自上世紀80年代以來，我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，在推動社會經濟發(fā)展的同時，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)化建設質量、居民美好生活品質和社會經濟可持續(xù)發(fā)展。

為貫徹習近平總書記在中央城鎮(zhèn)工作會議上提出的“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”會議精神，2015年10月，國務院辦公廳《關于推進海綿城市建設的指導意見》首次提出了明確的工作目標：通過海綿城市建設，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%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達到目標要求。隨著第一批16個城市作為海綿城市建設試點城市遴選落地，年投資達4000億規(guī)模的中國海綿城市建設拉開序幕。

政策引領開啟創(chuàng)新之路

彼時，海綿城市在我國還是一個非常新鮮的概念，國內相關理論研究極為缺乏，相關標準規(guī)范缺失，大多從業(yè)者尚未對此有清晰的認識，在早期的工程實踐中常照搬國外經驗做法，盲目套用傳統(tǒng)設計規(guī)范標準參數(shù)，很難解決實際問題。

“發(fā)展是第一要務,人才是第一資源，創(chuàng)新是第一動力。”致力于“成為國際一流的科技型工程公司”的中機國際，始終不忘以“共筑精品工程，促進城市可持續(xù)發(fā)展”為企業(yè)使命，積極響應政策號召，于2016年4月迅速成立海綿城市技術研究中心（以下簡稱：海綿中心），制定發(fā)展規(guī)劃，明確定位，聚焦海綿城市建設集成關鍵技術、耦合聯(lián)用仿真模擬技術、黑臭水體整治集成技術以及智慧水務綜合管控技術四大研究方向和科技成果轉化應用，通過從內部選拔優(yōu)秀專業(yè)技術人才，加大社會人才招聘力度以及引進海外高層次專家人才，迅速集聚了一支有國務院津貼專家、海外專家、博士、碩士等組成的技術研究創(chuàng)新團隊，并聘請國內相關行業(yè)和高校著名教授、技術和工程管理專家組成技術顧問團隊。同年11月獲批為“海綿城市建設集成技術湖南省工程研究中心”。作為湖南省首家在海綿城市領域的省級工程研究中心平臺，海綿中心致力于促進城市綠色、生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，科技創(chuàng)新之路由此開啟。

在中設集團《海綿城市建設集成技術研究及工程應用示范》重大孵化基金課題和國機集團《流域環(huán)境綜合整治關鍵技術與裝備研究及示范》重大科技專項的支持下，中機國際持續(xù)加大政策保障和資金投入力度，建設環(huán)保分析實驗室，購置海綿城市建設和環(huán)境工程相關的專業(yè)軟件和測試分析硬件，為海綿中心提供了強大的研發(fā)基礎設施保障。海綿中心圍繞人才隊伍培養(yǎng)、技術研發(fā)和產品開發(fā)、成果轉化應用、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、技術水平過硬、工程經驗豐富、具有較強影響力的工程技術研究與應用隊伍，建立了專業(yè)化、系統(tǒng)化的海綿城市建設工程研究和技術應用體系，搭建了基于數(shù)值仿真模擬技術的海綿城市技術研究和工程應用支持平臺，研發(fā)出一系列具有自主知識產權的專利及專有技術，并相繼應用到相關工程項目中，顯著提升了中機國際在海綿城市建設、水環(huán)境治理與水生態(tài)修復領域的市場競爭力，孵化出新的業(yè)務板塊和增長點。

數(shù)字化建設帶來理念之變

隨著海綿城市建設技術“LID工具箱”、城市水環(huán)境綜合整治技術“工藝包”等專利、專有技術研發(fā)成果及工程示范應用的研發(fā)，海綿中心逐步認識到數(shù)值仿真模擬技術在海綿城市乃至城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設計中的重要作用。研發(fā)團隊突破傳統(tǒng)規(guī)劃設計理念和手段的束縛，通過開展海綿城市仿真技術應用專題研究，形成了城市涉水基礎設施能力評估技術應用體系關鍵技術、基于河湖水動力水質模型的水系綜合評估與治理整體解決方案等系統(tǒng)成果，并將成果應用于海綿城市規(guī)劃建設項目中。

隨著近年來數(shù)字中國建設取得重大進展，數(shù)字技術創(chuàng)新和迭代速度明顯加快，極大提高了社會生產力和資源配置水平，水務行業(yè)當前一項迫切的任務是追趕數(shù)字水務、智慧水務、工業(yè)4.0等重大的技術進步。海綿中心敏銳捕捉到水務行業(yè)發(fā)展新機遇，智慧海綿的理念也由此萌芽，在前期取得的數(shù)值仿真模擬技術成果及應用的基礎上，迅速布局開展智慧型海綿城市建設管控系統(tǒng)研究。

2018年，海綿中心成功申報了長沙市雨花區(qū)重大專項《智慧型海綿城市建設管控平臺的研究與應用》，依托該課題，系統(tǒng)開展了適應于海綿城市建設的長沙市氣候氣象本地化參數(shù)研究和氣候變化背景下未來極端降雨特征研究。在研究成果的基礎上，構建了以大數(shù)據(jù)+云計算+移動互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+計算機輔助決策為基礎的《智慧型海綿城市建設管控平臺》（2020SR1656907），依托多源數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)分析技術，以區(qū)域氣象—水文—水動力—水質模型耦合為支撐，可實現(xiàn)對海綿城市建設從前期規(guī)劃建設到后期運行維護的閉環(huán)精準管理和建設效能評估，對當前與未來不同時期城市排水能力、內澇風險的評估，以及對城市暴雨和內澇提前預警等功能，為政府項目建設管理、規(guī)劃決策和應急響應提供科學的技術和數(shù)據(jù)支持。

良性循環(huán)構建生態(tài)之鏈

科技創(chuàng)新只有主動對接國家和地方重大需求，與市場經濟互動，在實踐中發(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，才能迎來服務社會與自身發(fā)展的良性循環(huán)。隨著各項研究課題的順利開展和研究成果的持續(xù)轉化，面對當前水務行業(yè)數(shù)字化建設主要以IT企業(yè)為主導，缺乏對業(yè)務場景應用的深度理解和把控的現(xiàn)狀，海綿中心從自身條件出發(fā)，發(fā)力智慧水務技術研究和工程應用。2019年，海綿中心承接了湖南省首個流域水環(huán)境智慧水務建設項目——“湘江新區(qū)龍王港流域智慧水務建設設計”，并于2021年順利落地并通過驗收。在項目設計和實施中，海綿中心將自建數(shù)學模型和研究成果嵌入龍王港流域智慧水務管控平臺中。該平臺以物聯(lián)感知、大數(shù)據(jù)平臺、虛擬現(xiàn)實、離線工藝模型仿真等技術為依托，系統(tǒng)管控龍王港流域水文水質、防洪排澇、日常業(yè)務等信息，實現(xiàn)龍王港水務管理“全區(qū)域、全時空、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)了新的技術需求，決策開展智慧型海綿城市建設管控平臺向智慧水務平臺迭代升級的技術研究，并聯(lián)合多家合作單位，成功申報了湖南省科技廳重點領域研發(fā)課題《黑臭水體治理關鍵技術研究與示范》，其中海綿中心承擔子課題《黑臭水體長效治理關鍵技術管理體系及綜合管理平臺構建》研究。

隨著研究不斷深化，成果不斷產出，功能模塊不斷迭代，智慧水務平臺的業(yè)務應用場景也在不斷豐富。目前海綿中心的智慧水務研發(fā)已經從城市級的管控平臺向“天-地-廠-網(wǎng)-河”的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)劃設計系統(tǒng)》  （ZL202210079111.0）、《城市暴雨強度計算方法及系統(tǒng)、設備、存儲介質》（ZL202111381892.0）2項發(fā)明專利和《中機國際基于流域水環(huán)境管控目標的智慧規(guī)劃決策系統(tǒng)軟件》 （2022SR0407435）等4項軟件著作權，構建了用于規(guī)劃輔助決策、預警響應、優(yōu)化調度、實時控制等的“智慧大腦”，可實現(xiàn)供排水全域、全流程智慧運營及管理。

智慧水務守護流域之治

在中機國際推動全國化布局的進程中，海綿中心憑借著科研和技術優(yōu)勢成功中標“云南省異龍湖流域生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究”項目，推進了以“流域之治”守護綠水青山的新實踐。本項目作為異龍湖保護治理課題的重要內容，主要研究和評估在不同時期土地利用、覆被變化演變特征及氣候條件變化下，異龍湖流域生態(tài)水文效應及生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化影響，研究成果對綜合管控異龍湖流域保護治理、改善生態(tài)系統(tǒng)服務功能和促進城市可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。

服務經濟和社會發(fā)展既是科技創(chuàng)新團隊的使命使然，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)服務功能研究成果的重要性，以及課題研究團隊嚴謹?shù)目茖W精神和在智慧水務領域所取得的多項自主知識產權與較強的專業(yè)技術能力，2021年底，總投資4600余萬元的《異龍湖流域智慧監(jiān)管平臺建設項目》正式啟動，海綿中心承擔了其中的“水資源水環(huán)境決策支撐平臺建設”和“水環(huán)境運行管理智慧決策系統(tǒng)”兩個核心部分的研發(fā)。研發(fā)內容涵蓋了異龍湖流域水循環(huán)孿生仿真體系建設、流域水系運行管理系統(tǒng)、流域輔助決策及績效評價體系建設，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)境運行大腦、智慧監(jiān)管應用和綜合展示交互為一體的“智慧湖泊”云平臺，實現(xiàn)“精確治理、精細管控、精準施策”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)劃中重點提及了關于智慧水務的流域管控，事涉綠水青山，國家對此高度重視，這更加堅定了中機國際布局智慧水務市場的決心。海綿中心從成立初期的模型軟件使用者，到提供從研發(fā)到設計、實施、交付等一系列整體解決方案，再到如今以“數(shù)據(jù)驅動、智慧管控、精準治水”為建設理念，借助云計算、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，自主開發(fā)算法，構建具有自主知識產權的仿真模型系統(tǒng)，開發(fā)出以“天—地—廠（站）—網(wǎng)—河（湖）”一體化智慧水務綜合管控系統(tǒng)為支撐的《中機國際智慧水務管控平臺》，有效解決了“卡脖子”的難題。

海綿中心成立六年以來，先后承擔省、市級重大科技項目12項，主參編國家、地方標準14項，申請專利軟著35項，授權發(fā)明專利6項、實用新型專利15項，登記軟著4項，發(fā)表學術論文20余篇，獲省部級獎6項。形成了以關鍵技術成果與專利產品組成的海綿城市建設技術產品體系，一是基于數(shù)學模型耦合聯(lián)用的城市涉水基礎設施能力評估關鍵技術，科學評估城市涉水設施應對未來氣候變化、極端降水事件的彈性，指導城市涉水設施規(guī)劃建設、工程技術措施的制定和優(yōu)化，構建城市水的良性循環(huán)系統(tǒng)整體解決方案；二是由3項發(fā)明專利、7項實用新型專利技術和“高效溢流雨水口”、“裝配式雨水花壇”及“生物滯留介質”等專利產品組成的海綿城市建設“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項目；三是由4項發(fā)明專利、5項實用新型專利技術和產品組成的“初期雨水及合流制溢流污染控制關鍵技術”，其技術核心為發(fā)明專利“分級生物過濾介質及其制備方法、分級生物過濾/滯留系統(tǒng)”、“微渦流懸浮快濾設備”等專利技術組成的“預處理+調蓄+懸浮快濾+分級生物過濾/滯留系統(tǒng)”工藝包，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凈化項目；四是由2項發(fā)明專利和4項軟件著作權組成的《中機國際智慧水務管控平臺》產品，其核心在于基于模型算法提供科學、合理的決策支持，適用于海綿城市建設監(jiān)管、城市內澇預警調度、流域水環(huán)境管控等相關信息化、智慧化平臺項目。一系列的關鍵技術與專利產品在百余個工程項目中得到成功應用，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及流域綜合治理相關項目設計及EPC合同合計13.84億元。

“從廣義上來說，海綿系統(tǒng)包含著山水林田湖草沙，海綿城市建設是綜合性的城市建設項目和生態(tài)文明建設工程，是一項多學科、多領域、多部門交叉的系統(tǒng)工程。我們現(xiàn)在走到了智慧水務這一步，這是新型信息技術賦能水務行業(yè)突破短板、高質量發(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代，在上級公司的關心支持下，海綿中心將一如既往的充分發(fā)揮‘技術研究創(chuàng)新、業(yè)務開拓支撐和成果轉化應用服務’三位一體的三重優(yōu)勢疊加效應和挖掘生態(tài)創(chuàng)新循環(huán)價值鏈潛能，中機國際的智慧水務業(yè)務一定會不斷做大做強。”海綿中心團隊對未來發(fā)展充滿了信心和期望。