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十年磨砺成就生态魔法 ——新春走基层之探访黄科院生态环境材料研发团队

发布人:管理员 发布时间:2020-01-21 审核人:

新春将至,年味渐浓。


1月9日,忙碌了一整年的黄科院生态环境材料研发团队开始了新一轮的实验。


据资料得知,该团队可以让多年寸草不生、自然条件恶劣的高陡工程边坡重披绿装,秘诀就在于他们研发的新材料,混合一定比例的清水,与草籽、缓释肥拌和均匀后喷播于边坡坡面,只需薄薄一层,茵茵绿意可待,让边坡不仅“固”起来,也能“绿”起来,在新疆、青海、内蒙古、陕西等西北干旱、半干旱地区广受好评。这如同魔法般的效果,让记者充满了好奇,决意深入实验室探访奥秘。


严冬时期郁郁葱葱的边坡


十年磨一剑 让复杂问题简单化


走进黄科院2号科研楼,生态环境材料研发团队正在有序实验中。在团队负责人刘慧的指导下,两个年轻人尹冰涛和张飞进行草籽称重和材料配比。


在他们旁边斜放了4个盛着土的实验托盘,和刘慧并肩作战多年的老搭档张彬告诉记者,这4个托盘中的土是专程从陕西亭口水库工程现场带回来的土样,分别为粉土、沙砾、黄土和红土,实验所用到的草籽也是当地土生植物草种。这次的实验目的就是观察固结植生复合材料作用下,土样的固结、控渗情况和草籽生长情况。


刘慧首先将计量过的草籽均匀撒在样品土体表面,然后用喷壶在土样表面喷上配制完成的固结植生复合材料,材料像普通的水一样与土体融为一体。本以为还有其他流程,没想到刘慧告诉记者第一阶段的实验结束了,接下来就是24小时后观察成膜情况,7~10天后观察草籽发芽情况。


“我们安排了团队成员春节期间在实验室值班,因为草籽发芽后,需要连续观察长势和根系情况、需水量及肥效的变化。”亭口水库生态护坡二期工程施工日期临近,通过这次实验,可以对该工程草籽用量、材料配比、浆液浓度有更为准确的了解,省去现场很多工作,在施工中更有针对性,提高工作效率。


室内实验

“现在来看,是不是觉得实验过程还挺简单的?”刘慧开玩笑问记者。

看似简单的实验,却绝非表面这么简单。从2009年提出这一想法,研制生态护坡新材料,让难以长草的地方长草,实现工程建设与生态

保护的协调发展,到2018年固结植生生态护坡技术正式推向市场,科研的板凳一坐就是10年。

我们看到的是成熟的实验流程,没看到的是刘慧带领的生态环境材料研发团队10年的潜心研究,无数次的反复实验、失败和失败后继续探索的坚持与付出,用“十年磨一剑”来形容一点都不为过。


提出研究的源起,刘慧依然很感慨。当时课题评审组的专家只说了一句话:“想法很大胆,敢想就让她试试。”


青春虚度无所成,白首衔悲亦何及。既然得到了信任,团队决定放手一搏,也得益于黄科院的大力扶持,在前期没有经济效益的情况下,一直支持团队的研究。


“目前,固结植生生态防护技术采用的固结植生复合材料是第三代产品,集固土固沙、保水、增肥、促生于一体。该技术使用的两项自主产权专利产品无毒无害无污染,能够很好地抗侵蚀、抗冲刷、促进植被生长,且施工工艺简便,造价低廉。”刘慧介绍。第一代产品只考虑固结植生没有加入保水构想,第二代产品加入吸水树脂并实验出适宜的吸水倍数,第三代产品则是从液体升级为粉状,兼顾了前两代产品的优势又节约了运输成本。


每一次的失败,都是成功的伏笔。秉持“科研不言苦,技术永创新”的科研信条,刘慧和她的团队在科研路上孜孜不倦地开拓进取。


从科研到应用 让实验结果接受市场检验


2018年,日渐完善的固结植生生态护坡技术终于等到了一次市场应用的机会。


在该团队多次进行试验推广后,新疆某水电站工程找到黄科院,希望进行引水渠道开挖边坡草本植被生态恢复技术生产性试验。该工程边坡以砂砾石边坡为主,且坡度陡、高度高,种植基体含泥量小、养分不足、蒸发快,植被难以恢复,业主单位为工程的植被恢复多方调研,拿不出适宜的办法。团队成员现场考察后,认为试验成功的把握较大,对该生产性试验充满信心。这是真正意义上科研成果转化的第一次应用,从实验室到现场应用,黄科院院长王道席问她敢不敢接,刘慧非常肯定地说“敢”。这么多年的呕心沥血,是到了让市场检验的时候了。


查勘现场


2019年3月,经过前期实验后,该团队正式进场。“这个项目引水渠道边坡有黄土和砂砾石两种形态,经过土样分析之后,发现砂砾石的特性跟我们之前多次进行试验的内蒙古砒砂岩地区有很多相似之处,团队人员有信心,但业主单位还是不放心。于是,我们就以责任共担的形式,接下了这个项目。在院领导的支持和关心下,在大家的共同努力下,工程试验取得了较好效果。”刘慧说得轻描淡写,其实在草种未发芽之前,团队一直顶着不小的压力。


从开始施工到草长出来这段时间,团队成员每天都会被询问数次为什么还不长草?草真长得出来吗?该不是糊弄人吧?面对这样的质疑,团队只有尽心养护,做好数据记录,其他的时间会给予答案。6月,大片嫩苗发芽破土而出时,周围质疑的声音逐渐消失。


“长草之后,由我留守现场,跟踪观察和记录植被生长情况。除此以外,还有一个艰巨的任务——赶羊,防止羊群偷吃我们的胜利果实。”曾经一个人在现场一待就是3个月的孤独和压力,就这么诙谐地从尹冰涛口中说出。


在“亭口水库右岸道路工程溢洪道开挖边坡草本植被恢复”项目一期工程驻守的张飞,也和尹冰涛有着相似的经历。不同的配方,同样的质疑。也许见惯了工程量巨大又没有成效的边坡植草施工,大家对黄科院生态护坡技术总是质疑在先。张飞说:“在现场看到施工简便的固结植生生态防护技术,很多人抱着‘看好戏’的心态等结果,不相信我们的技术真能让不毛之地长出郁郁葱葱的草来。但结果再一次证明,我们的科研成果经得起实践检验。”



亭口水库工程施工前后对比


春节前夕,黄科院收到亭口水库工程建设处发来的表扬信。信中写道“面对现场条件复杂、施工难度大、伏期高温少雨等诸多不利因素,贵院生态环境材料团队工作人员不畏艰苦、克服困难,出色完成了草本植被恢复工作。”工程管理方的充分肯定,是团队成员继续前行的最大动力。


把论文写在大地上 将文字化为棵棵绿苗


采访中,大家都表示作为治黄科研人,就想实实在在为治黄、为水利工作做点事。


“在新疆某水电站开挖边坡草本植被生态恢复项目得到认可后,我们又签订了秋季生产性试验项目,进一步探索优化技术在该工程的实施时机和方案,并在2019年10月底开始现场施工。”张彬说。新疆的植被生长周期很短,这次试验是利用草籽冬眠和试验区冬季降雪是有效降水的特性,到来年春天检验试验成果。


施工中人手不足,为了能赶在当地第一场雪之前完成任务,黄科院工力所副所长宋万增和张彬、尹冰涛3人顶替施工员位置,喷播、筛土、运材料、坡面坡顶指挥。施工员笑说这些科研人员当得比民工还民工,这么冷的天气,天天衣服上不是机油就是泥巴。


调试筛土机


“为了收获总得有付出,我们现在做的都是极具意义的事情,苦点累点不算什么。”宋万增如是说。


艰难困苦,玉汝于成。看到研究成果的成功应用,团队成员都非常自豪。


2019年暑假,张彬特意带儿子到工程现场,“看,这绿油油的边坡就是爸爸和同事一起努力的成果。我们研发的材料,让这些不易长草的地方变得草被茂盛,保护了这里的生态。”而不远处,没有开展固结植生的边坡依然光秃裸露,随时面临水土流失的危险。


既然要在市场中竞争,就要不断改进技术和设备,在极端条件下做得更好,不能被市场甩下。刘慧告诉记者,目前使用的第三代材料优势明显,不过团队已经着手研发第四代材料,将吸水材料由化学向物理方向转变,将植生的种类由草向草、灌、花卉结合转变,更加生态兼顾美观,对环境有更高的适应能力。


喷洒作业


目前,该研究成果已被黄委国科局列入技术援疆项目之一,并成功入选中国科学技术协会《2019前沿领域科技成果推介手册》。为了推进技术的广泛应用,团队已在编制作业指导书,规范施工流程,将固结植生生态护坡技术向规模化、标准化、高效施工的方向发展。


道阻且长,行则将至。在科研路上的拼搏与坚守,把论文写在大地上,让文字化为一株株绿苗,守护西北干旱、半干旱地区生态面貌,为黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的落地贡献力量,为我国西北区域生态安全屏障建设和国家生态文明建设提供技术支撑。相信只要有持之以恒的坚守和只争朝夕的精神,黄河科研之路会越走越宽。 (李银鸽 张婷 赵何晶)