內河航運是國家戰略性基礎産業，是實現經濟社會可持續發展的重要戰略資源。暢通、高效、平安、綠色的現代化內河水運體系建設是我國資源節約型和環境友好型産業體系的重要任務。內河航運的巨大發展，急需大量的內河航道整治工程技術作為創新驅動。

　　2011年1月，經科技部批准，由重慶交通大學和長江航道局共同組建國家內河航道整治工程技術研究中心（簡稱中心）。2014年11月，中心以優秀成績通過了科技部專家組驗收。這也是國家唯一一個關於內河航道整治的國家級研究中心。

　　技術力量雄厚

　　中心依託重慶交通大學的河海學院和重慶西南水運工程科學研究所，會同長江航道局的長江航道規劃設計研究院和長江重慶航運工程勘察設計院，共同組建匯聚成了基礎理論深厚、技術力量先進的600余人的隊伍。現有高級職稱技術人員近300人，其中，中國工程院院士2人（特聘教授），享受國家政府特殊津貼專家、新世紀“百千萬人才工程”國家級人選、交通運輸部“十百千人才工程”第一層次人選、交通運輸部專家委員會成員、交通青年科技英才、交通運輸行業特殊科技貢獻獎獲得者、全國優秀教師、重慶市學術技術帶頭人、重慶市教學名師、振興重慶爭光貢獻獎獲得者、重慶市有突出貢獻中青年專家等學者和專家30余人。此外，多數專業技術人員具有註冊港航工程師、註冊岩土工程師及註冊機械工程師等資格。

　　中心試驗基地佔地900畝，建有各類試驗廳18個，建築面積5.4萬m2，模型試驗場6萬m2。擁有各類儀器設備1000余臺套，配置有PIV流場儀、鐳射顆粒粒度分析儀、ADV流速儀、流量控制系統、變坡水槽試驗系統、小尺度船模試驗測試系統、多功能港池、碼頭結構試驗系統、大型清渾水試驗系統(供水能力達3m3/s)等目前世界上先進的量測儀器，同時擁有 Abaqus、Fluent、Ansys、Plaxis、Nastran、Adina等專用大型數值倣真軟體。總價值約14000萬元，其中大型設備166台套，價值9000余萬元，具有雄厚的技術實力和軟硬體條件。

　　研究方向明確

　　中心確定了5個研究方向並做了相關方面的研究：山區河流航道整治、平原河流航道整治、樞紐通航、內河港口設計建造、航道智慧化。

　　山區河流航道整治。不同類型卵石灘及卵石灘群聯動航道整治關鍵技術；電站非恒定流傳播特性及模擬方法；庫區淤積淺灘形成機理及治理技術；山區河流航道整治建築物新結構、新工藝等。

　　平原河流航道整治。樞紐下游航道淺灘演變模擬及預測關鍵技術；大型沖積河流航槽塑造技術；平原河流航道整治洲灘控制技術；平原河流航道整治建築物新結構、新工藝；生態航道建設關鍵技術等。

　　樞紐通航。超船閘輸水系統的設置技術；船閘閥門的空蝕空化及振動控制技術；船閘擴能及多線船閘樞紐通航技術；礙航閘壩復航技術等。

　　內河港口設計建造。大水位差專業化碼頭新結構型式及裝卸工藝技術；多層帶纜結構和浮式靠船結構設計技術；深水碼頭基礎設計技術；護岸工程新材料、新結構；港口工程健康診斷及維護技術等。

　　航道智慧化。開發適應天然內河特點的航道要素動態實時感知技術、裝備及支撐系統；構建基於航道要素倣真模擬分析的航道養護管理協同、交互模型及業務系統；研發實體航標、虛擬航標、電子航道圖等相結合的內河航運導助航服務成套技術；構建多模式、多樣化、實時的航道綜合資訊服務；完善航道資訊服務標準體系；為水路運輸高效、安全、節能提供實時、精確、便捷的航道服務。

　　中心通過實施內河航道整治工程、港口碼頭建設工程和涉河工程通航論證等，將20項技術推廣應用於150多個內河相關航道工程建設中，包括長江、西江、瀾滄江、嘉陵江、金沙江、岷江、涪江、閩江、紅水河、柳江等，覆蓋了我國“兩橫一縱兩網十八線”的重點工程和骨幹工程建設。

　　 建設成效顯著

　　中心立足於重慶交通大學和長江航道局的傳統優勢，緊密圍繞現代化內河水運體系建設的國家戰略需求，通過系統的共性技術創新和工程應用，通過研究水運工程領域的基礎科學和關鍵技術問題，為我國現代化內河水運體系建設提供支撐和服務。

　　三年來，中心承擔項目525項，科研設計經費超過5.5億元，其中包括“十二五”國家科技支撐計劃“三峽水庫常年回水區航運工程建設關鍵技術研究”、“長江上游航運工程建設關鍵技術研究”、交通運輸部西部重大專項課題“黃金水道通過能力提升關鍵技術”等國家級、省部級等縱向項目100余項，承擔“長江中游荊江河段航道整治工程”和“長江南京以下12.5m深水航道整治工程”等重大水運工程關鍵技術方面的企事業委託項目435項。

　　完成了連續灘險整治技術、長河段航道系統治理整治建築物穩定性關鍵技術、船閘新型輸水系統設置技術、庫區變動回水段碼頭建設成套技術以及數字航道建設及應用技術等核心技術的研發，形成了山區河流複雜水動力條件下航道整治技術、大型沖積平原河流洲灘演變及治理關鍵技術等標誌性成果。技術推廣應用於150多個內河航道工程建設中。

　　科技成果獲省部級以上獎勵60項，其中國家級及省部級一等獎11項，申請專利60余項，出版學術專著、教材14部。制定水運工程行業標準20項、軟體著作權16項、工法5項。在ASCE Journal of Waterway， Port， Coastal， and Ocean Engineering、SCIENCE CHINA Technological Sciences、Journal of Hydrodynamics等國際國內期刊發表論文379篇，其中SCI、EI收錄期刊169篇。

　　豐碩的科研創新成果在長江、西江、瀾滄江等河流的150多個內河水運建設工程中得到廣泛應用，僅在長江幹線每年就創造航運經濟效益超過480億元，為我國“十二五”內河水運重點工程建設提供了強大技術支撐。

　　大水深湍流結構。研發了暫態流速、含沙量同步觀測儀器設備，完成了在超過100m的大水深湍流結構的觀測，提出了明渠流動基本組成單元為上升區、下掃區和平流區三種不同尺度的均勻動量區，不規則的流速序列被概化為多個均勻動量區，根據均勻動量區動量交換模式，提出了明渠湍流是“壁面小渦—內層壁面渦群—外層大尺度渦結構的斜對角流動”。

　　非恒定流傳播規律。建立了先進的明渠非恒定流試驗系統，通過理論分析和水槽試驗相結合的方法研究了明渠非恒定流的傳播規律及阻力特性，給出了明渠非恒定流運動的多個參數變化過程的物理圖像。

　　卵石輸移理論。獲得了複合條件下山區河流的卵石起動公式和輸沙率公式，發展了卵石沙波運動理論，給出了卵石沙波的發展過程、沙波形態參數的計算公式、沙波波速的計算公式和沙波形態阻力的計算公式等系統性成果。

　　地震孔隙水應力計算理論。提出了穩定滲流、非穩定滲流及地震作用下的孔隙水壓力計算新方法，建立了試驗中浸潤線擬合曲線的簡化計算式；根據擬靜力方法、Coulomb土壓力理論、土力學基本理論等，提出了一種新的飽和填土動土壓力計算分析方法。

　　枯水航槽塑造理論。基於三峽樞紐下游淺灘演變特徵，提出了主流擺動模擬、崩岸模擬、長河段數值模擬預測等新方法，建立了大型沖積河流理想航槽斷面形態的基礎理論，提出了大型沖積河流航槽塑造方法。

　　連續灘險整治技術。揭示了灘群河段的礙航特徵與灘群所處的長河段的河勢特徵相關，確定了灘群河段的分類方法，提出了以減小工程措施引起的水位跌落為關鍵的急流灘群航道整治技術，最終確定了通航水力指標，豐富了急灘通航水力工程學的理論和方法。研究得到的連續灘險航道整治技術、船舶自行上灘通航水力指標等成果廣泛應用於工程實踐，提高了依託工程設計品質，保持了整治效果長期有效，降低工程維護成本20%以上。

　　複合水動力條件下卵石淺灘整治技術。得到了沙卵雙峰非均勻沙的起動和輸移強度公式，以及卵石輸移帶位置，確定了複合水動力條件對淺灘的影響程度，提出了卵石灘險推移質運動趨勢的判定準則和方法，建立了典型卵石灘險的整治原則。研究成果應用於長江重慶主城河段，滿足了船舶的自行上灘通航水力指標，多個灘險如三角磧、胡家灘等不再需要疏浚維護，每年可以節約維護費用100萬元。

　　橋群河段通航技術。首次定義了“橋群”的概念，對橋梁間距進行量化，提出了不同河道條件下橋梁合理間距以及增加橋梁跨度的計算方法。針對小間距橋梁的“巷道效應”，首次提出了其影響因子及評估方法，形成了橋群河段通航技術。最終結合橋群，提出了橋梁選址、橋型方案選擇及橋墩位布設的基本原則和技術要求，形成了橋群河段通航安全保障措施及相關要求一體化研究的概念。研究部分成果應用於菜園壩橋群河段通航安全的保障措施方案中，工程效果好，使船撞橋的風險概率大幅降低。

　　長河段航道系統治理整治建築物穩定性關鍵技術。該技術在研究河道關鍵節點對上下游航道演變影響的基礎上，揭示了洲灘聯動演變機理，提出了長河段系統治理技術；在揭示洲灘于守護前後演變機理及護灘建築物的作用機理的基礎上，確定了強沖刷條件下護灘建築物佈置原則和結構設計優化方法、適用條件和增強穩定性的措施。提出了新型透水框架設計的原則和結構型式，以及透水壩體設計的相關參數。該研究成果應用於長江幹線航道整治工程中效果良好，取得了重大的社會經濟效益。

　　數字航道建設及應用技術。首次提出具有自組網擴展功能的新型航道外場終端模型，研發了一種基於嵌入式微處理器的終端系統和檢驗各種設備符合性的長江航道資訊採集與服務專用通信協議檢測平臺，實現了電子航道圖的生産、維護、更新、發佈和應用的完整體系，形成了長江航道數據採集設備技術規範，包括《長江航道外場終端技術要求》《長江航道數據採集系統資訊傳輸流程及格式技術要求》。研究成果應用於長江幹線（蘭家沱至鳊魚溪段、鳊魚溪至大埠街段）數字航道建設工程，大幅提升了長江航道的服務能力。長江電子航道圖系統在ARCGIS 2013年全球用戶大會上獲得esri特殊成就獎。

　　船閘新型輸水系統設置技術。確定了閘室雙明溝透孔消力檻及三明溝消能設施佈置型式，提出了一種適用於高水頭大型船閘安全高效的輸水型式，即新型閘底雙支長廊道輸水系統及高效的“T”型消力檻佈置型式，提出了適合巨型平面閥門的門楣體型，進一步發展了“平頂廊道體型+小淹沒水深+門楣自然通氣+廊道頂自然通氣”的閥門防空化技術。研究成果應用於廣西西江貴港和西津樞紐二線工程，使設計船舶的橫向係纜力減小了50%，空化破壞率降低50%，節約工程投資5%—10%。

　　船閘擴能及閘壩復航技術。揭示了船閘充泄水過程中上下引航道非恒定流特性的變化規律，提出了兩線船閘共用上引航道、下游採用分離的佈置方式，得到了彎曲河段同岸佈置二線船閘引航道口門區河面寬度收縮率（上引航道）和放寬率（下引航道）、引航道軸線與主流之間夾角等的佈置原則，以及調順岸線、加長導、隔流堤、封堵隔流堤底孔等優化措施。研究成果應用於廣西西江貴港和西津樞紐二線工程，使樞紐通過能力最大提高200%左右，船閘節水達到40%左右。

　　庫區變動回水段碼頭建設成套技術。提出了庫區變動回水段碼頭新型結構型式，揭示了碼頭庫岸岩土體強度的弱化機理及碼頭岸坡（含護岸擋墻）在庫水位變化條件下的失穩機理，獲得了地震對港口碼頭的破壞形式及成因，提出了深水碼頭上部構件鋼抱箍施工方法、以及考慮地震影響的框架碼頭設計方法。研究成果應用於重慶港果園碼頭工程、寸灘集裝箱碼頭三期工程，節省工程費用20%，編制了重慶港大水位差深水直立式碼頭設計與施工的參考技術指南。

　　中心建設以國家發展規劃為導向，以市場需求為依據，以工程應用研究和技術研發為主要內容，充分發揮依託單位的人才、技術和管理優勢，建設一流的內河航道整治工程技術研發平臺、成果轉化平臺、人才培養及技術交流與服務平臺，成為支撐我國內河航道整治工程建設和引領行業技術創新的基地，促進社會經濟的可持續發展。（徐潔）