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“国产无创手术”,守护农村地下管网
发布日期:2023/4/12 11:30:13
    创客青春 ·开栏的话

    近年来,随着全省高校创新创业教育改革的不断深化,我省大学生在各个赛场放飞“双创”梦想,各赛道全面开花。党的二十大报告对“教育、科技、人才”作出了统筹谋划和一体部署,为新时代大力发展创新创业教育指明了方向。本版今起推出“创客青春”专栏,为您报道我省各地扎实推进“双创”教育的改革举措和成果,记录新时代青年搏击“双创”的澎湃动能,探索贯通全链条的“双创”教育模式和育人体系。

    近日,第十三届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛全国决赛在北京理工大学圆满结束,福州大学经济与管理学院研究生黄宇洲主导的项目《地管通——乡村排水守护者》在决赛中获得金奖。

    此前,这个项目还曾获第九届“创青春”中国青年创新创业大赛社会企业专项总冠军、金奖,成思危社会企业奖,以及第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛银奖等荣誉。

    2013年,项目以学生实践活动的形式萌芽,十年中致力于研发管网非开挖修复技术,突破国外长期垄断该项技术所需原材料的局面,创新提出管网治理一站式服务新模式,实现长效治理。截至目前,共完成3757公里排水管网排查,使313个村庄受益,每年使1300万吨河水免遭污染。

    “国产无创手术”快速发展

    “水环境污染的表象在河里,根源在岸上,核心在管网。”作为家里的第三代水利人,黄宇洲从小就从祖父辈那里了解到了许多水利知识,深知水污染反复之痛。

    2013年,入读福州大学水利水电工程专业,学习更多专业知识后,黄宇洲心里有了更明确的方向,在校期间他就启动了自己的创业项目“地管通”。

    “非开挖修复类似于对管道进行一场‘无创手术’,相比于人们熟悉的‘开膛破肚’场景,这项技术修复快、强度高、不开挖,可夜间施工,既不扰民又不影响交通。但这项技术在国内外发展水平差距较大,我国可利用的非开挖修复技术屈指可数,而且应用也相对较少,目前非开挖修复技术均掌握在外企手中。”黄宇洲介绍。

    据不完全统计数据显示,“十三五”期间,我国共有约7700公里排水管道修复采用了非开挖修复技术,4家管网非开挖修复材料外企从中获利460多亿元。

    本科毕业后在福州市水务集团的工作经验,让黄宇洲更感技术受制于人的“痛点”。

    如何实现“无创手术”?

    “非开挖修复主要的技术路径,是在现有的旧管道内壁上衬一层热固性树脂,通过紫外线照射的方式使其固化,但此前国产技术的瓶颈在于材料产生的这层新‘内壁’强度不够,因此需要依赖进口材料。”黄宇洲意识到,突破其中“卡脖子”的环氧树脂材料是关键。

    为此,回到福州大学攻读硕士学位时,在老师的牵线下,黄宇洲团队和福州大学光催化研究中心建立合作关系,创新研发了新的光引发剂,“其技术核心是改进了光引发剂与光敏树脂在傅克合成反应里的中间体,并优化光引发剂和光敏树脂配比,让材料具备更高强度、更经久耐用。当前,我们的材料可保证管道安全运行30年”。

    黄宇洲告诉记者,他们还在技术方案中适配了新型冷光源,“匹配我们新的光引发剂效果更好,修复速度更快”。

    “数字化运维平台”实现长效治理

    “‘无创手术’只是我们核心技术的其中一环。”黄宇洲介绍,要真正解决乡村道路“开膛破肚”问题,他们还需想得更远。

    排水管网长,排查无从下手,开挖修复导致出行不便,缺乏维护水污染易卷土重来……长期实践表明,农村排水管道治理存在这样那样的“恶性循环”。

    为此,黄宇洲召集团队全面调研、深度分析农村地区的排水现状,逐步探索出一条以非开挖修复技术为核心、“排查、修复、数字平台”三大板块协调发展的乡村管网治理一站式服务体系。

    在排查上,团队应用分时排查法、晴雨对比法、设备探测法、水质监测法等综合性排查技术。“我们着力打造水污染防治的‘三甲医院’,有效查明水污染源头。”由此积攒的经验,让黄宇洲参与到起草《福建省住建厅排水管网排查技术指南》初稿的过程,该文件后来成为指导全省管网排查工作的重要指南。

    农村水污染防治存在的无人管、无钱用、无技术等问题,让黄宇洲和他的团队也意识到,与城市不同,农村地区管网治理需要建立长效运维管理机制。

    当前,黄宇洲团队正与福州大学数字中国研究院开展数字排水平台的研发。“有了‘三甲医院’‘无创手术’,我们还要为‘患者’建立‘健康档案’。”黄宇洲表示,他们搭建了业内领先的农村排水管网运维平台“地管通”,旨在通过数字化平台收集基础数据、搭建基础数据库,连点成片成面,实现对农村地区管网的统一监管,降低成本。

    在技术研发上,团队提出了“黑箱模型”的建设新思路,将人工智能技术应用到排水管网运维领域,通过强化学习算法,搭建管网数学模型,实现数据的有效利用,建立排水防涝预警模块与污水管网异常监测模块,推动我国管网运维技术领域转型升级。

    2020年,受三明市三元区岩前镇政府的委托,黄宇洲带领团队对岩前镇现有排水管网现状进行了治理。改造后,岩前镇岩前村的水系统重新焕发生机,岩前村也获得“2021年省级乡村振兴突出村”荣誉称号。项目成功入选2021年福建省水利厅“河小禹”工作实施典型案例。

    以岩前村为起始点,黄宇洲团队的方案后来陆续投入到南安市镇山村、寿宁县鳌阳镇、晋江市陈埭镇等地区,相继取得成效。

    “这是一片‘蓝海’。”黄宇洲告诉记者,根据2022年水利部全国水体调查报告,我国排水管道老化、损坏率高,其中乡镇老化管道占比超50%。

    2021年,“地管通”项目获得“植根榕城”福州市优秀创业项目资助一等奖,一次性获得10万元的创业资助。“这是我们由校园走向社会,正式开拓市场的标志性奖项。”黄宇洲说。

    当前,他的团队已入驻中国东南(福建)科学城科创中心,开展非开挖设备和材料的研发,还入驻福建省大学生三创基地中心和漳州人才驿站、浦台创业园,进一步开拓市场,让企业加速转型升级。

    来源:东南网 
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