十二五863计划水运专业战略研究

“十二五〞863方案水运专业战略研究PAGE“十二五〞863方案水运专业战略研究2024年11月目录TOC\o"1-2"\h\z\u1．“十一五〞情况总结 11.1课题进展情况及成果 21.2存在问题 32.战略需求和开展趋势分析 42.1国家经济社会开展对水运的战略需求 42.2我国技术现状与国外开展趋势及其差距 112.3“十二五〞水路交通技术开展主线及重点突破方向 353.开展思路和战略目标 373.1开展思路 373.2战略目标 384.开展重点 414.1战略重点 414.2重大战略产品 544.3重大技术系统 655保障措施 825.1工程选择 825.2体制机制保障 825.3团队建设与人才培养 835.4基地和平台建设 835.5成立水运技术创新联盟 83PAGE371．“十一五〞情况总结?国家中长期科学和技术开展规划纲要〔2024-2024〕?〔以下简称?规划纲要?〕针对我国交通运输业存在的运输供给能力缺乏、综合交通体系建设滞后、各种交通方式缺乏综合协调、交通能源消耗与环境污染问题严峻等问题，确定了包括“以提供顺畅、便捷的人性化交通运输效劳为核心，加强统筹规划，开展交通系统信息化和智能化技术，平安高速的交通运输技术，提高运网能力和运输效率，实现交通信息共享和各种交通方式的有效衔接，提升交通运营管理的技术水平，开展综合交通运输；促进交通运输向节能、环保和更加平安的方向开展，交通运输平安保障、资源节约与环境保护等方面的关键技术取得重大突破并得到广泛应用；围绕国家重大交通运输根底设施建设，突破建设和养护关键技术，提高建设质量，降低全寿命本钱〞的科技开展思路，明确提出了包括重点研发离岸深水港在内的“交通运输根底设施建设与养护技术及装备〞的科技开展优先主题。为贯彻?规划纲要?的要求，“十一五〞国家863方案在现代交通技术领域“重大交通运输根底设施核心技术〞专题中设立了水运行业第一个国家863课题“离岸深水港岩基浅埋轻型结构码头建造技术研究〞。“十一五〞科技支撑方案在水运交通领域设立了“现代效劳业共性技术支撑体系与应用示范工程〞、“远洋船舶压载水净化和水上溢油应急处理关键技术研究〞和“国家海上应急搜救系统工程关键技术研究及应用示范〞3个工程，其中包含了“现代物流效劳示范工程〞等8个水运课题。1.1课题进展情况及成果我国离岸深水港建设技术需求十分迫切，“十一五〞863方案设立了目标导向类课题“离岸深水港岩基浅埋轻型结构码头建造技术研究〞，要求提出针对水深大于25m、设计波高12～15m、海流速度2～3m/s、岩基覆盖层厚度0～15m，恶劣自然条件下的码头建造技术。目前课题实施顺利，已提出轻型码头结构型式等多项研究成果，将形成完整的、到达国际领先的离岸深水港建设技术，建立具有自主知识产权的技术体系，指导我国沿海重大港口工程建设，到达躲避工程建设风险、优化方案、节约投资、加快建设速度的目标，满足我国沿海港口建设开展的战略需求，提升我国港口建设国际竞争力，并且为拓展和提升现有行业标准提供技术支撑。“十一五〞科技支撑方案“现代效劳业共性技术支撑体系与应用示范工程〞工程中的“现代物流效劳示范工程〞课题，主要包括：〔1〕建设基于现代港口的散货、集装箱和汽车等物流效劳示范工程；〔2〕建立区域现代散货物流、集装箱物流和汽车物流等公共信息效劳与应用效劳平台；〔3〕散货、集装箱和汽车等典型物流效劳平台互联及业务集成；〔4〕现代物流技术在危险品集装箱物流监控中的应用；〔5〕实现公共码头与钢铁企业间物流链与生产链的无缝衔接；〔6〕建成世界第一条投入商业运营的民用集装箱电子标签国际示范线。〔7〕建立基于港口码头的完整汽车物流平台。目前，该课题研究任务根本完成。目前，“十一五〞水运行业其他几个科研课题的研究工作也正按方案、有步骤的进行，总体情况良好。1.2存在问题经过30年的改革开放，水运交通行业走过了引进、消化吸收、再创新的科技开展之路，目前沿海港口建设与远洋航运已到达世界先进水平，承担了我国90%的外贸运输。我国内河运量也在迅速提高，2024年长江干线年运输量超过11亿吨，相当于16条京广铁路的运量，到2024年，长江干线货运量将到达13亿吨，是美国密西西比河的两倍多。与我国水运交通运输蓬勃开展不相适应的是，目前我国在水运方面的科研投入力度与水运交通运输对重大技术系统及战略产品的研发需求尚有差距，国家类课题偏少，“十一五〞863方案和科技支撑方案中水运方面仅9个课题，有必要加强国家层面的水运科研投入，建立滚动支持的长效机制。2.战略需求和开展趋势分析2.1国家经济社会开展对水运的战略需求交通运输是支撑我国国民经济和社会开展的根底性和先导性产业。改革开放以来，我国水路交通事业得到了突飞猛进的开展，尤其是近十年以来，我国在水上交通运输建设上取得了举世瞩目的成绩。由于我国社会和经济的高速开展，水上交通运输建设还是相对滞后，仍不能满足我国社会经济开展对水上交通运输的战略需求。“十二五〞期间，是我国深入贯彻科学开展观、全面建设小康社会、积极构建和谐社会的关键时期。随着我国社会经济的高速开展，“十二五〞期间水上交通运输量将进一步加速增长，水运交通运输的开展面临着面向世界、面向未来，满足效劳于全国经济社会开展的战略需求，集中表达在以下四个方面：〔一〕加快外海交通运输根底设施建设，满足社会经济开展的多层次需求随着我国经济的快速开展，港口根底设施建设开展迅猛，港口吞吐量的不断增长，使很多港口的原有港区已趋饱和。另一方面,自然条件优越的港址大部已被开发，同时船舶向大型化趋势开展促使码头建设从有掩护水域向半开敞、开敞、深水水域开展。这些水域的自然条件较差且比较复杂，大体可归纳为水深、浪高、流急、冲淤强度大和地基软弱等。目前我国已有建造在天然水深超过30m、设计波高达12m的深水防波堤；集装箱码头和海湾大桥的设计流速已分别到达2.5m/s和3.0m/s以上;深水外航道一次骤淤强度可达2m以上。目前，我国建港技术还不能满足我国社会经济开展对离岸深水港的战略需求，且与国际先进技术尚有一定差距，急需开展在深水、大波高、强流等恶劣自然条件下的离岸深水港建港技术，软基处理技术和码头及深水航道淤积的研究工作。人工岛为在海域中人工建造的陆地，其主要作用是增加陆域面积和岸线长度。人工岛上可以建设深水港、飞机场、大型电站、核电站、炼油厂、选矿厂、冶炼厂、水产加工厂、纸厂、废品处理厂、水文气象观测站以及毒品或危险品仓库等。由于陆域和岸线资源的限制，海上人工岛的建设逐渐成为关注的焦点问题。人工岛普遍处于恶劣的海洋环境之中，受到风浪、潮流、海冰及风暴潮的影响较大。此外人工岛的建设可能导致海洋水动力环境，致使泥沙淤积、滩涂底质结构等发生变化，其中的诸多因素之间的关联性和不确定性非常复杂。国外在人工岛建设方面有着丰富的技术，尤其是日本海上人工岛建设已有几十年的经验积累。世界上最大的人工岛建设工程——迪拜棕榈岛，建成后迪拜的海岸线将增加720公里。我国已竣工的澳门国际机场是我国第一座海上人工岛机场，该机场的人工岛场道工程由中港集团承担设计及施工总承包。我国渤海湾内许多油气田的开采都采用了人工岛的形式，自张巨河人工岛后，渤海湾内陆续建成多个用于油气开采的人工岛。目前我国经济速度开展迅猛，沿海许多大城市的岸线资源都十分紧张，天津市已经开始其人工岛的建设工程，此外，大连、上海、厦门、广东、海口等地都有建设人工岛的规划。我国在人工岛建设方面尚处于起步阶段，在人工岛的平面布置、结构型式、根底处理、筑堤材料、护面块体和防冲护底等方面尚有亟待解决的技术问题，在海洋环境与人工岛的相互影响方面也需要进行根底理论的研究，此外在施工技术和施工设备上还需突破深水作业等问题。我国目前城市间的社会经济联系日趋紧密，城市间的交通运输已经成为区域经济开展的重要局部。隔海、隔江相望的城市，对能提供方便、快捷海上交通运输效劳的跨海大桥、海底隧道等交通运输根底设施的需求十分迫切。我国已建成的跨海大桥主要有：作为深港西部通道主体的深圳湾大桥、连接上海与洋山深水港的东海大桥和全世界最长的杭州湾跨海大桥。我国第一条海底隧道厦门翔安隧道也即将竣工。即将开工建设的港珠澳大桥，以公路桥的形式连接香港、珠海和澳门，建成后将成为仅次于庞恰特雷恩湖桥和宁波杭州湾大桥的世界第三长桥。大桥的起点是香港大屿山，经大澳，跨越珠江口，最后分成Y字形，一端连接珠海，一端连接澳门。建成通车后，开车从香港到澳门和珠海的时间将由目前的3个多小时缩减为半个多小时。港珠澳大桥的建设将加速粤港澳经济一体化进程，提升珠江三角洲地区的综合竞争力，对保持粤港澳经济繁荣稳定意义重大。此外，我国在渤海湾内连接山东与河北、山东与辽宁的交通枢纽工程也在论证之中。作为区域经济开展的纽带，这些工程的竣工促进了城市间的交通运输，节约了运输本钱，提高了运输效率，对促进区域经济开展发挥了重要作用。“十一五〞期间，我国在跨海大桥和海底隧道建设领域积累了一些经验，但在外海交通运输根底设施受台风、风暴潮的影响比较频繁，工程的建设对海域的淤积以及近岸生态环境影响巨大，在恶劣自然条件对工程的影响以及工程对生态环境的影响方面，仍需开展大量的根底理论研究工作。在外海交通运输根底设施施工方面，我国现有技术和设备不能满足深水挖泥、深水根底处理和大型预制构件深水安装等技术需求，制约了外海交通运输根底设施工程的建设和开展。此外，对于外海交通运输根底设施的防灾减灾及平安保障工作还需进一步深入研究。〔二〕提高长江黄金水道的综合运输能力，满足沿江经济带可持续开展战略的需求内河航运具有运量大、本钱低、能耗小、污染少等优势，在平原地区和渠化的河流上，优势更加明显，一艘万吨级货船的运量相当于3列重载火车和500辆载重20吨汽车的运量，上述货船、火车和汽车在运输线上的占地面积比为0：2400:12000〔平方米〕；另外，水路每吨公里的综合运价仅是铁路的1/3、公路的1/6，而从能耗方面看，水路每千吨公里耗油不到公路的1/9。提高内河航运的综合运输能力是我国实现可持续开展的必然选择。长江经济带中的七省二市(上海市、江苏省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省、重庆市、四川省和云南省)，土地面积占全国的15%，人口占38%，GDP占46%，是目前世界可开发规模最大、影响范围最广的内河流域经济带。随着沿江经济的快速开展，长江沿线已开展成为我国重要的冶金、石化、汽车、电力等产业密集带。据统计，长江流域钢铁产量占全国的36%，石化产量占全国的28%，汽车产量占全国的47%，火电装机容量占全国的16%。沿江大型企业生产所需80%的铁矿石、40%的原油、83%的电煤都是依靠长江水运来保障的。长江流域作为我国内河航运最兴旺的地区，长江航运对区域经济的开展做出了重要的奉献。长江水系航运资源丰富，通航里程长，通航能力大，在我国内河航运体系中占有极其重要的地位。干支流通航里程达6.5万多公里，占全国内河通航总里程的53％。在我国“两横一纵两网十八线〞的高等级航道布局规划中，长江水系就占有“一横一纵一网十线〞。可见，充分发挥长江黄金水道作用，缓解土地、能源和环境的压力，保障和促进长江流域经济社会又好又快开展，既是建设资源节约型、环境友好型社会对长江水运提出的时代开展要求，也是水运业落实国家开展战略的重要举措。近年来，长江干线实施了一系列的航道整治工程，干线航道的维护尺度及通航保证率有较大提高，航行条件明显改善，效劳水平稳步提升，航道通过能力大幅提高。2024年长江干线年运输量超过11亿吨，相当于16条京广铁路的运量，2024年长江干线货运量已到达12亿吨，是美国密西西比河的两倍和欧洲莱茵河的三倍，长江干线已成为世界上运输最繁忙、运量最大的通航河流，真正表达了长江“黄金水道〞的巨大作用。专家预测，长江干流航运假设完全开发，最保守的估计，其运能应该是30～60亿吨，而长江干流现有货运量不过12亿吨〔2024年〕，仅发挥了长江运能的20～40％，说明长江运能的潜力十分巨大，亟待开发。因此，以科学开展观为指导，又好又快推进长江黄金水道建设，进一步释放长江航运潜力，全面提升航运效劳及保障能力，已成为完善国家综合运输体系建设和长江干线沿江地区可持续开展战略的重要内容。我国长江航道整治工程已经实施并铺开，局部滩段的工程已告竣工，其整治效果已逐渐显现，航道条件有较大改善，为长江的水运开展提供了必要的根底条件。但长江是一条大河，除已进行了局部滩段的航道整治外，多数河段航道还处于自然状态，而且目前已实施的工程是以孤立滩段的形式进行，缺乏系统性。同时，无论是国内还是国外，在类似长江这种条件下开展航道整治技术并不多见，难度非常大，而且没有成熟的可以直接应用的工程技术，迫切需要将长江航道整治技术加以系统化，形成成套技术，指导工程建设。打造数字航道、开展智能航运，用信息化带动长江航运现代化，全面提高长江航运生产效率，提升长江航运效劳和管理水平，是现代化运输方式的根本要求。信息化是交通运输行业实现现代化的必由之路，必须依靠科技进步和创新，提高科技对于长江航运的奉献率。大力加强长江航运信息化建设，打造数字航道，开展智能航运，构建物流信息平台和长江航运电子政务平台，全面带动长江航运管理现代化水平，为长江航运提供强有力的支持保障。〔三〕大力开展水上运输平安保障与环保节能减排技术，满足水上运输平安、高效、便捷、环境友好的战略需求水上平安保障是国家履行国际义务、维护社会稳定、促进经济开展、保障水上运输平安的一项重要的社会责任。近十年来，我国加大了沿海和长江中下游地区的信息化建设，为我国水上交通平安运输提供了有力的保障。随着我国水路运输根底设施和运输网络的逐步成型，水路运输量占社会运输总量的比重将逐步增大，货物品种不断丰富，危险品运输异军突起，航运平安、环境平安面临前所未有的压力。保护环境和节约资源是我国的根本国策，在防治船舶污染、港口环保、建设内河生态航道和节能减排上还需进一步开展研究工作，以满足“两型〞社会建设的需求。为保障我国水运平安、有序和健康开展，解决航运平安管理及决策管理这一重大技术问题，需要加快水运通信网络建设、航运信息系统建设、水上救体系建设、海事监管巡航与救助一体化建设、水上现代监管系统建设、水上搜救组织协调指挥系统建设、防污及快速反响系统建设，全面提高海事监管能力、快速应急处置能力、紧急事务处理的应变能力、反恐预控能力，根本提升水运交通主管部门的管理水平，以适应不断开展的水运需求。船舶污染包括船舶生产性污染和事故性污染。船舶燃油燃烧产生的废气〔硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳等〕总量逐年上升，造成的大气污染尚未得到有效控制，经济、合理、实用的防治技术较为缺乏，需大力推广水运节能减排技术来降低污染。船舶溢油和危险化学品泄漏事故带来的环境污染风险日益加大，事故预防与应急处置技术是国内外的研究热点，也是难点。我国港口建设工程环境影响评价的执行率根本到达100%，港口规划环评、港口建设工程环境监理和验收环评逐步强制推行。而局部老港区与城市开展和城市环境之间的矛盾日益突出，少数码头装卸作业时产生的煤炭、矿石、散粮等粉尘或油气，对周边地区产生较大的环境污染。局部大型集装箱码头的集疏运车辆给所在城市带来了一定程度的环境污染。针对这方面的技术研究开展较少。目前，我国待开发的内河航道多数依然处于天然状态，航道等级较低，生态环境脆弱，生态恢复条件较差。因此，在建设资源节约型、环境友好型社会与构建和谐社会的新形势下，在开发内河航道、开展内河航运的过程中，必须切实做好环境保护、生态恢复等工作，否那么内河航运难以可持续开展。水运节能减排工作的主要任务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〔重点是燃油〕单耗，减少温室气体及大气污染物的排放。水运行业在“十五〞期间及2024年以来，在节能减排、节能降耗方面开展了卓有成效的工作。而为进一步满足环境和能耗的需求，还需进一步大力推广行之有效的节能减排技术。2.2我国技术现状与国外开展趋势及其差距2.2.1外海交通运输根底设施建设技术通过一系列科研工程关键技术的突破，我国在外海交通运输根底设施建设方面取得了一系列的技术创新成果，尤其在深水港口建设和养护关键技术取得了突破；港口设计的许多方面已到达国际领先水平，大型、高效港口机械装备研制与开发取得了飞跃；现代信息化、智能化技术也逐步得到应用。但与国外比较，我国在港口设计理念、港口功能多元化设计、根底资料积累与获取手段、结构型式、港口施工等方面仍存在一定差距。此外，为了满足迅速增长的内、外贸运输和城市间经济开展的需求，必须不断新建更大规模、更现代化的交通运输根底设施，因此在岸线的深度开发与有效利用方面，海上人工岛、跨海大桥、海底隧道建设领域，以及对老港口的改造技术，是我国海上交通运输根底设施开展技术创新所面临的挑战。〔一〕外海交通运输根底设施设计技术1、设计理念虽然目前我国在外海交通运输根底设施设计中开始注意以人为本，建设资源节约型、环境友好型工程，设计手段与方法也有较大改进，但与兴旺国家相比仍有一定差距。具体表达在以下三个方面：〔1〕生态型工程设计理念与国外的差距外海交通运输根底设施是水域生态系统和陆域生态系统、自然生态系统和人文生态系统相互作用影响的脆弱敏感地带。同时，外海交通运输根底设施建设和运行会带来一系列的生态和环境问题，如三废排放、生物入侵、生物多样性退化、以及大型外海交通运输根底设施周围泥沙的淤积和侵蚀等。国际上一些经济兴旺的国家如美国、欧洲、澳大利亚、日本等国家，在外海交通运输根底设施建设方面较早就注重生态化建设和运作，其中较为系统推广的生态型港口评价指标体系来自1999启动的欧盟生态港方案。外海交通运输根底设施生态重点在外海交通运输根底设施环境、生物、管理和经济效益等方面，包括空气环境、声环境、水体、土壤、绿化建设、自然资源、人居环境、生产过程监控、能源使用效率、污染控制、环境管理水平和社会参与等要素。国外在其他外海交通运输根底设施设计之中也普遍考虑了工程对环境造成的影响。而对建设生态型外海交通运输根底设施的理念如何评价的研究在我国尚处于起步阶段。〔2〕设计与养护相结合理念与国外的差距我国外海交通运输根底设施设计普遍存在前期设计与后期结构养护脱节的现象，这与兴旺国家的设计与养护有着理念上的差距。兴旺国家在工程建成后，由设计方密切跟踪结构物的使用和老化情况，并结合建设的设计情况为其提出养护方案，到达提高效率，降低本钱的目的。〔3〕港口功能一体化设计理念与国外的差距经济全球一体化使货物流动范围越来越大，速度越来越快。港口规模越来越大，要求现代港口必须具备完善的内河、公路、铁路、航空的立体集疏运网路系统。我国港口功能比较单一，带动和效劳区域经济开展的能力不强；在经营理念、管理方式等方面和国外企业相比存在一定差距；港口与城市协调开展方面存在一定问题，港口功能仍有较大提升空间。在政策框架制定后，保税物流园区及保税港功能的充分发挥需要进一步探索，如何利用跨国公司全球物流运作转移的机遇，拓展国际中转、国际配送、国际采购、国际分拨等业务，扩大中国港口在全球物流链中的影响力，加强全球物流对中国港口的依赖性，仍是值得认真研究和实践的重要难题。2、复杂条件下外海交通运输根底设施建设技术外海交通运输根底设施的建设往往处在复杂海岸、复杂海域、开敞海域等从前被认为建港条件较差、恶劣的条件下，这对工程建设的技术创新提出了新的挑战，特别是复杂条件下根底资料的获取技术和分析方法；开敞外海建港建桥风、浪、流、沙综合模拟技术；外海交通运输根底设施的布置；岸线的深度利用、以及适合恶劣条件的新型外海交通运输根底设施结构物方面有待进一步研究。目前有待解决的问题主要有：〔1〕结构型式单一不能满足不同条件下的建设需求。如何开发适用于恶劣自然条件下的新型结构形式是需首要解决的问题。〔2〕地基处理技术不能满足水深的需求。目前的水下根底处理技术对于深水情况都不适用，开发新的深水根底处理技术是外海交通运输根底设施建设的保证。〔3〕复杂水动力影响还需深入研究。外海复杂的水动力影响如强流、大浪、风暴潮等与结构物的相互作用问题尚需进一步开展根底理论的研究工作。〔4〕结构物的寿命低，耐久性差。结构物的寿命与我国所采用的设计理念有关，同时与我国目前所采用的建筑材料也有很大关系。我国建筑所采用的建筑材料如钢筋、混凝土等的性能与兴旺国家有一定差距，在特殊施工材料的运用上也有一定差距。〔5〕集成一体化设计、计算与兴旺国家存在差距，主要表达在设计、科研的计算软件集成一体化方面。兴旺国家可以做到软件一体化设计，自动计算、自动优化、自动出图。我国设计科研应用软件集成度显著不够，且所使用计算软件多数采用国外的商业软件，缺少具有自主知识产权的一体化商业计算软件。〔二〕外海交通运输根底设施施工技术与装备外海交通运输根底设施施工技术与国外的差距主要表达在拼装技术、疏浚技术和环保技术上。法国采用结构预制海上施工平台拼装技术建造一座25万吨级的原油码头，工期仅为2个月。同样一座码头，国内施工至少一年时间。国外的疏浚技术也很成熟，已有利用疏浚土做人工生态岛的成功实例。此外国外的环保技术在港口陆域形成、航道疏浚等方面都有广泛的应用。国内在这些技术方面比较欠缺，继续突破一些关键技术难题。外海交通运输根底设施施工装备与国外的差距主要表达在深水施工作业能力上。我国目前海洋施工装备不适于深水施工的需求，对可用于深水挖泥、根底处理的设备需进一步研制。为提高海上施工的效率还需开发适应于外海开敞海域施工的海上大型升降平台。〔三〕基于全寿命周期的外海交通运输根底设施建设与结构物耐久性技术基于全寿命周期的外海交通运输建设技术的重要内容是如何对结构和构件在明确使用年限〔寿命〕和辅以环境下进行从结构设计到材料设计、施工养护到服役阶段的耐久性设计。从整个设计方法来看，全寿命观念的设计方法是继平安系数法和两阶段〔正常使用状态、承载力极限状态〕设计方法后的又一次结构设计观念的重大改变。这种改变的深层次原因是人们从传统的仅仅关注被设计结构的观点转变为被设计结构作为未来社会经济与环境单元的观点。全寿命观念在国外的房屋建筑领域、公路桥梁领域以及国内的相关领域都进行了有益的尝试，但在外海交通运输根底设施构设计中使用全寿命观点重新透射结构物的建设与服役全过程在国内外皆是一个创新理念。该技术在外海交通运输根底设施的应用在国内外都属于前沿技术，目前还需进行大量的根底理论研究工作。我国现行标准基于的可靠度设计主要考虑的是荷载作用下的平安性和适用性，实际上没有考虑耐久性的失效概率。有关耐久性设计至今仍普遍采用传统的经验方法，不能给出与耐久性极限状态有关的可靠指标或寿命平安系数等数据，设计使用年限不具有应有的保证率，造成耐久性设计不合理，不合理的设计将来无法给工程未来使用期合理的维护和维修提供可靠的依据，最终将造成工程全寿命本钱巨大的浪费。近年来国际上开始用概率可靠度方法进行耐久性设计，如欧盟13个成员国共同开展的Duracrete耐久性设计研究工程、欧洲混凝土学会的使用寿命设计模型标准〔fibMC－SLD〕，在建立基于可靠度的寿命预测模型的根底上，将设计使用年限与材料性能、环境条件及施工质量建立起定量关系。为了到达预期的设计使用寿命，综合采用了耐久性高性能防腐蚀新材料和耐久性防护新技术，而且将营运期耐久性维护纳入设计内容，通过营运期的实时监控和定期检测，及时发现因环境和荷载造成的功能退化情况，以便快速恢复和永久保持结构平安使用功能。可见，在耐久性可靠度设计的根底上，综合考虑了耐久性新材料、新技术应用和营运期耐久性维护的技术体系，比传统经验的耐久性技术更可靠、科学，更能保证工程在设计使用年限内的平安健康营运。国际上的耐久性技术正在发生重大的技术进步，而我国在此方面的研究较少。〔四〕外海交通运输根底设施中风险分析与控制研究随着交通运输根底设施呈现离岸化、深水化，自然条件越来越恶劣；20万吨级以上超大型散货船越来越多，对驾驶员操作经验提出了更高的要求；LNG、LPG等危险品船舶增多；水域内各种船舶航行密度越来越大；特殊船舶进港、出港及经过跨海大桥速度越来越快；外海交通运输根底设施在使用期期间受多种不确定因素的影响增多，这无疑都增大了船舶靠、离泊位及航行时与各种结构物发生碰撞的危险性。目前我国在这些影响因素的分析中尚处于起步阶段。因此对外海交通运输根底设施在使用期不确定因素影响的理论分析和控制技术进行研究是十分迫切的。外海交通运输根底设施风险分析和控制技术与国外差距主要表达在不确定因素分析，失效模式建立，概率分析管理模式等方面。2.2.2内河航运建设技术我国内河航运建设近二十年有了突飞猛进的开展，在通航建筑物及高水位差码头的建设方面取得了不少经验；在航道治理技术成功应用于多处航道的治理，效果显著；内河航运信息化、智能化建设已应用于局部内河航道；其中许多技术已接近或到达兴旺国家的先进水平，局部方面已处于国际领先水平。但是在长江黄金水道建设中，存在大量长河段航道系统整治和典型碍航河段整治的关键技术难题，需要长期开展研究工作，同时我国在升船机建设技术和通航枢纽建设根底理论研究方面与国外尚有一定差距。在大型河流航道建设规划、管理信息化和智能化、航道整治生态结构方面与国际先进水平还有差距。〔一〕航道建设与整治1、山区河流航道整治技术大型河流上游一般为山区河流，国外对于河流上游及主要支流根本采用枢纽渠化手段进行治理，以水资源的综合利用和开发为原那么，进行统一领导，科学规划，在建设前重视科研的作用，进行系统规划、研究、论证，尤其美国对密西西比河治理兼防洪、航运和发电，将航运放在突出地位。密西西比河上游及其四大主要支流伊利诺斯河、俄亥俄河、田纳西河、阿肯色河全部实现了渠化，建设通航梯级100多个，船闸130多座。因此，山区河流滩险处少数炸礁、疏浚外，很少有碍航发生，也就没有形成系统的山区河流整治技术。而我国通过对西部山区河流航道整治的系统研究、总结，提出完善的山区河流整治理论和技术。如不同滩险分类、碍航机理、整治原那么等等。在这一领域，我国处于世界前列。2、平原河流航道整治技术国内现有航道整治理论多是中小河流上的实践总结，现有标准中有关整治关键参数确定方法的治理理念在中小河流是适宜的。长江中下游属于水、沙量丰沛的强冲积河流，浅滩的自身演变规律复杂，洲滩及航槽变化幅度大，航道整治工程布置和长江防洪时有矛盾。长江中下游一些浅滩的成功治理的实例说明，很难按照标准规定航道整治参数进行整治，需针对长江中下游水沙变化及河道演变特点结合相关部门需求开展长江中下游系统航道整治。长江中下游河道多为分汊河型。关于汊道的整治，目前国内外采取的措施主要为两大类，一类是固定汊道，稳定或调整各汊道的分流比；另一类是塞支强干。其目的均是为了满足航运的要求。西方一些国家是以开展航运为主，采取的措施主要是为了增加航道水深。我国河流因防洪的要求，多采取稳定汊道的整治措施。对长江中下游这样的大型平原河流的治理，特别是在大型水利枢纽下游的碍航严重的弯曲分汊浅滩的演变规律和整治措施研究目前尚未有成熟的经验。从航道网整体建设规划来看，对整个航道规划特别是航道的开展尺度的研究，制定明确的中长期航道建设的规划目标，航道、船闸、船队尺度标准统一、性能优良，做到了系列化，标准化和标准化，不仅提高了航运效率，而且便于维护。通过不断的工程建设，逐步提高分段的航道尺度。而我国目前，航道网尺度论证规划还不完善，尤其大型河流干流中长期尺度开展、干支联动，如何航道、通航设施、船舶规划配合发挥航道整体效益方面，与兴旺国家还有差距。3、大型河口航道整治技术密西西比河每年向墨西哥湾推进150m，定向深入海湾，将泥沙搬运进深水区。在治理拦门沙，采用的是双导堤工程束流，结合疏浚，以取得所需水深，并将拦门沙航道轴线做适当的偏转，以避开墨西哥湾由东而西的沿岸流所造成的严重淤积的部位。德国根据威悉河口潮汐和泥沙运动的规律，采取疏浚与整治工程〔长导堤及丁坝〕相结合的方法，增强了河道本身的冲刷能力，使威悉河能够满足不断提高的航运要求。而我国长江口深水航道治理工程是一项具有世界级技术难度的重大工程，提出了“导流、挡沙、减淤〞的指导思想，采用了稳定分流口、宽导堤加长丁坝群的总体方案，整治建筑物结构型式及设计方法。施工工艺和施工装备、根底技术研究、工程管理模式等方面深水航道治理工程成套技术的创新成果多达74项，其中原始创新49项，形成的大型河口深水航道治理工程成套技术具有世界先进水平。随着长江口三期工程建设，预计2024年12.5m深水航道上延至太仓。长江口深水航道建设将有力地促进了长江航运开展，特别是对上海市、江苏省沿江开发、以港兴市的开展战略有极大的带动作用。由于南京至浏河口河段特别是江阴以下三沙〔福姜沙、通州沙和白茆沙〕河段受径流和潮流的双重影响，江面展宽，多汊并存，沙细易动，河床演变复杂，航道整治工程规模大，技术难度高，本河段航道尚未经过大规模系统整治，在很大程度上仍然处于天然状态，受自然条件影响大，给长江航运带来了很多不确定性的因素。在对本河段航道进行系统整治之前，需要解决航道治理所涉及的关键技术。目前国内外的同类研究中还存在很多待解的问题。4、大型航运枢纽根底设施变动回水区及坝下近坝段航道整治技术研究欧美兴旺国家，枢纽建设以水资源的综合利用和开发为原那么，进行统一领导，科学规划，枢纽建设运行进行调度相对合理，水位衔接，因此，研究涉及较少，而我国以三峡、葛洲坝枢纽上下游通航为代表，对枢纽上游变动回水区和下游近坝段河床演变、碍航特点和整治技术、整治措施进行了研究，拥有一定的整治经验。而对枢纽联合调度条件下变动回水段的航道治理问题目前还处于起步阶段。5、整治建筑物结构研究国外航道治理工程结构技术主要为：护岸有石块、绞链钢筋混凝土块等的直接护岸，也有丁坝、导流堤、潜堤等的间接护岸。其中绞链混凝土板护岸是一种地毯式护岸方法，先在工厂生产好，再到现场将绞链在一起的水泥块平铺在岸坡上，以起到防浪抗冲的作用，可以有效地防浪淘刷，保护河岸。我国对传统航道整治结构研究应用研究中，形成独有的较为成熟的护滩带技术，在长江等航道整治中得到广泛应用。目前，兴旺国家航道整治中，非常重视河岸稳定等相关的泥沙和生态环境研究，并形成较为完善的生态结构设计理论，这对于我国河道和生态环境保护具有重要的借鉴意义，我国在这一方面还处于起步阶段。〔二〕船闸建设技术船闸建设的主要技术指标为水头、闸室尺寸及输水时间，船闸尤其是高水头船闸的关键技术问题是探求保证船舶徐苏平安过闸的经济合理的输水系统型式；防止闸门段及阀门空化和振动的措施以及船闸的结构形式等。输水系统方面美国开展了法国首创的动力平衡等惯性输水系统，提出了水平及垂直分流的二区段和四区段出水的各种型式，大大丰富和提高了等惯性输水系统在工程实践中的应用，使其成为目前世界上应用等惯性输水系统最多的国家。美国还在船闸上首次并普遍采用反向弧形阀门，并成功应用了阀门快速开启和阀门后廊道顶自然通气的改善阀门工作条件的措施。目前美国是世界上高水头船闸建设最多的国家，据不完全统计美国已建30m水头以上的单级船闸5座，15m水头以上的单级船闸达23座，占其运行船闸总数的8.4%，采用分散输水系统的船闸更占其总数的73%，可以说美国是当今世界上对船闸分散输水系统研究最多的国家，尤其对闸墙长廊道短支孔输水的研究深度已到达可供设计直接应用的程度。前苏联对船闸集中输水系统的研究较为深入和系统，对船闸水力学的根本理论做出较大的奉献，早在上世界50年代已有多部船闸水力学专著出版，并建成目前世界上水头最高的石山口单级船闸〔H=42m〕，但其运行条件不好、输水时间较长。上世纪80年代建成运行的第聂伯水电站二线船闸为目前世界上运行较好、水头最高〔H=38.4m〕的单级船闸。前苏联曾研究水头为70m，甚至高达100m的井式单级船闸的可行性，并提出了阀门段廊道突扩体型以改善阀门工作条件的措施，但未见工程实际。我国自上世纪80年代以来，随着国民经济的告诉开展，以及西部大开发战略的实施，内河航运事业飞速开展，一大批高水头船闸相继建成，如长江葛洲坝1号、2号、3号船闸；赣江万安船闸，世界上水头最高，规模最大的三峡双线连续五级船闸；中间级船闸水头在40m以上的闽江水口船闸、沅水五强溪船闸；水头居世界单级船闸前列的红水河大化、乐滩船闸，平面阀门应用水头最高的红水河桥巩船闸等，使我国在船闸水力学研究的领域迅速到达国际领先水平。尽管我国船闸研究取得了长足进步，但随着我国内河航运的快速开展，对船闸的研究和建设水平提出了更高的技术要求，仍有许多技术难题需要长期研究。1、我国中东部地区航道等级较高，虽然大多是船闸水头较低，但闸室规模大，航运繁忙，船闸输水时间短，对输水系统效率及闸室消能要求高。2、在我国西部地区，船闸的应用水头日益增大，由此带来高水头船闸的阀门防空化与流激振动问题十分突出，同时大型工作阀门的设计和制造安装技术难度较大，对闸室输水系统布置、消能方式及水工结构提出了更高的技术要求。3、省水船闸在解决中高水头枢纽通航和节约水资源方面有独到的技术优势，尤其在沟通不同水系的运河工程中更为明显。省水船闸和传统船闸相比最大可节约水资源60%，目前国外对省水船闸的研究和应用非常重视。如德国美茵——多瑙运河上的16座船闸中有14座为省水船闸；而在建设的巴拿马运河扩建工程那么采用了三级连续省水船闸，对其进行了大量研究。我国目前对该型式船闸研究才刚刚起步，制约了该型式船闸在国内的应用。〔三〕升船机建设技术国外对升船机的研究较早，德国上世纪30年代就修建了提升重量达4200t的尼德芬诺垂直升船机并一直正常运行至今，比利时斯特勒比垂直升船机提升高度达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机，目前国外已建成的升船机工程60余座，其升船机研究和制造水平相比照拟成熟。我国上世纪70年代以前受到机械制造、运行维护、科研水平等因素的制约，建设和投入运行的升船机模型较小、水平较低、平安保障体系也不完备，大都没有发挥应有的作用。我国近代升船机的研究及建设始于上世纪80年代，开展迅速，已先后建成红水河滩、闽江水口、清江隔河岩、高坝洲等多做升船机。近年来，我国提出了具有自主知识产权、不需外加提升动力、运行平安性高的水力浮动式升船机，已应用于澜沧江景洪水电站升船机。近10多年来，虽然国内也开展了一些相应的研究工作，如水口及岩滩两座升船机均进行了包括机械提升、自动调平、事故平安在内的比尺为1：10的全动态整体模型试验，这在世界升船机研究中尚属首创，为这两座升船机的建设运行提供了可靠的证据。正在研究的比尺为1：10的景洪水力浮动式升船机模型试验，许多方面的成果也是独一无二的。但与国外相比还有较大差距，如我国三峡升船机采用的“齿轮——齿条爬升、长螺柱——短螺杆平安保证体系〞方案即为德国的技术。升船机的设计和建设涉及到水力学、机电、制造、控制等诸多科学技术问题，其运行平安一直是阻碍其开展的重要技术难题，如升船机水动力学、高塔柱结构型式、平安保障技术、大型金属结构与机电设备、运行控制及安装调试技术等需要进一步开展深入研究。〔四〕航运管理信息化技术航运管理信息化和智能化系统的相关研究与应用开发一直是国际航运界关注的问题。自上世纪九十年代以来，无论在国内还是在国外，数字化和智能化产品在公路、铁路交通领域的应用与开展十分迅速，并且取得了显著的效益。欧美等兴旺国家在上世纪九十年代中期就开始进行内河数字化和智能化系统的建设和探索，长江航运数字化和信息化方面起步较晚。近年来，长江中下游建设了船舶交通管理系统，2024年9月，长江江苏段建成了全国内河第一段数字航道，南京至浏河口段数字航道与智能航运建设示范工程的建成，初步实现了电子辅助导航、船舶动态监控的目标，构建起“数字航道〞的根本框架，为船舶航行提供了优质的效劳，使得长江航道的潜能得到进一步发挥。尽管已有一些应用系统，但也只是从相对单一应用需求出发开发出来的专用系统。长江航运集港口、船舶和航道于一体的数字化和智能化管理系统的开发运用将发挥长江黄金水道的运输效率，进一步优化长江海河联动航运资源配置，确保长江黄金水道的水上运输平安。2.2.3水上运输平安保障与环境保护技术在水运平安监管与保障技术领域，国内以科研工程的形式开展了了一定根底性研究和应用开发工作，初步形成了从航运监管、险情跟踪搜寻、辅助决策、风险评估，到应急联动、救助打捞等技术体系。在内河水上运输平安领域，提出了三峡船闸通航平安事故分类分级标准，开发的饱和潜水技术进入了世界前列，长江敏感资源与保护目标地理信息系统也到达国际先进水平。但由于多年的投入缺乏，与国外先进兴旺国家相比，我国水上运输平安科技的研发和应用水平还处理起步阶段，水上交通平安支持与保障技术体系不完善。存在的主要问题是：技术装备落后、科技含量不高、监控手段缺乏，对水上交通平安事故预防预控能力缺乏，事故应急指挥辅助决策支持系统落后，不能够有效、及时地提出科学的事故应急救助解决方案，在水上搜救技术体系、危险品运输监管技术、重大污染源防治技术、深潜水打捞技术等领域存在一定的技术空白，与国外的差距比较大，难以适应国家社会经济开展对水路运输平安监控与保障支持的战略需求。我国在水运环境保护和节能减排技术的研究与应用方面做出了不懈努力，通过各级政府立项和水运企业自主研发等方式，组织开展了远洋船舶压载水净化和水上溢油应急处理关键技术、内河港口粉尘防治技术、内河航道生态保护技术、内河船型标准化技术、港口与船舶节能减排技术等研究，并获得一些研究成果，支撑水运环境保护和节能减排工作取得长足进展。一局部技术或研究成果已接近或到达兴旺国家的先进水平，有的已处于国际领先水平。但是，总体上看，同国际先进水平相比，同国家、国际社会在环境保护和节能减排方面的要求相比，还有较大差距。一是受我国经济社会开展水平、技术开展水平以及开展观念的制约，我国水运环境保护和节能减排工作起步较晚，对技术需求、技术研究的推动力度不够；二是业已开展的相关关键技术研究尚未全部完成，仍有大量技术难题需要长期开展研究；三是面对全球气候变暖、温室气体减排和能源危机等新形势，我国水运行业还有许多新的关键技术及政策亟待研究。〔一〕水上运输平安监管技术水上运输平安监管是水上运输平安、畅通、环保的前提保证，同时又是对航运资源优化、促进运输效率提高、支持应急救助打捞等方面有着重要支撑作用。随着现代科技的快速开展，水上运输平安监管也逐步向信息化、网络化、集成化、智能化方面迈进，集信息处理、平安监管、事故预防、决策支持、现场指挥协调为一体的现代化水上运输平安监管体系，满足全方位覆盖、全天候运行、能快速反响的要求，成为未来的开展趋势。欧美国家和地区在加强基层理论研究、加大投资力度的同时，加强平安监管、交通效劳、遇险与平安应急等系统建设。在水上运输平安监管方面，逐步开始向多系统集成化、监控智能化方向开展。近年来，美国推出了MS3〔MaritimeSafety，SecurityandSurveillance〕海事平安监管及搜救集成系统。该系统通过整合现有雷达系统、AIS系统、CCTV系统、VHF与VHF-DF系统、以及其他配套设备〔系统〕，基于人工知识推理技术和先进的信息融合处理技术，形成了水上平安监管、事故预防、应急指挥、决策支持、现场指挥调度为一体的现代化水上运输平安智能集成监控系统；欧盟在开展内河航运综合信息效劳系统RIS〔RiverInformationServices〕的根底上，又推出了集海事监控、船舶交通平安管理、运输业务管理、事故搜救、信息效劳等航运相关业务为一体的海事平安监管与综合信息效劳系统MarNIS(MaritimeNavigationInformationServices)，促进水路运输向更平安性、更可靠、更先进、更智能方向开展。英国海岸警卫署和BMT公司于1998年联合开发了一套SARIS〔theSearchAndRescueInformationSystem〕系统，目前已经在英国、丹麦、新西兰等国的海岸警备队或海军中投入使用。SARIS通过船舶动态、海况、搜救力量分布等信息，为确定搜救区域和调度搜救力量提供决策支持效劳。就上述系统本身实现的技术手段而言，它主要是人工智能、自动控制、计算机科学、现代通信技术以及系统工程等多方面理论与技术手段的综合集成。目前，国内在船舶交通平安监管技术、水上平安一体化监管关键技术、船舶航行平安监管关键技术、危险品运输船舶监控技术、船舶避撞技术、多源异构系统〔AIS、VTS、GPS、GIS、CCTV、航标等〕综合集成与信息共享等方面进行了不少有益的尝试，在水上运输平安综合集成化监控开展方面积累了一定的成熟经验。但总体而言，研究相对分散、独立，研究开发还主要以应用为导向，很少综合考虑系统的其它应用需求，对现代化的水上运输平安监管系统的智能化、集成化、一体化开展趋势仅仅进行了初步探讨分析，在如何实现综合集成方面缺乏系统规划和完善的体系框架设计，尚未形成完善的关键技术支撑体系。〔二〕航运平安事故应急与辅助决策支持技术随着国民经济社会和水路运输业的快速开展，水路交通越来越繁忙，水路运输平安事故开展的概率也不断增高。为此，水路运输系统必须拥有足够的应急能力，这对航运平安事故应急与辅助决策支持提出了更高的需求。针对航运平安事故应急与辅助决策支持，国外先进兴旺国家在深入开展根底理论研究。在航运平安事故相关信息获取技术、态势评估与预测技术、跨区域跨部门的应急信息共享技术、事故应急组织与优化调度技术、应急辅助决策支持等方面形成了比较完善的理论支撑体系。在航运平安事故监测、事故态势预测评估、事故应急反响以及辅助决策支持等方面逐步向集成化、信息化、智能化方向开展。近年来，美国海岸警卫队着手部署的“救援21〞系统，基于人工知识推理技术和先进的信息融合处理技术，实现了事故态势评估、应急指挥、辅助决策支持、现场指挥调度为一体的现代化应急与辅助决策支持，增强了事故应急反响水平与能力；英国海岸警卫署使用的SARIS〔TheSearchAndRescueInformationSystem〕系统，通过船舶动态、海况、搜救力量分布等信息，为确定航运平安事故区域和应急调度搜救力量提供辅助决策支持效劳；欧盟推出的集海事监控、平安管理、事故应急、信息效劳等为一体的海事平安监管与综合信息效劳系统MarNIS(MaritimeNavigationInformationServices)，能够实时地向应急指挥人员提供最正确的处置信息，水上平安事故应急提供完善的辅助决策。国内在航运平安事故应急与辅助决策支持领域，开展了水上平安突发事件预测和监测技术、危险品船舶网络监控技术、航运平安事故应急辅助决策支持技术等方面的根底性研究。目前，已经初步建立了水上运输平安应急系统，并且形成了各级水上平安突发事件应急预案，提高水上平安事故的预防、应急反响和处治能力，有力地促进我国水上交通平安保障能力的提高。但总体而言，我国在航运平安事故应急与辅助决策支持领域尚处于起步阶段，相关研究成果的实用性和应用范围方面还落后于先进兴旺国家。在航运平安事故应急预警技术、重大事故的预测和监测技术、快速反响及应急处置理论与技术、航运平安防范技术与保安评估技术、情景-应对型应急辅助决策支持技术等方面还需要进一步突破。〔三〕危险品运输平安与防污染技术基于现代仿真技术、现代信息技术和虚拟现实技术，建立危险品运输平安、灾害事故预防与控制、灾害事故模拟和事故再现等方面系统，在危险品运输平安管理、事故预测、风险评估、应急反响及监视监控等领域得到了广泛应用。西方兴旺国家、有关国际组织和机构在危险品运输平安监管、灾害事故预防与控制、灾害事故模拟研究等方面开展了大量工作，取得丰硕成果。一方面是越来越多地将现代计算机技术、网络通信技术、遥感卫星技术、空间地理信息技术、船舶交通管理技术(VTS)及船舶自动识别技术(AIS)等综合应用到危险品运输平安监管与防污染工作，实现对水上溢油和危险化学品平安运输全过程动态监管。如美国海岸警备队使用的智能航运监控与信息网络系统IWS/WIN〔IntelligentWaterwaySystemandWaterwayInformationNetwork〕、欧盟开展的内河航运综合信息效劳系统RIS〔RiverInformationServices〕；另一方面，在水上油品、化学品和危险品污染事故预测、扩散及转化建模、灾害事故仿真模拟及评估技术等方面开展了系统深入地研究，并开发了许多专用软件系统。如加拿大的SPILLSIM软件和CHEMMATE软件、荷兰的EFFECTS与DAMAGE软件、挪威的SAFETIV6.4〔PFHAST/LEAK〕软件、美国的OILMAP与CHEMMAP软件等，都是有关危险化学品泄露、扩散、火灾、爆炸及污染等的模型软件。这些成果为开展危险品运输平安监控与防污染应急处理技术研究奠定了良好的根底。此外，在危险学品生产、储存、运输过程中的事故隐患治理关键技术与装备、应急指挥与决策、污染去除技术与装备等方面，美国、日本、英国、法国、荷兰、挪威、瑞典等国家以及IMO，开展了大量的研究和实验工作，并研制了多种危险品污染应急处置装备〔如高性能溢油回收技术与装备等〕。在沿海船舶油运平安与防污染技术研究方面，国内开展的比较早，许多研究成果已经得到了有效地应用。交通部海事局按照国际公约的要求，在船舶平安方面实施了国际平安管理规那么〔ISM〕和国内平安管理规那么〔NSM〕，重点水域建立地区级网络及国家级网络中心，加快建立了危险品运输平安监控技术平台。同时，在危险品运输平安事故预测预防、事故模拟以及损害评估技术研究等方面加强了根底性研究，并针对性地开发一些事故隐患治理关键技术与装备。但在内河危险品运输平安监管与防污染研究开发方面，目前尚在起步阶段，相关的技术与设备配备比较欠缺。与国外先进兴旺国家相比，我国在危险品运输平安与防污染技术方面整体科技水平还有一定的差距。在危险品污染监测防治和处理关键技术、内河液态危险化学品运输平安防治技术、危险品污染损害预测与评估、事故建模与仿真模拟技术、事故再现分析技术、事故应急技术装备及应急辅助决策支持技术等方面还需要进一步地系统深入研究。〔四〕水上搜救打捞技术水上平安事故不仅会造成巨大人命财产损失和环境污染,同时在政治上给国家带来巨大的负面影响。现代化的水上搜救打捞技术将成为水上平安事故损失减少和降低到最小程度的有力科技支撑。随着技术进步和先进技术装备的广泛应用，未来水上搜救打捞工作将向搜救打捞装备现代化、搜救决策支持智能化、搜救反响快速化趋势开展。针对水上平安事故发生的突然性、紧急性和救助打捞环境的复杂性，世界各国政府都非常重视水上搜救与打捞技术系统与装备的研究开发。国外兴旺国家已将水上搜救打捞技术列入了等同于航天技术的重点开展领域，作为开发海洋资源、维护国家海洋平安不可缺少的关键科技。近年来，一些先进兴旺国家已在水上搜救辅助决策支持、快速搜救技术及深水打捞技术等方面取得了突破性进展。如美国海岸警卫队使用的水上搜救辅助指挥决策系统POSSE(ProgramofShipSalvageEngineering)、水上搜救快速定位系统以及深水打捞技术装备等，为实现应急反响快、组织科学周密强、搜救打捞成效高提供了有力的支撑。我国搜救打捞系统从小到大、从弱到强逐步开展壮大。目前，已在我国沿海建立起一个比较完整的救捞网络，北起鸭绿江口、南至西沙群岛，在沿海水域初步形成了海空立体救助体系，随时可以迅速出动救捞抢险，为沿海水运交通平安提供可靠保障。与此同时，救捞系统也陆续开展了一系列诸如大型抢险打捞起重船、30000吨自航半潜打捞船、深潜水工作母船、水下导向攻泥器以及饱和潜水基地等技术装备和基地的相关建设，为水下大深度大吨位救助打捞、饱和潜水作业配套等风险大、强度高的特种专业救捞工作提供了坚实的科技装备保障。与其他国际海事组织A类理事国相比，我国在海上搜救工作效率和成功率方面，尚有一定差距，主要表达在：应急接警反响速度慢，实效性差；快速、科学地制定应急救助方案的能力较弱；应急指挥通信手段落后，效率低；遇险现场信息采集能力缺乏；深海和内河打捞救助技术和力量薄弱等问题。在遇险搜寻技术、施救技术与装具、搜救决策支持技术、平安救助保障技术、大吨位沉船打捞技术、潜水技术等关键设备和关键技术领域还需进一步取得重大突破。〔五〕水运环境保护技术我国港口建设工程环境影响评价的执行率根本到达100%，港口规划环评、港口建设工程环境监理和验收环评逐步强制推行。开展了港口粉尘污染、污水、噪声防治等技术研究和环保设施“三同时〞工作。经过多年的努力，在沿海主要港口，先后建立了一批较为先进的粉尘、油污水、生活污水、垃圾等污染物接收处理设施，提高了港口污染处理能力。我国目前正在开展内河航道整治工程对河流生态影响的评价指标体系研究、航道整治工程作用下水沙过程及河流生态响应预测模型研究、生态环境友好型航道整治关键技术研究，开展了内河航道生态型护岸研究，并将研究成果应用于京杭运河两淮段航道、湖嘉申线湖州段航道等内河水运建设环保友好型示范工程之中。水运行业在“十五〞期间及2024年以来，在节能减排、节能降耗方面开展了卓有成效的工作。美国洛杉矶港和长滩港高度重视港口环保工作，积极推行“绿色港口政策〞。在2008年7月1日至2009年6月30日的财政年度港口建设预算中，用于绿色港口工程的预算高达1.814亿美元，约占总预算的60%。长滩港已经批准拨款500万美元资助码头经营人将85台轮胎式堆场集装箱起重机全部由燃油驱动转换为电驱动，在节省燃油的同时，大幅度减少有害气体、温室气体的排放。而目前的工作仍旧局限于港口建设工程环保设施“三同时〞、港口粉尘防治、港口污水处理等传统意义上的环保工作，而针对开展绿色港口、建设环境友好型港口等宏观战略与关键技术研究较少，针对港口与所在城市在环境上的相互影响及对策研究不够，针对港区内船舶造成的大气污染关注较少，水运的节能减排技术有待进一步完善。20世纪90年代国外学者从维护河流生态系统平衡的观点出发，认为河流航道治理要减轻人为活动对河流的压力，维持河流环境多样性、物种多样性及其河流生态系统平衡，并逐渐恢复自然状况。尽管兴旺国家在河流生态修复方面已经积累了不少经验，但目前在理论和技术方法上正处在开展阶段，并未形成完整的工程理论和技术方法。内河生态航道建设既是一项新生事物，又是一项复杂的系统工程。我国内河航道生态环境保护技术的研究开始较晚，同国际〔主要是欧洲国家〕先进水平相比，在理论〔理念〕研究、生物多样性调查、水文气象环境等根底数据采集、生态保护与恢复机理研究、生态保护与恢复关键技术〔例如生态护岸技术和水生物过坝技术〕、实验研究等方面，都有明显差距。2.3“十二五〞水路交通技术开展主线及重点突破方向2.3.1开展主线“十二五〞期间，水路交通技术开展将以“提高外海交通运输根底设施建设技术，开展内河航运建设技术，提升水路运输的平安性和环保性〞为主线，加快建设平安、高效、便捷的水路交通运输网络与监管、保障系统。2.3.2重点突破方向“十二五〞期间，水路交通技术的重点突破方向为：方向一：外海交通运输根底设施建设技术重点突破外海复杂自然条件下交通运输根底设施建设、交通运输根底设施防灾减灾及运输平安、人工岛建设、外海交通运输根底设施全寿命设计、综合运输、港口管理控制系统及效劳平台建设、港口环保节能等核心关键技术。方向二：长江黄金水道建设关键技术重点解决长江中下游航道的系统整治关键技术、长江上游大型枢纽通航建筑物建设及通航关键技术、长江航运平安管理及决策信息化技术。方向三：水上运输平安保障与环境保护支撑技术重点解决水上运输平安集成一体化监控技术、水上平安事故应急处置及后果预测技术、危险品泄漏污染监测与污染事故预测、模拟及评估技术和现代化水上搜救打捞成套技术、水运生态保护及恢复技术、水路运输节能减排技术。3.开展思路和战略目标3.1开展思路3.1.1指导思想以?国家中长期科技开展纲要?为指导，结合?公路水路中长期科技开展纲要?及?公路水路“十二五〞交通行业开展规划?，按照“重点补缺、整体赶超、局部引领、全面提升〞的方针，重点在外海交通运输根底设施建设和内河航运建设以及水上运输平安保障与环保等领域构建技术支撑体系，突破技术瓶颈，形成战略产品，增加我国水运的整体实力和国际竞争能力，实现水路交通行业的可持续开展。3.1.2总体思路突破建设技术难题。以满足国家经济开展对水运建设关键技术的战略需求为目标，通过引进、自主研发等手段，重点突破外海复杂条件下交通运输根底设施建设、通航建筑物建设、结构物耐久性、运输平安、防灾减灾以及航运中心综合建设等技术难题，实现水路航运建设技术中的自主创新。推进设计技术升级。以提高水上交通运输根底设施平安性、可靠性和耐久性为目标，结合前沿技术，更新理念，重点攻克外海交通运输根底设施全寿命管理设计技术、环保节能设计技术以及内河通航建筑物建设和养护技术、水运节能减排技术，逐步实现水路建设技术的升级换代。提升水运数字化建设水平。以提高水运效率，确保水路运输平安为目标，提升港口数字化建设水平，完善内河航运的智能化建设，使水路运输水平整体提升。3.1.3开展原那么需求引导，重点突破。以水运开展需求为导向，重点支持制约水运交通开展的关键技术、共性技术和公益技术的研究开发与应用。注重原创，引领开展。以推进技术升级换代为导向，瞄准技术前沿，着重支持具有前瞻性和先导性的前沿技术，提升水运交通行业自主创新能力。重点聚焦，适度超前。以增强产业核心竞争力为导向，优先支持具有明确产品目标导向和产业化应用前景的产业共性关键技术的研究开发与应用，促进产学研结合，加快水路交通创新体系建设。3.2战略目标3.2.1总体目标围绕“外海交通运输根底设施建设关键技术和内河航运建设关键技术研究以及水上运输平安保障与环境保护技术〞三大开展主题，瞄准国际前沿技术，攻克一批核心技术和产业关键共性技术，形成一批战略产品及支撑产业，培养一支高水平、高素质的科技创新队伍，完善我国水运技术创新体系，提升我国水路交通技术在国际上的竞争力，为实现我国水运交通运输现代化及协调可持续开展提供支撑。3.2.2具体目标〔一〕突破外海交通运输根底设施建设关键技术突破复杂自然条件下外海交通运输根底设施建设、现代疏浚技术、航运中心运输等关键技术；深入开展外海交通运输根底设施工程运输平安和防灾减灾技术、全寿命管理技术、环保节能技术；完善港口数字化建设，使港口建设水平和效劳能力整体提升，并占据该技术领域的前沿。〔二〕开展内河航运尤其是长江黄金水道建设技术突破通航建筑物建设与养护、航运信息化和智能化与公共效劳领域、平安保障与环境保护领域的关键技术。开展航道系统治理根底理论及模拟技术等的研究与应用工作。从而提升我国内河，尤其是长江黄金水道的综合效劳能力，确保内河航运的平安、畅通，并逐步航运的信息化、智能化。〔三〕构建完善的水上运输平安保障与环境保护支撑技术体系，确保水上运输的平安、畅通、高效、环保、和谐。以构建完善的水上平安保障与环保支撑技术体系为目标，突破水上平安监管一体化技术、危险品运输平安监管与应急辅助决策支持、恶劣气候和海况条件下水上快速搜救技术、深潜水打捞技术等关键技术，实现水上平安监管一体化、搜救打捞装备现代化、应急决策支持智能化，全面提升我国水上运输平安监管与应急反响的水平与能力。提出港口与内河航道生态环境保护与恢复的根本理论，突破船舶废气污染防治与节能减排等关键技术为我国水上交通运输建立一套完备的平安保障与环境保护技术，促进水上运输业快速协调可持续开展。4.开展重点4.1战略重点4.1.1战略重点之一：外海交通运输根底设施建设技术研究目标：瞄准国际技术前沿制高点，重点突破外海复杂自然条件下交通运输根底设施建设、交通运输根底设施防灾减灾及运输平安、人工岛建设、外海交通运输根底设施全寿命设计、综合运输、港口管理控制系统及效劳平台建设、港口环保节能等核心关键技术，整体提升我国海上交通运输根底设施建设水平和效劳能力，降低海上交通运输根底设施建设及运营本钱15%以上。主要任务：〔一〕外海深水、大浪、强流环境下交通根底设施选址关键技术随着岸线资源的紧缺和运输压力的增大，大型海上交通根底设施建设的选址面临越来越复杂的自然环境，需开展以下关键技术研究：基于高新技术和创新理念的建港条件论证方法；深水、大浪、强流、高盐等复杂动力环境的港口水沙模拟技术；近海风暴潮模拟和港口大风骤淤预测技术；风浪、海床、建筑物强非线性相互作用分析方法；复杂海况工程地质调查技术；辐射沙洲、岛群岛链、建闸河口等特殊海岸建港条件论证与选址原那么；外海大型交通根底建设对水环境、水生态影响的评价方法。〔二〕深厚软土地基处理关键技术适用于海上人工岛、深水防波堤等工程中的深厚软土地基处理设计计算技术；适用于海上人工岛等工程中的海上深层水泥搅拌法〔海上CDM〕施工技术和海上深层挤密砂桩法〔海上SCP〕施工技术，大面积疏浚超软土地基处理技术；适用于深水防波堤等工程中的海上箱筒型根底施工技术；深厚软土地基处理检测技术。〔三〕复杂环境下大型水运工程结构设计与施工关键技术应国家社会、经济和国防建设开展需要，大量海上交通运输根底设施建造在水文气象环境更为恶劣、地质地貌条件更为复杂的无掩护深水海域，对码头、防波堤、人工岛、跨海桥隧等大型水工建筑物的结构型式、设计方法和施工技术等提出了新的要求。研究重点是：1、适应于深水环境、复杂地质条件和海上施工条件的新型水工建筑物开发研究。开敞深水海域水文气象环境恶劣、地质地貌条件复杂，目前成功应用于近岸环境条件的结构型式和施工技术已不完全适用。新型结构与施工技术开发研究，是海上交通运输根底设施建设开展亟待解决的课题。2、循环荷载作用下软粘土强度弱化特性、长期荷载作用下软粘土蠕变特性及其本构关系模型与数值模拟方法研究。软粘土地基是海上交通运输根底设施建设普遍遇到的地质条件，在波浪等循环荷载作用下软粘土强度会出现明显弱化现象，在重力等长期荷载作用下软粘土又表现出明显长期变形特征，已成为导致大型水工建筑物破坏的主要因素。软粘土地基工程力学特性和承载力计算方法也是海上交通运输根底设施建设亟待解决的关键问题。3、波流—结构—地基强非线性耦合作用根底理论与数值模拟技术研究。海上交通运输根底设施建设不断向深水、复杂地质环境的海域开展，波流—结构—地基相互作用特性十清楚显，是海上交通运输根底设施建设普遍遇到的根本理论和关键技术问题。4、恶劣水文气象环境和复杂地质地貌条件下，大型预制构件海上快速精确拼装技术研究。海上大型水工结构的施工特点是：大型构件陆上预制、海上安装。无掩护深水海域施工条件恶劣，气象水文环境变化无常，大型预制构件海上快速精确拼装与监控技术是海上交通运输根底设施建设需解决的重要问题。5、大型水工结构海上施工可视化模拟技术研究。施工过程可视化模拟技术已广泛应用于桥梁、大坝等工程施工中，但在海上交通运输根底设施建设中尚未采用。无掩护深水海域施工条件恶劣，开发研究可模拟大型水工结构海上施工过程及施工过程中结构应力、变形和位移状态的可视化系统，对优化施工过程、保障施工平安，是十分必要的。〔四〕全寿命设计与结构耐久性保障技术加强工程全寿命本钱分析〔LCCA〕，建立海上交通运输根底设施全寿命设计方法体系；加大恶劣海洋腐蚀环境下结构性能退化规律根底理论研究力度，基于可靠度理论建立科学的结构寿命预测模型；研究自抗蚀高耐久和长效环保型防腐蚀新材料，开发海洋环境下耐久性防护新技术；开展环境灾害影响功能退化的实时监控、预警及功能快速恢复技术，形成海上交通运输重要根底设施功能永久保持技术。〔五〕大型结构设施健康监测技术研究传感器材料及封装技术，开发专用或复合性能的结构健康在线监测专用智能传感器技术；加强具有自主知识产权的现场病害检测技术研究，开发现场快速病害自动识别检测技术；开发针对海上重大交通根底设施结构平安性远程监控预警技术，实现可遥感的结构平安性异常时的及时诊断报警；开发可综合定量评估结构物平安性、使用性和耐久性的数据采集、传输和定量诊断分析的专家系统，形成可实时监控的结构健康诊断技术；形成可实施监控及应急预案处理技术。4.1.2战略重点之二：长江黄金水道建设技术研究目标：围绕提高长江黄金水道航运能力，确保航运平安的目标，重点攻克长江航运面临的三峡水利枢纽建成后水沙动力条件改变、改善航道条件以及提高航运管理效劳水平等问题，确保长江黄金水道的平安，畅通，在原有增长水平的根底上，提升长江黄金水道运力20%以上。主要任务：〔一〕长江中下游航道的系统整治关键技术根据长江航道治理已有的研究成果，重点从以下两方面考虑，以解决长江中下游航道系统整治的关键技术。一方面是长江中下游航道系统治理根底理论及模拟技术研究，研究重点包括不同河段演变规律与不同类型滩险的演变及治理对策、三峡及长江上游特大型水库群联合调度对下游航道的影响等；另一方面是长江中下游航道的系统整治关键技术研究，研究重点包括长江中下游航道开展尺度研究、三峡等大型水利工程影响下水沙条件变化对长江中下游航道系统整治的影响及对策研究、长江中下游顺直河段航道整治技术研究、长江中下游分汊河段航道整治技术研究、潮汐河段航道整治工程关键技术研究、长江中下游航道系统整治新材料新工艺新技术运用研究、长江中下游航道系统整治与生态及重要生物资源保护技术研究等。〔二〕长江上游大型枢纽通航建筑物建设与通航关键技术随着长江上游大型水利枢纽的建设，通航建筑物学科方面存在大量工程应用和根底理论方面的技术难题，需长期开展研究。研究重点包括：〔1〕输水系统及闸门水力学关键技术研究；〔2〕生态节约型通航建筑物关键技术：着力降低省水船闸工程造价，运行程序以及减小通航建筑物对生态影响等技术的研究；〔3〕大型升船机建设关键技术研究：着力解决升船机船厢水动力学、运行平安保障体系、塔柱结构、大型金属结构、机电设备与控制、安装调试等方面的关键技术难题。在三峡通航领域，加强对两坝枢纽船舶通过能力、数字化通航调度及航运平安保障的研究，重点开展提高三峡船闸综合通航能力关键技术、三峡两坝船闸运行平衡建模与仿真分析技术、现代三峡通航效劳理念和生态环保等关键技术，为三峡河段的通航能力提供技术支撑，充分发挥三峡工程的航运效益。〔三〕内河水上数字交通与智能航运技术将人—机—环境工程学、水路运输工程、系统工程、控制理论、信息论等多学科系统综合，推进水上数字交通与智能航运系统是当今内河航运科技开展趋势。一体化、集成化、协同化、智能化的内河航运技术，对促进内河航运综合优势发挥具有重要意义。水上数字交通与智能航运技术研究重点包括：1、基于空间信息技术的数字交通系统关键技术，着力解决内河电子航道图技术、基于AIS的智能航标技术、狭长河段船舶高精度动态定位技术、航道网建模与虚拟航标技术。2、先进船舶智能导航系统关键技术，着力解决多信息融合与综合集成技术、船舶自适应定位技术、船舶智能导航技术、船舶智能避碰技术、基于移动网站的船载信息平台技术。3、内河智能航运系统支撑平台关键技术，着力解决内河船舶电子报文技术支撑体系、跨平台信息共享与数据交换技术、船-船、船-岸、岸-岸之间的信息交换及智能处理技术、面向对象的智能信息效劳技术。4、新一代船—岸平安通信成套技术，着力解决面向任务移动平安通信技术、船舶智能体移动自组网技术、船舶智能识别与跟踪技术等。5、水上数字交通综合集成监控技术，主要包括水上交通状态信息的综合采集与处理技术、多源信息的综合集成技术、基于标准化的数据传输和转换技术等内容。6、数字航运智能体关键支撑技术，主要包括人—船—环境作用互动建模与评估技术、人—船综合智能集成技术、面向任务的辅助决策支持技术、水上交通三维仿真与模拟技术等。〔四〕内河航运公共效劳与综合运输技术开展“一站式〞综合信息效劳、一体化运输管理、客货运枢纽体系规划与设计、水上运输管理与智能化技术整合与应用等方面的研究，推动运输资源的整合，为区域交通一体化提供技术支撑，提高运输资源整合，为区域交通一体化提供支撑。研究重点包括：1、综合信息效劳平台与集成应用技术，着力解决“一站式〞综合信息效劳集成架构技术、跨平台的信息共享与数据交换技术、面向对象的数据挖掘技术、信息快速定位与重构技术、知识表征与综合处理技术、资源体系规划技术、数据建模与动态封装技术等。2、内陆无水港建设与运营关键支撑技术，着力解决港口资源规划技术、物流链建模与设计技术、运力资源自适应调整建模与仿真技术、江－海－铁联运关键技术装备等。3、虚拟长江港运营关键支撑技术，着力解决基于GIS航道网建模与可视化技术、港口群动态平衡建模与仿真技术、虚拟长江港支撑平台关键技术、虚拟长江港仿真评估技术、江海联运动态建模技术、虚拟港口资源规划技术等。〔五〕三峡库区航运支撑保障与应急救助技术对三峡库区航运突发性灾害事故、公共平安问题、环境事件等，建立起高