項目公示信息一、項目名稱：濕陷性黃土地區海綿城市建設關鍵技術研究與應用二、提名者及提名意見提名單位：陜西省科技廳提名意見：本項目屬于工程建設和生態環保領域，涉及市政工程、生態環境、巖土工程、水利工程、新型材料等多個學科。2016年以來，項目組依托陜西科技控股集團有限責任公司、中建生態環境集團有限公司（原中建水務環保有限公司）、西安科技大學、北京金隅節能保溫科技（大廠）有限公司，在陜西省重點科技創新團隊計劃、國家自然科學基金及大中型企事業單位委托項目的支持下，歷經多年攻關和實踐，以推動濕陷性黃土地區海綿城市安全建設與健康運營為目標，開展模型試驗、現場試驗、現場監測、材料試驗、數值仿真等研究工作，形成濕陷性黃土地區海綿城市建設的關鍵技術體系，在國內第一批、第二批海綿城市試點建設等重點項目中成功應用，取得顯著的經濟效益和社會效益。成果材料齊全、規范，無知識產權糾紛，人員排序無爭議，符合陜西省科技進步獎提名條件。特提名為陜西省科技進步獎二等獎。三、項目簡介聚焦于濕陷性黃土地區海綿城市建設中面臨的各項關鍵技術桎梏及推廣應用難題，本項目課題組融合市政工程、生態環境、巖土工程、水利工程、新型材料等多個學科領域開展跨學科研究和技術推廣。海綿城市建設作為國家的核心戰略，“十三五”期間已在30個城市開展國家級試點，90個城市開展省級海綿城市試點，在解決城市內澇、促進生態文明建設、改善人民生活質量等方面成效顯著。但是濕陷性黃土地區地質條件復雜，生態環境脆弱，控制黃土地基濕陷變形與海綿城市“滯、蓄、凈、用”效能之間的平衡問題突出，現有理論與技術難以適用。為推動海綿城市在濕陷性黃土地區的建設與健康運營，必須創新與變革，在產學研科研構架的基礎上，融匯多學科研究路徑以完善濕陷性黃土地區海綿城市建設的關鍵技術體系。主要創新性成果如下：（1）濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝技術體系透水鋪裝系統是海綿城市雨水徑流導排、收集、儲存、凈化的核心環節之一，常規直滲型鋪裝技術存在雨水滲入濕陷性黃土路基引發道路開裂、塌陷等次生災害的風險。本項目針對濕陷性黃土地區海綿城市的建設需求，基于宏-細-微觀相結合的方法揭示了壓實黃土在水分滲、滯、排過程中的水分遷移規律和強度損傷機理，研發了黃土路基處理結合剛性、柔性半透水結構的鋪裝技術體系，在不斷推廣應用的過程中逐步形成標準化技術，編著中國建筑參編北京市地方標準《透水混凝土路面技術規程》已通過專家審查、參編《海綿城市建設工程技術規程》已發布，主編的《陜西省黃土地區海綿城市建設工程技術規程》已立項批復。（2）海綿城市建設硬質生態駁岸及固溝保塬技術針對西北濕陷性黃土地區水土流失嚴重，海綿城市建設與水土保持結合不足問題，在現狀水土保持技術的基礎上，從技術選擇、工藝設計、運維管理等方面分析研究了固溝保塬技術，研發了生態防護材料-植生透水混凝土預制鋪裝砌塊，優化和發展了適用于西北濕陷性黃土地區結合海綿城市建設的固溝保塬與邊坡防護技術，著重針對溝頭防護技術進行研究，采用了正態水工1：8整體模型試驗對溝道下塬箱涵內的流態情況、過流能力進行了驗證，確定出了負壓的位置和高度，為箱涵布置和結構設計提供了科學依據，形成了具有特色的西北濕陷性黃土地區海綿城市建設硬質生態駁岸技術，有效緩解水土流失，改善生態環境。該技術成果已在西安、慶陽、固原等多地國家海綿城市試點建設項目中成功應用，立項地方標準1部（陜西省黃土地區海綿城市建設工程技術規程），其中國家第二批海綿城市試點--慶陽市海綿城市張鐵溝溝道治理項目被列入國家十三五重大科技課題“建筑垃圾再生滲蓄功能材料的制備及應用關鍵技術研究與示范”的重點示范工程。（3）基于多孔蓄水巖棉的海綿城市生態滯蓄技術創新研發了具有親水性強、蓄水量大、保水時間長、布置方式靈活等顯著優勢的生態滯蓄新材料—多孔蓄水巖棉。通過長期真實降雨試驗研究了不同酸度系數和表觀密度的生態多孔蓄水巖棉的觸水性能、力學性能及耐侵蝕性能，完善了多孔蓄水巖棉的生產配方和生產工藝，構建企業標準1部。針對海綿城市對雨水滯、蓄、用的需求，與半透水鋪裝技術相互匹配，提出了基于多孔蓄水巖棉的海綿城市生態滯蓄技術，在新材料研發的基礎上完善其在海綿城市建設中的應用技術。在雨水花園、下沉綠地、半透水鋪裝路面、雨水收集、凈化、回用、排放等技術相結合的雨水調蓄設施等應用場景中優勢顯著，形成針對性較強的特有技術。（4）建筑垃圾再生骨料預拌透水混凝土技術基于我國建筑垃圾資源再利用戰略結合海綿城市建設對透水鋪裝材料的需求，研發了智能建筑垃圾處理方法，從建筑垃圾再生材料制備的系統、介質及控制裝置等方面提升了建筑垃圾處理的智能化程度，在此基礎上結合濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝技術體系研發了建筑垃圾再生骨料預拌透水混凝土技術，通過研究透水混凝土力學性能、透水性能與再生骨料參量、級配、吸水率及外加劑添的關系，建立了配合比設計方法和較為清晰的本構關系，可在將海綿城市半透水鋪裝體系中透水結構層的再生骨料替代率最高提升至100%的同時提高其抗凍融性和耐磨性。該成果已在西安、慶陽、固原等多地海綿城市試點建設項目中成功應用，擴展了建筑垃圾資源下游產業應用路徑，提高了濕陷性黃土地區海綿城市建設的綜合生態效益。研究成果具有很強推廣應用價值，在陜西西安、寧夏固原、甘肅慶陽、大連莊河、云南玉溪等多個國家海綿城市建設試點或財政部批示的示范項目中成功應用，形成中國建筑集團有限公司企業標準1部，經濟效益、社會效益顯著。其中慶陽海綿城市張鐵溝溝道治理項目被列入國家十三五重大科技課題“建筑垃圾再生滲蓄功能材料的制備及應用關鍵技術研究與示范”的重點示范工程。四、客觀評價在項目實施過程中課題組針對濕陷性黃土地區海綿城市建設的各項關鍵技術問題，從基礎理論、設計方法、建筑材料、施工工藝等多維度進行突破，先后在JournalofMountainScience、中國給水排水等著名學術期刊發表代表性論文18篇，成果得到了國內外同行的認可。已有授權專利8件，完成國家自然科學基金項目1項，完成陜西省重點科技創新團隊計劃項目1項，培養博、碩士研究生15名。編制了海綿城市建設、多孔蓄水巖棉企業標準各1部，主編的陜西地區海綿城市建設標準已立項，參編的北京市地方標準《透水混凝土路面技術標準》修訂工作已通過審核，專著《建筑垃圾減量化技術》已于2021年3月出版。研究成果有效完善了濕陷性黃土地區海綿城市建設的關鍵技術體系，相關成果鑒定達到國際先進水平，并成功在陜西西安、寧夏固原、甘肅省慶陽等多個濕陷性黃土地區國家海綿城市建設試點或財政部批示的示范項目中成功應用，經濟效益、社會效益顯著。主要知識產權、標準規范、論文著作等目錄專利/標準部分序號知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區）授權號/授權日期完成單位完成人專利有效狀態1實用新型專利鋪裝于濕陷性黃土地區的透水混凝土路面中國ZL201821031030.92019年1月15日中建水務環保有限公司；慶陽中建隴浩海綿城市建設管理運營有限公司安東子；孫金順；陳念宇；王晏強；張可盼有效2實用新型專利蜂窩結構的生態修復用植被網中國ZL201921380687.02020年8月7日陜西科技控股集團有限責任公司；中陜核工業集團地質調查院有限公司鄒愈；常園；胡兆江；石魯豫；董琪；段旭；花業琴有效3實用新型專利雨水收集蓄水系統及一體化雨水收集系統中國ZL201921999389.X2020年11月6日中建水務環保有限公司；慶陽中建隴浩海綿城市建設管理運營有限公司安東子；孫金順；張云富；高奎；田國霞；田振國；王晏強有效4實用新型專利一種適用于黃土邊坡的連鎖式護坡結構中國ZL202020991804.32020年09月15日陜西科技控股集團有限責任公司；西安科技大學鄒愈；董琪；常園；胡兆江；葉萬軍；吳云濤；崔晨陽有效5發明專利一種考慮多要素的分布式水文模型子流域劃分方法中國ZL201910888956.22020年11月24日中國水利水電科學研究院;中建水務環保有限公司劉佳嘉;周祖昊;嚴子奇;桑學鋒;牛存穩;杜軍凱;龔家國;劉琳;賈仰文;王浩有效6中國建筑集團有限公司企業標準海綿城市建設技術標準中國Q/Z10月1日中建水務環保有限公司張云富、安東子等有效7企業標準生態多孔纖維棉中國Q/ZJBEM4月20日北京金隅節能保溫科技（大廠）有限公司孫建，曹健，杜慶，等有效論文部分序號論文專著名稱刊名作者影響因子年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發表時間通訊作者第一作者國內作者SCI他引次數他引總次數知識產權是否歸國內所有1黃土高原寒冷地區某學校海綿化改造方案分析與應用中國給水排水孫金順，安東子，譚國霞，譚國霞等0.9322020年第36卷第12期60頁2020年6月高奎高奎高奎，孫金順，安東子，譚國霞等00是2StudyonadverseeffectsofgroundwaterlevelrisinginducedbylandcreationengineeringinhillyandgullyareaoftheLoessPlateauJournalofMountainScience段旭，董琪，葉萬軍，JLZhou，OHErwin1.552019年16卷2739-27532019年12月段旭段旭段旭，董琪，葉萬軍00是3DeteriorationoftheInternalStructureofLoessunderDry-WetCyclesAdvancesinCivilEngineering葉萬軍，白楊，崔晨陽，段旭1.162020年7期2020年7月白楊葉萬軍葉萬軍，白楊，崔晨陽，段旭00是六、主要完成人情況姓名排名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目貢獻董琪1部長教授級高工陜西科技控股集團有限責任公司陜西科技控股集團有限責任公司作為黃土地區土木工程與地質環境協調研究創新團隊負責人組織完成海綿城市多項技術研發，完成項目的推廣應用。張云富2總工教授級高工中建生態環境集團有限公司中建生態環境集團有限公司主持研究濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝技術體系、海綿城市建設硬質生態駁岸及固溝保塬技術，完成項目技術的推廣應用。段旭3無講師西安科技大學西安科技大學研究重塑壓實黃土的水分遷移規律和強度劣化機理。為濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝設計、多孔生態纖維棉在黃土中的吸水和保水設計提供支撐。謝誠4技術總工高級工程師北京金隅節能保溫科技（大廠）有限公司北京金隅節能保溫科技（大廠）有限公司完成了多孔生態纖維棉生產配方和生產工藝研制工作，。完成了企業標準《多孔生態纖維棉》的審查工作。負責多孔生態纖維棉的市場推廣工作，負責多個項目的施工技術方案和現場施工技術指導。孫金順5總經理高級工程師中建生態環境集團有限公司中建生態環境集團有限公司參與濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝技術體系研究，研發出濕陷性黃土地區雨水花園技術（實用新型專利），參編企業標準《海綿城市建設技術標準》一部。葉萬軍6副院長教授西安科技大學西安科技大學參與研究重塑黃土壓實處置技術，及重塑黃土中的水分遷移規律。為濕陷性黃土地區海綿城市半透水鋪裝設計、多孔生態纖維棉在黃土中的吸水和保水設計提供支撐。魏健佳7副部長高級工程師中國市政工程西北設計研究院有限公司中建生態環境集團有限公司參與海綿城市建設和多孔蓄水巖棉的推廣項目，組織完成了西安小寨海綿城市試點項目的測繪、勘察和專業景觀設計工作。安東子8技術總工高級工程師中建生態環境集團有限公司中建生態環境集團有限公司開展黃土路基處理結合剛性、柔性半透水結構的鋪裝技術體系，開展再生骨料透水混凝土和植生混凝土研究，指導固溝保塬技術研究。劉琳9無工程師中建生態環境集團有限公司中建生態環境集團有限公司參與固溝保塬技術研究，考慮最大洼地儲流深概率分布的產流計算方法和考慮多要素的分布式水文模型子流域劃分方法七、主要完成單位情況1.陜西科技控股集團有限責任公司作為本項目的依托單位，陜西科技控股集團有限責任公司為項目的順利完成并取得優異成績做出了重要貢獻，完成單位負責本項目的推進，協調、管理和組織工作，推動科研項目有序進行，為項目的運轉提供后勤保障和資源調配，使得項目能夠順利開展，并積極引導科研成果的轉化，取得良好的成績。中建生態環境集團有限公司（原名中建水務環保有限公司）負責項目技術開發和推廣工作，針對濕陷性黃土地區地質氣候特點，以解決控制黃土地基濕陷變形與海綿城市“滯、蓄、凈、用”效能之間的平衡、水土流失、水資源短缺等問題為導向，從技術、設計、材料、施工等方面對濕陷性黃土地區海綿城市建設關鍵技術進行深入研究。西安科技大學負責濕陷性黃土地區海綿城市建設潛在工程地質問題的基礎理論研究，基于宏-細-微觀相結合的方法揭示了壓實黃土在水分滲、滯、排過程中的水分遷移規律和強度損傷機理，為了黃土路基處理結合剛性、柔性半透水結構的鋪裝技術體系及固溝保塬技術提供支撐。北京金隅節能保溫科技（大廠）有限公司在項目實施過程中，開發了多孔生態纖維棉產品、自動包覆生產線，設計了蓄水構造，通過真實降雨模擬實驗預測陸多孔生態纖維棉在海綿城市工程中的使用壽命，并在自有大廠生產基地、曹妃甸生產基地進行了為期3年的試點工程。在西安市小寨區域、寧夏固原、甘肅慶陽等多個濕陷性黃土地區海綿城市項目中大