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喜報(bào)|又獲省級(jí)科技獎(jiǎng)一項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間 2023-08-17
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2022年度湖北省勘察設(shè)計(jì)行業(yè)
科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目
于近日結(jié)束公示
由武漢市政設(shè)計(jì)院牽頭的
《基于武漢市海綿城市評(píng)估的典型年降雨比選研究》
喜獲湖北省二等獎(jiǎng)
該獎(jiǎng)項(xiàng)是公司水環(huán)境研究院
主持研究的城市水務(wù)方向
相關(guān)規(guī)劃，咨詢，課題
榮獲的第三個(gè)省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)
《漢陽區(qū)流域水環(huán)境治理規(guī)劃》
獲得中國(guó)城市規(guī)劃協(xié)會(huì)
“2021年度優(yōu)秀城市規(guī)劃設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”三等獎(jiǎng)
《石首市五湖連江工程(一期)咨詢方案》
“2022年度湖北省工程咨詢成果評(píng)價(jià)”二等成果。
課題提出與立項(xiàng)
作為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)務(wù)院國(guó)資委“科改企業(yè)”，武漢市政設(shè)計(jì)院大力支持公司科研工作，在公司總工程師周俊的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，《基于武漢市海綿城市評(píng)估的典型年降雨比選研究》課題先后完成公司內(nèi)部科研專項(xiàng)基金項(xiàng)目和武漢市城建局科技計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)。
據(jù)該課題的提出者、組織者，公司水環(huán)境研究院副院長(zhǎng)、國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師、正高級(jí)工程師康丹介紹，該課題是依托武漢市科技成果轉(zhuǎn)化中試平臺(tái)——“城市內(nèi)澇防治與水環(huán)境流域治理技術(shù)中試平臺(tái)”，旨在解決武漢市海綿城市建設(shè)年徑流總量控制及水環(huán)境治理面源污染控制成效評(píng)估中年降雨雨型欠缺的問題。
為了提升課題成果科學(xué)性，公司特邀請(qǐng)武漢市城建局海管站、武漢市水務(wù)科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、湖北省氣象服務(wù)中心等單位和科研院所共同參與課題研究工作。
課題主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.構(gòu)建了一套多維度的降雨特征指標(biāo)體系
綜合考慮降雨量、降雨過程、城市化影響等因素，課題組構(gòu)建了一套多維度的降雨特征指標(biāo)體系，在武漢及其他長(zhǎng)江中下游地區(qū)平原型城市中具有較好的適用性。
武漢市多維度降雨特征指標(biāo)體系表
2.首次明確武漢的典型年降雨雨型
采用本課題構(gòu)建的降雨指標(biāo)體系，從國(guó)家氣象站的降雨資料中，首次篩選出武漢市的降雨典型年，填補(bǔ)了武漢市典型年降雨研究領(lǐng)域的空白;同時(shí)解決了武漢市年降雨雨型欠缺的問題，為武漢市采用數(shù)學(xué)模型開展海綿城市設(shè)施規(guī)模校核、海綿城市年度徑流控制率和水環(huán)境治理污染物去除率評(píng)估提供必要的數(shù)據(jù)支撐。
武漢市典型年日降雨過程曲線圖
3.應(yīng)用多種數(shù)學(xué)方法和模型進(jìn)行輔助分析
在降雨典型年的篩選中，廣泛采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)法、Mann-Kendall 趨勢(shì)分析方法、歐氏距離法等多種數(shù)學(xué)分析法，并應(yīng)用數(shù)學(xué)模型論證，完成相關(guān)性曲線擬合、特征值歸一化分析以及多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，提高成果的科學(xué)性和合理性。
典型年降雨研究中的多種曲線擬合分析圖
4.獨(dú)創(chuàng)降雨典型年比選方法已獲批發(fā)明專利
降雨典型年比選是本次課題的攻堅(jiān)難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外無可借鑒經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目組難以找到一種可直觀比較各備選年份之間典型性的方法。
項(xiàng)目組楊昱昊、肖雪瑩等青年主創(chuàng)們懷揣熱情，挑大梁、迎難而上，經(jīng)過反復(fù)摸索、無數(shù)次地推翻重建，多次頭腦風(fēng)暴后，受武漢大學(xué)佘敦先教授提出的“相關(guān)性曲線擬合數(shù)學(xué)分析方法”的啟發(fā)。
他們將69年的日降雨數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入模型，在電腦中進(jìn)行了步長(zhǎng)為60分鐘持續(xù)69年之久的降雨模擬，經(jīng)過了將近7天的連續(xù)運(yùn)行后得到了多年降雨條件下的徑流量削減數(shù)據(jù)，終于閉合了典型年降雨比選的最后一環(huán)。
最終，項(xiàng)目組梳理了降雨典型年比選的方法，并申報(bào)獲批了國(guó)家發(fā)明專利。
課題應(yīng)用
該課題成果依托公司城市內(nèi)澇防治與水環(huán)境流域治理技術(shù)中試平臺(tái)進(jìn)行了轉(zhuǎn)化和推廣，目前已廣泛應(yīng)用于武漢市“十四五”海綿城市規(guī)劃、建設(shè)及成效評(píng)估，漢陽六湖流域、巡司河、東沙湖流域、南湖等多個(gè)流域水環(huán)境治理項(xiàng)目，在本項(xiàng)目成果的支持下，實(shí)施海綿城市和流域治理工程投資達(dá)300億以上，項(xiàng)目涉及匯水范圍達(dá) 500平方公里以上，大幅提升城市韌性，改善城市宜居性，提升居民幸福度，生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。
預(yù)計(jì)在未來還將繼續(xù)在海綿城市，流域水環(huán)境治理、內(nèi)澇防治等領(lǐng)域發(fā)揮支持作用，為城市保護(hù)、持續(xù)性管理、修復(fù)自然生態(tài)方面提供基于自然的解決方案。
基于自然解決方案的流域治理意向圖
