《港口航道与近海工程》杂志

一、引言

随着全球贸易格局的演变与海洋经济的持续升温，港口航道与近海工程作为支撑水运交通与海洋资源开发的核心领域，正面临前所未有的发展机遇与技术挑战。作为该领域权威的学术交流平台，《港口航道与近海工程》期刊始终聚焦港口规划与设计、航道治理与维护、近海结构工程、海岸动力学、疏浚技术与装备、海洋工程材料等核心主题，系统展现前沿研究成果与工程实践案例。当前，我国港口吞吐量稳居世界前列，航道网络日趋完善，近海工程向深远海拓展，但同时也面临极端气候频发、生态保护压力增大、老旧基础设施改造等现实问题。如何在技术创新与可持续发展之间找到平衡点，成为行业共同关注的核心议题。

二、港口规划与设计的科学化转型

港口规划是港口工程建设的先导环节，其科学性与前瞻性直接决定工程的经济效益与生态影响。传统港口规划多侧重于泊位数量、吞吐能力等硬性指标，而现代规划理念则更加强调多目标协同优化。一方面，基于大数据与数字孪生技术的港口仿真模型，能够模拟不同水文条件、船舶交通流及装卸作业效率，为规划决策提供动态依据；另一方面，港口与城市、生态系统的空间协调愈发受到重视。例如，在河口或海岸敏感区域，港口布局需综合考虑泥沙冲淤规律、生物栖息地保护及景观连续性，避免过度硬化岸线导致生态退化。此外，港口规划还需预留智能化升级空间，如自动化码头、智慧能源管理系统的基础设施接口，以适应未来低碳化、无人化运营趋势。

三、航道工程中的水动力与泥沙动力学挑战

航道工程的核心在于保障船舶安全、高效通航，这离不开对水动力与泥沙运动的深刻认知。海岸动力学作为理论基础，为航道选线、水深设计及维护疏浚提供了关键支撑。在潮汐河口、淤泥质海岸等复杂环境下，航道回淤速率预测一直是工程难点。近年来，基于物理模型试验与数值模拟相结合的泥沙输移模型，已能较准确地模拟不同径流、潮流及波浪组合下的泥沙运移路径。例如，在长江口深水航道治理工程中，通过导堤、丁坝等整治建筑物的合理布置，有效改善了流场结构，减少了航道回淤量。同时，航道维护疏浚技术也从传统粗放式挖泥向精准疏浚转变，利用实时水深监测与智能挖泥船控制系统，实现“按需疏浚”，显著降低工程成本与环境扰动。

四、近海工程结构：从浅水到深远海的耐久性突破

近海工程结构主要包括码头、防波堤、海上风电基础、人工岛及油气平台等，其服役环境严酷，长期遭受波浪、潮流、海水腐蚀及冰荷载等综合作用。近年来，随着近海工程向水深更大、风浪更强的区域推进，结构设计面临更高要求。高性能海工混凝土、耐候钢材及纤维增强复合材料在关键构件中的应用，显著提升了结构的耐久性与抗疲劳性能。此外，模块化设计与浮式结构技术成为深远海开发的突破口。例如，半潜式浮式风机基础通过系泊系统与动态电缆实现定位与能量传输，已在多个示范项目中验证了其经济性与可靠性。与此同时，结构健康监测技术（如光纤传感、声发射检测）的广泛应用，为在役结构的全寿命周期管理提供了数据支撑，提前预警潜在病害，避免灾难性事故。

五、疏浚技术与装备的智能化升级

疏浚工程是航道维护、港口建设及海岸防护的重要手段。传统疏浚装备以绞吸式、耙吸式挖泥船为主，存在能耗高、排放多、对底栖生态扰动大等弊端。当前，疏浚技术正朝着智能化、绿色化方向快速演进。智能挖泥船搭载实时泥沙浓度传感器、全球定位系统（GPS）与自动控制系统，能够根据土质变化自动调节绞刀转速、泥泵流量与横移速度，实现“恒功率”高效作业。同时，环保型疏浚技术如封闭式抓斗、气幕防扩散装置及淤泥资源化利用工艺，大幅降低了施工过程中的悬浮物扩散与二次污染。在生态敏感水域，采用“生态疏浚”理念，精准清除污染底泥并保留有益底质，结合红树林、海草床修复工程，实现工程与生态的双赢。

六、海洋工程材料的创新与应用

材料是海洋工程结构安全与耐久的基础。海水腐蚀、生物附着及干湿交替作用是海洋工程材料面临的主要威胁。近年来，耐候钢、高性能混凝土、玄武岩纤维复合材料及自修复涂层在近海工程中逐步推广。例如，添加矿渣微粉与硅灰的高性能混凝土，其抗氯离子渗透性能比普通混凝土提升数倍，显著延长了码头面板与桩基的服役寿命。此外，针对生物附着问题，仿生防污涂层（如基于鲨鱼皮微结构的表面）通过物理方式抑制藻类与贝类附着，减少了化学防污剂的环境风险。在疏浚管道与泵体等磨损严重部件中，高铬铸铁与陶瓷复合材料的应用大幅提高了耐磨性，降低了设备更换频率。

七、学科交叉与产学研深度融合的路径

《港口航道与近海工程》期刊始终倡导学科交叉与产学研协同创新。港口航道工程与海洋科学、材料科学、环境工程、人工智能等领域的融合，催生了大量突破性成果。例如，基于机器学习的波浪预测模型，能够结合历史数据与实时气象信息，提升航道通航安全预警精度；基于数字孪生的港口运维系统，整合船舶调度、设备状态与水文信息，实现码头运营效率的实时优化。产学研合作方面，高校与科研院所的基础研究成果通过企业转化，加速了新型疏浚装备、智能监测系统及绿色材料的工程应用。未来，应进一步构建开放共享的工程数据库与验证平台，降低技术转化门槛，形成“研究-验证-推广”的良性循环。

八、结语

港口航道与近海工程是连接陆海、支撑国民经济的重要基石。在“双碳”目标与海洋强国战略背景下，行业亟需在港口规划、航道治理、近海结构、疏浚技术与材料创新等领域持续突破。《港口航道与近海工程》期刊作为学术交流与成果展示的重要窗口，将继续为科研人员、工程师及决策者提供高质量的学术参考，促进理论创新与工程实践的深度融合，