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給城市內澇“把脈開方”(科創正青春)

2024-03-21 08:39:00

來源:人民網-人民日報海外版

  侯精明(左一)與研究生討論VR城市洪澇逃生體驗的演示情況。

  暴雨突至,時常給不少城市帶來內澇風險。治理內澇、提升城市排水防澇能力,既是事關民眾財產安全的民生工程,也是事關建設宜居、韌性城市的發展工程。

  “城市和人一樣,也會‘生病’。我們努力做的,就是為城市內澇積水問題‘把準脈’‘開藥方’。”西安理工大學水模擬及災害管理團隊負責人侯精明是一位“專治”水問題的“醫生”——“城市出現內澇時,我們通過技術和設備,診斷出積水原因,再‘對癥下藥’。”

  多年來,侯精明帶領團隊成員開展水災害治理、海綿城市建設等方面的研究。他的愿望就是讓城市不再“看海”。

  求學歐洲

  2008年,26歲的侯精明赴德國攻讀博士學位。學習之余,侯精明時常去住處附近的廣場散步。行走其間,侯精明一直琢磨著這里“灰綠結合”的設計理念。

  “‘灰’,是疏管修堤式的人工建設;‘綠’,是植樹種草式的擁抱自然。”侯精明說,每逢下雨天,廣場建筑上的雨水流下來,可用作園林灌溉,也能流入人工湖,形成雨水循環系統。“這種新的城市設計理念,是我在留學生涯學到的重要一課。”

  幾年讀博時光,侯精明潛心于水動力模擬、水災害管理、城市水利等領域的研究,主攻“地表水動力模型”開發。2013年博士畢業時,模型已基本成型,但有一點仍需優化——運算速度有待提升。

  “比如災害預報,如果算得夠快,提早1小時預警,那么社會的應對能力就有量級式的提升。”為了完善成果,侯精明再赴英國,完成了3年博士后研究。2016年,侯精明回國加入西安理工大學,他的目光投向了城市“看海”的問題。

  “當時,我看到一些城市存在雨季內澇的現象,我想用所學知識,盡一份微薄之力。”侯精明說。

  “聞雨則喜”

  回國后,侯精明的科研重點仍是“城市水利”。經過多年研究,他的團隊研發出智慧雨洪管理系統。

  “我們依據氣象預報進行積水預報,并根據降雨和積水的實時監測數據,實現預報預警、智慧調度。這其中,模型算法是技術核心。”侯精明介紹,“我們將分析數據及時提供給政府相關部門,從而更科學、有效地應對城市內澇災害。”

  常年與水打交道,侯精明和團隊“聞雨則喜”——為了采集實驗數據,每逢大雨來臨,街上行人都往家里跑,科研團隊成員卻總是向外沖。

  “典型暴雨不容易遇到,尤其是幾場大暴雨,可能得等幾年。”侯精明說,“為了檢驗智慧雨洪管理系統精度的可靠性,我們必須逆向而行、迎雨而上。”

  有一年盛夏深夜,暴雨傾盆。侯精明的學生收到了老師的緊急通知:整裝出發,采集數據!大家趕忙穿上雨衣、雨靴,拿上水尺,跑下樓集合出發。

  風雨交加,團隊成員開著車,直奔“海綿城市”試點區——陜西西咸新區灃西新城。“那時街上路燈還沒裝好,黑漆漆一片,天上還打著雷。”學生李東來說,“但我們心里最惦記的,還是數據測得夠不夠準。”

  待暴雨退去,積水消散,大伙兒才收工,回到家已近凌晨3點。“在暴雨中工作當然辛苦,但采集到了主要積澇點的面積、深度、歷時等一手數據,就是最好的回報。”侯精明笑言。

  一晃數載,當年的本科生李東來現已博士畢業,侯精明的科研團隊也壯大至30余人。近幾年,通過自動監測等新技術,科研人員不用再冒雨去采集數據了。

  “晴天時,我們用無人機,通過激光雷達就能采集地面相關數據。”侯精明介紹,大雨一來,提前布設的攝像頭可以拍下積水圖片,“系統會自動識別分析,算出水深、面積等多項數據”。

  如今,憑靠洪澇災害防控關鍵技術,侯精明團隊的科研成果已經運用到陜西西咸新區、寧夏固原、山西長治等多個地區。“看著電腦上的模型轉化成了實際的效應,大家都很有獲得感,這就是科研工作的意義所在。”侯精明說。

  “水的感受”

  小寨是西安市核心商業區之一。走在這里,人來車往川流不息。“這里有個大型調蓄池。”侯精明指著不遠處的地方說,“就在地下,比游泳池大得多。”

  “小寨十字地勢相對較低,像個‘大鍋底’。”侯精明說,以前下暴雨,這里會出現局部積水,造成交通堵塞。后來,在這一片區海綿城市改造工程中,團隊提供了技術支持。

  “源頭上,在周邊小區建海綿設施,進行雨水調蓄;過程上,增設道路排水設施,優化管網改造;末端上,建設地下調蓄池。”侯精明說,“多管齊下,效果明顯。現在,這里的積水問題已經基本得到解決。”

  多年研究,侯精明對于城市內澇的成因及其解決對策有著自己的思考。“有時,在城市化進程中,人們沒來得及考慮‘水的感受’。水發了‘脾氣’,因為人們占了它的生存空間。”

  “水要‘回家’,人要發展,咋辦?”在侯精明看來,關鍵在于平衡的技巧、共存的智慧。“城市內澇只是一個方面,從更宏闊的視野來看,城市發展要關注水資源、水環境、水生態,進而更好地擁抱綠色理念、和諧共生。”侯精明說。

  2019年,侯精明作為歸國青年科技工作者代表,受邀在北京參加國慶觀禮。在侯精明辦公室的桌子上,一張他揮著國旗的照片放在最顯眼的位置。“作為一名扎根西部的歸國學者,我會繼續努力,用所學的知識解決更多實際問題。”侯精明說。

  談及未來,侯精明說:“下一步,我們要繼續做好城市內澇的精準預報預警。與此同時,團隊計劃引入人工智能、數字孿生等新技術,在洪澇災害防控領域開展更深入的研究。”

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