清晨,山東省日照市海龍灣,成群的海鷗掠過海面,幾個孩子蹲在沙灘上挖貝殼。很難想象,這里幾年前還是煤塵飛揚的港口堆場。中交水運規(guī)劃設計院有限公司(以下簡稱“中交水規(guī)院”)以“退港還海、生態(tài)再造”為核心,通過科學岸線重構、人工沙灘修復、生態(tài)系統(tǒng)自主培育等技術手段,讓廢棄煤場變身為生態(tài)海岸。
作為國家級水運咨詢設計企業(yè),中交水規(guī)院“以水拓水”,充分發(fā)揮綜合技術優(yōu)勢和全產業(yè)鏈服務能力,在海洋生態(tài)修復、海洋牧場、深遠??蒲斜U系阮I域持續(xù)發(fā)力,逐步形成覆蓋“規(guī)劃—設計—科研”的海洋業(yè)務體系。據統(tǒng)計,中交水規(guī)院已累計開展海岸生態(tài)修復項目100余項,覆蓋27個沿海城市。
精準修復
中交水規(guī)院設計一所(海洋院)副所長邵鐵政的手機里,至今仍保存著一個視頻。視頻中的畫面顯示,海龍灣項目竣工時,在現(xiàn)場群眾的驚呼中,一頭江豚緩緩游動,不時將頭探出水面。“江豚、海龜、海鷗陸續(xù)到來,說明海龍灣的水體、水質是真的變好了。”邵鐵政自豪地說。
與擁有成熟技術規(guī)范的傳統(tǒng)土木工程不同,海洋生態(tài)修復具有較強的區(qū)域差異性,難以簡單復制既有經驗和技術模式。如何科學修復,讓綠水青山真正轉化為“金山銀山”?中交水規(guī)院在具體實踐中,摸索出一套精細化的方法論。
“修復不是憑感覺,每一個參數都得有科學依據。”邵鐵政說。沙灘的坡度該多陡?沙粒要多粗?南北兩側防沙堤的長度和弧形曲線如何確定?面對一系列問題,中交水規(guī)院聯(lián)合多家國家級科研機構,開展數學模型和物理模型實驗,反復論證每一個設計參數。
針對海岸泥沙流失快、人工沙灘易被侵蝕的核心難題,中交水規(guī)院項目團隊聯(lián)合科研機構,通過12輪數學模型、8組物理模型試驗,精準測算出1∶15的最優(yōu)沙灘坡度、0.3毫米標準沙粒粒徑,以及1882米弧形岸線與雙側防沙堤的最佳匹配參數。同時,項目團隊創(chuàng)新利用周邊航道疏浚沙作為補沙原料,攻克了“補沙—固沙—穩(wěn)沙”一體化技術瓶頸,使侵蝕沙灘系統(tǒng)流失沙量與補沙量在自然調節(jié)下達到動態(tài)平衡,讓人工沙灘實現(xiàn)長期穩(wěn)定不流失。
項目完成后,昔日的煤塵海岸變成45萬平方米的“金沙灘”。海灘美了,文旅熱了,生態(tài)效益迅速轉化為社會效益和經濟效益。
與日照的攔沙堤防護模式不同,中交水規(guī)院在??谖骱0秾嵤┑男迯晚椖繋缀蹩床坏饺斯ず圹E。修復理念的改變一方面源于技術迭代升級,另一方面源于海南的水土特性及氣候特征。針對當地臺風頻發(fā)的特點,項目團隊創(chuàng)新采用“隱形”修復方案:在水下設置沙壩,并將不太美觀的排水涵洞改造成人工礁石。這些“看不見”的設計,在保持自然景觀的同時,又在臺風中有效守護了沙堤。
多年來,中交水規(guī)院始終堅持“因地制宜、一地一策、自然優(yōu)先、精準修復”的核心理念,根據不同海域動力條件、地質特征、氣候環(huán)境與發(fā)展需求,定制化設計修復方案,以科學適配實現(xiàn)生態(tài)效益、社會效益與經濟效益相統(tǒng)一。
跨界融合
規(guī)劃設計是一項跨學科、全周期、系統(tǒng)性的綜合工程,絕非簡單的圖紙繪制或單一的技術行為。隨著海洋項目復雜度持續(xù)提升,需要融合海洋動力、生態(tài)環(huán)境、地質植被、工程建造等多領域知識,以跨界融合能力推動技術、模式與理念全方位創(chuàng)新。
邵鐵政是港口航道工程專業(yè)出身,在負責海洋項目前從事了8年工程設計工作?!爸?,我只關心航道深不深、結構穩(wěn)不穩(wěn),鳥類、貝類等從來不是我考慮的事。”他對記者說,“現(xiàn)在,團隊里有海洋動力、海洋地質、植被修復、生物礁體、環(huán)境學等多個領域的專家和研究人員。比如,有人專門研究紅樹林可存活的淹水時長,還有人研究互花米草的根系分布。”
紅樹林生態(tài)系統(tǒng)不僅能夠提升生物多樣性,還具有消浪護岸、防災減災等重要生態(tài)功能,是我國南方海岸帶生態(tài)保護修復的重要對象。在研究中,中交水規(guī)院項目團隊發(fā)現(xiàn),紅樹林恢復后,能夠通過生態(tài)位競爭在一定程度上抑制外來入侵物種互花米草的擴張?;谶@一規(guī)律,團隊優(yōu)化了修復技術路線,采取“互花米草治理+紅樹林恢復”的綜合措施,逐步構建穩(wěn)定的鄉(xiāng)土植被群落,提升生態(tài)系統(tǒng)自我維持和自然演替能力。這種遵循自然規(guī)律的生態(tài)修復思路,相較于單純依靠人工清除,更具長期穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
“我們做的事,就是把科學家的理論公式轉化成施工人員能看懂的圖紙?!鄙坭F政說。這種跨界融合能力使中交水規(guī)院在項目實施過程中形成了較強的綜合技術優(yōu)勢,也在制定行業(yè)標準方面走在前列。他們正牽頭主編中國交通建設集團海洋生態(tài)修復企業(yè)標準,并參與深圳等多地地方標準制定。從“做項目”到“定標準”,標志著其從單一工程服務商向行業(yè)技術引領者的轉變。
近年來,項目團隊已積累便攜式沙灘取樣機、互花米草處理設備等10多項專利,構建起持續(xù)吸收、轉化、工程化多學科知識的能力體系。
“現(xiàn)在的創(chuàng)新,不僅是單一學科的顛覆性突破,更多的是跨學科的交叉融合?!鄙坭F政說,“未來仍有許多值得深入探索和創(chuàng)新的方向。”
布局長遠
青島鰲山灣國家深?;卮a頭上,“蛟龍”號載人深潛器被緩緩吊裝上支持母船,作為碼頭設計方的中交水規(guī)院設計團隊多次進行回訪記錄與調研。
碼頭看似普通,卻是“蛟龍”號的家?!斑@就像蓋一座實驗室,不僅要考慮水電,還要考慮實驗設備的動線、樣品轉運的冷鏈?!敝薪凰?guī)院副總工程師、項目負責人任增金打了個比方。圍繞“蛟龍”號等深海裝備的作業(yè)需求,團隊整合靠泊、補給、實驗、維護、通信等一系列功能,打造了能夠支撐大國重器高效運行的“深?;叵到y(tǒng)工程”。
從近岸走向深遠海,海洋牧場、海上風電等新業(yè)態(tài)正成為海洋經濟的新增長點。中交水規(guī)院以“全國布局、區(qū)域深耕、業(yè)態(tài)融合、技術引領”為理念,圍繞北海、東海、南海三大海域特征設立海洋業(yè)務中心,針對不同海域資源稟賦,定制化研發(fā)海洋牧場融合發(fā)展、海上風電生態(tài)友好型建設、深遠海保障基地等技術路線,推動海洋新業(yè)態(tài)綠色高效發(fā)展。
在舟山,中交水規(guī)院參與建設的海洋牧場項目正在實施。項目不僅涵蓋海上網箱養(yǎng)殖,還設置了陸上的生態(tài)種業(yè)繁育基地、綜合服務中心、垂釣區(qū)、海上觀光步道等,推動傳統(tǒng)漁業(yè)從第一產業(yè)向第三產業(yè)延伸?!拔覀兊膬?yōu)勢在于,把養(yǎng)殖戶對產量的需求、政府對生態(tài)的要求、游客對體驗的追求,統(tǒng)一到一套設計方案里。”舟山海洋牧場項目負責人李志勝介紹。
瞄準海上風電領域,中交水規(guī)院積極開展技術儲備。據統(tǒng)計,截至今年2月底,我國海上風電累計并網裝機超4700萬千瓦。面對這一快速增長的市場,中交水規(guī)院努力通過精細化設計實現(xiàn)降本增效,實現(xiàn)能源行業(yè)與海洋工程技術行業(yè)的跨界融合。
從碧海新生的近岸修復到跨界融合的體系創(chuàng)新,再到深遠布局的藍色增長,中交水規(guī)院不斷探索轉型,提升跨越學科壁壘、在復雜約束中尋找系統(tǒng)性解決方案的核心能力。
據介紹,中交水規(guī)院未來將持續(xù)深耕海洋生態(tài)修復、海洋牧場、海上新能源、深遠海保障四大領域,以全產業(yè)鏈技術服務與持續(xù)創(chuàng)新能力,助力港產城融合發(fā)展與海洋生態(tài)保護,致力于成為全球領先的海洋工程綜合解決方案服務商。