奋力书写改革新答卷 | 尹纪富:为强国建设贡献“疏浚力量”
勇攀科技高峰 铸就大国重器
作者 | 《中华儿女》记者陈晰
编辑 | 华南
“国之润,自疏浚始”。
中国是世界上最早人工疏浚河道、开挖运河、沟通水系以开展排洪灌溉、发展航运的文明古国。从1897年成立的海河工程局开始,中国现代疏浚业至今已经走过120年的历史。如今,疏浚作为“国之利器”,在实施国家重大工程、完成重要战略任务上发挥着重大作用。诸如港珠澳大桥、长江深水航道、连云港港口航道等重大工程项目中,都有疏浚技术的贡献。并且随着科技的发展,有了数字赋能的疏浚行业正焕发着新的活力,在生态环保、矿产开采等方面都将大展身手。
近日,本刊记者采访了中国青年科技工作者协会理事,中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司总经理助理、重点实验室副主任尹纪富,听他讲述为疏浚技术研发不懈奋斗的故事,领略疏浚人为国之重器矢志创新的使命与担当。
从学校到企业,迅速转变角色
尹纪富和疏浚事业的结缘其实颇具偶然性。他原本想要学医,但2003年参加高考后,在填报志愿的时候,他看到表上有一栏“提前录取批次”。当时并不了解提前录取批次是什么,为了多一个被录取机会,就在高考志愿的目录中填报了“烟台大学轮机专业”,没想到竟然被录取了。虽无缘从医,但从此开启了他向海而行、逐梦江河的职业生涯。
之后,尹纪富一路深造,相继在江苏科技大学、上海交通大学完成了硕士和博士研究生阶段的学习。尹纪富回忆,博士期间的导师对自己影响很大。“我的第一篇论文,几乎是导师逐字逐句改出来的,站在导师的身后,看着他修改自己的论文,从初稿、二稿、三稿再到最后定稿,论文几乎被改得面目全非,但也更能够清楚地解释想表述的科学问题。整个过程让我明白了论文应该怎么写,老师对学术研究精益求精的精神也一直影响着我,让我在今后的工作中始终秉持高标准和严谨的态度。”
2014年,尹纪富博士研究生毕业,入职中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司,成为公司第一批招聘的应届毕业生。疏浚行业是一个相对复杂的领域,涉及各种专业技术和知识。尹纪富说,从高校实验室到企业,需要一个磨合的过程,要让自己迅速转变角色,这很重要。他边干边学,向领导、前辈、同事学习,参与一些科研项目,在岗位上迅速成长起来。
国计民生中的“疏浚力量”
尹纪富介绍,中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司于2011年由国家发改委批复组建,隶属于中交集团。在成立之初,公司就明确了四个研究方向:高效节能的疏浚技术、先进的机具和部件、疏浚控制系统的自动化和优化、以及疏浚土的有益利用。公司建有规模最大、世界条件领先的疏浚试验基地,可开展装备研究与中试验证试验,也进行疏浚技术装备标准的制定和验证。到目前为止制定了100多项标准,并入选高端装备与智能制造的国家标准验证点。此外,公司参与过多项国家重大科技成果的集成和应用,2020年,公司作为主要参与单位共同完成的《海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化》获得了国家科技进步特等奖。
尹纪富告诉记者,虽然产业和国民经济分类中,并没有“疏浚”这一项,在国民生产总值里,疏浚吹填产业也只占非常小的一部分。但是疏浚技术在服务国民经济和国家工程方面发挥着重要作用。比如在航道整治方面,长江口深水航道治理工程将长江口通航水深从7米提高到12.5米,并不断提升航道管理与养护科学化水平,大大提高了航道的通过能力。在滩涂整治方面,上海横沙东滩促淤圈围工程,合理利用长江深水航道疏浚土方,有效稳定长江口河势,形成了总面积约16万亩的土地资源,为上海经济社会持续发展提供了宝贵的国土空间资源;此外,海上机场建设、港口建设、水利防洪、水环境治理等方面都离不开“疏浚力量”的贡献。
尹纪富作为公司总经理助理、重点实验室副主任(主持工作),主要负责疏浚国家工程中心、交通行业疏浚技术重点实验室、中交集团疏浚技术重点实验室等省部级创新平台应用基础和前瞻性技术研究。他介绍,针对疏浚、海洋工程等多学科交叉的特点,实验室引进一批清华大学、上海交通大学的硕士、博士,围绕4个方向3大领域打造了专业梯队,与上海交通大学、荷兰Delft大学、IHC公司等疏浚行业内著名研究机构交流合作,带动提升我国疏浚技术基础研究能力,基本形成了一支深海采矿基础理论及中试能力的团队。实验室还拥有国际一流的深海采矿试验平台,开展高围压下岩石切削破碎机理、深水管道输送提升技术研究,研究深海采矿环保采集、挖掘、输送等各过程,形成室内中试试验能力。
助力“国轮国造”
回顾疏浚行业的发展,2000年以前,疏浚装备核心技术一直掌握在西方少数国家手里,我国只能高价整船购买,有时候进口还受到限制。中交疏浚集团在20世纪90年代成立疏浚技术重点实验室,开展从疏浚理论到应用技术到产业化推广的全过程科技研发工作,取得了一系列成果。我国从2005年开始了大型挖泥船的自主设计和建造,其后的十几年内,不断改进、完善,陆续建造了数十条大型挖泥船,真正实现了国轮国造。特别是“天鲲号”的投入使用以及近期的LNG双燃料动力的耙吸挖泥船的试航成功,标志着我国的挖泥船建造技术已经跻身于世界先进行列。
尹纪富带中交集团各单位技术专家参观系列化管道输送试验平台
站在前人的肩膀上,作为实验室带头人,尹纪富一直致力于关键装备的自主化和国产化。他提出了“自主设计”的思路:关键装备的研制不能满足于借鉴、模仿国外装备的图纸,而是要自主设计。针对不同的工况,设计出不同的挖掘装备。本着这样的思路,尹纪富带领团队针对连云港等代表性的区域开展了有针对性的技术攻关。连云港航道水下土质坚硬,绞刀、钯头在挖的时候,很容易被泥裹住。尹纪富精心策划,带领实验室技术团队围绕挖掘硬质黏土这个问题开展立项研究。
疏浚技术研究的难题在于,由于是水下作业,无法直观地观测机具和土的相互作用,深层的机理研究更是难上加难。克服重重困难,历时四年时间,团队揭示了超高压水射流切削硬质土机理,研制出了国内首台“套耙吸船超高压水射流系统”,形成超高压水射流辅助疏浚硬质土技术和施工工艺。这项自主研发的装备突破了欧洲四大疏浚公司的“卡脖子”技术封锁,填补了国内装备的空白。团队以机理研究指导装备设计,研制了原型耙齿切削岩土体大型试验平台,并研制出系列化多工况高效挖掘与吹填装备,满足了国家重点工程土质多样性需求。研制的高性能系列化的耙头、耙齿、高压冲水系统已成功应用到“新海虎”等20余艘大型挖泥船,推动了关键疏浚装备技术的发展,突破了国内外尚无相关规范标准的现况。
从2020年开始,尹纪富着眼长远,带领团队开始疏浚机具机理与智能化相结合的研究工作。以前,挖泥船的作业过程主要依靠驾驶员凭经验进行手动操作,这依赖于人员技术,存在个性化、不稳定、误差大、风险高等问题。而智能疏浚作业系统就像给挖泥船装上“智慧大脑”,控制系统结合疏浚基础研究代替人工来进行操作。经过三年的刻苦攻关,团队系统研究了挖掘、输送等机理成果嵌入到智能疏浚控制作业系统中,初步实现了疏浚整船级控制系统的智能化,并成功应用于8艘大型耙吸挖泥船和7艘绞吸挖泥船,部分挖泥船实现了“一键疏浚”和“无人疏浚”,大幅提升了疏浚安全和效能。
着眼未来产业布局
尹纪富在工作中保持着一个习惯,那就是定期进行复盘,以便更好地总结经验、发现问题、制定计划。今年恰好是他参加工作的第十个年头。十年奋斗,硕果累累:他主持建设了国际首套深海矿产资源垂直提升技术研究的全管径、系列化管道输送试验平台,揭示气液固三相流态变化规律以及最佳输送形态,建立最佳效率点计算模型。相关研究成果在3艘超大型耙吸挖泥船设计建造、连云港30万吨航道二期工程、斯里兰卡科伦坡港口城、长江深水航道建设、厦门机场工程、平陆运河等重大工程中得到了应用。
尹纪富本人先后获评首批中国施工企业协会“工程建设科技创新人才万人计划”青年拔尖人才、上海市青年拔尖人才(2022)、中交集团十大杰出青年(科技类)、中交集团优秀青年科技人才,并担任中国疏浚协会技术专家,上海交通大学、同济大学、海南大学卓越工程师硕士、博士研究生导师,复杂或多相流体动力学的卓越期刊POF(PhysicsofFluid)审稿专家……一连串的成绩与荣誉见证着他为疏浚事业不懈奋斗的脚步。
对尹纪富来说,时间似乎总是不够用。白天他忙于各种事务性工作,撰写论文、创新平台评估报告等工作往往只能在夜深人静时完成,“连轴转”对他来说已是家常便饭,但是尹纪富表示,自己没有觉得辛苦。“我的动力源于热爱,我热爱科学研究转变为成果和产品的过程。”
目前,尹纪富带领团队着眼于未来产业的布局,让疏浚技术不仅应用于传统的疏通河道、吹填造陆,而是和更多行业领域相结合,比如水资源治理、生态环保、深海采矿等。他表示,将继续努力推动疏浚技术向未来产业技术的发展,为国家“海洋强国”与“深海深地”战略贡献“疏浚力量”。
党的二十届三中全会审议通过了《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》,指出高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务,并就健全推动经济高质量发展体制机制作出系列部署。尹纪富表示,作为身处科研一线的科研工作者,更能清晰深刻地感受到新一轮科技革命和产业变革的紧迫性和新时代创新驱动发展的重要性;作为青年科技工作者,要把自己摆进中国式现代化发展大局中,坚持党的领导,深入学习新思想、新观点、新论断,把握全会精神,结合全国科技大会提出的面向未来产业的要求,以国家重大战略需求为导向,在疏浚技术装备先进零部件、疏浚技术基础研究、深海矿产资源开发等未来产业和领域深入开展研究,掌握核心关键技术,确保产业链、供应链自主安全可控,发挥新质生产力的科技效能,真正为建设科技强国贡献攻坚力量。
[ 本文刊于《中华儿女》杂志2024年第8期 ]