学科专业评审组:环境与资源利用组
项目名称:城市雨污系统模拟与协同调控关键技术及应用
提名单位: 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
提名等级:二等奖
提名单位意见: 西安理工大学王添副教授团队长期以来以国家基金和企事业项目为依托,以国家重大需求为导向,结合多个海绵城市建设和黑臭水体治理工程,实现了产学研的协同攻关,研发了复杂下垫面城市水系统多要素全过程耦合的高效高精度数值模型,揭示了城市复杂下垫面和工程设施对雨污过程的调控机制,提出了绿灰蓝工程设施协同作用下的城市雨污过程系统化调控技术体系,构建了城市雨污“监测-预警-溯源-调控”全流程智慧管理平台。研究成果用于陕西、宁夏和山西等国家级海绵城市试点与示范建设、黑臭水体治理示范城市建设,地方重点工程如全域治水长安区河道综合治理的建设和运行管理中,有力地推动了城市雨污调控科学理论和技术方法的进步,产生了巨大的社会经济与生态环境效益,为我国生态与韧性城市建设做出了重要贡献。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:王添
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、2、3项科技创新做出了创造性贡献;(2)研发了耦合地表径流、非点源污染物输移、合流制溢流过程的城市水动力及伴生过程高效高分辨率数值模型,实现了多组分伴生过程的高效稳健模拟计算;揭示了城市复杂下垫面和工程调控设施对排水排污过程的调控机制,解析了城市水系统致污特征并提出污染成因量化评估方法;提出了绿灰蓝设施协同作用的城市水动力及伴生过程系统化调控技术体系,支撑了城市水系统污染的可持续防控。(3)佐证材料:附件1、2、15、16、17、19、20、22、34、35、36、37、38、39、40。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2022年度陕西省科学技术进步一等奖,城市雨洪过程模拟与调控关键技术及应用,第5完成人,证书号:2022-J-224686-1-R05;(2)2022年度,陕西省高等学校科学技术奖一等奖,黄土高原水土保持治理的生态水文作用机理及配置模式,第7完成人。(3)2017年度,陕西省高等学校科学技术奖一等奖,基于物理过程的流域水-沙-养分输移动力机制与调控,第7完成人,证书号:17M05。
  2. 姓名:刘园
    排名:2
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2、3项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与揭示了设施组合下“源头-过程-末端”的系统性溢流污染调控机理;提出了一种绿灰蓝系统化协同效应作用的多目标优化模型,为污染物浓度调控设施的系统化提供了理论支撑;成功将本项自率先应用于“全域治水长安区河道综合治理水系连通及农村水系综合治理工程”等项目中,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件23、24、25、26、32、34、35、38。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2022年度陕西省科学技术进步奖二等奖河湖污染源解析与控制关键技术及应用第2完成人,证书编号2022J-224192-2-R02;(2)2023年度中国电力建设集团有限公司科学技术奖三等奖,复杂空间极酸性环境下的废弃矿山绿色生态修复关键技术与应用,第2完成人,证书编号2023-3-37-G02。
  3. 姓名:洪伟
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心)
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2、3项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与阐明了复杂下垫面典型非点源污染物累积-冲刷-输移过程规律,探明了绿灰设施空间布局对溢流污染调控作用规律,揭示了绿灰设施协同作用下合流制溢流调控作用机制;参与构建了绿灰蓝设施协同作用的雨污过程系统化调控技术体系,提出了一种绿灰蓝系统化协同作用的多目标优化方法,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件5、34、35。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  4. 姓名:郑乔舒
    排名:4
    行政职务:产品研发部负责人
    技术职称:高级工程师
    工作单位:北京首创生态环保集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第3项科技创新做出了创造性贡献;(2)针对城市水环境系统管理的智慧化、精细化和实时化不足,研发了城市雨污“监测-预警-溯源-调控”全流程智慧管理平台,依托WebGIS、三维动态仿真等技术,实现污染物扩散过程反演,污染源精准定位,实现对污染源的智能管理,全面提升城市水环境监管处置效能,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件3、11、12、13、33、38。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2022年度中华环保联合会科技进步奖二等奖,水环境资产管理体系构建及数字化工具PANTA研发,第3完成人,证书编号ACEF-KJ-2022-036-R03;(2)2024年度北京水利学会科学技术奖一等奖,城市水系统运营关键技术体系及WEAM生态智慧运营平台,第2完成人,证书编号2024-1-10-G02。
  5. 姓名:周霞
    排名:5
    行政职务:主任工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中规院(北京)规划设计有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第3项科技创新做出了创造性贡献;(2)针对现有老旧建成区合流制溢流污染控制调度时效性差、准确性低的问题,参与构建了基于数据驱动的高效高精度洪涝数值模型与进化算法进行耦合的多目标优化调度技术;负责组织实施了项目成果在长治和银川合流制溢流调控设施优化调度的示范和应用,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件7、8、32、33。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2023年度湖北省优秀城乡规划设计二等奖,竹溪河水环境综合治理规划方案,第4完成人,证书编号:(2023)CG-2-137;(2)2023年度湖北省优秀城乡规划设计三等奖,环梁子湖周边区域生态环境保护规划,第3完成人,证书编号:(2023) CG-3-103。
  6. 姓名:陆品品
    排名:6
    行政职务:主任工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中规院(北京)规划设计有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第3项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与提出了绿灰蓝设施协同作用的城市雨污过程系统化调控技术体系;模拟计算污染物迁移转化规律和污染源时空贡献,识别污染风险区和关键问题,实现水质预报预警;负责组织实施了项目成果在渭南和珠海的雨污防控示范和应用,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件4、6、32、33。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2023年度广西壮族自治区优秀城乡规划设计三等奖,贺州市黑臭水体治理系统化实施方案,第2完成人,证书编号:2023-3-52-13。
  7. 姓名:栾广学
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:华北水利水电大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、2项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与研发了耦合地表径流、污染物输移、合流制溢流过程的城市水系统多要素多过程的高效高分辨率数值模型,实现了多组分污染物全过程高效稳健模拟计算;阐明了复杂下垫面下污染物累计-冲刷输移过程规律,解析了绿灰设施协同作用下的合流制溢流调控效应,提出了污染成因精准溯源方法;(3)佐证材料:附件1、2、17、18、19、35。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  8. 姓名:李东来
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与研发了耦合地表径流、污染物输移、合流制溢流过程的城市水系统多要素多过程高效高分辨率数值模型,实现了多组分污染物全过程高效稳健模拟计算,提出了污染成因精准溯源方法;(4)佐证材料:附件1、2、17、19、20、22。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2022年获陕西省科学技术一等奖,城市雨洪过程模拟与调控关键技术及应用,第11完成人,证书号:2022-J-224686-1-R11。
  9. 姓名:李轩
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2、3技创新做出了创造性贡献;(2)参与揭示了绿灰设施协同作用下合流制溢流调控作用机制;参与构建了统化协同效应作用的多目标优化模型,为污染物浓度调控设施的系统化提供了理论支撑;成功将本项目率先应用于“顺德区南顺联安围水体综合整治工程”项目中,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献;(3)佐证材料:附件21、22、27、28、35。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  10. 姓名:潘鑫鑫
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2、3项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与创立了城市地表及河网的污染源区定位和贡献率量化评估方法;参与创建了高效高精度水动力水质数值模型与AI算法耦合的多目标优化调度技术;(3)佐证材料:附件17、32、33、38。
    曾获国家科技奖励情况:无。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安理工大学
    单位贡献:作为第一完成单位,西安理工大学完成了本项目主要科技创新中的创新点一中的全部工作以及创新点二和创新点三中的部分工作:(1)研发了耦合地表径流、污染物输移、合流制溢流过程的城市水系统多要素多过程的高效高分辨率数值模型,实现了多组分污染物全过程的高效稳健模拟计算,提出了基于局部时间步长和多CPU加速技术的雨污过程高性能计算方法;(2)阐明了复杂下垫面下污染物累积-冲刷-输移过程规律,创立了城市地表及河网的污染溯源分析和贡献率量化评估方法;(3)提出了绿灰蓝设施协同作用的城市雨污过程系统化调控技术体系,支撑了城市水系统污染的可持续防控。此外,西安理工大学在项目的完成过程中还发表了学术论文53篇,其中SCI收录37篇,出版专著1部,授权发明专利10项,登记软件著作权3项。

  2. 单位名称:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    单位贡献:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司完成了本项目主要科技创新中的创新点二和三的部分研究工作:阐明了复杂下垫面典型非点源污染物累积-冲刷-输移过程规律,揭示了设施组合下“源头-过程-末端”的系统性溢流污染调控机理,提出了一种绿灰蓝系统化协同效应作用的多目标优化模型,为污染物浓度调控设施的系统化提供了理论支撑。同时,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司与西安理工大学开展了深入的产学研合作,将本项目成功应用于“顺德区南顺联安围水体综合整治工程”项目、“合肥市兆河生态清洁小流域建设工程”总承包项目和“全域治水长安区河道综合治理水系连通及农村水系综合治理工程”等总承包项目中,为项目技术成果的推广应用做出了卓越贡献。此外,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在项目的完成过程中还发表了学术论文25篇,其中SCI收录12篇,授权发明专利11项,登记软件著作权15项。

  3. 单位名称:中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心)
    单位贡献:中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心)完成了本项目主要科技创新中的创新点二和三的部分工作:参与阐明了复杂下垫面典型非点源污染物累积-冲刷-输移过程规律,探明了绿灰设施空间布局对溢流污染调控作用规律,揭示了绿灰设施协同作用下合流制溢流调控作用机制;参与构建了绿灰蓝设施协同作用的雨污过程系统化调控技术体系,提出了一种绿灰蓝系统化协同作用的多目标优化方法,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献。此外,中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心)在项目的完成过程中还发表了学术论文4篇。

  4. 单位名称:北京首创生态环保集团股份有限公司
    单位贡献:北京首创生态环保集团股份有限公司完成了本项目主要科技创新中的创新点三的部分工作:研发了城市水环境系统智慧管理平台,依托数字孪生等技术,实现污染物扩散过程反演,污染源精准定位,实现对污染源的智能管理,全面提升水环境治理监管处置效能:作为建设单位,与西安理工大学长期合作,将雨污系统模拟与协同调控关键技术应用于宁夏固原、甘肃庆阳等多个城市水环境综合整治项目中,在项目技术方案评审、工程应用、实施过程方面发挥了巨大作用,为项目技术成果的推广应用做出了重要贡献。此外,北京首创生态环保集团股份有限公司在项目的完成过程中还发表了学术论文1篇,出版专著1部,主编标准1部,授权发明专利1项,登记软件著作权19项。

  5. 单位名称:中规院(北京)规划设计有限公司
    单位贡献:中规院(北京)规划设计有限公司完成了本项目主要科技创新中的创新点三的部分工作:参与构建了绿灰蓝设施协同作用的雨污系统化调控模式,模拟计算污染物迁移转化规律和污染源时空贡献,识别污染风险区和关键问题,实现水质预报预警;针对现有老旧建成区合流制溢流污染控制调度时效性差、准确性低的问题,参与构建了基于数据驱动的高效高精度洪涝数值模型与进化算法进行耦合的多目标优化调度技术。并将成果应用于“长治市和渭南市系统化全域推进海绵城市建设”、“银川市智慧市政-黑臭水体综合监管调度平台”等项目中,在项目技术方案评审、工程应用、实施过程以及创新成果推广应用等方面发挥了巨大作用。此外,中规院(北京)规划设计有限公司在项目的完成过程中还发表了学术论文10篇,其中SCI收录2篇,授权发明专利2项。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处