創新環保減災 治水抗旱減碳良機

舒利益 曹璇

未來十年，我國水利投資將達到4萬億元，重點在防洪抗旱減災、水資源高效率運用等。十二五計劃則強調科技、環保與綠色產業發展，環保業產值在計劃末期將達到5萬億元。氣候變遷，洪災、干旱、熱浪不斷破紀錄，傳統工法已面臨挑戰，需要能夠同時防洪、抗旱、降溫、減碳、降低污染、保護生態與環境的創新科技。來自臺灣的品岱股份有限公司推出的“JW生態工法”及相關技術是地面建筑領域的一個全新概念，在保護生態環境和資源循環利用方面提出了新的思維和理念，為“保護地球、造福人類”做出了積極貢獻。公司的負責人陳瑞文董事長更是做出了卓著的成就。“JW生態工法”采用回收材料、減少長期資源消耗、吸存汽車二氧化碳排放、蓄水減災，更是創新科技、突破傳統思維，將能提供相關產業嶄新的發展契機。

治水、環保、綠色科技趨勢

今年中央推動水利，投入穩定增長機制，力爭未來 10年總投資達到4萬億元，從根本上扭轉水利建設明顯滯后局面，重點在防洪抗旱減災、水資源高效率運用等方面。同時，全國人大通過十二五規劃強調科技、環保與綠色產業發展，積極推動節能減碳，環保業產值在規劃末期將達到 5萬億元。

全球氣溫持續上升，破紀錄災情不斷在各地出現。如年初澳洲昆士蘭省與美國密西西比河流域，出現嚴重洪災；春季在我國華南與西南各省，出現熱浪干旱；夏季則武漢、北京、杭州等各大都市，出現暴雨淹水沖擊交通；秋季東南亞洪災不斷，預計將沖擊全球稻米價格。在全球氣候變化劇烈、災情損失愈趨惡劣的趨勢中，傳統的治水、抗旱、降溫、減碳策略，是否當輔以創新科技，以在有限的經費運用中，達到最佳效益。

來自臺灣的發明家陳瑞文先生，發明“JW生態工法”，創新道路鋪面的施工技術，近期提出“北京明夏不淹水、可持續不淹水”的戰略規劃，希望落實科技發明、綠色產業發展與造福都市居民的具體理想。期許在當前全球各地都積極于因應氣候變遷、改善環境質量之際，能夠同步克服防洪、抗旱、降溫、減碳、降低污染、保護生態與環境的挑戰。陳瑞文希望國內相關產業，能夠共同合作，營造嶄新的發展契機。

新技術誕生的起源

在現代社會，高度發展的大都市地表是由水泥、混凝土和瀝青馬路共同組成，且隨著空調等電器設備的日益普及和汽車的增加，大量熱能被地表超量吸收，導致地表溫度升高，相對于郊區，形成都市熱島現象。

再者，都市中上升的熱氣流遭遇高空強對流的冷氣團，就會形成暴雨，所以都市容易成為暴雨襲擊的中心，即形成“都市雨島效應”。超大型都市如北京、上海等，市區暴雨的頻率與強度均高于周邊地區，這種現象將會長期存在。

陳瑞文出生于臺灣省的一個簡樸農家，在大自然中成長，對于氣候變遷、水旱災害及至防災工程的施工技術均有獨到見解。他從1972年起開始接觸廟宇工程，從做學徒起步，因為善于思考、刻苦鉆研，逐漸從鉆研工程技術發展為自行創業承包工程，開創了個人事業的發展空間。

陳瑞文經常能針對遇到的問題想出一些富有創意性的點子，從而對發明產生出濃厚的興趣。他1975年開始自行創業，1990年成立品岱股份有限公司，曾先后從事過責任施工、建材銷售、進出口貿易等行業，后轉型為國際性的知識產權營銷公司，目前主要的工作范疇包括研發和專利授權的管理及顧問等。

2003年臺北科技大學采用7種不同透水鋪面產品進行測試，如圖1，結果僅JW 生態工法系列之JW 結構性透水鋪面至今未出現任何狀況，其余鋪面均出現了不同程度的損壞更換與阻塞及維修，如透水瀝青、透水混凝土一年內已完全不透水，另透水磚破損凹陷相當嚴重也常常在更換及修補，每年不只一次，如此是既不永續,又不環保,也不生態更不美觀，其中最令人垢病的就是假透水鋪面，亦即在鋪設一般透水磚頭前先在基礎上先鋪一層混凝土或透水混凝土后上面再鋪透水磚，表象是透水磚，但實際在基礎的透水混凝土及透水磚因為泥土及氧化現象，一年后幾乎完全不再透水，讀者可在家自行做簡單的實驗，很快就能明白，而這現象在臺灣臺北市極為普遍，因此常在國際學術研討會被拿來當綠色生態工法透水鋪面中最好的負面教材。

關于自己心血的研究，陳瑞文介紹說因為封閉地表和摩天大廈一類的建筑，使得都市的地表逐漸被普通的阻水建筑材料所硬化覆蓋，水分難以滲透到地層深處，所以降水變成了地表徑流，進入河道或者地下排水管道，逐漸成為生態學意義上的”人造沙漠“，而且不透水的路面缺乏對城市地表溫度、濕度調節能力，雨水蒸發快，地表易干燥，又阻止了地下水的補給路徑。

JW生態鋪面可以讓地面保持透水功能，可以平衡大都市的生態系統。雨水能夠經由路面滲入到地表以下，還能夠通透“地氣“，使地面保持冬暖夏涼，如圖2，可以增加城市的適宜居住程度。而且由于JW 鋪面的孔隙較尋常地面更多、面積更大，對粉塵的吸附力更強，因此還有減少揚塵污染、降低噪音的功效。更且，JW鋪面下的生態系統被活化起來，可以凈化雨水中的污染物，吸存及分解空氣中的有害物質和二氧化碳。

據調查結果顯示，JW鋪面下的土壤普遍為淡黃色，如圖3，土壤中的含水率、酸堿成分的數值以及土壤中的有機物質含量均高出其他種類的鋪面，整體上是一種飽和、含水量充足的狀況。從環境16S rDNA的萃取結果解析，底泥微生物群聚在JW鋪面下時，有相對性高于其他類型鋪面之下的生物量以及群聚的多樣性，在代謝活性上，JW鋪面下的微生物組成有細菌數量高、真菌數量低的特點，而在特定碳源利用的活菌計量數數據中顯示，可利用脂質、蛋白質、纖維素以及淀粉的菌群數量也相對較高，而且在分解纖維素、氮硫循環以及整體的活性代謝上有著較高的活躍度和較好的表現。

用JW生態工法的結構性空調導水鋪面，兼顧城市美觀和土壤生態系統、抗壓性、抗彎性等方面，是這種工法的最關鍵技術。尤為重要的是，即便是像高速公路、機場這一類超高承載的道路鋪面，使用JW生態工法的技術也可以擁有非常好的透水功能，（如圖4）這是一項史無前例的創舉。JW生態工法經歷多年的基礎研究及室內試驗，融合了陳瑞文的心血在內，而且經過了八年實際工程案例的驗證，從科研項目成功轉化成了實用化的成果，才有了今天的成效。

JW鋪面，北京淹水可望根除

今年我國多個城市都遇到了被水淹沒交通主干道的情況，武漢、杭州、北京等城市概莫如是。6 月23日的北京大雨，因為正逢下班的高峰時期，大淹水的同時也造成了全北京城的交通大擁堵。當日多處地點的降雨強度超過了每小時100厘米，甚至達到了每小時128厘米，超出了排水系統的處理能力。同樣的狀況，在７月24日和26日因為暴雨再次出現過。未來，隨著氣候暖化，北京每年都將面臨相同夢魘。

陳瑞文研發的“JW生態工法“讓雨水與空氣可以直接進入到鋪面之下。使用這種技術的鋪面滲水率視孔洞狀況而定，如圖5，最快可以達到每小時1500到12000厘米的速率，能夠及時將雨水輸送到鋪面之下，既是增強了現有的排水系統，有效地避免大規模的淹水，而且能夠適應在未來氣候變暖的條件下，可能出現的更多更強的特大暴雨。除此之外，該項技術還能有效配合地下儲水設計，可以支持地下水庫的建設，以應對大澇過后可能會出現的大旱災害。

因為不同地區的地質、土壤條件各不相同，所以對JW生態工法技術的運用方式不能一概而論。陳瑞文博士對此指出，各地區內都應成立項目團隊，針對當地的具體情況探討JW生態工法鋪面應當如何應用施工，以發揮最大的效益。

而就蓄水方面，以北京為例，根據估算，市區內的道路面積約為4921.4平方公里，若能存儲10公厘深度的雨水，就相當于儲存了492萬立方米的水量，如果是在日本東京則需要15年的時間和1000多億日元的耗費才可能建成容量約50萬立方米的地下防洪池，而只要北京的道路使用ＪＷ生態工法鋪面，就大致相當于建設了９個日本東京地下防洪池的蓄水量。而事實上，這項技術可以存儲雨水的深度達30公厘，也就是等于27個日本東京防洪池的蓄水量，但是在這一過程中所需的建設時間和經費投資是遠遠小于日本東京耗費的。

譬如今年淹水嚴重的地區，如天安門廣場、各路橋下方平面道路等，都可廣泛使用JW鋪面，分散儲存暴雨，降低排水系統的壓力。而且是鋪設的面積愈廣，愈能降低低洼地區出現淹水的可能性。再者，鋪面之下的雨水是可流動的，利用地勢配合排水系統進行恰當的疏導，更可以避免雨水在道路上快速累積，出現災情。這些效益不僅在短期內就可看到，且可持續地維持下去。

JW生態工法鋪面的承重強度可以比照高運量的公路，所以絕對適 用于都市內的交通需求，如圖6。至于一般類型的低承載道路，比如人行道、廣場、停車場等，更是可考慮優先使用JW生態工法鋪面。因為在熱島問題嚴重的大都市內，這種鋪面具有能夠讓空氣流通的效果，同時兼備降溫及減少空氣中污染物聚集的效用，并且在鋪面以下聚集雨水和適度空氣，給予微生物和蚯蚓等生物鏈以充分發展的空間，形成一個微觀的濕地系統（如圖7）。因此二氧化碳與空氣中的污染物質會被微生物及時分解處理，不能危害環境和人體的健康。

據陳瑞文介紹，JW鋪面的凈化功能有些類似于空調機里的濾網，有凈化氣體和水體中雜質的效用。凈化機制同時兼備了物理學中的吸附作用、化學中的溶解作用以及生物學上的分解作用，在對流水的排放過程中，當雜質過量蓄積時可以直接排出，也能夠通過雨水沖刷洗滌。因為這項技術是一個活的工程，為細菌和微生物提供了繁衍的空間，讓它們及時代謝空氣中的雜質。此項工程的功能效益很好，會呼吸的硬鋪面，不僅人走在上面有舒適度和安全性能，就是對大地、空氣的質量和水的循環交流也具有保證作用。

除此之外，在工程造價方面也具有高出同類技術的優勢。JW生態工法系列衍生產品中的“防災空調導水鋪面”，單純以其具有的防洪功能蓄水量而言，造價僅約為防洪池造價的10%-30%，若以透水道路的使用壽命來計算，造價約為材料性或拼接性透水鋪面造價的20%或者更低，但是具備的功能和效益范圍則更廣。

另一方面，以透水道路的永續性而言，JW生態工法鋪面的使用壽命約為現有的材料性及拼接性透水鋪面的10 倍，功能和效益的覆蓋面更全，還能夠減少可能產生的數量龐大的建筑廢棄物。所以防災空調導水鋪面對環境保護和生態平衡的貢獻，包括防洪抗旱、減緩地層下陷、降低熱島效應、調節氣溫、過濾空氣懸浮微粒、調節大氣濕度、加速落塵、凈化車輛排氣污染、活化土壤、雨水回收、幫助除冰、消除道路積水及車行不漫霧、減緩沙塵暴強度等多個方面，以上提到的功能和效益均對中國的水利、環保及減碳產業有積極而正面的影響效果。

堅持不怠的責任和信念

陳瑞文說：“任何發明若不取得專利產權就會被濫用，從而令這一類的知識、技術或產品的創造失去本身固有的價值。”他認為必須取得專利與產權保護，堅持發明必需商品化、建立一個產業的方式，從而令所有消費者都清楚被推廣的產品是有理念的、是經過發明家認證的，擁有一套標準的應用秩序和生產準則。消費者在獲得正確認知的情況下才可能接受并信任一項產品。

對于科技創新發展及知識產權管理，則要注重團隊協力合作精神。陳瑞文創建的“品岱”優良團隊以“成就他人”和“品牌保證”為特色，成就他人的關鍵在于讓每一個下游廠商都能主導工程并共享利潤，建立緊密的信賴合作關系；而品牌保證則意味著競爭力和口碑、經營利潤的來源。品岱股份有限公司擁有專業的專家學者團隊，嚴格把關產品和技術的生態效益，并已建立起良好的品牌保證。

陳瑞文始終堅持自己的工作理念，他認為JW生態工法是集研發、制造、銷售以及服務于一體的工法，不僅能夠確保政府推動綠色城市與生態化戰略的實質效益，而且對材料的環保保證、價格合理、施工簡單、工法程序標準化、工時相較一般工程大幅度縮短等優勢，都是現代都市工程技術中非常重要的環節。

陳瑞文的JW 生態工法自2002年以來，就曾獲得國內外多項科技發明的獎項，近期如2009 年獲中國臺北國際發明暨技術交易展大會綠色節能特別獎、金牌獎，2010 年獲西安第十九屆全國發明展金獎、2010～2011福建五、六屆海峽兩岸職工創新成果展金獎、2010～2011福建第四、五屆海峽綠色建筑與建筑節能博覽會一等獎、2011年中國第六屆發明創業獎（圖8）等。

此外，“JW 生態工法系列之會呼吸的大地彩衣”，每次在國內參展都會吸引數十家媒體報道，數萬民眾前來參觀，如2011年福建 “5.18 海峽兩岸經貿交易展會”等。許多有意向參與生產、代理、經銷、工務的廠商，都目睹未來潛力客戶的存在，而積極表達合作的意愿。“成就他人”和“品牌保證”，就是陳瑞文衷心的期許。

陳瑞文曾說過，如果能將JW 生態工法納入“十二五”綠色發展指標核心戰略方向的項目，并且將該技術的減碳特色納入到我國

對世界碳權談判專項，會將中國城市透水地面防災環保的成就展現給全世界，而且還能將減碳科技發揚光大，鞏固我國環保產業大國的地位。從眾多二氧化碳排放項目中依運輸業單項估計，運輸業對中國的二氧化碳排放約占30%以上，若大量鋪設JW道路，將能吸納70%的汽車排放二氧化碳，對我國的溫室氣體減量，將產生卓越貢獻。