

良性循環(huán)構(gòu)建生態(tài)之鏈

科技創(chuàng)新只有主動(dòng)對接國家和地方重大需求,與市場經(jīng)濟(jì)互動(dòng),在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)需求和問題,有針對性的開展創(chuàng)新研究并解決問題,才能迎來服務(wù)社會與自身發(fā)展的良性循環(huán)隨著各項(xiàng)研究課題的順利開展和研究成果的持續(xù)轉(zhuǎn)化,面對當(dāng)前水務(wù)行業(yè)數(shù)字化建設(shè)主要以IT企業(yè)為主導(dǎo),缺乏對業(yè)務(wù)場景應(yīng)用的深度理解和把控的現(xiàn)狀,海綿中心從自身?xiàng)l件出發(fā),發(fā)力慧水務(wù)技術(shù)研究和工程應(yīng)用2019年,海綿中心承接了南省首個(gè)流域水環(huán)境智慧水務(wù)建設(shè)項(xiàng)目——“湘江新區(qū)龍王港流域智慧水務(wù)建設(shè)設(shè)計(jì)”,并于2021年順利落地并通過驗(yàn)收。項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施中,海綿中心將自建數(shù)學(xué)模型和研究成果嵌入龍王港流域智慧水務(wù)管控平臺。該平臺以物聯(lián)感知、大數(shù)據(jù)平臺、虛擬現(xiàn)實(shí)、離線工藝模型仿真等技術(shù)為依托,系統(tǒng)管控龍王港流域水文水質(zhì)、防洪排澇、日常業(yè)務(wù)等信息,實(shí)現(xiàn)龍王港水務(wù)管理“全區(qū)域、全時(shí)空、全覆蓋”的信息匯集、綜合監(jiān)管、統(tǒng)一決策。

在此過程中,海綿中心發(fā)現(xiàn)的技術(shù)需求決策開展智慧型海綿城市建設(shè)管控平臺智慧水務(wù)平臺迭代升級的技術(shù)研究,并聯(lián)合多家合作單位,成功申報(bào)湖南省科技廳重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)課題《黑臭水體治理關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》,其中海綿中心承擔(dān)子課題《黑臭水體長效治理關(guān)鍵技術(shù)管理體系及綜合管理平臺構(gòu)建》研究。

隨著研究不斷深化,成果不斷產(chǎn)出,功能模塊不斷迭代,智慧水務(wù)平臺的業(yè)務(wù)應(yīng)用場景也在不斷豐富。目前海綿中心的智慧水務(wù)研發(fā)已經(jīng)從城市級的管控平臺向“天-地-廠-網(wǎng)-河”流域綜合管控體系拓展取得了《基于城市降水空間分布特征的市政雨水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)》  ZL202210079111.0)、《城市暴雨強(qiáng)度計(jì)算方法及系統(tǒng)、設(shè)備、存儲介質(zhì)》(ZL202111381892.0)2項(xiàng)發(fā)明專利和中機(jī)國際基于流域水環(huán)境管控目標(biāo)的智慧規(guī)劃決策系統(tǒng)軟件 2022SR0407435)等4項(xiàng)軟件著作權(quán),構(gòu)建用于規(guī)劃輔助決策、預(yù)警響應(yīng)、優(yōu)化調(diào)度、實(shí)時(shí)控制等的智慧大腦實(shí)現(xiàn)供排水全域、全流程智慧運(yùn)營及管理。

 

智慧水務(wù)守護(hù)流域之治

中機(jī)國際推動(dòng)全國化布局的進(jìn)程中,海綿中心憑借著科研和技術(shù)優(yōu)勢成功中標(biāo)云南省異龍湖流域生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究項(xiàng)目,推進(jìn)了以“流域之治”守護(hù)綠水青山的新實(shí)踐。本項(xiàng)目作為異龍湖保護(hù)治理課題的重要內(nèi)容,主要研究評估在不同時(shí)期土地利用、覆被變化演變特征及氣候條件變化下,異龍湖流域生態(tài)水文效應(yīng)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化影響,研究成果對綜合管控異龍湖流域保護(hù)治理改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

服務(wù)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展既是科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的使命使然,也是不斷提升海綿中心核心競爭力的重要因素。基于異龍湖流域生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究成果的重要性,以及課題研究團(tuán)隊(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和在智慧水務(wù)領(lǐng)域所取得的多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)與較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)能力2021年底,總投資4600余萬元的異龍湖流域智慧監(jiān)管平臺建設(shè)項(xiàng)目》正式啟動(dòng),海綿中心承擔(dān)了其水資源水環(huán)境決策支撐平臺建設(shè)水環(huán)境運(yùn)行管理智慧決策系統(tǒng)兩個(gè)核心部分的研發(fā)。研發(fā)內(nèi)容涵蓋了異龍湖流域水循環(huán)孿生仿真體系建設(shè)、流域水系運(yùn)行管理系統(tǒng)、流域輔助決策及績效評價(jià)體系建設(shè),成果將集成在異龍湖流域智慧監(jiān)管平臺,形成集異龍湖流域水資源水環(huán)境決策支持、智慧水環(huán)境運(yùn)行大腦、智慧監(jiān)管應(yīng)用和綜合展示交互為一體的“智慧湖泊”云平臺,實(shí)現(xiàn)“精確治理、精細(xì)管控、精準(zhǔn)施策”的智慧化管理決策。

 

科技創(chuàng)新解決卡脖子之難

國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)提及了關(guān)于智慧水務(wù)的流域管控,事涉綠水青山,國家對此高度重視,這更加堅(jiān)定了中機(jī)國際布局智慧水務(wù)市場的決心。海綿中心從成立初期的模型軟件使用者,到提供從研發(fā)到設(shè)計(jì)、實(shí)施、交付一系列整體解決方案,再到如今以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智慧管控、精準(zhǔn)治水”為建設(shè)理念,借助云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、人工智能等新一代信息化技術(shù),自主開發(fā)算法,構(gòu)建具有自主知識產(chǎn)權(quán)的仿真模型系統(tǒng),開發(fā)出以“天—地—廠(站)—網(wǎng)—河(湖)”一體化智慧水務(wù)綜合管控系統(tǒng)為支撐的《中機(jī)國際智慧水務(wù)管控平臺》有效解決了“卡脖子”的難題。

海綿中心成立六年以來,先后承擔(dān)省市級重大科技項(xiàng)目12項(xiàng),主參編國家、地方標(biāo)準(zhǔn)14項(xiàng),申請專利軟著35項(xiàng),授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)、實(shí)用新型專利15項(xiàng),登記軟著4項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇,獲省部級獎(jiǎng)6項(xiàng)。形成以關(guān)鍵技術(shù)成果與專利產(chǎn)品組成的海綿城市建設(shè)技術(shù)產(chǎn)品體系,一是基于數(shù)學(xué)模型耦合聯(lián)用的城市涉水基礎(chǔ)設(shè)施能力評估關(guān)鍵技術(shù),科學(xué)評估城市涉水設(shè)施應(yīng)對未來氣候變化、極端降水事件的彈性,指導(dǎo)城市涉水設(shè)施規(guī)劃建設(shè)、工程技術(shù)措施的制定和優(yōu)化,構(gòu)建城市水的良性循環(huán)系統(tǒng)整體解決方案;二是由3項(xiàng)發(fā)明專利、7項(xiàng)實(shí)用新型專利技術(shù)高效溢流雨水口裝配式雨水花壇生物滯留介質(zhì)等專利產(chǎn)品組成的海綿城市建設(shè)“LID工具箱”,適用于建筑與小區(qū)、市政道路、綠地與廣場海綿城市建設(shè)項(xiàng)目;三是4項(xiàng)發(fā)明專利、5項(xiàng)實(shí)用新型專利技術(shù)和產(chǎn)品組成“初期雨水及合流制溢流污染控制關(guān)鍵技術(shù)”,其技術(shù)核心為發(fā)明專利“分級生物過濾介質(zhì)及其制備方法、分級生物過濾/滯留系統(tǒng)”、“微渦流懸浮快濾設(shè)備”等專利技術(shù)組成的“預(yù)處理+調(diào)蓄+懸浮快濾+分級生物過濾/滯留系統(tǒng)”工藝適用于初期雨水、合流制溢流污染的原位生態(tài)化處理,以及微污染水體水質(zhì)凈化項(xiàng)目;四是由2項(xiàng)發(fā)明專利和4項(xiàng)軟件著作權(quán)組成的《中機(jī)國際智慧水務(wù)管控平臺》產(chǎn)品其核心在于基于模型算法提供科學(xué)、合理的決策支持,適用于海綿城市建設(shè)監(jiān)管、城市內(nèi)澇預(yù)警調(diào)度、流域水環(huán)境管控等相關(guān)信息化、智慧化平臺項(xiàng)目一系列關(guān)鍵技術(shù)與專利產(chǎn)品在百余個(gè)工程項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用,從2016年成立以來,海綿中心承接和支持公司承接海綿城市建設(shè)及流域綜合治理相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)及EPC合同合計(jì)13.84

“從廣義上來說,海綿系統(tǒng)包含著山水林田湖草沙,海綿城市建設(shè)是綜合性的城市建設(shè)項(xiàng)目和生態(tài)文明建設(shè)工程,是一項(xiàng)多學(xué)科、多領(lǐng)域、多部門交叉的系統(tǒng)工程我們現(xiàn)在走到了智慧水務(wù)這一步,這是新型信息技術(shù)賦能水務(wù)行業(yè)突破短板、高質(zhì)量發(fā)展的必然路徑。道阻且長,我們還有很長的路要走但是我相信,在國家政策利好的新時(shí)代,在上級公司的關(guān)心支持下,海綿中心一如既往的充分發(fā)揮技術(shù)研究創(chuàng)新、業(yè)務(wù)開拓支撐和成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用服務(wù)三位一體的三重優(yōu)勢疊加效應(yīng)挖掘生態(tài)創(chuàng)新循環(huán)價(jià)值鏈潛能中機(jī)國際的智慧水務(wù)業(yè)務(wù)一定會不斷做大做強(qiáng)。”海綿中心團(tuán)隊(duì)對未來發(fā)展充滿了信心和期望。