图为黄绵松(右一)指导海绵城市建设工作 (图片由受访者提供)
7年前,宁夏固原市原州区城区的黄河支流清水河还是一条散发臭味的“墨水”河,如今已建成国家湿地公园,成为当地人锻炼身体的好去处。“这是爸爸主导的工程。”曾有一位父亲这么对儿子说。
说这番话的是北京首创生态环保集团股份有限公司智慧环保事业部负责人黄绵松,他在北京市委宣传部、市科协等部门组织开展的遴选活动中当选为2023年北京“最美科技工作者”。与如今的意气风发相比,2016年,他顶着巨大的压力,一边“取经”一边摸索着推进固原这场“大手术”,忙碌、恍惚到穿着两只不同的鞋子出门。
规划海绵城市建设,搭建海绵城市智能化管理平台……同行评价黄绵松,“冥冥之中就是为海绵城市建设而生的”。
为固原河水做场“大手术”
宁夏是黄绵松的故乡,在他的记忆里,固原干旱少雨、沟壑纵横,恶劣的环境让每个人对水资源有着发自内心的渴望。2016年,固原市被列为全国第二批海绵城市建设试点城市。
这一年,当黄绵松第一次走近固原市的清水河时,内心极其复杂。“清水河是黄河的支流,源头水质到达Ⅰ类。只不过流了十几公里,由于沿途工厂工业废水和村庄的生活污水汇入,就变成了劣Ⅴ类水。建设固原市海绵城市是一项大工程。”
“小雨不湿鞋、大雨不内涝”,自“海绵城市”的概念被提出,人们就对海绵城市寄予厚望。黄绵松团队不仅要解决黑臭水体的问题,还要统筹建设蓄水池、下凹式绿地、雨水花园等设施,留存好当地的雨水资源,需要时将蓄存的水“释放”加以利用,实现城市水资源的统筹管理。
投身固原海绵城市建设的3年中,黄绵松和团队经常奋战到半夜。在清水河周围建设若干海绵公园,容纳10万立方米雨水资源;使城区新增上百万平方米的绿地和公园广场;科学规划、完善了排水系统……一套组合拳下来,固原绘就了一幅“河畅水清、岸绿景美”的画卷。2022年,仅清水河湿地公园湿地鸟类同比增加了4目8科29种,种类上升了72.5%。
智能耳目留住绿岸映清波
海绵城市建设相对比较复杂,据不完全统计,涉及约有900种设备设施,前端有海绵设施、排水管网、泵站等,末端有污水处理厂、合流制污水溢流调蓄池等。此外,工作内容也较为繁琐,如对整个水环境系统作综合的绩效产出分析,观察水环境的改善程度、水体的水质优化程度,等等。
“如果没有一套智能化管理工具,这些设施就需要人实时盯着。一旦换了人,地下管网和海绵设施就不好找到了。”黄绵松说,“建好海绵城市只是一方面,如何能够让绿水清波长效地保持下去,还要靠城市水环境的系统化运维管理。”
为此,黄绵松团队开发建设了WEAM生态智慧运营平台,服务北京、福州等20多个海绵城市试点,以及淮安、内江等全国黑臭水体治理示范城市项目的运营管理,提高了资产数字化管理效率,降低了运营维护成本。
“做好生态智慧运营平台的前提是统一标准。”黄绵松说,在海绵城市建设和后续系统化运维中,团队对核心关键问题开展长期深入研究,产生的成果应用于多项行业标准和地方标准。
目前,WEAM生态智慧运营平台已实现资产盘点、资产管理、运营维护等功能,为城市管理提供了智慧化手段。“团队结合地形、地势建立一套模型。以洪涝风险图为例,它可以在降雨天气下,预测、分析哪些地方会形成积水,哪些地方会形成内涝。”黄绵松说。
研发更低碳的混凝土
在冬奥会滑雪赛场,一切比赛项目都离不开雪的“支持”。为了解决这个难题,冬奥会延庆赛区造雪饮水工程在半山腰处建设了一处水库,并应用了堆石混凝土施工技术。
“2005年,我们把一块心形的大石头浇筑到一处大坝里了,我们叫它‘有心的坝’。”本科毕业后的黄绵松参与了堆石混凝土施工技术的创新,和大石头打起了交道。
一直以来,黄绵松团队不断创新低碳混凝土施工技术。为研制堆石混凝土核心工艺及配套技术,他踏荒野、住窝棚,经过上百次设计、试验,最终克服困难,通过将30厘米以上的粒径大块石与高自密实性能混凝土结合,推动形成了完整的堆石混凝土筑坝技术体系,直接带动了国内外节能低碳筑坝技术的跨越发展。
据介绍,混凝土材料一般为石头、沙子、水泥。其中,石头最为结实,价格也最为便宜;水泥价格最贵、碳排放量最高。无疑,混凝土材料多用石头,有利于降本增效。但是,石头越大,内部裂缝越多,性能越不稳定,这需要一系列科研攻关。
“一般来说,混凝土混合过程中产生的气泡会影响成品的坚硬程度。高自密实性能混凝土的形成过程,就像在一堆石头的缝儿里倒粥,不需要振捣密实,就能填满堆石的孔隙。”黄绵松说。
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