港口航道与近海工程

主管单位:中国交通建设集团有限公司

主办单位:中交第一航务工程勘察设计院有限公司

编辑出版:《港口航道与近海工程》杂志社

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创刊时间:1964

出 版 地:天津市

出版周期:双月刊

期刊语种:中文

期刊开本:16开

国际标准连续出版物号:2097-3519

国内统一连续出版物号:12-1479/U

港口航道与近海工程:驱动蓝色经济与韧性基础设施的核心动力

在全球化浪潮与区域经济一体化的交织影响下,港口与航道作为连接内陆腹地与海洋世界的“咽喉”,其建设水平直接决定了国家贸易的流通效率与海洋资源的开发深度。与此同时,面对气候变化带来的极端水文事件频发、海岸线侵蚀加剧以及海洋生态保护要求的日益严格,传统港口与近海工程的建设理念正经历着一场深刻的范式革命。《港口航道与近海工程》期刊作为这一领域的重要学术阵地,始终致力于捕捉并记录这些变革,为从宏观规划到微观结构设计的全链条提供科学支撑。

一、港口规划与设计的多维融合

现代港口规划早已超越了单纯的泊位选址与吞吐量计算,转而成为一种集经济地理学、物流供应链管理、环境承载力评估于一体的综合性决策过程。港口规划的核心在于平衡“效率”与“韧性”。例如,在深水港选址中,不仅要考虑水深条件是否满足超大型集装箱船(如24000TEU级船舶)的吃水要求,还需通过海岸动力学模型精确模拟潮流、波浪及泥沙运移规律,以预测港池回淤量。近年来,“智慧港口”概念的引入,使得港口规划必须预留出自动化码头、5G通信基站以及绿色能源补给(如岸电、氢能)的接口。这种规划理念的转变,要求工程师在项目初期就建立起“数字孪生”模型,将物理港口的全生命周期风险纳入考量。

二、航道工程:从“被动疏浚”到“主动治理”

航道工程是保障航运畅通的生命线。传统的航道治理多依赖于周期性的疏浚作业,即通过绞吸式或耙吸式挖泥船清除淤积物。然而,随着环保法规的收紧和疏浚成本的攀升,行业开始转向“主动治理”模式。这包括利用海岸动力学原理,在航道上游或侧翼设置导流堤、丁坝等整治建筑物,调整水流结构,减少泥沙落淤。同时,疏浚技术的创新也体现在对疏浚物的资源化利用上。目前,先进的疏浚装备已具备高精度定位与环保绞刀头,能够在不破坏底栖生物栖息地的条件下进行精细开挖。此外,基于大数据与AI算法的航道水深预测系统,能够根据历史水文数据与实时监测信息,动态优化疏浚周期,大幅降低维护成本。

三、近海工程:海洋工程结构的挑战与突破

近海工程是港口向深水延伸的必然产物,涵盖了海上风电基础、深水防波堤、人工岛以及跨海通道等大型结构物。这些结构面临的最大挑战来自于恶劣的海洋环境——强台风引发的巨浪、海底液化导致的桩基失稳以及海水腐蚀造成的材料疲劳。近年来,高性能海工混凝土(如UHPC)与耐候钢的广泛应用显著提升了结构寿命。在结构形式上,从传统的重力式沉箱向导管架、吸力式桶形基础等新型结构演变,以适应更深水域与更复杂的地质条件。值得关注的是,深远海养殖平台与海洋能综合利用装置(如潮汐能、波浪能发电)的兴起,使得近海工程正从单一的“支撑性”功能向“生产性”功能转变,这对结构设计的集成度与可靠性提出了更高要求。

四、海岸动力学:工程实践的底层逻辑

任何港口与近海工程的成功都离不开对海岸动力过程的深刻理解。海岸动力学研究波浪、潮汐、潮流与泥沙之间的相互作用,是解决港口淤积、岸滩侵蚀与海水入侵等问题的理论基础。例如,在建设大型开敞式码头时,必须通过物理模型试验与数值模拟(如SWAN、MIKE21模型)来预测极端波浪对码头面高程的影响,以防止越浪导致装卸作业中断。此外,基于“基于自然的解决方案”(NbS),海岸动力学正被用于指导生态护岸和红树林恢复工程,通过模拟天然海岸的消浪机制,实现防灾减灾与生态保护的双赢。

五、疏浚技术与装备:迈向绿色与智能

疏浚技术是航道维护与港口建设的核心生产力。当前,疏浚装备正朝着大型化、自动化和绿色化方向快速发展。全球最大的自航绞吸挖泥船已具备每小时数万立方米的挖掘能力,且配备有先进的泥泵自动控制系统与GPS定位系统,能够实现厘米级的精准施工。在环保方面,低扰动环保绞刀和封闭式泥管系统的应用,有效控制了施工过程中的悬浮物扩散。同时,疏浚土的处理方式也在发生革命性变化,从传统的深海抛填转向吹填造陆、人工沙滩修复以及建材原料的转化,真正实现了“变废为宝”。

六、学科交叉与产学研深度融合

《港口航道与近海工程》期刊所倡导的,不仅是单一技术的突破,更是多学科交叉的协同创新。例如,海洋工程结构的设计需要力学、材料学与腐蚀科学的共同参与;港口规划则需引入大数据分析、经济学与生态学视角。产学研深度融合是实现这一目标的关键路径:高校提供理论创新与人才储备,科研院所承担关键技术攻关,而工程企业则负责将成果转化为生产力。通过期刊这一平台,理论研究者与一线工程师得以分享最新的工程案例与失败教训,从而避免重复性错误,加速技术迭代。

综上所述,港口航道与近海工程领域正处于从“规模扩张”向“质量提升”的关键转型期。未来的港口将不仅是货物的中转站,更是海洋能源的枢纽、生态文明的载体以及城市发展的新引擎。作为行业交流的权威窗口,《港口航道与近海工程》将继续凝聚学界与业界的智慧,为推动水运交通基础设施的绿色、智能、韧性发展贡献核心力量。