【创新环保减灾,,治水抗旱减碳良机】良机的意思
未来十年,我国水利投资将达到4万亿元,重点在防洪抗旱减灾、水资源高效率运用等。十二五计划则强调科技、环保与绿色产业发展,环保业产值在计划末期将达到5万亿元。气候变迁,洪灾、干旱、热浪不断破纪录,传统工法已面临挑战,需要能够同时防洪、抗旱、降温、减碳、降低污染、保护生态与环境的创新科技。来自台湾的品岱股份有限公司推出的“JW生态工法”及相关技术是地面建筑领域的一个全新概念,在保护生态环境和资源循环利用方面提出了新的思维和理念,为“保护地球、造福人类”做出了积极贡献。公司的负责人陈瑞文董事长更是做出了卓著的成就。“JW生态工法”采用回收材料、减少长期资源消耗、吸存汽车二氧化碳排放、蓄水减灾,更是创新科技、突破传统思维,将能提供相关产业崭新的发展契机。
治水、环保、绿色科技趋势
今年中央推动水利,投入稳定增长机制,力争未来 10年总投资达到4万亿元,从根本上扭转水利建设明显滞后局面,重点在防洪抗旱减灾、水资源高效率运用等方面。同时,全国人大通过十二五规划强调科技、环保与绿色产业发展,积极推动节能减碳,环保业产值在规划末期将达到 5万亿元。
全球气温持续上升,破纪录灾情不断在各地出现。如年初澳洲昆士兰省与美国密西西比河流域,出现严重洪灾;春季在我国华南与西南各省,出现热浪干旱;夏季则武汉、北京、杭州等各大都市,出现暴雨淹水冲击交通;秋季东南亚洪灾不断,预计将冲击全球稻米价格。在全球气候变化剧烈、灾情损失愈趋恶劣的趋势中,传统的治水、抗旱、降温、减碳策略,是否当辅以创新科技,以在有限的经费运用中,达到最佳效益。
来自台湾的发明家陈瑞文先生,发明“JW生态工法”,创新道路铺面的施工技术,近期提出“北京明夏不淹水、可持续不淹水”的战略规划,希望落实科技发明、绿色产业发展与造福都市居民的具体理想。期许在当前全球各地都积极于因应气候变迁、改善环境质量之际,能够同步克服防洪、抗旱、降温、减碳、降低污染、保护生态与环境的挑战。陈瑞文希望国内相关产业,能够共同合作,营造崭新的发展契机。
新技术诞生的起源
在现代社会,高度发展的大都市地表是由水泥、混凝土和沥青马路共同组成,且随着空调等电器设备的日益普及和汽车的增加,大量热能被地表超量吸收,导致地表温度升高,相对于郊区,形成都市热岛现象。
再者,都市中上升的热气流遭遇高空强对流的冷气团,就会形成暴雨,所以都市容易成为暴雨袭击的中心,即形成“都市雨岛效应”。超大型都市如北京、上海等,市区暴雨的频率与强度均高于周边地区,这种现象将会长期存在。
陈瑞文出生于台湾省的一个简朴农家,在大自然中成长,对于气候变迁、水旱灾害及至防灾工程的施工技术均有独到见解。他从1972年起开始接触庙宇工程,从做学徒起步,因为善于思考、刻苦钻研,逐渐从钻研工程技术发展为自行创业承包工程,开创了个人事业的发展空间。
陈瑞文经常能针对遇到的问题想出一些富有创意性的点子,从而对发明产生出浓厚的兴趣。他1975年开始自行创业,1990年成立品岱股份有限公司,曾先后从事过责任施工、建材销售、进出口贸易等行业,后转型为国际性的知识产权营销公司,目前主要的工作范畴包括研发和专利授权的管理及顾问等。
2003年台北科技大学采用7种不同透水铺面产品进行测试,如图1,结果仅JW 生态工法系列之JW 结构性透水铺面至今未出现任何状况,其余铺面均出现了不同程度的损坏更换与阻塞及维修,如透水沥青、透水混凝土一年内已完全不透水,另透水砖破损凹陷相当严重也常常在更换及修补,每年不只一次,如此是既不永续,又不环保,也不生态更不美观,其中最令人垢病的就是假透水铺面,亦即在铺设一般透水砖头前先在基础上先铺一层混凝土或透水混凝土后上面再铺透水砖,表象是透水砖,但实际在基础的透水混凝土及透水砖因为泥土及氧化现象,一年后几乎完全不再透水,读者可在家自行做简单的实验,很快就能明白,而这现象在台湾台北市极为普遍,因此常在国际学术研讨会被拿来当绿色生态工法透水铺面中最好的负面教材。
关于自己心血的研究,陈瑞文介绍说因为封闭地表和摩天大厦一类的建筑,使得都市的地表逐渐被普通的阻水建筑材料所硬化覆盖,水分难以渗透到地层深处,所以降水变成了地表径流,进入河道或者地下排水管道,逐渐成为生态学意义上的”人造沙漠“,而且不透水的路面缺乏对城市地表温度、湿度调节能力,雨水蒸发快,地表易干燥,又阻止了地下水的补给路径。
JW生态铺面可以让地面保持透水功能,可以平衡大都市的生态系统。雨水能够经由路面渗入到地表以下,还能够通透“地气“,使地面保持冬暖夏凉,如图2,可以增加城市的适宜居住程度。而且由于JW 铺面的孔隙较寻常地面更多、面积更大,对粉尘的吸附力更强,因此还有减少扬尘污染、降低噪音的功效。更且,JW铺面下的生态系统被活化起来,可以净化雨水中的污染物,吸存及分解空气中的有害物质和二氧化碳。
据调查结果显示,JW铺面下的土壤普遍为淡黄色,如图3,土壤中的含水率、酸碱成分的数值以及土壤中的有机物质含量均高出其他种类的铺面,整体上是一种饱和、含水量充足的状况。从环境16S rDNA的萃取结果解析,底泥微生物群聚在JW铺面下时,有相对性高于其他类型铺面之下的生物量以及群聚的多样性,在代谢活性上,JW铺面下的微生物组成有细菌数量高、真菌数量低的特点,而在特定碳源利用的活菌计量数数据中显示,可利用脂质、蛋白质、纤维素以及淀粉的菌群数量也相对较高,而且在分解纤维素、氮硫循环以及整体的活性代谢上有着较高的活跃度和较好的表现。
用JW生态工法的结构性空调导水铺面,兼顾城市美观和土壤生态系统、抗压性、抗弯性等方面,是这种工法的最关键技术。尤为重要的是,即便是像高速公路、机场这一类超高承载的道路铺面,使用JW生态工法的技术也可以拥有非常好的透水功能,(如图4)这是一项史无前例的创举。JW生态工法经历多年的基础研究及室内试验,融合了陈瑞文的心血在内,而且经过了八年实际工程案例的验证,从科研项目成功转化成了实用化的成果,才有了今天的成效。
