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建功立業標兵榜:致力海綿城市研究, 讓雨後不再看海
——訪國家“青年千人計劃”學者侯精明教授
2018-12-14 15:31 本報記者 陳曉芳  審核人:

 

 

侯精明,水利水電學院三級教授、博導。2008年,前往德國柏林工業大學攻讀博士學位;2013年,赴英國紐卡斯爾大學從事博士後研究;2016年,就職manbetxapp下载 ;2017年,入選中組部第十四批青年千人計劃。

 

采訪前翻看整理侯精明教授的資料,20餘篇國際學術論文,280餘次累計引用量,10.4次一作單篇他引次數;20餘個水利行業SCI期刊的審稿人;科研經費千餘萬元;負責10餘個包括國家青年千人計劃項目、國家自然科學基金等在內的科研項目。在一長列艱澀的學術篇名和專業術語中,海綿城市研究引起了筆者濃厚的興趣,也讓這次采訪變得明朗起來。

 

Newcastle Flood,與海綿城市研究的初次相遇

 

與國內所學一脈相承,侯精明在德國柏林工業大學讀博的專業是計算水力學。他舉了一個簡單的例子來闡釋這個專業:比如預測洪水向下遊演進過程,用傳統方法計算結果偏差較大,勢必會影響防災減災工作的準備,而計算水力學則是借助現代計算機技術及數學方法進行更快、更準確地預測,兼得高效和高精度之美。針對現有模擬算法仍存在的不足,侯精明在發現問題的基礎上不停地改進算法,發現一個問題,就改進一點,再發現一個問題、再改進一點,改進了四次,發表了四篇學術論文,獲得導師極大認可和推薦,拿到了柏林地區僅三個名額的2014 年度德國Tiburtius-Preises優秀博士論文獎。

讀博期間,侯精明讀了英國紐卡斯爾大學華人教授梁秋華的論文,闡述深入淺出,給他很大啟發,他很想有機會再到梁秋華教授那裏,繼續深造。機緣巧合,博士畢業那年,梁秋華正好招博士後,侯精明在十多個麵試者中脫穎而出,順利入職英國紐卡斯爾大學。 2012年7月21日,北京遭遇強暴雨,致79人死亡。城市化進程飛快向前,原本可以滲水的農田,變成不能透水的硬化路麵,此次暴雨成了一場災難。2015年,我國正式推進海綿城市建設,實現小雨不積水、大雨不內澇,海綿城市研究隨之興起。梁秋華從國內回去,把這些信息傳達給了侯精明。

在這之前,侯精明已經做過與內澇相關的研究。與2012年北京暴雨同步的另一場暴雨致災事件是:Newcastle Flood,紐卡斯爾城市內澇。大水像河一樣漫湧而來,梁秋華記得,原本到家地鐵半個小時的路程,因地鐵灌水受阻,從下午四點直走到夜間淩晨。侯精明想,類似於紐卡斯爾暴雨這樣的極端天氣會隨著氣候變化越來越多,這個問題值得去研究。他找來當年的數據資料,用自己研發的洪澇過程模擬工具,把這場暴雨從開始成澇、內澇積水漫延,直至積澇消退的情景,完整再現了,計算結果與實際發生情景,基本無誤。

 

灃西新城,海綿城市研究打造“西鹹樣本”

 

之所以選擇回國工作,不僅僅是報效祖國的信念一直都在,侯精明對自己的發展有著清晰的規劃。相對於國外發展趨緩,國內正處於一個高速發展時期,水利方麵會遇到更多的問題,有更多的難題需要去解決,他期待他的研究擁有一個更大的舞台。

2015年,西鹹新區成為第一批16個海綿城市建設試點之一,曆經數年,成功打造了海綿城市建設的“西鹹樣本”。像海綿一樣,城市建設采取透水地麵、生物滯留槽、下沉式綠地等措施,下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水,需要時再將蓄存的水“釋放”並加以利用,遵循天人合一,融入自然。早在2011年,西鹹新區灃西新城就開始與水利水電學院李懷恩和李家科教授合作,侯精明回國後,很快加入進來,他在國外洪澇過程模擬研究的基礎上做水量研究。簡單來說,侯精明要做的就是依據自己的模型,模擬預測出暴雨來襲時,灃西新城哪個位置會有積水,積水量會有多大,讓規劃、設計、施工和後評估有數據可依、有量可考。

無米之炊,是侯精明遇到的第一個難題。模型計算,首先要輸入數據,測繪局數年一更新的數據根本跟不上中國城市化進程,侯精明想到了國際上很多領域都有應用的高精度無人機載激光雷達地形測量技術。2018年3月,侯精明倡導我校購置了無人機係統,在陝西高校中率先使用這一科研利器。無人機使用屬於一門新的技術:水利遙感技術。侯精明解釋說:“無人機在上空盤旋時,飛過一隻鳥,也會被掃描到,這就要考慮如何去剔除,而後期數據處理會更複雜。”他從自己團隊中成立了一個小分隊,專門做水利遙感研究,研究頗有成效。清華大學曾派一批學生過來取經,他們剛走,中國水科院的研究生又要來了。

一下暴雨,別人都是往家裏跑,侯精明團隊的學生卻是在兩個小時之內趕到現場,撐著傘,拿著測尺去測內澇,測出來的數據對比模擬結果,來驗證模型的準確性。2016年西安“7.24”大暴雨,學生張陽維從公交車下來,水都沒過腰了,要手拉著手才能走,但越是這樣的大雨,就越是不敢錯過。夏季的暴雨通常發生在晚上,隻要不晚於夜間12點,學生們一定會趕到。王潤、齊文超、郭凱華、李東來、劉力等等,海綿辦的工作人員對這群孩子們都太熟悉了,對他們的專業素養和敬業精神更是讚不絕口。

 

發展城市水利,未來可期

 

海綿城市建設後期運營維護,將會是侯精明和西鹹續簽的一個新項目。采訪中,侯精明取來一塊透水磚,磚內部呈灰色顆粒狀,他拿起手邊的水倒在上麵,一邊做一邊講:“你看,水是不是很快就從表層滲透下去了?我們從西鹹取回來透水磚做實驗,實驗兩年後,水還會不會這麼快滲透下去,透水性會隨長時間使用而減弱,透水磚還可能堵塞。”侯精明團隊關注到這個點後,馬上跟進設計出“透水鋪裝滲透性能檢測儀”,並申請到了專利。

材料學院能不能研製出透水性能更好的透水磚?這是侯精明所期待的。他有一個想法,圍繞海綿城市研究,把計算機,材料學等相關學科都吸納進來,形成合力,一加一大於二。他想成立一個manbetxapp下载 的協同創新中心,學科之間打通,多元融合、協同發展。

侯精明給研究生開了一門課程,城市水利。這門課,沒現成的教材可用,無太多的經驗可循,但侯精明講得透徹、輕鬆、易懂。學生李東來說:“侯老師講課,從來不要求我們會做多麼難的題,但一定要能寫個小程序,切實解決實際中遇到的一個問題。”侯精明帶了近二十個博士、碩士生,“怎樣把論文寫到大地上?我想就是讓學生的研究能真正的去解決實際問題吧。他們在項目實踐過程中發現問題,再去想怎樣解決這些問題,一點點琢磨、一步一步創新。”寧夏固原,侯精明負責的海綿城市研究的第二個項目,相比西鹹,固原缺水,而且是濕陷性黃土,模型工具一樣,但應用側重點不同,研究就要因地製宜。他把這些實踐中遇到的問題,都寫進教案、都講到課堂上來。侯精明帶學生還有一個理念,走出去。他每年都會多次帶學生參加國際、國內的學術會議,國外的水利權威專家到國內來訪,他也一定會爭取請到學校來給學生做報告。在名校雲集的學術會議上,侯精明自信地告訴他的學生:“我們也可以做到最好!”他想打造屬於中國自己的MIKE軟件;他想創辦國內第一個水利GPU實驗室;他還想發展一個新的學科,城市水利!對於未來,侯精明信心滿滿,“城市化進程,隻有引入現代水利理念,才會建設得更好。海綿城市研究做得好的話,我就可以聯係國內水利界權威,在前人成果的基礎上,協同發展一門新的交叉融合學科:城市水利。從工程水利、能源水利、生態環境水利,走到現在的城市水利,將來,我們還可以做智慧水利!”

 

采訪後記采訪走進侯精明教授的辦公室,看到一株盆栽的西紅柿,已結小果,半紅半青。好奇、問及,才知道這是侯教授做實驗用的,實驗雨水收集量夠不夠支撐屋頂農業。海綿城市研究隻是侯教授眾多研究領域的一部分,采訪也隻是管中一窺。麵對隻有36歲卻已經如此學術大咖的采訪,忐忑不安,卻是聽侯教授深入淺出、娓娓道來時,才覺得水利離我們這麼近,神奇而有趣。

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