十二五863水運發(fā)展規(guī)劃(水規(guī)院1125)

1、十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究2009年 11月十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究目錄1“十一五”情況總結(jié)1.1 課題進展情況及成果1.2 存在問題2. 戰(zhàn)略需求和發(fā)展趨勢分析2.1 國家經(jīng)濟社會發(fā)展對水運的戰(zhàn)略需求2.2 我國技術(shù)現(xiàn)狀與國外發(fā)展趨勢及其差距122.3 “十二五”水路交通技術(shù)發(fā)展主線及重點突破方向 373. 發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標(biāo)383.1 發(fā)展思路3.2 戰(zhàn)略目標(biāo)4. 發(fā)展重點424.1 戰(zhàn)略重點4.2 重大戰(zhàn)略產(chǎn)品4.3 重大技術(shù)系統(tǒng)685 保障措施855.1項目選擇5.2體制機制保障855.3團隊建設(shè)與人才培養(yǎng)865.4基地和平臺

2、建設(shè)865.5成立水運技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟86十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究1“五”情況總結(jié)國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 ( 2006-2020 )(以下簡稱規(guī)劃綱要)針對我國交通運輸業(yè)存在的運輸供給能力不足、綜 合交通體系建設(shè)滯后、 各種交通方式缺乏綜合協(xié)調(diào)、 交通能源消耗與 環(huán)境污染問題嚴(yán)峻等問題，確定了包括“以提供順暢、便捷的人性化 交通運輸服務(wù)為核心， 加強統(tǒng)籌規(guī)劃， 發(fā)展交通系統(tǒng)信息化和智能化 技術(shù)，安全高速的交通運輸技術(shù)，提高運網(wǎng)能力和運輸效率，實現(xiàn)交 通信息共享和各種交通方式的有效銜接， 提升交通運營管理的技術(shù)水 平，發(fā)展綜合交通運輸；促進交通運輸向節(jié)能、環(huán)保和更加安全的方

3、向發(fā)展，交通運輸安全保障、 資源節(jié)約與環(huán)境保護等方面的關(guān)鍵技術(shù) 取得重大突破并得到廣泛應(yīng)用；圍繞國家重大交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)，突破建設(shè)和養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)，提高建設(shè)質(zhì)量，降低全壽命成本”的 科技發(fā)展思路， 明確提出了包括重點研發(fā)離岸深水港在內(nèi)的 “交通運 輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護技術(shù)及裝備 ”的科技發(fā)展優(yōu)先主題。為貫徹規(guī)劃綱要的要求， “十一五”國家 863 計劃在現(xiàn)代交 通技術(shù)領(lǐng)域 “重大交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施核心技術(shù)” 專題中設(shè)立了水運行 業(yè)第一個國家 863 課題“離岸深水港巖基淺埋輕型結(jié)構(gòu)碼頭建造技 術(shù)研究”。“十一五”科技支撐計劃在水運交通領(lǐng)域設(shè)立了“現(xiàn)代服務(wù) 業(yè)共性技術(shù)支撐體系與應(yīng)用示范工程”

4、、“遠(yuǎn)洋船舶壓載水凈化和水上 溢油應(yīng)急處理關(guān)鍵技術(shù)研究” 和“國家海上應(yīng)急搜救系統(tǒng)工程關(guān)鍵技十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究術(shù)研究及應(yīng)用示范” 3 個項目，其中包含了“現(xiàn)代物流服務(wù)示范工程” 等 8 個水運課題。1.1 課題進展情況及成果我國離岸深水港建設(shè)技術(shù)需求十分迫切， “十一五” 863 計劃設(shè) 立了目標(biāo)導(dǎo)向類課題 “離岸深水港巖基淺埋輕型結(jié)構(gòu)碼頭建造技術(shù)研 究”， 要求提出針對水深大于 25m 、設(shè)計波高 1215m 、海流速度 2 3m/s 、巖基覆蓋層厚度 015m ，惡劣自然條件下的碼頭建造技 術(shù)。目前課題實施順利，已提出輕型碼頭結(jié)構(gòu)型式等多項研究成果， 將形成完整的、 達

5、到國際領(lǐng)先的離岸深水港建設(shè)技術(shù)， 建立具有自主 知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系， 指導(dǎo)我國沿海重大港口工程建設(shè)， 達到規(guī)避工 程建設(shè)風(fēng)險、優(yōu)化方案、節(jié)約投資、加快建設(shè)速度的目標(biāo)，滿足我國 沿海港口建設(shè)發(fā)展的戰(zhàn)略需求， 提升我國港口建設(shè)國際競爭力， 并且 為拓展和提升現(xiàn)有行業(yè)規(guī)范提供技術(shù)支撐。十一五”科技支撐計劃 “現(xiàn)代服務(wù)業(yè)共性技術(shù)支撐體系與應(yīng)用示范工程” 項目中的“現(xiàn)代物流服務(wù)示范工程” 課題，主要包括：（1） 建設(shè)基于現(xiàn)代港口的散貨、集裝箱和汽車等物流服務(wù)示范工程； （2） 建立區(qū)域現(xiàn)代散貨物流、 集裝箱物流和汽車物流等公共信息服務(wù)與應(yīng) 用服務(wù)平臺；（3）散貨、集裝箱和汽車等典型物流服務(wù)平臺互聯(lián)及業(yè)

6、務(wù)集成；（4）現(xiàn)代物流技術(shù)在危險品集裝箱物流監(jiān)控中的應(yīng)用； （ 5） 實現(xiàn)公共碼頭與鋼鐵企業(yè)間物流鏈與生產(chǎn)鏈的無縫銜接； （ 6）建成世 界第一條投入商業(yè)運營的民用集裝箱電子標(biāo)簽國際示范線。 （ 7）建立十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究基于港口碼頭的完整汽車物流平臺。 目前，該課題研究任務(wù)基本完成。目前，“十一五”水運行業(yè)其他幾個科研課題的研究工作也正按 計劃、有步驟的進行，總體情況良好。1.2 存在問題經(jīng)過 30 年的改革開放，水運交通行業(yè)走過了引進、消化吸收、 再創(chuàng)新的科技發(fā)展之路， 目前沿海港口建設(shè)與遠(yuǎn)洋航運已達到世界先 進水平，承擔(dān)了我國 90% 的外貿(mào)運輸。我國內(nèi)河運量也在迅速

7、提高， 2007 年長江干線年運輸量超過 11 億噸，相當(dāng)于 16 條京廣鐵路的運 量，到 2010 年，長江干線貨運量將達到 13 億噸，是美國密西西比 河的兩倍多。 與我國水運交通運輸蓬勃發(fā)展不相適應(yīng)的是， 目前我國 在水運方面的科研投入力度與水運交通運輸對重大技術(shù)系統(tǒng)及戰(zhàn)略 產(chǎn)品的研發(fā)需求尚有差距，國家類課題偏少， “十一五” 863 計劃和 科技支撐計劃中水運方面僅 9 個課題，有必要加強國家層面的水運科 研投入，建立滾動支持的長效機制。十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究2.戰(zhàn)略需求和發(fā)展趨勢分析2.1國家經(jīng)濟社會發(fā)展對水運的戰(zhàn)略需求交通運輸是支撐我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性和先

8、導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。改革開放以來，我國水路交通事業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展，尤其 是近十年以來，我國在水上交通運輸建設(shè)上取得了舉世矚目的成績。由于我國社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展，水上交通運輸建設(shè)還是相對滯后， 仍不能滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展對水上交通運輸?shù)膽?zhàn)略需求。十二五”期間，是我國深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀、全面建設(shè)小康社會、積極構(gòu)建和諧社會的關(guān)鍵時期。隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，十二五” 期間水上交通運輸量將進一步加速增長， 水運交通運輸?shù)?發(fā)展面臨著面向世界、 面向未來， 滿足服務(wù)于全國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn) 略需求，集中體現(xiàn)在以下四個方面：一）加快外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的多層 次需求隨著我國經(jīng)濟的快速

9、發(fā)展， 港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅猛， 港口吞吐量的不斷增長，使很多港口的原有港區(qū)已趨飽和。另一方面,自然 條件優(yōu)越的港址大部已被開發(fā)， 同時船舶向大型化趨勢發(fā)展促使碼頭 建設(shè)從有掩護水域向半開敞、開敞、深水水域發(fā)展。這些水域的自然 條件較差且比較復(fù)雜，大體可歸納為水深、浪高、流急、沖淤強度大十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究和地基軟弱等。目前我國已有建造在天然水深超過 30m 、設(shè)計波高 達 12m 的深水防波堤；集裝箱碼頭和海灣大橋的設(shè)計流速已分別達 到 2.5m/s 和 3.0m/s 以上 ; 深水外航道一次驟淤強度可達 2m 以上。目前，我國建港技術(shù)還不能滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展對離岸深水

10、港的戰(zhàn) 略需求，且與國際先進技術(shù)尚有一定差距， 急需開展在深水、 大波高、 強流等惡劣自然條件下的離岸深水港建港技術(shù)， 軟基處理技術(shù)和碼頭及深水航道淤積的研究工作。人工島為在海域中人工建造的陸地，其主要作用是增加陸域面積和岸線長度。 人工島上可以建設(shè)深水港、飛機場、大型電站、核電站、煉油廠、選礦廠 、冶煉廠、水產(chǎn)加工廠、紙廠、廢品處理廠、水文氣象觀測站以及毒品或危險品倉庫等。由于陸域和岸線資源的限制， 海上人工島的建設(shè)逐漸成為關(guān)注的焦點問題。 人工島普遍處于惡劣的 海洋環(huán)境之中，受到風(fēng)浪、潮流、海冰及風(fēng)暴潮的影響較大。此外人 工島的建設(shè)可能導(dǎo)致海洋水動力環(huán)境， 致使泥沙淤積、 灘涂底質(zhì)結(jié)構(gòu) 等

11、發(fā)生變化， 其中的諸多因素之間的關(guān)聯(lián)性和不確定性非常復(fù)雜。 國 外在人工島建設(shè)方面有著豐富的技術(shù)， 尤其是日本海上人工島建設(shè)已 有幾十年的經(jīng)驗積累。世界上最大的人工島建設(shè)項目迪拜棕櫚 島，建成后迪拜的海岸線將增加 720 公里。我國已竣工的澳門國際 機場是我國第一座海上人工島機場， 該機場的人工島場道工程由中港 集團承擔(dān)設(shè)計及施工總承包。 我國渤海灣內(nèi)許多油氣田的開采都采用 了人工島的形式， 自張巨河人工島后， 渤海灣內(nèi)陸續(xù)建成多個用于油 氣開采的人工島。 目前我國經(jīng)濟速度發(fā)展迅猛， 沿海許多大城市的岸十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究線資源都十分緊張，天津市已經(jīng)開始其人工島的建設(shè)工程，此

12、外，大 連、上海、廈門、廣東、海口等地都有建設(shè)人工島的規(guī)劃。我國在人 工島建設(shè)方面尚處于起步階段，在人工島的平面布置、結(jié)構(gòu)型式、基 礎(chǔ)處理、筑堤材料、 護面塊體和防沖護底等方面尚有亟待解決的技術(shù) 問題，在海洋環(huán)境與人工島的相互影響方面也需要進行基礎(chǔ)理論的研 究，此外在施工技術(shù)和施工設(shè)備上還需突破深水作業(yè)等問題。我國目前城市間的社會經(jīng)濟聯(lián)系日趨緊密， 城市間的交通運輸已 經(jīng)成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要部分。隔海、隔江相望的城市，對能提供 方便、快捷海上交通運輸服務(wù)的跨海大橋、 海底隧道等交通運輸基礎(chǔ) 設(shè)施的需求十分迫切。 我國已建成的跨海大橋主要有： 作為深港西部 通道主體的深圳灣大橋、 連接上海與洋

13、山深水港的東海大橋和全世界 最長的杭州灣跨海大橋。 我國第一條海底隧道廈門翔安隧道也即將竣 工。即將開工建設(shè)的港珠澳大橋，以公路橋的形式連接香港、珠海和 澳門，建成后將成為僅次于龐恰特雷恩湖橋和寧波杭州灣大橋的世界 第三長橋。大橋的起點是香港大嶼山，經(jīng)大澳，跨越珠江口，最后分 成 Y 字形，一端連接珠海，一端連接澳門。建成通車后，開車從香港 到澳門和珠海的時間將由目前的 3 個多小時縮減為半個多小時。 港珠 澳大橋的建設(shè)將加速粵港澳經(jīng)濟一體化進程， 提升珠江三角洲地區(qū)的 綜合競爭力，對保持粵港澳經(jīng)濟繁榮穩(wěn)定意義重大。此外，我國在渤 海灣內(nèi)連接山東與河北、山東與遼寧的交通樞紐工程也在論證之中。作

14、為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的紐帶，這些工程的竣工促進了城市間的交通運十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究輸，節(jié)約了運輸成本，提高了運輸效率，對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了 重要作用?！笆晃濉逼陂g，我國在跨海大橋和海底隧道建設(shè)領(lǐng)域積 累了一些經(jīng)驗， 但在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施受臺風(fēng)、 風(fēng)暴潮的影響比 較頻繁，工程的建設(shè)對海域的淤積以及近岸生態(tài)環(huán)境影響巨大， 在惡 劣自然條件對工程的影響以及工程對生態(tài)環(huán)境的影響方面， 仍需開展 大量的基礎(chǔ)理論研究工作。 在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施施工方面， 我國 現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備不能滿足深水挖泥、 深水基礎(chǔ)處理和大型預(yù)制構(gòu)件深 水安裝等技術(shù)需求，制約了外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè)和發(fā)

15、 展。此外，對于外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的防災(zāi)減災(zāi)及安全保障工作還 需進一步深入研究。二）提高長江黃金水道的綜合運輸能力，滿足沿江經(jīng)濟帶可持續(xù) 發(fā)展戰(zhàn)略的需求內(nèi)河航運具有運量大、成本低、能耗小、污染少等優(yōu)勢，在平原地區(qū)和渠化的河流上， 優(yōu)勢更加明顯， 一艘萬噸級貨船的運量相當(dāng)于 3 列重載火車和 500 輛載重 20 噸汽車的運量，上述貨船、火車和汽 車在運輸線上的占地面積比為 0：2400:12000 （平方米）；另外，水 路每噸公里的綜合運價僅是鐵路的 1/3 、公路的 1/6 ，而從能耗方面 看，水路每千噸公里耗油不到公路的 1/9 。提高內(nèi)河航運的綜合運輸 能力是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選

16、擇。長江經(jīng)濟帶中的七省二市 （ 上海市、江蘇省、安徽省、江西省、 湖北省、湖南省、重慶市、四川省和云南省 ），土地面積占全國的 15% ，十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究人口占 38% ，GDP 占46% ，是目前世界可開發(fā)規(guī)模最大、影響范圍 最廣的內(nèi)河流域經(jīng)濟帶。 隨著沿江經(jīng)濟的快速發(fā)展， 長江沿線已發(fā)展 成為我國重要的冶金、石化、汽車、電力等產(chǎn)業(yè)密集帶。據(jù)統(tǒng)計，長 江流域鋼鐵產(chǎn)量占全國的 36% ，石化產(chǎn)量占全國的 28% ，汽車產(chǎn)量 占全國的 47% ，火電裝機容量占全國的 16% 。沿江大型企業(yè)生產(chǎn)所 需 80%的鐵礦石、 40%的原油、 83%的電煤都是依靠長江水運來保 障的。

17、長江流域作為我國內(nèi)河航運最發(fā)達的地區(qū)， 長江航運對區(qū)域經(jīng) 濟的發(fā)展做出了重要的貢獻。長江水系航運資源豐富，通航里程長， 通航能力大， 在我國內(nèi)河航運體系中占有極其重要的地位。 干支流通航里程達 6.5 萬多公里，占全國內(nèi)河通航總里程的 53 。在我國“兩橫一縱兩網(wǎng)十八線”的高等級航道布局規(guī)劃中，長江水系就占有“橫一縱一網(wǎng)十線”。可見，充分發(fā)揮長江黃金水道作用，緩解土地、能源和環(huán)境的壓力，保障和促進長江流域經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展， 既是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會對長江水運提出的時代發(fā)展要求，也是水運業(yè)落實國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。近年來，長江干線實施了一系列的航道整治工程，干線航道的維護尺度及通

18、航保證率有較大提高， 航行條件明顯改善， 服務(wù)水平穩(wěn)步 提升，航道通過能力大幅提高。 2007 年長江干線年運輸量超過 11 億噸，相當(dāng)于 16 條京廣鐵路的運量， 2008 年長江干線貨運量已達 到 12 億噸，是美國密西西比河的兩倍和歐洲萊茵河的三倍，長江干 線已成為世界上運輸最繁忙、 運量最大的通航河流， 真正體現(xiàn)了長江黃金水道”的巨大作用。專家預(yù)測，長江干流航運若完全開發(fā)，最十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究保守的估計，其運能應(yīng)該是 3060 億噸，而長江干流現(xiàn)有貨運量不 過 12 億噸（ 2008 年），僅發(fā)揮了長江運能的 20 40 ，表明長江 運能的潛力十分巨大，亟待開發(fā)。因

19、此，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，又好 又快推進長江黃金水道建設(shè)， 進一步釋放長江航運潛力， 全面提升航 運服務(wù)及保障能力， 已成為完善國家綜合運輸體系建設(shè)和長江干線沿 江地區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。我國長江航道整治工程已經(jīng)實施并鋪開， 部分灘段的工程已告竣 工，其整治效果已逐漸顯現(xiàn)，航道條件有較大改善，為長江的水運發(fā) 展提供了必要的基礎(chǔ)條件。 但長江是一條大河， 除已進行了部分灘段 的航道整治外， 多數(shù)河段航道還處于自然狀態(tài)， 而且目前已實施的工 程是以孤立灘段的形式進行，缺乏系統(tǒng)性。同時，無論是國內(nèi)還是國 外，在類似長江這種條件下開展航道整治技術(shù)并不多見， 難度非常大， 而且沒有成熟的可以直接應(yīng)用

20、的工程技術(shù)， 迫切需要將長江航道整治 技術(shù)加以系統(tǒng)化，形成成套技術(shù)，指導(dǎo)工程建設(shè)。打造數(shù)字航道、發(fā)展智能航運，用信息化帶動長江航運現(xiàn)代化， 全面提高長江航運生產(chǎn)效率， 提升長江航運服務(wù)和管理水平， 是現(xiàn)代 化運輸方式的基本要求。 信息化是交通運輸行業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之 路，必須依靠科技進步和創(chuàng)新，提高科技對于長江航運的貢獻率。大 力加強長江航運信息化建設(shè)，打造數(shù)字航道，發(fā)展智能航運，構(gòu)建物 流信息平臺和長江航運電子政務(wù)平臺， 全面帶動長江航運管理現(xiàn)代化 水平，為長江航運提供強有力的支持保障。十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究三）大力發(fā)展水上運輸安全保障與環(huán)保節(jié)能減排技術(shù)，滿足水上 運輸安全

21、、高效、便捷、環(huán)境友好的戰(zhàn)略需求水上安全保障是國家履行國際義務(wù)、 維護社會穩(wěn)定、 促進經(jīng)濟發(fā) 展、保障水上運輸安全的一項重要的社會責(zé)任。近十年來，我國加大 了沿海和長江中下游地區(qū)的信息化建設(shè)， 為我國水上交通安全運輸提 供了有力的保障。隨著我國水路運輸基礎(chǔ)設(shè)施和運輸網(wǎng)絡(luò)的逐步成 型，水路運輸量占社會運輸總量的比重將逐步增大， 貨物品種不斷豐 富，危險品運輸異軍突起， 航運安全、環(huán)境安全面臨前所未有的壓力。保護環(huán)境和節(jié)約資源是我國的基本國策， 在防治船舶污染、 港口環(huán)保、 建設(shè)內(nèi)河生態(tài)航道和節(jié)能減排上還需進一步開展研究工作，以滿足兩型”社會建設(shè)的需求。為保障我國水運安全、有序和健康發(fā)展， 解決航

22、運安全管理及決策管理這一重大技術(shù)問題，需要加快水運通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、 航運信息系統(tǒng)建設(shè)、水上救體系建設(shè)、海事監(jiān)管巡航與救助一體化建設(shè)、水上現(xiàn)代監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)、 水上搜救組織協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)建設(shè)、 防污及快速反應(yīng) 系統(tǒng)建設(shè)，全面提高海事監(jiān)管能力、快速應(yīng)急處置能力、緊急事務(wù)處 理的應(yīng)變能力、 反恐預(yù)控能力， 根本提升水運交通主管部門的管理水 平，以適應(yīng)不斷發(fā)展的水運需求。船舶污染包括船舶生產(chǎn)性污染和事故性污染。 船舶燃油燃燒產(chǎn)生的廢氣（硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳等）總量逐年上升，造成的 大氣污染尚未得到有效控制， 經(jīng)濟、合理、實用的防治技術(shù)較為缺乏， 需大力推廣水運節(jié)能減排技術(shù)來降低污染。 船舶溢油和危險

23、化學(xué)品泄10十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究漏事故帶來的環(huán)境污染風(fēng)險日益加大， 事故預(yù)防與應(yīng)急處置技術(shù)是國 內(nèi)外的研究熱點， 也是難點。 我國港口建設(shè)項目環(huán)境影響評價的執(zhí)行 率基本達到 100% ，港口規(guī)劃環(huán)評、港口建設(shè)項目環(huán)境監(jiān)理和驗收環(huán) 評逐步強制推行。 而部分老港區(qū)與城市發(fā)展和城市環(huán)境之間的矛盾日 益突出，少數(shù)碼頭裝卸作業(yè)時產(chǎn)生的煤炭、 礦石、散糧等粉塵或油氣， 對周邊地區(qū)產(chǎn)生較大的環(huán)境污染。 部分大型集裝箱碼頭的集疏運車輛 給所在城市帶來了一定程度的環(huán)境污染。 針對這方面的技術(shù)研究開展 較少。目前，我國待開發(fā)的內(nèi)河航道多數(shù)依然處于天然狀態(tài)，航道等 級較低，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)恢復(fù)條

24、件較差。因此，在建設(shè)資源節(jié)約 型、環(huán)境友好型社會與構(gòu)建和諧社會的新形勢下，在開發(fā)內(nèi)河航道、 發(fā)展內(nèi)河航運的過程中，必須切實做好環(huán)境保護、生態(tài)恢復(fù)等工作， 否則內(nèi)河航運難以可持續(xù)發(fā)展。水運節(jié)能減排工作的主要任務(wù)是提高船舶和港口的能源利用效 率，降低船舶和港口的能源（重點是燃油）單耗，減少溫室氣體及大 氣污染物的排放。水運行業(yè)在“十五”期間及 2006 年以來，在節(jié)能 減排、節(jié)能降耗方面開展了卓有成效的工作。 而為進一步滿足環(huán)境和 能耗的需求，還需進一步大力推廣行之有效的節(jié)能減排技術(shù)。11十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究2.2 我國技術(shù)現(xiàn)狀與國外發(fā)展趨勢及其差距2.2.1 外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)

25、施建設(shè)技術(shù)通過一系列科研項目關(guān)鍵技術(shù)的突破， 我國在外海交通運輸基礎(chǔ) 設(shè)施建設(shè)方面取得了一系列的技術(shù)創(chuàng)新成果， 尤其在深水港口建設(shè)和 養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)取得了突破；港口設(shè)計的許多方面已達到國際領(lǐng)先水 平，大型、高效港口機械裝備研制與開發(fā)取得了飛躍；現(xiàn)代信息化、 智能化技術(shù)也逐步得到應(yīng)用。但與國外比較，我國在港口設(shè)計理念、 港口功能多元化設(shè)計、基礎(chǔ)資料積累與獲取手段、結(jié)構(gòu)型式、港口施 工等方面仍存在一定差距。此外，為了滿足迅速增長的內(nèi)、外貿(mào)運輸 和城市間經(jīng)濟發(fā)展的需求， 必須不斷新建更大規(guī)模、 更現(xiàn)代化的交通 運輸基礎(chǔ)設(shè)施，因此在岸線的深度開發(fā)與有效利用方面， 海上人工島、 跨海大橋、海底隧道建設(shè)領(lǐng)域

26、，以及對老港口的改造技術(shù)，是我國海 上交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新所面臨的挑戰(zhàn)。一）外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計技術(shù)1 、設(shè)計理念雖然目前我國在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計中開始注意以人為 本，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型工程，設(shè)計手段與方法也有較大改 進，但與發(fā)達國家相比仍有一定差距。具體體現(xiàn)在以下三個方面：1）生態(tài)型工程設(shè)計理念與國外的差距外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施是水域生態(tài)系統(tǒng)和陸域生態(tài)系統(tǒng)、 自然生12十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究態(tài)系統(tǒng)和人文生態(tài)系統(tǒng)相互作用影響的脆弱敏感地帶。 同時，外海交 通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運行會帶來一系列的生態(tài)和環(huán)境問題， 如三廢 排放、生物入侵、生物多樣性退化、以及

27、大型外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施 周圍泥沙的淤積和侵蝕等。 國際上一些經(jīng)濟發(fā)達的國家如美國、 歐洲、 澳大利亞、日本等國家， 在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面較早就注 重生態(tài)化建設(shè)和運作， 其中較為系統(tǒng)推廣的生態(tài)型港口評價指標(biāo)體系 來自 1999 啟動的歐盟生態(tài)港計劃。 外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)重點 在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、生物、管理和經(jīng)濟效益等方面，包括 空氣環(huán)境、聲環(huán)境、水體、土壤、綠化建設(shè)、自然資源、人居環(huán)境、 生產(chǎn)過程監(jiān)控、能源使用效率、污染控制、環(huán)境管理水平和社會參與 等要素。國外在其他外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計之中也普遍考慮了項 目對環(huán)境造成的影響。 而對建設(shè)生態(tài)型外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的理

28、念 如何評價的研究在我國尚處于起步階段。2）設(shè)計與養(yǎng)護相結(jié)合理念與國外的差距我國外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計普遍存在前期設(shè)計與后期結(jié)構(gòu) 養(yǎng)護脫節(jié)的現(xiàn)象， 這與發(fā)達國家的設(shè)計與養(yǎng)護有著理念上的差距。 發(fā) 達國家在工程建成后，由設(shè)計方密切跟蹤結(jié)構(gòu)物的使用和老化情況， 并結(jié)合建設(shè)的設(shè)計情況為其提出養(yǎng)護方案， 達到提高效率， 降低成本 的目的。3）港口功能一體化設(shè)計理念與國外的差距經(jīng)濟全球一體化使貨物流動范圍越來越大， 速度越來越快。 港口 規(guī)模越來越大，要求現(xiàn)代港口必須具備完善的內(nèi)河、公路、鐵路、航13十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究空的立體集疏運網(wǎng)路系統(tǒng)。 我國港口功能比較單一， 帶動和服務(wù)區(qū)域

29、 經(jīng)濟發(fā)展的能力不強； 在經(jīng)營理念、 管理方式等方面和國外企業(yè)相比 存在一定差距； 港口與城市協(xié)調(diào)發(fā)展方面存在一定問題， 港口功能仍 有較大提升空間。 在政策框架制定后， 保稅物流園區(qū)及保稅港功能的 充分發(fā)揮需要進一步探索， 如何利用跨國公司全球物流運作轉(zhuǎn)移的機 遇，拓展國際中轉(zhuǎn)、國際配送、國際采購、國際分撥等業(yè)務(wù)，擴大中 國港口在全球物流鏈中的影響力，加強全球物流對中國港口的依賴 性，仍是值得認(rèn)真研究和實踐的重要難題。2、復(fù)雜條件下外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)往往處在復(fù)雜海岸、 復(fù)雜海域、 開 敞海域等從前被認(rèn)為建港條件較差、 惡劣的條件下， 這對工程建設(shè)的 技術(shù)創(chuàng)

30、新提出了新的挑戰(zhàn)， 特別是復(fù)雜條件下基礎(chǔ)資料的獲取技術(shù)和 分析方法；開敞外海建港建橋風(fēng)、浪、流、沙綜合模擬技術(shù)；外海交 通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的布置； 岸線的深度利用、 以及適合惡劣條件的新型 外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)物方面有待進一步研究。 目前有待解決的 問題主要有：（1 ）結(jié)構(gòu)型式單一不能滿足不同條件下的建設(shè)需求。 如 何開發(fā)適用于惡劣自然條件下的新型結(jié)構(gòu)形式是需首要解決的問題。2）地基處理技術(shù)不能滿足水深的需求。目前的水下基礎(chǔ)處理技術(shù) 對于深水情況都不適用， 開發(fā)新的深水基礎(chǔ)處理技術(shù)是外海交通運輸 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的保證。（3）復(fù)雜水動力影響還需深入研究。 外海復(fù)雜 的水動力影響如強流、 大浪、風(fēng)暴

31、潮等與結(jié)構(gòu)物的相互作用問題尚需 進一步開展基礎(chǔ)理論的研究工作。 （4）結(jié)構(gòu)物的壽命低，耐久性差。14十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究結(jié)構(gòu)物的壽命與我國所采用的設(shè)計理念有關(guān)， 同時與我國目前所采用 的建筑材料也有很大關(guān)系。 我國建筑所采用的建筑材料如鋼筋、 混凝 土等的性能與發(fā)達國家有一定差距， 在特殊施工材料的運用上也有一 定差距。（5）集成一體化設(shè)計、計算與發(fā)達國家存在差距，主要體現(xiàn) 在設(shè)計、科研的計算軟件集成一體化方面。 發(fā)達國家可以做到軟件一 體化設(shè)計，自動計算、自動優(yōu)化、自動出圖。我國設(shè)計科研應(yīng)用軟件 集成度顯著不夠， 且所使用計算軟件多數(shù)采用國外的商業(yè)軟件， 缺少 具有自主知識

32、產(chǎn)權(quán)的一體化商業(yè)計算軟件。二）外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施施工技術(shù)與裝備外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施施工技術(shù)與國外的差距主要體現(xiàn)在拼裝 技術(shù)、疏浚技術(shù)和環(huán)保技術(shù)上。 法國采用結(jié)構(gòu)預(yù)制海上施工平臺拼裝 技術(shù)建造一座 25 萬噸級的原油碼頭，工期僅為 2 個月。同樣一座碼 頭，國內(nèi)施工至少一年時間。國外的疏浚技術(shù)也很成熟，已有利用疏 浚土做人工生態(tài)島的成功實例。此外國外的環(huán)保技術(shù)在港口陸域形 成、航道疏浚等方面都有廣泛的應(yīng)用。 國內(nèi)在這些技術(shù)方面比較欠缺， 繼續(xù)突破一些關(guān)鍵技術(shù)難題。外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施施工裝備與國外的差距主要體現(xiàn)在深水 施工作業(yè)能力上。 我國目前海洋施工裝備不適于深水施工的需求， 對 可用于深水

33、挖泥、 基礎(chǔ)處理的設(shè)備需進一步研制。 為提高海上施工的 效率還需開發(fā)適應(yīng)于外海開敞海域施工的海上大型升降平臺。15十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究三）基于全壽命周期的外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與結(jié)構(gòu)物耐久 性技術(shù)基于全壽命周期的外海交通運輸建設(shè)技術(shù)的重要內(nèi)容是如何對 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在明確使用年限 （壽命） 和輔以環(huán)境下進行從結(jié)構(gòu)設(shè)計到 材料設(shè)計、施工養(yǎng)護到服役階段的耐久性設(shè)計。 從整個設(shè)計方法來看， 全壽命觀念的設(shè)計方法是繼安全系數(shù)法和兩階段 （正常使用狀態(tài)、 承 載力極限狀態(tài)） 設(shè)計方法后的又一次結(jié)構(gòu)設(shè)計觀念的重大改變。 這種 改變的深層次原因是人們從傳統(tǒng)的僅僅關(guān)注被設(shè)計結(jié)構(gòu)的觀點轉(zhuǎn)變 為被

34、設(shè)計結(jié)構(gòu)作為未來社會經(jīng)濟與環(huán)境單元的觀點。 全壽命觀念在國 外的房屋建筑領(lǐng)域、 公路橋梁領(lǐng)域以及國內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域都進行了有益 的嘗試，但在外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)設(shè)計中使用全壽命觀點重新透 射結(jié)構(gòu)物的建設(shè)與服役全過程在國內(nèi)外皆是一個創(chuàng)新理念。 該技術(shù)在 外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用在國內(nèi)外都屬于前沿技術(shù)， 目前還需進 行大量的基礎(chǔ)理論研究工作。我國現(xiàn)行規(guī)范基于的可靠度設(shè)計主要考慮的是荷載作用下的安 全性和適用性， 實際上沒有考慮耐久性的失效概率 。有關(guān)耐久性設(shè)計 至今仍普遍采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法， 不能給出與耐久性極限狀態(tài)有關(guān)的 可靠指標(biāo)或壽命安全系數(shù)等數(shù)據(jù)，設(shè)計使用年限不具有應(yīng)有的保證 率，造成耐久性

35、設(shè)計不合理， 不合理的設(shè)計將來無法給工程未來使用 期合理的維護和維修提供可靠的依據(jù)， 最終將造成工程全壽命成本巨 大的浪費。近年來國際上開始用概率可靠度方法進行耐久性設(shè)計，如歐盟16十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究13 個成員國共同開展的 Duracrete 耐久性設(shè)計研究項目、歐洲混凝 土學(xué)會的使用壽命設(shè)計模型規(guī)范（ fib MC SLD），在建立基于可 靠度的壽命預(yù)測模型的基礎(chǔ)上， 將設(shè)計使用年限與材料性能、 環(huán)境條 件及施工質(zhì)量建立起定量關(guān)系。 為了達到預(yù)期的設(shè)計使用壽命， 綜合 采用了耐久性高性能防腐蝕新材料和耐久性防護新技術(shù)， 而且將營運 期耐久性維護納入設(shè)計內(nèi)容， 通過營運期

36、的實時監(jiān)控和定期檢測， 及 時發(fā)現(xiàn)因環(huán)境和荷載造成的功能退化情況， 以便快速恢復(fù)和永久保持 結(jié)構(gòu)安全使用功能?？梢?， 在耐久性可靠度設(shè)計的基礎(chǔ)上，綜合考慮 了耐久性新材料、 新技術(shù)應(yīng)用和營運期耐久性維護的技術(shù)體系， 比傳 統(tǒng)經(jīng)驗的耐久性技術(shù)更可靠、 科學(xué)，更能保證工程在設(shè)計使用年限內(nèi) 的安全健康營運。 國際上的耐久性技術(shù)正在發(fā)生重大的技術(shù)進步， 而 我國在此方面的研究較少。四）外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施中風(fēng)險分析與控制研究隨著交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)離岸化、 深水化，自然條件越來越惡 劣； 20 萬噸級以上超大型散貨船越來越多，對駕駛員操作經(jīng)驗提出 了更高的要求； LNG 、LPG 等危險品船舶增多 ；

37、水域內(nèi)各種船舶航 行密度越來越大；特殊船舶進港、出港及經(jīng)過跨海大橋速度越來越快； 外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施在使用期期間受多種不確定因素的影響增多， 這無疑都增大了船舶靠、 離泊位及航行時與各種結(jié)構(gòu)物發(fā)生碰撞的危 險性。目前我國在這些影響因素的分析中尚處于起步階段。 因此對外 海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施在使用期不確定因素影響的理論分析和控制技17十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究術(shù)進行研究是十分迫切的。外海交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險分析和控制技術(shù)與國外差距主要體 現(xiàn)在不確定因素分析，失效模式建立，概率分析管理模式等方面。2.2.2 內(nèi)河航運建設(shè)技術(shù)我國內(nèi)河航運建設(shè)近二十年有了突飛猛進的發(fā)展， 在通航建筑物及高

38、水位差碼頭的建設(shè)方面取得了不少經(jīng)驗；在航道治理技術(shù)成功應(yīng)用于多處航道的治理，效果顯著；內(nèi)河航運信息化、智能化建設(shè)已應(yīng) 用于部分內(nèi)河航道；其中許多技術(shù)已接近或達到發(fā)達國家的先進水 平，部分方面已處于國際領(lǐng)先水平。但是在長江黃金水道建設(shè)中，存 在大量長河段航道系統(tǒng)整治和典型礙航河段整治的關(guān)鍵技術(shù)難題， 需 要長期開展研究工作， 同時我國在升船機建設(shè)技術(shù)和通航樞紐建設(shè)基 礎(chǔ)理論研究方面與國外尚有一定差距。 在大型河流航道建設(shè)規(guī)劃、 管 理信息化和智能化、航道整治生態(tài)結(jié)構(gòu)方面與國際先進水平還有差 距。一）航道建設(shè)與整治1、山區(qū)河流航道整治技術(shù)大型河流上游一般為山區(qū)河流， 國外對于河流上游及主要支流基

39、本采用樞紐渠化手段進行治理，以水資源的綜合利用和開發(fā)為原則， 進行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)， 科學(xué)規(guī)劃，在建設(shè)前重視科研的作用， 進行系統(tǒng)規(guī)劃、 研究、論證，尤其美國對密西西比河治理兼防洪、航運和發(fā)電，將航18十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究運放在突出地位。 密西西比河上游及其四大主要支流伊利諾斯河、 俄100亥俄河、田納西河、阿肯色河全部實現(xiàn)了渠化，建設(shè)通航梯級 多個，船閘 130 多座。因此，山區(qū)河流灘險處少數(shù)炸礁、疏浚外， 很少有礙航發(fā)生， 也就沒有形成系統(tǒng)的山區(qū)河流整治技術(shù)。 而我國通 過對西部山區(qū)河流航道整治的系統(tǒng)研究、 總結(jié)，提出完善的山區(qū)河流 整治理論和技術(shù)。如不同灘險分類、礙航機理、整治

40、原則等等。在這 一領(lǐng)域，我國處于世界前列。2、平原河流航道整治技術(shù)國內(nèi)現(xiàn)有航道整治理論多是中小河流上的實踐總結(jié)， 現(xiàn)有規(guī)范中 有關(guān)整治關(guān)鍵參數(shù)確定方法的治理理念在中小河流是適宜的。 長江中 下游屬于水、沙量豐沛的強沖積河流，淺灘的自身演變規(guī)律復(fù)雜，洲 灘及航槽變化幅度大， 航道整治工程布置和長江防洪時有矛盾。 長江 中下游一些淺灘的成功治理的實例表明， 很難按照規(guī)范規(guī)定航道整治 參數(shù)進行整治，需針對長江中下游水沙變化及河道演變特點結(jié)合相關(guān) 部門需求開展長江中下游系統(tǒng)航道整治。長江中下游河道多為分汊河型。 關(guān)于汊道的整治， 目前國內(nèi)外采 取的措施主要為兩大類， 一類是固定汊道， 穩(wěn)定或調(diào)整各汊道

41、的分流 比；另一類是塞支強干。其目的均是為了滿足航運的要求。西方一些 國家是以發(fā)展航運為主， 采取的措施主要是為了增加航道水深。 我國 河流因防洪的要求， 多采取穩(wěn)定汊道的整治措施。 對長江中下游這樣 的大型平原河流的治理， 特別是在大型水利樞紐下游的礙航嚴(yán)重的彎 曲分汊淺灘的演變規(guī)律和整治措施研究目前尚未有成熟的經(jīng)驗。19十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究從航道網(wǎng)整體建設(shè)規(guī)劃來看， 對整個航道規(guī)劃特別是航道的發(fā)展 尺度的研究，制定明確的中長期航道建設(shè)的規(guī)劃目標(biāo)，航道、船閘、 船隊尺度標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、性能優(yōu)良，做到了系列化，規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，不 僅提高了航運效率，而且便于維護。通過不斷的工程建設(shè)，

42、逐步提高 分段的航道尺度。而我國目前，航道網(wǎng)尺度論證規(guī)劃還不完善，尤其 大型河流干流中長期尺度發(fā)展、干支聯(lián)動，如何航道、通航設(shè)施、船 舶規(guī)劃配合發(fā)揮航道整體效益方面， 與發(fā)達國家還有差距。3、大型河口航道整治技術(shù)密西西比河每年向墨西哥灣推進 150m ，定向深入海灣， 將泥沙 搬運進深水區(qū)。 在治理攔門沙，采用的是雙導(dǎo)堤工程束流， 結(jié)合疏浚， 以取得所需水深， 并將攔門沙航道軸線做適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)， 以避開墨西哥 灣由東而西的沿岸流所造成的嚴(yán)重淤積的部位。 德國根據(jù)威悉河口潮 汐和泥沙運動的規(guī)律，采取疏浚與整治工程（長導(dǎo)堤及丁壩）相結(jié)合 的方法，增強了河道本身的沖刷能力， 使威悉河能夠滿足不斷提高的

43、 航運要求。而我國長江口深水航道治理工程是一項具有世界級技術(shù)難 度的重大工程，提出了“導(dǎo)流、擋沙、減淤”的指導(dǎo)思想，采用了穩(wěn) 定分流口、 寬導(dǎo)堤加長丁壩群的總體方案， 整治建筑物結(jié)構(gòu)型式及設(shè) 計方法。施工工藝和施工裝備、基礎(chǔ)技術(shù)研究、工程管理模式等方面 深水航道治理工程成套技術(shù)的創(chuàng)新成果多達 74 項，其中原始創(chuàng)新 49 項，形成的大型河口深水航道治理工程成套技術(shù)具有世界先進水平。20十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究隨著長江口三期工程建設(shè)，預(yù)計 2010 年 12.5m 深水航道上延 至太倉。長江口深水航道建設(shè)將有力地促進了長江航運發(fā)展，特別 是對上海市、江蘇省沿江開發(fā)、以港興市的發(fā)展戰(zhàn)

44、略有極大的帶動 作用。由于南京至瀏河口河段特別是江陰以下三沙（福姜沙、通州沙 和白茆沙）河段受徑流和潮流的雙重影響，江面展寬，多汊并存，沙 細(xì)易動，河床演變復(fù)雜，航道整治工程規(guī)模大，技術(shù)難度高，本河段 航道尚未經(jīng)過大規(guī)模系統(tǒng)整治， 在很大程度上仍然處于天然狀態(tài)， 受 自然條件影響大， 給長江航運帶來了很多不確定性的因素。 在對本河 段航道進行系統(tǒng)整治之前， 需要解決航道治理所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。 目 前國內(nèi)外的同類研究中還存在很多待解的問題。4、大型航運樞紐基礎(chǔ)設(shè)施變動回水區(qū)及壩下近壩段航道整治技 術(shù)研究歐美發(fā)達國家， 樞紐建設(shè)以水資源的綜合利用和開發(fā)為原則， 進 行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)， 科學(xué)規(guī)劃，樞紐建設(shè)

45、運行進行調(diào)度相對合理， 水位銜接， 因此，研究涉及較少， 而我國以三峽、葛洲壩樞紐上下游通航為代表， 對樞紐上游變動回水區(qū)和下游近壩段河床演變、礙航特點和整治技 術(shù)、整治措施進行了研究， 擁有一定的整治經(jīng)驗。而對樞紐聯(lián)合調(diào)度 條件下變動回水段的航道治理問題目前還處于起步階段。5、整治建筑物結(jié)構(gòu)研究國外航道治理工程結(jié)構(gòu)技術(shù)主要為： 護岸有石塊、 絞鏈鋼筋混凝 土塊等的直接護岸，也有丁壩、導(dǎo)流堤、潛堤等的間接護岸。其中絞21十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究鏈混凝土板護岸是一種地毯式護岸方法， 先在工廠生產(chǎn)好， 再到現(xiàn)場 將絞鏈在一起的水泥塊平鋪在岸坡上， 以起到防浪抗沖的作用， 可以 有效地

46、防浪淘刷， 保護河岸。 我國對傳統(tǒng)航道整治結(jié)構(gòu)研究應(yīng)用研究 中，形成獨有的較為成熟的護灘帶技術(shù)， 在長江等航道整治中得到廣 泛應(yīng)用。目前，發(fā)達國家航道整治中， 非常重視河岸穩(wěn)定等相關(guān)的泥沙和 生態(tài)環(huán)境研究， 并形成較為完善的生態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計理論， 這對于我國河 道和生態(tài)環(huán)境保護具有重要的借鑒意義， 我國在這一方面還處于起步 階段。二）船閘建設(shè)技術(shù)船閘建設(shè)的主要技術(shù)指標(biāo)為水頭、 閘室尺寸及輸水時間， 船閘尤 其是高水頭船閘的關(guān)鍵技術(shù)問題是探求保證船舶徐蘇安全過閘的經(jīng) 濟合理的輸水系統(tǒng)型式； 防止閘門段及閥門空化和振動的措施以及船 閘的結(jié)構(gòu)形式等。 輸水系統(tǒng)方面美國發(fā)展了法國首創(chuàng)的動力平衡等慣 性輸水

47、系統(tǒng)，提出了水平及垂直分流的二區(qū)段和四區(qū)段出水的各種型 式，大大豐富和提高了等慣性輸水系統(tǒng)在工程實踐中的應(yīng)用， 使其成 為目前世界上應(yīng)用等慣性輸水系統(tǒng)最多的國家。 美國還在船閘上首次 并普遍采用反向弧形閥門， 并成功應(yīng)用了閥門快速開啟和閥門后廊道 頂自然通氣的改善閥門工作條件的措施。 目前美國是世界上高水頭船 閘建設(shè)最多的國家，據(jù)不完全統(tǒng)計美國已建 30m 水頭以上的單級船 閘5 座，15m 水頭以上的單級船閘達 23 座，占其運行船閘總數(shù)的22十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究8.4% ，采用分散輸水系統(tǒng)的船閘更占其總數(shù)的 73% ，可以說美國是 當(dāng)今世界上對船閘分散輸水系統(tǒng)研究最多的國

48、家， 尤其對閘墻長廊道 短支孔輸水的研究深度已達到可供設(shè)計直接應(yīng)用的程度。前蘇聯(lián)對船閘集中輸水系統(tǒng)的研究較為深入和系統(tǒng)， 對船閘水力 學(xué)的基本理論做出較大的貢獻，早在上世界 50 年代已有多部船閘水 力學(xué)專著出版，并建成目前世界上水頭最高的石山口單級船閘H=42m ），但其運行條件不好、輸水時間較長。上世紀(jì) 80 年代建 成運行的第聶伯水電站二線船閘為目前世界上運行較好、水頭最高H=38.4m ）的單級船閘。前蘇聯(lián)曾研究水頭為 70m ，甚至高達 100m 的井式單級船閘的可行性， 并提出了閥門段廊道突擴體型以改 善閥門工作條件的措施，但未見工程實際。我國自上世紀(jì) 80 年代以來，隨著國民經(jīng)濟

49、的告訴發(fā)展，以及西 部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施， 內(nèi)河航運事業(yè)飛速發(fā)展， 一大批高水頭船閘相 繼建成，如長江葛洲壩 1 號、2 號、3號船閘；贛江萬安船閘，世界 上水頭最高， 規(guī)模最大的三峽雙線連續(xù)五級船閘； 中間級船閘水頭在 40m 以上的閩江水口船閘、沅水五強溪船閘；水頭居世界單級船閘 前列的紅水河大化、 樂灘船閘， 平面閥門應(yīng)用水頭最高的紅水河橋鞏 船閘等，使我國在船閘水力學(xué)研究的領(lǐng)域迅速達到國際領(lǐng)先水平。盡管我國船閘研究取得了長足進步， 但隨著我國內(nèi)河航運的快速 發(fā)展，對船閘的研究和建設(shè)水平提出了更高的技術(shù)要求， 仍有許多技 術(shù)難題需要長期研究。23十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究1、我

50、國中東部地區(qū)航道等級較高，雖然大多是船閘水頭較低， 但閘室規(guī)模大，航運繁忙， 船閘輸水時間短，對輸水系統(tǒng)效率及閘室 消能要求高。2、在我國西部地區(qū)，船閘的應(yīng)用水頭日益增大，由此帶來高水 頭船閘的閥門防空化與流激振動問題十分突出， 同時大型工作閥門的 設(shè)計和制造安裝技術(shù)難度較大， 對閘室輸水系統(tǒng)布置、 消能方式及水 工結(jié)構(gòu)提出了更高的技術(shù)要求。3、省水船閘在解決中高水頭樞紐通航和節(jié)約水資源方面有獨到 的技術(shù)優(yōu)勢， 尤其在溝通不同水系的運河工程中更為明顯。 省水船閘 和傳統(tǒng)船閘相比最大可節(jié)約水資源 60% ，目前國外對省水船閘的研 究和應(yīng)用非常重視。如德國美茵多瑙運河上的 16 座船閘中有 14

51、座為省水船閘；而在建設(shè)的巴拿馬運河擴建工程則采用了三級連 續(xù)省水船閘， 對其進行了大量研究。 我國目前對該型式船閘研究才剛 剛起步，制約了該型式船閘在國內(nèi)的應(yīng)用。三）升船機建設(shè)技術(shù)國外對升船機的研究較早，德國上世紀(jì) 30 年代就修建了提升重 量達 4200t 的尼德芬諾垂直升船機并一直正常運行至今，比利時斯 特勒比垂直升船機提升高度達 73.15m ，提升重量 8800t ，是世界上 已建成提升高度暨提升重量最大的垂直升船機， 目前國外已建成的升 船機工程 60 余座，其升船機研究和制造水平相對比較成熟。我國上 世紀(jì) 70 年代以前受到機械制造、 運行維護、 科研水平等因素的制約，24十二五”

52、 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究建設(shè)和投入運行的升船機模型較小、 水平較低、 安全保障體系也不完 備，大都沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。 我國近代升船機的研究及建設(shè)始于上 世紀(jì) 80 年代，發(fā)展迅速，已先后建成紅水河灘、閩江水口、清江隔 河巖、高壩洲等多做升船機。 近年來，我國提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)、已應(yīng)用于瀾不需外加提升動力、 運行安全性高的水力浮動式升船機， 滄江景洪水電站升船機。近 10 多年來，雖然國內(nèi)也開展了一些相應(yīng) 的研究工作， 如水口及巖灘兩座升船機均進行了包括機械提升、 自動 調(diào)平、事故安全在內(nèi)的比尺為 1：10 的全動態(tài)整體模型試驗，這在 世界升船機研究中尚屬首創(chuàng)， 為這兩座升船機的建設(shè)

53、運行提供了可靠 的證據(jù)。正在研究的比尺為 1 ：10 的景洪水力浮動式升船機模型試 驗，許多方面的成果也是獨一無二的。但與國外相比還有較大差距， 如我國三峽升船機采用的“齒輪齒條爬升、長螺柱短螺桿 安全保證體系”方案即為德國的技術(shù)。升船機的設(shè)計和建設(shè)涉及到水力學(xué)、機電、制造、控制等諸多科 學(xué)技術(shù)問題， 其運行安全一直是阻礙其發(fā)展的重要技術(shù)難題， 如升船 機水動力學(xué)、高塔柱結(jié)構(gòu)型式、安全保障技術(shù)、大型金屬結(jié)構(gòu)與機電 設(shè)備、運行控制及安裝調(diào)試技術(shù)等需要進一步開展深入研究。四）航運管理信息化技術(shù)航運管理信息化和智能化系統(tǒng)的相關(guān)研究與應(yīng)用開發(fā)一直是國 際航運界關(guān)注的問題。 自上世紀(jì)九十年代以來， 無論

54、在國內(nèi)還是在國25十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究外，數(shù)字化和智能化產(chǎn)品在公路、 鐵路交通領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展十分迅 速，并且取得了顯著的效益。 歐美等發(fā)達國家在上世紀(jì)九十年代中期 就開始進行內(nèi)河數(shù)字化和智能化系統(tǒng)的建設(shè)和探索， 長江航運數(shù)字化 和信息化方面起步較晚。 近年來，長江中下游建設(shè)了船舶交通管理系 統(tǒng)， 2008 年 9 月，長江江蘇段建成了全國內(nèi)河第一段數(shù)字航道，南 京至瀏河口段數(shù)字航道與智能航運建設(shè)示范工程的建成， 初步實現(xiàn)了 電子輔助導(dǎo)航、船舶動態(tài)監(jiān)控的目標(biāo)，構(gòu)建起“數(shù)字航道”的基本框 架，為船舶航行提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)， 使得長江航道的潛能得到進 發(fā)揮。盡管已有一些應(yīng)用系統(tǒng)，

55、但也只是從相對單一應(yīng)用需求出發(fā)開 發(fā)出來的專用系統(tǒng)。 長江航運集港口、 船舶和航道于一體的數(shù)字化和 智能化管理系統(tǒng)的開發(fā)運用將發(fā)揮長江黃金水道的運輸效率， 進一步 優(yōu)化長江海河聯(lián)動航運資源配置，確保長江黃金水道的水上運輸安 全。2.2.3 水上運輸安全保障與環(huán)境保護技術(shù)在水運安全監(jiān)管與保障技術(shù)領(lǐng)域， 國內(nèi)以科研項目的形式開展了了一定基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用開發(fā)工作， 初步形成了從航運監(jiān)管、 險情跟 蹤搜尋、輔助決策、風(fēng)險評估，到應(yīng)急聯(lián)動、救助打撈等技術(shù)體系。在內(nèi)河水上運輸安全領(lǐng)域， 提出了三峽船閘通航安全事故分類分級標(biāo) 準(zhǔn)，開發(fā)的飽和潛水技術(shù)進入了世界前列， 長江敏感資源與保護目標(biāo) 地理信息系統(tǒng)也達到

56、國際先進水平。 但由于多年的投入不足， 與國外26十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究先進發(fā)達國家相比， 我國水上運輸安全科技的研發(fā)和應(yīng)用水平還處理 起步階段，水上交通安全支持與保障技術(shù)體系不完善。存在的主要問題是：技術(shù)裝備落后、科技含量不高、監(jiān)控手段缺 乏，對水上交通安全事故預(yù)防預(yù)控能力不足， 事故應(yīng)急指揮輔助決策 支持系統(tǒng)落后， 不能夠有效、 及時地提出科學(xué)的事故應(yīng)急救助解決方 案，在水上搜救技術(shù)體系、 危險品運輸監(jiān)管技術(shù)、重大污染源防治技 術(shù)、深潛水打撈技術(shù)等領(lǐng)域存在一定的技術(shù)空白， 與國外的差距比較 大，難以適應(yīng)國家社會經(jīng)濟發(fā)展對水路運輸安全監(jiān)控與保障支持的戰(zhàn) 略需求。我國在水運環(huán)境

57、保護和節(jié)能減排技術(shù)的研究與應(yīng)用方面做出了 不懈努力， 通過各級政府立項和水運企業(yè)自主研發(fā)等方式， 組織開展 了遠(yuǎn)洋船舶壓載水凈化和水上溢油應(yīng)急處理關(guān)鍵技術(shù)、 內(nèi)河港口粉塵 防治技術(shù)、內(nèi)河航道生態(tài)保護技術(shù)、內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、港口與船 舶節(jié)能減排技術(shù)等研究， 并獲得一些研究成果， 支撐水運環(huán)境保護和 節(jié)能減排工作取得長足進展。 一部分技術(shù)或研究成果已接近或達到發(fā) 達國家的先進水平，有的已處于國際領(lǐng)先水平。但是，總體上看，同 國際先進水平相比， 同國家、 國際社會在環(huán)境保護和節(jié)能減排方面的 要求相比，還有較大差距。 一是受我國經(jīng)濟社會發(fā)展水平、技術(shù)發(fā)展 水平以及發(fā)展觀念的制約， 我國水運環(huán)境保護和

58、節(jié)能減排工作起步較27十二五” 863 計劃水運專業(yè)戰(zhàn)略研究晚，對技術(shù)需求、 技術(shù)研究的推動力度不夠；二是業(yè)已開展的相關(guān)關(guān) 鍵技術(shù)研究尚未全部完成， 仍有大量技術(shù)難題需要長期開展研究； 是面對全球氣候變暖、 溫室氣體減排和能源危機等新形勢， 我國水運 行業(yè)還有許多新的關(guān)鍵技術(shù)及政策亟待研究。一）水上運輸安全監(jiān)管技術(shù)水上運輸安全監(jiān)管是水上運輸安全、暢通、環(huán)保的前提保證，同時又是對航運資源優(yōu)化、 促進運輸效率提高、 支持應(yīng)急救助打撈等方 面有著重要支撐作用。 隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展， 水上運輸安全監(jiān)管 也逐步向信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化方面邁進，集信息處理、 安全監(jiān)管、事故預(yù)防、決策支持、現(xiàn)場指揮協(xié)調(diào)為一體的現(xiàn)代化水上 運輸安全監(jiān)管體系，滿足全方位覆蓋、全天候運行、能快速反應(yīng)的要