内河航运是国家战略性基础产业，是实现经济社会可持续发展的重要战略资源。畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系建设是我国资源节约型和环境友好型产业体系的重要任务。内河航运的巨大发展，急需大量的内河航道整治工程技术作为创新驱动。

　　2011年1月，经科技部批准，由重庆交通大学和长江航道局共同组建国家内河航道整治工程技术研究中心（简称中心）。2014年11月，中心以优秀成绩通过了科技部专家组验收。这也是国家唯一一个关于内河航道整治的国家级研究中心。

　　技术力量雄厚

　　中心依托重庆交通大学的河海学院和重庆西南水运工程科学研究所，会同长江航道局的长江航道规划设计研究院和长江重庆航运工程勘察设计院，共同组建汇聚成了基础理论深厚、技术力量先进的600余人的队伍。现有高级职称技术人员近300人，其中，中国工程院院士2人（特聘教授），享受国家政府特殊津贴专家、新世纪“百千万人才工程”国家级人选、交通运输部“十百千人才工程”第一层次人选、交通运输部专家委员会成员、交通青年科技英才、交通运输行业特殊科技贡献奖获得者、全国优秀教师、重庆市学术技术带头人、重庆市教学名师、振兴重庆争光贡献奖获得者、重庆市有突出贡献中青年专家等学者和专家30余人。此外，多数专业技术人员具有注册港航工程师、注册岩土工程师及注册机械工程师等资格。

　　中心试验基地占地900亩，建有各类试验厅18个，建筑面积5.4万m2，模型试验场6万m2。拥有各类仪器设备1000余台套，配置有PIV流场仪、激光颗粒粒度分析仪、ADV流速仪、流量控制系统、变坡水槽试验系统、小尺度船模试验测试系统、多功能港池、码头结构试验系统、大型清浑水试验系统(供水能力达3m3/s)等目前世界上先进的量测仪器，同时拥有 Abaqus、Fluent、Ansys、Plaxis、Nastran、Adina等专用大型数值仿真软件。总价值约14000万元，其中大型设备166台套，价值9000余万元，具有雄厚的技术实力和软硬件条件。

　　研究方向明确

　　中心确定了5个研究方向并做了相关方面的研究：山区河流航道整治、平原河流航道整治、枢纽通航、内河港口设计建造、航道智能化。

　　山区河流航道整治。不同类型卵石滩及卵石滩群联动航道整治关键技术；电站非恒定流传播特性及模拟方法；库区淤积浅滩形成机理及治理技术；山区河流航道整治建筑物新结构、新工艺等。

　　平原河流航道整治。枢纽下游航道浅滩演变模拟及预测关键技术；大型冲积河流航槽塑造技术；平原河流航道整治洲滩控制技术；平原河流航道整治建筑物新结构、新工艺；生态航道建设关键技术等。

　　枢纽通航。超船闸输水系统的设置技术；船闸阀门的空蚀空化及振动控制技术；船闸扩能及多线船闸枢纽通航技术；碍航闸坝复航技术等。

　　内河港口设计建造。大水位差专业化码头新结构型式及装卸工艺技术；多层带缆结构和浮式靠船结构设计技术；深水码头基础设计技术；护岸工程新材料、新结构；港口工程健康诊断及维护技术等。

　　航道智能化。开发适应天然内河特点的航道要素动态实时感知技术、装备及支撑系统；构建基于航道要素仿真模拟分析的航道养护管理协同、交互模型及业务系统；研发实体航标、虚拟航标、电子航道图等相结合的内河航运导助航服务成套技术；构建多模式、多样化、实时的航道综合信息服务；完善航道信息服务标准体系；为水路运输高效、安全、节能提供实时、精确、便捷的航道服务。

　　中心通过实施内河航道整治工程、港口码头建设工程和涉河工程通航论证等，将20项技术推广应用于150多个内河相关航道工程建设中，包括长江、西江、澜沧江、嘉陵江、金沙江、岷江、涪江、闽江、红水河、柳江等，覆盖了我国“两横一纵两网十八线”的重点工程和骨干工程建设。

　　 建设成效显著

　　中心立足于重庆交通大学和长江航道局的传统优势，紧密围绕现代化内河水运体系建设的国家战略需求，通过系统的共性技术创新和工程应用，通过研究水运工程领域的基础科学和关键技术问题，为我国现代化内河水运体系建设提供支撑和服务。

　　三年来，中心承担项目525项，科研设计经费超过5.5亿元，其中包括“十二五”国家科技支撑计划“三峡水库常年回水区航运工程建设关键技术研究”、“长江上游航运工程建设关键技术研究”、交通运输部西部重大专项课题“黄金水道通过能力提升关键技术”等国家级、省部级等纵向项目100余项，承担“长江中游荆江河段航道整治工程”和“长江南京以下12.5m深水航道整治工程”等重大水运工程关键技术方面的企事业委托项目435项。

　　完成了连续滩险整治技术、长河段航道系统治理整治建筑物稳定性关键技术、船闸新型输水系统设置技术、库区变动回水段码头建设成套技术以及数字航道建设及应用技术等核心技术的研发，形成了山区河流复杂水动力条件下航道整治技术、大型冲积平原河流洲滩演变及治理关键技术等标志性成果。技术推广应用于150多个内河航道工程建设中。

　　科技成果获省部级以上奖励60项，其中国家级及省部级一等奖11项，申请专利60余项，出版学术专著、教材14部。制定水运工程行业标准20项、软件著作权16项、工法5项。在ASCE Journal of Waterway， Port， Coastal， and Ocean Engineering、SCIENCE CHINA Technological Sciences、Journal of Hydrodynamics等国际国内期刊发表论文379篇，其中SCI、EI收录期刊169篇。

　　丰硕的科研创新成果在长江、西江、澜沧江等河流的150多个内河水运建设工程中得到广泛应用，仅在长江干线每年就创造航运经济效益超过480亿元，为我国“十二五”内河水运重点工程建设提供了强大技术支撑。

　　大水深湍流结构。研发了瞬时流速、含沙量同步观测仪器设备，完成了在超过100m的大水深湍流结构的观测，提出了明渠流动基本组成单元为上升区、下扫区和平流区三种不同尺度的均匀动量区，不规则的流速序列被概化为多个均匀动量区，根据均匀动量区动量交换模式，提出了明渠湍流是“壁面小涡—内层壁面涡群—外层大尺度涡结构的斜对角流动”。

　　非恒定流传播规律。建立了先进的明渠非恒定流试验系统，通过理论分析和水槽试验相结合的方法研究了明渠非恒定流的传播规律及阻力特性，给出了明渠非恒定流运动的多个参数变化过程的物理图像。

　　卵石输移理论。获得了复合条件下山区河流的卵石起动公式和输沙率公式，发展了卵石沙波运动理论，给出了卵石沙波的发展过程、沙波形态参数的计算公式、沙波波速的计算公式和沙波形态阻力的计算公式等系统性成果。

　　地震孔隙水应力计算理论。提出了稳定渗流、非稳定渗流及地震作用下的孔隙水压力计算新方法，建立了试验中浸润线拟合曲线的简化计算式；根据拟静力方法、Coulomb土压力理论、土力学基本理论等，提出了一种新的饱和填土动土压力计算分析方法。

　　枯水航槽塑造理论。基于三峡枢纽下游浅滩演变特征，提出了主流摆动模拟、崩岸模拟、长河段数值模拟预测等新方法，建立了大型冲积河流理想航槽断面形态的基础理论，提出了大型冲积河流航槽塑造方法。

　　连续滩险整治技术。揭示了滩群河段的碍航特征与滩群所处的长河段的河势特征相关，确定了滩群河段的分类方法，提出了以减小工程措施引起的水位跌落为关键的急流滩群航道整治技术，最终确定了通航水力指标，丰富了急滩通航水力工程学的理论和方法。研究得到的连续滩险航道整治技术、船舶自行上滩通航水力指标等成果广泛应用于工程实践，提高了依托工程设计质量，保持了整治效果长期有效，降低工程维护成本20%以上。

　　复合水动力条件下卵石浅滩整治技术。得到了沙卵双峰非均匀沙的起动和输移强度公式，以及卵石输移带位置，确定了复合水动力条件对浅滩的影响程度，提出了卵石滩险推移质运动趋势的判定准则和方法，建立了典型卵石滩险的整治原则。研究成果应用于长江重庆主城河段，满足了船舶的自行上滩通航水力指标，多个滩险如三角碛、胡家滩等不再需要疏浚维护，每年可以节约维护费用100万元。

　　桥群河段通航技术。首次定义了“桥群”的概念，对桥梁间距进行量化，提出了不同河道条件下桥梁合理间距以及增加桥梁跨度的计算方法。针对小间距桥梁的“巷道效应”，首次提出了其影响因子及评估方法，形成了桥群河段通航技术。最终结合桥群，提出了桥梁选址、桥型方案选择及桥墩位布设的基本原则和技术要求，形成了桥群河段通航安全保障措施及相关要求一体化研究的概念。研究部分成果应用于菜园坝桥群河段通航安全的保障措施方案中，工程效果好，使船撞桥的风险概率大幅降低。

　　长河段航道系统治理整治建筑物稳定性关键技术。该技术在研究河道关键节点对上下游航道演变影响的基础上，揭示了洲滩联动演变机理，提出了长河段系统治理技术；在揭示洲滩于守护前后演变机理及护滩建筑物的作用机理的基础上，确定了强冲刷条件下护滩建筑物布置原则和结构设计优化方法、适用条件和增强稳定性的措施。提出了新型透水框架设计的原则和结构型式，以及透水坝体设计的相关参数。该研究成果应用于长江干线航道整治工程中效果良好，取得了重大的社会经济效益。

　　数字航道建设及应用技术。首次提出具有自组网扩展功能的新型航道外场终端模型，研发了一种基于嵌入式微处理器的终端系统和检验各种设备符合性的长江航道信息采集与服务专用通信协议检测平台，实现了电子航道图的生产、维护、更新、发布和应用的完整体系，形成了长江航道数据采集设备技术规范，包括《长江航道外场终端技术要求》《长江航道数据采集系统信息传输流程及格式技术要求》。研究成果应用于长江干线（兰家沱至鳊鱼溪段、鳊鱼溪至大埠街段）数字航道建设工程，大幅提升了长江航道的服务能力。长江电子航道图系统在ARCGIS 2013年全球用户大会上获得esri特殊成就奖。

　　船闸新型输水系统设置技术。确定了闸室双明沟透孔消力槛及三明沟消能设施布置型式，提出了一种适用于高水头大型船闸安全高效的输水型式，即新型闸底双支长廊道输水系统及高效的“T”型消力槛布置型式，提出了适合巨型平面阀门的门楣体型，进一步发展了“平顶廊道体型+小淹没水深+门楣自然通气+廊道顶自然通气”的阀门防空化技术。研究成果应用于广西西江贵港和西津枢纽二线工程，使设计船舶的横向系缆力减小了50%，空化破坏率降低50%，节约工程投资5%—10%。

　　船闸扩能及闸坝复航技术。揭示了船闸充泄水过程中上下引航道非恒定流特性的变化规律，提出了两线船闸共用上引航道、下游采用分离的布置方式，得到了弯曲河段同岸布置二线船闸引航道口门区河面宽度收缩率（上引航道）和放宽率（下引航道）、引航道轴线与主流之间夹角等的布置原则，以及调顺岸线、加长导、隔流堤、封堵隔流堤底孔等优化措施。研究成果应用于广西西江贵港和西津枢纽二线工程，使枢纽通过能力最大提高200%左右，船闸节水达到40%左右。

　　库区变动回水段码头建设成套技术。提出了库区变动回水段码头新型结构型式，揭示了码头库岸岩土体强度的弱化机理及码头岸坡（含护岸挡墙）在库水位变化条件下的失稳机理，获得了地震对港口码头的破坏形式及成因，提出了深水码头上部构件钢抱箍施工方法、以及考虑地震影响的框架码头设计方法。研究成果应用于重庆港果园码头工程、寸滩集装箱码头三期工程，节省工程费用20%，编制了重庆港大水位差深水直立式码头设计与施工的参考技术指南。

　　中心建设以国家发展规划为导向，以市场需求为依据，以工程应用研究和技术研发为主要内容，充分发挥依托单位的人才、技术和管理优势，建设一流的内河航道整治工程技术研发平台、成果转化平台、人才培养及技术交流与服务平台，成为支撑我国内河航道整治工程建设和引领行业技术创新的基地，促进社会经济的可持续发展。（徐洁）