创新环保减灾 治水抗旱减碳良机

舒利益 曹璇

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。

JW铺面，北京淹水可望根除

今年我国多个城市都遇到了被水淹没交通主干道的情况，武汉、杭州、北京等城市概莫如是。6 月23日的北京大雨，因为正逢下班的高峰时期，大淹水的同时也造成了全北京城的交通大拥堵。当日多处地点的降雨强度超过了每小时100厘米，甚至达到了每小时128厘米，超出了排水系统的处理能力。同样的状况，在７月24日和26日因为暴雨再次出现过。未来，随着气候暖化，北京每年都将面临相同梦魇。

陈瑞文研发的“JW生态工法“让雨水与空气可以直接进入到铺面之下。使用这种技术的铺面渗水率视孔洞状况而定，如图5，最快可以达到每小时1500到12000厘米的速率，能够及时将雨水输送到铺面之下，既是增强了现有的排水系统，有效地避免大规模的淹水，而且能够适应在未来气候变暖的条件下，可能出现的更多更强的特大暴雨。除此之外，该项技术还能有效配合地下储水设计，可以支持地下水库的建设，以应对大涝过后可能会出现的大旱灾害。

因为不同地区的地质、土壤条件各不相同，所以对JW生态工法技术的运用方式不能一概而论。陈瑞文博士对此指出，各地区内都应成立项目团队，针对当地的具体情况探讨JW生态工法铺面应当如何应用施工，以发挥最大的效益。

而就蓄水方面，以北京为例，根据估算，市区内的道路面积约为4921.4平方公里，若能存储10公厘深度的雨水，就相当于储存了492万立方米的水量，如果是在日本东京则需要15年的时间和1000多亿日元的耗费才可能建成容量约50万立方米的地下防洪池，而只要北京的道路使用ＪＷ生态工法铺面，就大致相当于建设了９个日本东京地下防洪池的蓄水量。而事实上，这项技术可以存储雨水的深度达30公厘，也就是等于27个日本东京防洪池的蓄水量，但是在这一过程中所需的建设时间和经费投资是远远小于日本东京耗费的。

譬如今年淹水严重的地区，如天安门广场、各路桥下方平面道路等，都可广泛使用JW铺面，分散储存暴雨，降低排水系统的压力。而且是铺设的面积愈广，愈能降低低洼地区出现淹水的可能性。再者，铺面之下的雨水是可流动的，利用地势配合排水系统进行恰当的疏导，更可以避免雨水在道路上快速累积，出现灾情。这些效益不仅在短期内就可看到，且可持续地维持下去。

JW生态工法铺面的承重强度可以比照高运量的公路，所以绝对适 用于都市内的交通需求，如图6。至于一般类型的低承载道路，比如人行道、广场、停车场等，更是可考虑优先使用JW生态工法铺面。因为在热岛问题严重的大都市内，这种铺面具有能够让空气流通的效果，同时兼备降温及减少空气中污染物聚集的效用，并且在铺面以下聚集雨水和适度空气，给予微生物和蚯蚓等生物链以充分发展的空间，形成一个微观的湿地系统（如图7）。因此二氧化碳与空气中的污染物质会被微生物及时分解处理，不能危害环境和人体的健康。

据陈瑞文介绍，JW铺面的净化功能有些类似于空调机里的滤网，有净化气体和水体中杂质的效用。净化机制同时兼备了物理学中的吸附作用、化学中的溶解作用以及生物学上的分解作用，在对流水的排放过程中，当杂质过量蓄积时可以直接排出，也能够通过雨水冲刷洗涤。因为这项技术是一个活的工程，为细菌和微生物提供了繁衍的空间，让它们及时代谢空气中的杂质。此项工程的功能效益很好，会呼吸的硬铺面，不仅人走在上面有舒适度和安全性能，就是对大地、空气的质量和水的循环交流也具有保证作用。

除此之外，在工程造价方面也具有高出同类技术的优势。JW生态工法系列衍生产品中的“防灾空调导水铺面”，单纯以其具有的防洪功能蓄水量而言，造价仅约为防洪池造价的10%-30%，若以透水道路的使用寿命来计算，造价约为材料性或拼接性透水铺面造价的20%或者更低，但是具备的功能和效益范围则更广。

另一方面，以透水道路的永续性而言，JW生态工法铺面的使用寿命约为现有的材料性及拼接性透水铺面的10 倍，功能和效益的覆盖面更全，还能够减少可能产生的数量庞大的建筑废弃物。所以防灾空调导水铺面对环境保护和生态平衡的贡献，包括防洪抗旱、减缓地层下陷、降低热岛效应、调节气温、过滤空气悬浮微粒、调节大气湿度、加速落尘、净化车辆排气污染、活化土壤、雨水回收、帮助除冰、消除道路积水及车行不漫雾、减缓沙尘暴强度等多个方面，以上提到的功能和效益均对中国的水利、环保及减碳产业有积极而正面的影响效果。

坚持不怠的责任和信念

陈瑞文说：“任何发明若不取得专利产权就会被滥用，从而令这一类的知识、技术或产品的创造失去本身固有的价值。”他认为必须取得专利与产权保护，坚持发明必需商品化、建立一个产业的方式，从而令所有消费者都清楚被推广的产品是有理念的、是经过发明家认证的，拥有一套标准的应用秩序和生产准则。消费者在获得正确认知的情况下才可能接受并信任一项产品。

对于科技创新发展及知识产权管理，则要注重团队协力合作精神。陈瑞文创建的“品岱”优良团队以“成就他人”和“品牌保证”为特色，成就他人的关键在于让每一个下游厂商都能主导工程并共享利润，建立紧密的信赖合作关系；而品牌保证则意味着竞争力和口碑、经营利润的来源。品岱股份有限公司拥有专业的专家学者团队，严格把关产品和技术的生态效益，并已建立起良好的品牌保证。

陈瑞文始终坚持自己的工作理念，他认为JW生态工法是集研发、制造、销售以及服务于一体的工法，不仅能够确保政府推动绿色城市与生态化战略的实质效益，而且对材料的环保保证、价格合理、施工简单、工法程序标准化、工时相较一般工程大幅度缩短等优势，都是现代都市工程技术中非常重要的环节。

陈瑞文的JW 生态工法自2002年以来，就曾获得国内外多项科技发明的奖项，近期如2009 年获中国台北国际发明暨技术交易展大会绿色节能特别奖、金牌奖，2010 年获西安第十九届全国发明展金奖、2010～2011福建五、六届海峡两岸职工创新成果展金奖、2010～2011福建第四、五届海峡绿色建筑与建筑节能博览会一等奖、2011年中国第六届发明创业奖（图8）等。

此外，“JW 生态工法系列之会呼吸的大地彩衣”，每次在国内参展都会吸引数十家媒体报道，数万民众前来参观，如2011年福建 “5.18 海峡两岸经贸交易展会”等。许多有意向参与生产、代理、经销、工务的厂商，都目睹未来潜力客户的存在，而积极表达合作的意愿。“成就他人”和“品牌保证”，就是陈瑞文衷心的期许。

陈瑞文曾说过，如果能将JW 生态工法纳入“十二五”绿色发展指标核心战略方向的项目，并且将该技术的减碳特色纳入到我国

对世界碳权谈判专项，会将中国城市透水地面防灾环保的成就展现给全世界，而且还能将减碳科技发扬光大，巩固我国环保产业大国的地位。从众多二氧化碳排放项目中依运输业单项估计，运输业对中国的二氧化碳排放约占30%以上，若大量铺设JW道路，将能吸纳70%的汽车排放二氧化碳，对我国的温室气体减量，将产生卓越贡献。