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“科技创新支撑行业生态优先绿色发展”-中国交通报综合报道我院推动绿色交通发展
来源:党群办 日期:2018-06-19

        2018年6月14日,中国交通报在“生态兴、文明兴”节能宣传周特刊报道我院以科技创新支撑行业生态优先绿色发展。本文采编得到了内河港航中心、海洋资源中心、环境科技中心、岩土中心、环科公司、科技处、党群办等多个部门领导和科技工作者大力支持配合。以下是报道全文:


  科技创新支撑行业生态优先绿色发展

——交通运输部天津水运工程科学研究院推动绿色交通发展综述

栾玉博 赵鹏飞 本报记者 孟庆丰 特约记者 谌业良


绿水青山就是金山银山。党和国家领导人高度重视生态环保工作,习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上发表重要讲话时指出,推动长江经济带发展,坚持共抓大保护,不搞大开发。

为响应交通运输部党组提出的要提升交通运输生态环境治理能力,加强宣传引导,推动绿色交通全民行动,交通运输部天津水运工程科学研究院(简称部天科院)6月1日举办“共抓大保护、不搞大开发、生态优先、绿色发展”主题青年专家论坛。五位青年专家分析了我国生态环境保护的形势和要求,分享了交通工程生态修复、环境保护技术和实践成果,并展望生态环保的前沿技术发展。

 近年来,部天科院围绕国家、行业生态优先、绿色发展新需求,调整环保专业发展方向,在内河生态航道建设、人工湿地、公路生态保护与修复、疏浚土无害化处理与资源化利用、“环保管家”、港口与船舶大气污染防治等方面发力,为交通运输领域污染治理提供系统化指导方案,推动行业绿色发展,再现鱼翔浅底、清水绿岸的美景。

 

鱼翔浅底两岸青

 近年来,河流生态建设受到前所未有的重视。党的十九大报告专门提出“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”。近期,习近平总书记出席全国生态环境保护大会并发表重要讲话,强调坚决打好污染防治攻坚战,推动我国生态文明建设迈上新台阶。

 以前,我国内河航道建设工程一般采用刚性护岸结构,把河流和河岸割裂开来,影响了水生植物和动物的栖息地,对河流生态系统也有一定影响。而生态航道建设改用柔性生态护岸结构和生态坝体,进行生态疏浚、环保除礁,除施工期短暂对航道有很小影响外,可以保护生态、改善生态。内河生态航道建设是发展趋势,将在我国大规模开展。

 20世纪80年代,西方发达国家提出“亲近自然化”理念。2000年,欧盟议会通过了以“航运改善、河流防洪、生态修复一体化理念”进行内河航道基础设施建设。

 2008年前后,我国水运行业专家学者对生态航道建设理念形成共识,开始进行生态航道工程建设探索,在京杭运河上进行了大量工程示范,而后在“十二五”长江中游航道整治中进行大范围生态航道建设。如长江中游新厂合金钢丝笼网垫高滩守护工程、长江下游口岸直落成洲异型填石网箱生态护滩工程等。此外,疏浚土利用、生态补偿等做法也在推广之中。

 “航道工程建设属于生态保护建设项目。”内河港航工程研究中心研究员马殿光说,部天科院在大量理论研究、室内试验和数学模型的基础上,提出了航道岸坡生态治理理论和技术,攻克了6项关键技术难题,获得了9项专利授权、4项软件著作权,总体达到国际先进水平。

 同时,部天科院积极参与内河生态航道工程建设,在实践中校正理论、丰富理论。如在治理广西右江那吉库区生态航道时,提出岸坡生态治理评价指标体系;在修复海南万泉河采砂破坏河段航道时,提出把采砂坑横向连通,建成鱼巢生态护岸结构;在修复贵州荔波樟江生态航道中,提出边滩和心滩浅水栖息地构建工程布局。在此基础上,部天科院编制了《内河航道绿色生态建设技术导则》,还参加了国际生态航道建设技术交流,参编了生态护岸评价标准。

 

呵护“地球之肾”

 湿地被誉为“地球之肾”,与森林、海洋并称为全球三大生态系统。人类活动所产生的生态环境破坏,导致湿地退化等一系列生态环境问题。部天科院通过开展生态咨询,推进自然湿地修复与人工湿地建设技术研发,促进湿地生态环境保护与经济建设协调发展。

 七里海湿地是天津市“南北”生态安全格局的重要节点。去年,习近平总书记就“‘京津绿肺’七里海湿地生态退化”作出重要批示。天津市委、市政府和有关部门高度重视。作为主要科研技术支撑,部天科院牵头承担了《七里海湿地生态保护修复规划(2017—2025年)》编制工作,提出了生态移民、湿地生物链修复与构建等十大工程,以期缓解湿地退化趋势,全面提升湿地的生态功能。

 “七里海湿地作为东亚—澳大利亚候鸟迁徙路线上的重要驿站,定会在实施生态保护与修复工程后,吸引来更多的候鸟!”项目负责人对此充满信心。

 近年来,部天科院在人工湿地建设领域开展了一系列科研攻关,涵盖污染物削减机理、盐渍化土壤适生植物选配等技术,以及面向工程建设中实际运行问题解决的工艺设计研究。研究团队先后与南开大学等科研院所开展联合科研攻关,多次实地考察国内示范性人工湿地工程,积累了丰富的经验。

 河北省曹妃甸石化产业基地独特的地理位置为石化基地的发展提供了空间,但是,其所处半封闭式渤海湾区域生态环境承载力明显不足。在前期科研成果的基础上,部天科院在曹妃甸石化产业基地策划实施了人工湿地工程,以改善石化基地近海生态环境。该工程利用生物截留和过滤系统,进一步吸收降解石化基地污水处理厂尾水中的污染物,发挥第三级污水净化作用。同时,借助于环境科学、景观生态学等理论方法,使得人工湿地工程体现生态景观价值,在沿海石化基地与渤海湾间构筑一道绿色生态屏障,将为河北省乃至全国沿海工业区生态用海起到示范作用。

 

善待高原一草一木

 青藏高原海拔高、生态脆弱、野生动物丰富,交通运输发展对生态环境保护要求很高。部天科院发挥自身优势,积极推进水土保持设计、水土保持监测、取弃土场生态修复工作,深入推进交通运输绿色发展。

 为提高水土保持方案设计、水土保持监测技术实力,部天科院配置无人机、三维扫描仪、图像处理系统等一系列高端仪器设备,建立了交通基础设施水土保持“天地一体化”监管技术体系。同时,借助青海、西藏的一批重点项目,长期监测交通基础设施植被、土壤、气象、水土流失等环境要素,研究在高原极为特殊的生态环境条件下,交通基础设施边坡土壤组成结构、绿化植物物种选择以及水土保持效果之间的关系,为实施“交通廊道绿化行动”,提升生态功能和景观品质提供了技术支撑。

 在雄厚的技术积累基础上,部天科院重点针对高寒高海拔、水土流失重点治理区开展工作,积极推进取弃土场、砂石料场等生态恢复工作。近年来,先后完成青海省花石峡至大武公路扩建工程环境保护专项设计等重点项目的临时占地水土保持设计工作。

 同时,部天科院积极研究公路陆域植物修复和移植技术、公路动物通道技术,先后支持了承担了近30项高等级公路的环境影响评价、自然保护生态专题评价、野生动物影响专题评价,为青藏高原高等级公路建设中的生态保护作出了突出贡献。

 目前,部天科院正在研究《西藏自治区绿色交通“十三五”发展规划》等环保政策,使公路建设更符合西藏自治区公路建设生态保护和绿色发展的实际需要。

 

疏浚土“抱团”待用

 我国每年河道清淤、航道疏浚等工程产生的疏浚土有近1亿立方米,如果堆到1个标准足球场上,可以垒到14000多米高。疏浚土处理不当,会导致水土流失和环境污染。

 以前,疏浚土处理以河道及周边倾覆为主,主要用来造地。但沿河、沿海倾倒区有限,航道工程块石料供应日趋紧张,成为航道建设的一大问题。为此,部天科院开始研究疏浚土资源化利用技术,解决疏浚土占地和航道石料紧缺问题。

 “把我们自主研发的固化剂放进疏浚土,让土体快速脱水‘抱团’成型,还可以高效吸附其中的重金属。”岩土中心博士刘晓强解释自主研发固化剂处理疏浚土技术时说,针对航道、河道、海洋等不同疏浚土质,自主研发制成各类固化剂添加到里面,使其快速强效脱水、固化,将来固化改良后的疏浚土能生长绿色植物,或者被制成生态块石。从2016年开始,部天科院研究天津港疏浚土固化项目,使用以固化技术为基础的网格式结构地基处理技术,取得了明显效果。

 所谓网格式结构地基处理技术,是把固化剂放在疏浚土表层,同时插入许多管子,使其形成网格式结构地基。一个多月后,疏浚土表面会形成1.8米深的硬壳层,硬壳层强度大、上面可以走车。同时,这种网格式结构地基可以减少土体的侧向变形,提高整体承载能力,承载能力在12吨以上。

 下一步,部天科院将研究把疏浚土制成“生态石头”,将来用在航道岸坡护底工程上,让废弃的疏浚土变身可应用的填料。

 

为燃油与能耗“悬丝诊脉”

 根据《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》要求,自2019年1月1日起,船舶进入排放控制区应使用硫含量≤0.5%的燃油。监管开阔水域在航船舶的燃油情况,是实施方案落地的关键和难点所在。

 2016年年初,部天科院成立船舶尾气研究团队,紧跟欧美国家在航船舶燃油遥测监管技术(嗅探法),通过多组跟船实验、码头实验、桥梁实验,证明了嗅探法通过监测尾气估算燃油硫含量的有效性,以及在港口码头和航道上跨桥梁上(不登船)识别高硫油船舶技术的可行性。

 在不断测试、验证、改良后,部天科院成功研制船舶尾气遥测仪。该设备可安装于航道边20至50米高处或者航道上跨桥梁,24小时无人值守连续运行,由数据中心提供远程识别高硫油船舶服务;也可安装在巡逻船或巡查飞机上,随执法人员一同出动,当场甄别违规使用高硫油的船舶。2018年1月1日,在江苏海事局和苏通大桥有限公司的共同支持下,第一台船舶尾气遥测仪在苏通大桥上试运行。运行以来,监测到燃油硫含量明显超过0.5%的船舶近500艘次,极大提高了海事执法检验的针对性和效率。该项技术研究成果在“中美绿色港口与船舶国际研讨会”“第十四届国际交通技术与设备展览会”等多个国际平台展示,得到了业内认可。

 2018年6月,部天科院船舶尾气研究团队访问该技术领域的权威专家瑞典查尔姆斯理工大学约翰·梅尔奎斯特教授,就联合开展船舶排放控制区关键位置建站规划、选址研究和巡查飞机开发达成了合作意向,将为我国船舶排放控制区打造空地一体的监管网络。

 基于物联网的港口能耗在线监测技术,是部天科院的又一创新之举。“基于物联网、大数据分析技术,我们建立了生产过程能源消耗数据自动采集与动态分析系统,能够显著提高能源管理信息化水平,可以提高能源利用效率,为行业主管部门决策提供数据支撑。”据项目负责人介绍,部天科院完成的交通运输建设科技项目“利用物联网实现港口能耗及排放在线监测与动态分析优化技术研究”,从能源消耗最优角度指导港口作业生产调度,提升作业效率,降低港口运行能耗。

 基于此,部天科院承担《港口能源消耗在线监测系统建设规范》的编制工作,将提出在线监测设备布设方法、在线监测指标及采集方法及数据传输、存储及数据安全与质量要求。该规范实施后,将有效指导和规范港口能耗在线监测系统的建设,满足企业建立统一管理能耗系统建设要求,提高企业节能减排管理精细化程度,并为行业主管部门建立通用的系统监测平台提供支撑。

 

捕捉粉尘运动规律

 秦皇岛港、曹妃甸港、天津港等散货港口承担了我国“西煤东运”“北煤南运”能源运输的主要任务,在国民经济中具有举足轻重的战略地位。但散货港口运输带来的粉尘污染问题,也一直受到高度关注。为解决散货港口大气粉尘污染问题,部天科院秉承理论与实践并重的原则,致力于大气粉尘污染基础理论及防控技术研究,建设了大气环境风洞试验平台,配备了国际先进的相关风洞试验仪器设备和数值模拟软件系统,取得了丰硕的科研成果。

 在港口粉尘污染基础理论研究方面,“大型港口散货粉尘污染起尘规律研究”“港口粉尘源污染扩散预测技术及应用”等一批研究成果达到国际领先水平。其中 “港口散货粉尘污染起尘模型”被《港口建设项目环境影响评价规范》行业规范采纳,研究成果获中国港口协会科技进步奖一等奖等奖项。

 2018年1月1日起执行的《中华人民共和国环境保护税法》规定,港口煤炭作业排放的粉尘是征税对象之一,其排放总量大小决定了企业的纳税总额,核算精准化提出了比以往更严格的技术要求。依托前期粉尘污染理论研究基础,部天科院利用现场实测、风洞试验等技术手段,开展相关企业的港口煤炭粉尘污染排放总量测算等工作,预期研究成果将为大气排污核算提供行业标准。

 在港口污染治理技术方面,“港口散货堆场防风网建设关键技术”填补了国内外堆场防风网建设方案优化技术及防尘效果评价技术的空白,研究成果总体达国际先进水平。防风网建设技术已纳入交通运输部推广应用技术名录,为全国大多数沿海及内河港口的防风网工程提供可行性研究技术服务。

 为解决堆场现有喷洒水系统洒水时间和强度不能按需控制的问题,部天科院通过大量的数值模拟、现场实测、风洞试验及分析研究,建立了智能喷洒水核心计算模型,开发了相关配套硬件产品,研发了“港口堆场智能喷洒水系统”,并在营口港等港口成功应用。

 该技术实现了环保和节能的最优平衡,在提高堆场防尘效率的同时减少了水电消耗,实现了煤堆场准确、科学、合理喷洒水。同时,依托科技部国际科技创新合作重点专项《国际化绿色港口枢纽及多式联运关键支撑系统合作研发》,部天科院正在研发散货装卸精准抑尘系统,以期实现港口散货装卸作业的精准除尘,研究成果将在国内及“一带一路”沿线国家散货港口应用。

 为顺应散货堆存封闭和半封闭化的发展趋势,部天科院开展了“散货堆场半封闭储存设施抑尘效果风洞模拟试验研究”等一批横纵向研究,并将继续努力,力争在港口大气粉尘环境污染理论及防治技术的前沿热点上有所突破,用创新实现超越,让港口城市人民乐享蓝天白云。

 

“环保管家”一站式服务

 一直以来,部天科院积极推广技术,促进科研成果转化。2017年,天科院环境科技发展(天津)有限公司(简称环科公司)成立,把原有环评业务集中起来统一管理,统筹经营环保设计、咨询、监理等业务,加强科研成果产业化推广,实现环保全链条覆盖。

 2016年4月,原环境保护部出台文件,鼓励环境咨询服务业发展。环科公司成立后,就推出“环保管家”服务。它以环境保护相关领域资源调配、整合和优化为基础,以践行绿色发展理念、改善环境质量为核心,以推动形成绿色发展方式和生活方式为目标,以服务对象环境保护需求和环境问题的有效解决为导向,以定制化服务和平台化协同为推动力的环境综合服务。

 港口码头在高速发展的同时,面临着一些环境问题。以宁波舟山港为例,其下属港口码头不乏老旧码头,在污染防治、环境管理等方面存在一些不足,一定程度上制约了港口进一步发展。2017年年初,环科公司与宁波舟山港达成协议,开展港口码头行业“环保管家”试点工作。

 环科公司针对不同层面开展了企业环保核查、环保培训等一系列工作,还开展了环保核查环境监理工作。先后承担并完成“重点涉及危险化学品企业环境保护核查工作”“天津市滨海新区大气污染源排放清单编制服务项目”等课题,推动企业和区域环境保护工作和环境管理水平不断向前发展。

 2018年4月,部天科院与青海交通投资有限公司签署战略合作协议,针对青海交通建设发展面临的主要环境保护问题开展技术攻关,并提供“环保管家”一站式服务及相关技术咨询,通过技术创新推进青海绿色交通的快速发展。



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