自上世纪80年代以来，我国城镇化快速发展，在推动社会经济发展的同时，也给自然环境带来了巨大压力。城市发展与生态环境之间的矛盾逐渐凸显，且日益尖锐，尤其是城市水资源短缺、水环境污染、水生态损害、水安全威胁等一系列水问题直接影响到城镇化建设质量、居民美好生活品质和社会经济可持续发展。
为贯彻习近平总书记在中央城镇工作会议上提出的“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”会议精神，2015年10月，国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》首次提出了明确的工作目标：通过海绵城市建设，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。随着第一批16个城市作为海绵城市建设试点城市遴选落地，年投资达4000亿规模的中国海绵城市建设拉开序幕。
政策引领开启创新之路
彼时，海绵城市在我国还是一个非常新鲜的概念，国内相关理论研究极为缺乏，相关标准规范缺失，大多从业者尚未对此有清晰的认识，在早期的工程实践中常照搬国外经验做法，盲目套用传统设计规范标准参数，很难解决实际问题。
“发展是第一要务,人才是第一资源，创新是第一动力。”致力于“成为国际一流的科技型工程公司”的中机国际，始终不忘以“共筑精品工程，促进城市可持续发展”为企业使命，积极响应政策号召，于2016年4月迅速成立海绵城市技术研究中心（以下简称：海绵中心），制定发展规划，明确定位，聚焦海绵城市建设集成关键技术、耦合联用仿真模拟技术、黑臭水体整治集成技术以及智慧水务综合管控技术四大研究方向和科技成果转化应用，通过从内部选拔优秀专业技术人才，加大社会人才招聘力度以及引进海外高层次专家人才，迅速集聚了一支有国务院津贴专家、海外专家、博士、硕士等组成的技术研究创新团队，并聘请国内相关行业和高校著名教授、技术和工程管理专家组成技术顾问团队。同年11月获批为“海绵城市建设集成技术湖南省工程研究中心”。作为湖南省首家在海绵城市领域的省级工程研究中心平台，海绵中心致力于促进城市绿色、生态、环保、可持续发展，科技创新之路由此开启。
在中设集团《海绵城市建设集成技术研究及工程应用示范》重大孵化基金课题和国机集团《流域环境综合整治关键技术与装备研究及示范》重大科技专项的支持下，中机国际持续加大政策保障和资金投入力度，建设环保分析实验室，购置海绵城市建设和环境工程相关的专业软件和测试分析硬件，为海绵中心提供了强大的研发基础设施保障。海绵中心围绕人才队伍培养、技术研发和产品开发、成果转化应用、社会影响力提升等方面，心无旁骛搞创新，一心一意谋发展，通过六年的不懈努力，打造了一支科研创新能力强、技术水平过硬、工程经验丰富、具有较强影响力的工程技术研究与应用队伍，建立了专业化、系统化的海绵城市建设工程研究和技术应用体系，搭建了基于数值仿真模拟技术的海绵城市技术研究和工程应用支持平台，研发出一系列具有自主知识产权的专利及专有技术，并相继应用到相关工程项目中，显著提升了中机国际在海绵城市建设、水环境治理与水生态修复领域的市场竞争力，孵化出新的业务板块和增长点。
数字化建设带来理念之变
随着海绵城市建设技术“LID工具箱”、城市水环境综合整治技术“工艺包”等专利、专有技术研发成果及工程示范应用的研发，海绵中心逐步认识到数值仿真模拟技术在海绵城市乃至城市排水系统规划设计中的重要作用。研发团队突破传统规划设计理念和手段的束缚，通过开展海绵城市仿真技术应用专题研究，形成了城市涉水基础设施能力评估技术应用体系关键技术、基于河湖水动力水质模型的水系综合评估与治理整体解决方案等系统成果，并将成果应用于海绵城市规划建设项目中。
随着近年来数字中国建设取得重大进展，数字技术创新和迭代速度明显加快，极大提高了社会生产力和资源配置水平，水务行业当前一项迫切的任务是追赶数字水务、智慧水务、工业4.0等重大的技术进步。海绵中心敏锐捕捉到水务行业发展新机遇，智慧海绵的理念也由此萌芽，在前期取得的数值仿真模拟技术成果及应用的基础上，迅速布局开展智慧型海绵城市建设管控系统研究。
2018年，海绵中心成功申报了长沙市雨花区重大专项《智慧型海绵城市建设管控平台的研究与应用》，依托该课题，系统开展了适应于海绵城市建设的长沙市气候气象本地化参数研究和气候变化背景下未来极端降雨特征研究。在研究成果的基础上，构建了以大数据+云计算+移动互联网+人工智能+计算机辅助决策为基础的《智慧型海绵城市建设管控平台》（2020SR1656907），依托多源数据融合及数据分析技术，以区域气象—水文—水动力—水质模型耦合为支撑，可实现对海绵城市建设从前期规划建设到后期运行维护的闭环精准管理和建设效能评估，对当前与未来不同时期城市排水能力、内涝风险的评估，以及对城市暴雨和内涝提前预警等功能，为政府项目建设管理、规划决策和应急响应提供科学的技术和数据支持。
良性循环构建生态之链
科技创新只有主动对接国家和地方重大需求，与市场经济互动，在实践中发现需求和问题，有针对性的开展创新研究并解决问题，才能迎来服务社会与自身发展的良性循环。随着各项研究课题的顺利开展和研究成果的持续转化，面对当前水务行业数字化建设主要以IT企业为主导，缺乏对业务场景应用的深度理解和把控的现状，海绵中心从自身条件出发，发力智慧水务技术研究和工程应用。2019年，海绵中心承接了湖南省首个流域水环境智慧水务建设项目——“湘江新区龙王港流域智慧水务建设设计”，并于2021年顺利落地并通过验收。在项目设计和实施中，海绵中心将自建数学模型和研究成果嵌入龙王港流域智慧水务管控平台中。该平台以物联感知、大数据平台、虚拟现实、离线工艺模型仿真等技术为依托，系统管控龙王港流域水文水质、防洪排涝、日常业务等信息，实现龙王港水务管理“全区域、全时空、全覆盖”的信息汇集、综合监管、统一决策。
在此过程中，海绵中心发现了新的技术需求，决策开展智慧型海绵城市建设管控平台向智慧水务平台迭代升级的技术研究，并联合多家合作单位，成功申报了湖南省科技厅重点领域研发课题《黑臭水体治理关键技术研究与示范》，其中海绵中心承担子课题《黑臭水体长效治理关键技术管理体系及综合管理平台构建》研究。
随着研究不断深化，成果不断产出，功能模块不断迭代，智慧水务平台的业务应用场景也在不断丰富。目前海绵中心的智慧水务研发已经从城市级的管控平台向“天-地-厂-网-河”的流域综合管控体系拓展，取得了《基于城市降水空间分布特征的市政雨水管网规划设计系统》 （ZL202210079111.0）、《城市暴雨强度计算方法及系统、设备、存储介质》（ZL202111381892.0）2项发明专利和《中机国际基于流域水环境管控目标的智慧规划决策系统软件》 （2022SR0407435）等4项软件著作权，构建了用于规划辅助决策、预警响应、优化调度、实时控制等的“智慧大脑”，可实现供排水全域、全流程智慧运营及管理。
智慧水务守护流域之治
在中机国际推动全国化布局的进程中，海绵中心凭借着科研和技术优势成功中标“云南省异龙湖流域生物多样性与生态系统服务功能研究”项目，推进了以“流域之治”守护绿水青山的新实践。本项目作为异龙湖保护治理课题的重要内容，主要研究和评估在不同时期土地利用、覆被变化演变特征及气候条件变化下，异龙湖流域生态水文效应及生态系统服务价值的变化影响，研究成果对综合管控异龙湖流域保护治理、改善生态系统服务功能和促进城市可持续发展提供科学依据。
服务经济和社会发展既是科技创新团队的使命使然，也是不断提升海绵中心核心竞争力的重要因素。基于异龙湖流域生物多样性与生态系统服务功能研究成果的重要性，以及课题研究团队严谨的科学精神和在智慧水务领域所取得的多项自主知识产权与较强的专业技术能力，2021年底，总投资4600余万元的《异龙湖流域智慧监管平台建设项目》正式启动，海绵中心承担了其中的“水资源水环境决策支撑平台建设”和“水环境运行管理智慧决策系统”两个核心部分的研发。研发内容涵盖了异龙湖流域水循环孪生仿真体系建设、流域水系运行管理系统、流域辅助决策及绩效评价体系建设，成果将集成在异龙湖流域智慧监管平台，形成集异龙湖流域水资源水环境决策支持、智慧水环境运行大脑、智慧监管应用和综合展示交互为一体的“智慧湖泊”云平台，实现“精确治理、精细管控、精准施策”的智慧化管理决策。
科技创新解决卡脖子之难
国家“十四五”发展规划中重点提及了关于智慧水务的流域管控，事涉绿水青山，国家对此高度重视，这更加坚定了中机国际布局智慧水务市场的决心。海绵中心从成立初期的模型软件使用者，到提供从研发到设计、实施、交付等一系列整体解决方案，再到如今以“数据驱动、智慧管控、精准治水”为建设理念，借助云计算、物联网、大数据、数字孪生、人工智能等新一代信息化技术，自主开发算法，构建具有自主知识产权的仿真模型系统，开发出以“天—地—厂（站）—网—河（湖）”一体化智慧水务综合管控系统为支撑的《中机国际智慧水务管控平台》，有效解决了“卡脖子”的难题。
海绵中心成立六年以来，先后承担省、市级重大科技项目12项，主参编国家、地方标准14项，申请专利软著35项，授权发明专利6项、实用新型专利15项，登记软著4项，发表学术论文20余篇，获省部级奖6项。形成了以关键技术成果与专利产品组成的海绵城市建设技术产品体系，一是基于数学模型耦合联用的城市涉水基础设施能力评估关键技术，科学评估城市涉水设施应对未来气候变化、极端降水事件的弹性，指导城市涉水设施规划建设、工程技术措施的制定和优化，构建城市水的良性循环系统整体解决方案；二是由3项发明专利、7项实用新型专利技术和“高效溢流雨水口”、“装配式雨水花坛”及“生物滞留介质”等专利产品组成的海绵城市建设“LID工具箱”，适用于建筑与小区、市政道路、绿地与广场海绵城市建设项目；三是由4项发明专利、5项实用新型专利技术和产品组成的“初期雨水及合流制溢流污染控制关键技术”，其技术核心为发明专利“分级生物过滤介质及其制备方法、分级生物过滤/滞留系统”、“微涡流悬浮快滤设备”等专利技术组成的“预处理+调蓄+悬浮快滤+分级生物过滤/滞留系统”工艺包，适用于初期雨水、合流制溢流污染的原位生态化处理，以及微污染水体水质净化项目；四是由2项发明专利和4项软件著作权组成的《中机国际智慧水务管控平台》产品，其核心在于基于模型算法提供科学、合理的决策支持，适用于海绵城市建设监管、城市内涝预警调度、流域水环境管控等相关信息化、智慧化平台项目。一系列的关键技术与专利产品在百余个工程项目中得到成功应用，从2016年成立以来，海绵中心承接和支持公司承接海绵城市建设及流域综合治理相关项目设计及EPC合同合计13.84亿元。
“从广义上来说，海绵系统包含着山水林田湖草沙，海绵城市建设是综合性的城市建设项目和生态文明建设工程，是一项多学科、多领域、多部门交叉的系统工程。我们现在走到了智慧水务这一步，这是新型信息技术赋能水务行业突破短板、高质量发展的必然路径。道阻且长，我们还有很长的路要走。但是我相信，在国家政策利好的新时代，在上级公司的关心支持下，海绵中心将一如既往的充分发挥‘技术研究创新、业务开拓支撑和成果转化应用服务’三位一体的三重优势叠加效应和挖掘生态创新循环价值链潜能，中机国际的智慧水务业务一定会不断做大做强。”海绵中心团队对未来发展充满了信心和期望。
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