外海孤岛成港了，长江口航道变深了，堆场货物实现智能调配了……“十五”以来，一个又一个水运创新工程频频呈现于世人眼前。透过这些工程，我们看到的是大型专业化码头建设成套技术初步形成，深水航道建设关键技术相继攻克，卫星定位、遥感、智能化动态监控等信息技术在沿海港口、内河数字化航道建设中广泛应用……技术创新强有力地支撑了我国水运行业的快速发展，并引领着我国水运建设向更高水准迈进。
深水专业码头建设成套技术初步形成
船舶大型化趋势对现代港口航道和泊位水深提出了更高要求，需要大型、深水、专业化码头作为支撑。为适应这种趋势，目前全国各大港口都在争相建设深水专业码头。在深水专业码头建设中，涌现了一批国内乃至世界领先的创新技术，天津港的深水防波堤技术便是其中之一。
“这项技术属世界首创，适合于淤泥式海岸建设。”天津港规建部部长李伟告诉记者，天津港的海底表层及浅层土为淤泥和淤泥质黏土，当防波堤和围埝工程向深水区发展时，现采用的抛石堤、抛石基床和半圆体结构的混合堤对水深和软土地基的适应能力有限，开发研究新型防波堤和围埝结构被提上日程。
在收集和分析了国内外相关成果资料的基础上，天津港提出了插入式箱筒型基础防波堤结构，并进行了相应的理论分析和室内模型试验。“新技术的应用使得防波堤造价降低了，预计可比传统造价降低20%左右，而且这种技术可以提高施工效率。”李伟说，2004年，该技术已进入工程应用阶段，明年10月份将有5公里的工程完工，预计可节约资金1亿元。
记者了解到，在深水专业码头建设中，全国各大港口普遍开展了技术创新。如上海港洋山港区、大连港、青岛港、秦皇岛港等。通过技术创新，洋山港区有效地解决了质量、进度、投资三大目标的冲突，攻克了一系列的技术难题。同时，也形成了洋山深水港区建设特有的高流速、高含沙量、岛群海域建港关键技术、外海深水码头及接岸结构关键技术、外海深水筑堤造陆关键技术和深水航道关键技术四大关键技术。洋山深水港区工程在勘察、科研方面所采用的创新技术手段，全面提升了我国外海港口水文泥沙问题的科研、应用水平，为岛礁群周边深水岸线资源开发积累了实践经验。
航道整治技术日趋成熟
长江是我国最重要的内河水运主通道，素有“黄金水道”之称。近年来，长江航道局通过对界牌、碾子湾、张南、东流等10多个浅险水道进行综合整治，大大改善了长江的通航条件，提高了长江航道的通过能力。长江航道局规划设计研究院副院长刘怀汉认为，通过多年的整治工程实践和技术攻关，长江航道治理已形成新的理念，航道整治技术日趋成熟。
土工织物等新材料在航道整治工程的广泛应用，为长江中下游的航道整治工程实施奠定了基础；数字信息航道技术实现了二维电子海图向三维立体动态图的飞跃。这些科技成果极大地提高了航道整治的技术水平和科技含量。
长江口深水航道治理工程是巨型复杂河口航道整治技术应用的典型案例。该工程实现了原始创新、集成创新和引进吸收国内外先进技术再创新并举。整治建筑物大量采用了新型结构；水上施工全部采用了首创的大型专用作业船，并相应开发了成套施工新工艺；疏浚工艺和设备实现了多项创新；专为本工程开发的回淤量预测数学模型在一、二期工程的回淤量分析、预报中发挥了关键作用……该工程的总体治理方案、半圆型沉箱等轻型重力式结构、专用施工设备及施工工艺等多达74项的成套创新技术，均属世界首创。可以说，没有技术创新，就没有长江口深水航道治理工程。
长江口深水航道治理工程带来了良好的经济效益和社会效益。随着深水航道一、二期工程的建成，通过长江口的货运量已由2000年的2.2亿吨增至2005年的5.5亿吨；仅2002至2006年，散、油、集装箱三大货种船舶运输获得的直接经济效益即达333.69亿元。
新型现代化施工创新技术层出不穷
“十五”期间，新型现代化施工技术取得了一系列的创新成果。中交集团总工程师孙子宇向记者介绍了几个有代表性的技术成果。
高性能混凝土。这一技术最早应用于东海大桥。事实证明，这一技术可以显著提高混凝土性能，延长其使用寿命。孙子宇告诉记者，这种高性能混凝土的最大特点是环保，原因在于配比中减少了水泥用量，掺上了粉煤灰，实现了废旧资源再利用。同时，以粉煤灰代替水泥还可以降低成本。这一技术从2002年开始应用，目前已被水运建设工程普遍采用。
施工重型装备。“十五”期间，随着我国港口向大型化、深水化方向发展，大型疏浚船舶、大型打桩船、大型整平船、大型铺排船、大型浮吊等重型施工装备应运而生。
疏浚辅助决策系统。孙子宇告诉记者，目前我国自主研发的疏浚辅助决策系统已经超过了国外，打破了国外的技术封锁，而且我们自主研发的这一系统更加人性化。疏浚辅助决策系统的研发应用使得疏浚效率大增。
试验模拟技术广泛应用
“十五”以来，特殊条件下的泥沙运动规律等水运建设技术方面的研究取得重大进展。数学、物理模型研究，特别是数模和物模相结合的复合模型的研究等方面相继取得了突破性进展，达到国际先进水平。
“在实验模拟技术研究的基础上，我们攻克了许多技术难题。”交通部天津水运工程科学研究院院长赵冲久告诉记者，他们在长期数值模拟工作经验基础上，实现了一系列的技术创新。他们系统总结了数值模拟的方法，开发了水动力二维数值模拟软件包TK2D。该软件包具有自主知识产权，在功能上达到国际同类商用软件水平，其中，工程泥沙模拟部分和工程应用部分达到国际领先水平。目前该软件在国内工程中已广泛应用，在国外有关工程中也得到了应用。
为提高港口码头使用的安全度，确保码头结构的正常使用，天津水运工程科学研究院多年来对天津港、营口港、丹东港高桩码头开展了大量的原形观测工作，及时发现了许多病害，并采取了相应措施进行治理。
大型港口的水工设施数量大、种类多、设计和维护的历时长、数据复杂，而这些资料对设施的健康诊断和维护方案设计非常重要，天津水运工程科学研究院为天津港等港口建立了水工结构的设计和维护资料电子档案，使数据维护和检索变得十分方便。
水运工程建设标准体系更加完善
我国50多年的水运工程建设史表明，每一次水运工程建设的完成都离不开技术标准的强大支撑。
据交通部水运司工程技术处处长胡明介绍，我国的水运工程建设标准经历了从无到有的阶段，自1953建立以来，为适应形势的发展，经过了3次修订。
进入新世纪，为满足船舶大型化的需求，许多水运工程技术创新，如爆夯挤淤处理地基新技术、大圆筒技术、大管桩技术、水下深层拌和处理地基新技术等被及时吸纳进技术标准，有力地促进了创新成果的推广与应用。截至去年年底，现行水运工程建设技术标准已达107项，其中，国家标准4项、行业标准98项、专项标准4项，基本涵盖了水运工程建设的各个方面，满足了工程建设需要。
新的《水运工程建设标准体系表》今年已完成并发布实施，新标准在整合老标准的基础上，将“设计通则”、“施工通则”等标准纳入“涉及人民生命财产和工程安全、人体健康、环境保护和其他公共利益”的技术内容，为水运工程建设标准下一轮的修订打下基础。与之相配套修订的《水运工程建设标准管理办法》明确规定了可根据工程实际情况，不定期对标准进行局部修订，将为创新成果的及时推广应用提供依据和条件，使水运工程建设技术标准始终保持着先进性和实用性。
回顾“十五”以来水运建设发展的历程，每一个重点工程的建设都离不开技术创新，每一次的技术创新都强有力地支撑了水运经济的发展。时至今日，技术创新愈来愈受到政府与企业的重视，相信在此基础上，水运建设领域将涌现越来越多的技术创新亮点。
□亲历者说
建设项目是自主创新的平台
中国工程院院士谢世楞：建设项目是自主创新的平台，设计工作应结合解决工程关键难题实施技术创新。空心方块斜坡堤的创新基于长江口深水航道治理工程遇到的难题。
长江口深水航道治理工程北导堤是整治建筑物中自然条件最为严峻的地段，表现为水深最深、波浪最大和地基条件最差。在软弱地基上建造深水导流堤，成为长江口整治中的一道难题。
中交第一航务工程勘察设计院专门组织了攻关小组，明确了要在方案设计中实现技术创新。最终空心方块斜坡堤以其构思新颖、自重轻适于软土地基、施工方便适于外海作业、造价合理、稳定性好且风险小等明显优点而被选用。长江口空心方块斜坡堤已于2004年年底建成，经多次台风浪作用的考验，总体稳定情况良好。
通过空心方块斜坡堤的自主创新，我有以下几点体会：建设项目是自主创新的平台，设计工作应结合解决工程关键难题，实施技术创新；设计创新应有明确目标，创新工作应有完善的组织；解决一项复杂的技术难题，应从设计基本原则着手。一项熟知的基本概念，往往可以成为创新构思的基础；在设计创新中，各个阶段、各个层次都应多作比较分析，全面考虑技术、经济各方面的问题。
水运建设行业要增强自主创新能力
中国水运建设行业协会名誉理事长李悟洲：创新是一个民族生存与发展的灵魂，也是我国水运建设行业技术进步的必走之路。改革开放以来，我国的水运建设技术水平有了极大的提高，但在自主创新能力上还有一定差距。主要反映在创新资金和人力投入不足，不少企业缺乏高水平的专门技术开发机构。今后政府需要在机制、资金和人力方面给予更多的支持和引导，企业也要下决心成为真正的技术创新主体。
科技创新，人才为本，科技创新的动力在人才。凡是水运工程技术创新取得重大成果的，都有高水平的技术人才在其中发挥重要作用。今后要提高科技项目经费中人员投入的比例，从政策、管理和待遇等方面营造有利于吸引、稳定和培养人才的良好环境。
我国水运工程技术标准取得了很大成绩，目前从体系和内容上都在进行重大改革。我认为，除关系到安全、环保等方面的内容纳入强制性条文外，其他都应是推荐性条文，鼓励技术人员大胆创新。对采用新技术、新工艺、新结构和新材料的单位和个人，应给予精神和物质奖励。
选择合适的技术路线很重要
洋山同盛港口建设公司董事长归墨：洋山深水港区建设工程开创了我国建港史乃至世界建港史上在高流速、高含沙量海域，离大陆30公里的外海孤岛建设大型集装箱港区的先例。工程建设自然条件之复杂、工程量之大、工期之短、难度之高、施工经验之少、外海施工依托条件之差、技术难度之大在我国乃至世界建港史上实属罕见。
现在来看，合适的技术路线很重要。洋山深水港区建设技术难度大，建设周期紧，仅仅依靠指挥部和设计、施工单位的力量是有限的，必须开展多层面、全方位、多学科的科研工作，重大问题咨询专家，才能以有限的资源发挥无穷的创造力。洋山深水港区工程从开工建设至今4年多时间，有100多家专业研究机构和高校近4000人次参与科研工作，参加各专题成果评审和咨询的专家达1500人次以上。专家和科研机构的介入有力地推动了工程建设的顺利实施，今后我们还会继续沿用这个技术路线。
集成创新技术创造“建港奇迹”
中交水运规划设计院有限公司董事长宋海良：从2003年3月在长江边一片滩地和芦苇中吹填成陆，至2004年12月靠泊第一条大型集装箱班轮，这个被国际同行称为“建港奇迹”的上海港外高桥集装箱码头五期工程就是由中交水运规划设计院设计的。
如此短的时间内，在上海浦东外高桥地区建成如此规模的现代化集装箱码头，技术集成和创新发挥了关键的作用。
在码头管理与装备上，我们把全新的集装箱智能化、数字化技术融合于生产系统，在世界上第一次成功地采用了双40英尺集装箱岸桥；在工程建设项目管理上，我们开发了全新的信息管理系统和“量清价定”、“银行保函”等一系列工程管理新方法。
我们将全新的现代建港规划理念与筑港技术、计算机管理与控制技术等应用于集装箱码头建设，并注重集成融合，在过程中实现了技术创新，建成了包含外高桥集装箱码头四期、五期在内的世界一流现代化集装箱码头群。
□预测
我国水运工程技术的发展趋势
交通部水运司副司长 肖大选
2006年全国沿海港口总体能力仍显不足，缺少大型专业化泊位的结构性矛盾仍然存在，沿海港口航道和大江、大河出海航道也不能完全适应船舶大型化发展的需要。预计“十一五”时期沿海港口总吞吐能力约需要增加20亿吨，面临的建设任务非常繁重，迫切需要解决岸线、土地资源不足的矛盾，这对水运工程技术提出了新的、更高的要求。
随着港口规模扩大和功能转变，港口深水岸线稀缺性非常明显，深度开发与有效利用成为必然；船舶的发展趋势推动了港口离岸化、深水化、大型化和专业化，以及在历史上认为不宜建港、甚至不能建港的岸线建港，科研、设计、施工均面临新技术问题，以人为本、资源节约、环境友好、智能化等高品质成为港口建设的主旋律。
今后需要解决的重大技术问题有八个：
基础技术研究
包括数学模型和物理模型相结合的复合模型，同时模拟悬移质、推移质、冲泻质和床沙质泥沙的物理模型，深水设计波浪标准，离岸深水码头结构可靠度理论，港口交通组织数字仿真，新型土工合成材料和自密实、自养护、抗裂型高耐久混凝土等。
离岸深水港建设技术研究
包括港口水陆域合理尺度，码头泊稳条件，超大型码头新型结构，亲水、环保防波堤结构型式等。
沿海港口深水航道和大江、大河出海深水航道建设关键技术研究
包括深水航道选线原则，航道断面合理尺度，单、双向航道确定量化标准，航道通过能力计算方法，航道维护等。
软弱地基处理技术研究
包括水下真空预压、水下挤密砂、超深塑料排水板处理软基，高填土形成陆域沉降控制等。
老旧码头维修、加固、改造技术研究
包括混凝土结构健康诊断与寿命预测，水下结构监控、检查、测量，老码头合适的结构改造型式及维修、加固，老码头商业开发和旅游开发等。
节能环保关键技术研究
包括特种专业化码头及小批量货种的装卸和仓储，以钢杂为代表的普通件杂货专用装卸设备与工艺改进，集装箱码头堆场轮胎场桥油改电，现代综合物流，交通一体化，提高车-船、船-船直取比例，生态影响预测模型及恢复、疏浚土的综合利用以及减少运输设备、陆域吹填、工程爆破、外海抛泥对环境影响等。
安全控制技术研究
包括大型船舶靠离泊、航行、系泊安全控制，风暴潮增水对码头面高程及陆域高程的影响、寒潮减水对航道水深影响，以及在风暴潮、波浪、水流等复杂动力条件下泥沙骤淤的机理和防淤减淤措施等。
数字化与信息化技术研究
包括智能航运系统、数字化港口系统、现代物流管理系统、电子口岸平台、交通一体化系统等。
在水运建设技术创新中，应充分发挥政府的主导作用，优化技术创新资源配置，发挥行业整体优势，不断提高行业整体技术水平，提升行业的影响力；以重点工程为平台，建立产学研相结合的技术开发体系，提高技术开发的针对性、实用性；充分把握水运建设行业系统性、专业性和技术性强的特点，建立健全技术创新的长效激励机制；坚持在创新实践中发现人才、在创新活动中造就人才、在创新事业中凝聚人才，形成崇尚创新、敢于创新的环境与氛围。
（摘自《中国交通报》）
