高低溫試驗箱獲得國家科技進(jìn)步獎5項省部級

　　東風(fēng)吹來滿眼春。3月24日，交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究院（簡稱部天科院）打造科研院所的標(biāo)志性項目——大型水動力實驗基地迎來建設(shè)10周年。

　　10年前的春天，大型水動力實驗室（一期）工程在泛著白堿、寸草不生的天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)場地上破土動工，正式開啟了部天科院“新機(jī)構(gòu)、高平臺、大設(shè)施”核心能力建設(shè)的黃金十年。

　　10年的建設(shè)發(fā)展，10年的攻堅克難，大型水動力實驗基地發(fā)展成為一座堅持自主創(chuàng)新、追求卓越的科研基地，有力地支撐國家重大工程建設(shè)和交通運輸行業(yè)科技發(fā)展，書寫了水運工程科研創(chuàng)新的華彩篇章。

　　長440米、寬100米的大型海港和內(nèi)河物理模型試驗廳，是亞洲規(guī)模的綜合試驗大廳。

　　長456米、寬5米、深8至12米，能生成3.5米的波浪和每秒15立方米的水流，可進(jìn)行1∶5到1∶1的大比尺模型試驗，是目前世界上尺度、功能全、造波能力的波浪試驗水槽。

　　有效容量500g·t（加速度×重量），加速度250g，負(fù)載5t，轉(zhuǎn)動半徑5米的TK-C500型土工離心機(jī)，是國內(nèi)已建成的有效容量、綜合性能指標(biāo)進(jìn)的離心機(jī)。

　　國內(nèi)“首臺”、亞洲“”、世界“進(jìn)”……這些大設(shè)施的稱號印證了夯臺筑基、立柱架梁的10年。

　　“十一五”期，交通運輸部提出“建設(shè)便捷、通暢、高效、安全的公路水路交通運輸體系”的主要任務(wù)。部天科院結(jié)合行業(yè)發(fā)展實際，醞釀建設(shè)交通水運行業(yè)基礎(chǔ)性、前瞻性、關(guān)鍵性技術(shù)研究的大型水動力實驗室。

　　2009年，部天科院提出“新機(jī)構(gòu)、高平臺、大設(shè)施”的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，全面啟動大型水動力實驗基地建設(shè)工作。在國家發(fā)展改革委、交通運輸部、天津市多層次、多方位的大力支持下，2011年3月24日，大型水動力實驗室（一期）工程正式破土動工，揭開了基地建設(shè)篇章。建設(shè)過程中，部天科院領(lǐng)導(dǎo)多次帶隊到現(xiàn)場檢查工程質(zhì)量、工程進(jìn)度和工程安全，指導(dǎo)基地建設(shè)管理，全院職工同心筑夢，夜以繼日付出，為基地建設(shè)注入了強(qiáng)大動力。

　　十年風(fēng)雨兼程，十年攻堅克難。大型水動力實驗基地經(jīng)過三次擴(kuò)征土地，總用地面積達(dá)280余畝。“世界”和“”的大設(shè)施相繼投用，促進(jìn)基礎(chǔ)研究和重大工程研究能力水平跨越提升，國際國內(nèi)科研影響力顯著增強(qiáng)。目前，大型水動力實驗基地（三期）工程已獲國家發(fā)展改革委和交通運輸部批準(zhǔn)建設(shè)，計量試驗廳和港口危險貨物實驗室開工在即。

　　3月24日，在部天科院舉辦的科研大設(shè)施建設(shè)發(fā)展座談會上，部天科院院長張華勤這樣闡述大設(shè)施的意義：“十年建設(shè)發(fā)展說明了一個淺顯且又重要的道理，科研條件及手段的提升對科研院所科研創(chuàng)新能力有極大的重要性�！�

　　一項數(shù)據(jù)證明了10年來部天科院科研條件建設(shè)的喜人成果。截至目前，以大型水動力實驗基地為代表的大設(shè)施建設(shè)，極大促進(jìn)了基礎(chǔ)研究和重大工程研究能力水平的提升，帶動了專業(yè)學(xué)科跨越式發(fā)展，增強(qiáng)了人才凝聚力和吸引力，科研人才規(guī)模得到了大幅提升。部天科院先后建成6個科研平臺和6個省部級科研平臺，完成及在研科研項目800余項，獲得國家科技進(jìn)步獎5項、省部級一等以上獎勵20項，取得專利及軟件著作權(quán)近150項，其中發(fā)明專利18項。

　　綜合試驗廳可同時開展水流泥沙、波浪、內(nèi)河通航等多類型物理模型試驗，大比尺波浪水槽可模擬多種工程，TK-C500型土工離心機(jī)可模擬建筑物在未來運行中可能發(fā)生的形變……從實驗室走向成果應(yīng)用，部天科院科研人員把江海搬進(jìn)實驗室。

　　這是積厚成勢、服務(wù)行業(yè)發(fā)展的10年�？萍紡�(qiáng)，則交通強(qiáng)。10年來，大型水動力實驗基地立足特色專長，重點保障重大工程建設(shè)，全方位支撐加快建設(shè)交通強(qiáng)國。

　　萬古奔騰的長江，是部天科院圍繞“水”做文章的重要陣地。近年來，三峽船閘通過能力不足，嚴(yán)重影響了長江上游航道的通行效率、增加了船舶的運營成本，而三峽水運新通道建設(shè)能在相當(dāng)程度上緩解當(dāng)前上游航運瓶頸。依托基地大設(shè)施，部天科院在受限河段擴(kuò)建船閘布置技術(shù)、巨型船閘群并列布置技術(shù)、急流礙航船閘水流條件改善、河中布置船閘水沙條件改善等方面取得新成就。

　　引江濟(jì)淮工程，溝通長江、淮河水系，既是全國172項節(jié)水供水重大水利工程之標(biāo)志性工程，也是安徽省基礎(chǔ)建設(shè)的“一號工程”。引江濟(jì)淮工程淠河總干渠渡槽位于江淮分水嶺北側(cè)，是世界渡槽，也是兼顧通航與輸水的水上立交。渡槽承載的水體質(zhì)量是渡槽結(jié)構(gòu)自重的2倍，渡槽處于高烈度地震區(qū)，準(zhǔn)確評估大質(zhì)量水體在地震中的響應(yīng)至關(guān)重要。常規(guī)的地震模擬手段，無法反映大質(zhì)量水體的性質(zhì)，部天科院通過離心振動臺試驗，非常準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)了水體在地震作用下的響應(yīng)。

　　江陰第二過江通道是長江上條從碼頭、錨地和船塢等水運基礎(chǔ)設(shè)施下穿越的過江隧道，離心模型試驗研究了隧道建設(shè)對水運基礎(chǔ)設(shè)施的影響，為整個工程線路選擇提供了重要支撐。

　　服務(wù)三亞新機(jī)場，支持跨江通道工程，大型水動力實驗基地為重大工程建設(shè)技術(shù)研究提供了基礎(chǔ)保障。在祖國大地上的大江、大河、大港口，都留下了部天科院的足跡。

　　基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源頭，是所有技術(shù)問題的總機(jī)關(guān)，基礎(chǔ)研究的水平?jīng)Q定了科技創(chuàng)新的底蘊和后勁。

　　依托國際先進(jìn)的科研大設(shè)施，部天科院的基礎(chǔ)理論研究再上新水平，解決了很多“卡脖子”技術(shù)難題。

　　科研人員眼里的實驗室，不只是試驗場所，更是未來交通的賽場。水下懸浮隧道是建設(shè)懸浮于水中的一種大型跨海交通構(gòu)筑物，主要解決的是人類未來實現(xiàn)深水、寬水域跨越問題。而形成懸浮隧道系統(tǒng)、完的理論體系，對引領(lǐng)我國未來交通運輸發(fā)展、加快建設(shè)交通強(qiáng)國具有重要意義。

　　2018年5月，中國科協(xié)評選未來12個重點領(lǐng)域60個重大科學(xué)問題和工程技術(shù)難題，跨深大海峽（懸浮隧道）關(guān)鍵技術(shù)入選。之后，為了給我國懸浮隧道建設(shè)提供技術(shù)儲，部天科院等多家單位共同參與成立聯(lián)合攻關(guān)組，采用產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的研究模式，共同開展該項研究。

　　部天科院建造了懸浮隧道研究專用水池，配有高性能的造波和造流動力控制及監(jiān)管系統(tǒng)，以及智能化、同步化的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，可實現(xiàn)多通道多種物理過程的實時、同步、智能化判斷、分析和演示。此外，大比尺波浪水槽、港口土工離心機(jī)等大型科研設(shè)施，也將為懸浮隧道研究和技術(shù)理論體系形成與技術(shù)突破奠定良好的條件，助力各項試驗高質(zhì)量完成。

　　從理論到實踐是一步大的跨越。2019年，部天科院收獲懸浮隧道工程技術(shù)研究進(jìn)入實質(zhì)性科學(xué)試驗階段的好消息。站在新起點上，懸浮隧道研究繼續(xù)向深海探索，引領(lǐng)中國科技走在世界前列。

　　遠(yuǎn)海島礁建設(shè)對于世界各國的海洋戰(zhàn)略部署和海洋資源開發(fā)具有重要意義，也是我國港口工程發(fā)展的嶄新方向。針對遠(yuǎn)海島礁建港面臨的惡劣海洋環(huán)境與復(fù)雜地質(zhì)條件，部天科院開展海島礁護(hù)岸工程波浪—結(jié)構(gòu)—地基耦合作用機(jī)理及新型結(jié)構(gòu)設(shè)計理論研究，闡明珊瑚礁海岸水動力基本規(guī)律，揭示臺風(fēng)浪、海嘯波作用下珊瑚礁海岸的減災(zāi)機(jī)制，提出珊瑚礁海岸防浪建筑物設(shè)計計算方法，為遠(yuǎn)海島礁工程建設(shè)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，對推動港口建設(shè)由沿海近岸向遠(yuǎn)海發(fā)展具有實際意義。

　　這是凝心聚力、厚植基礎(chǔ)的10年。依托科研重器，一項項細(xì)致試驗，一次次數(shù)據(jù)積累，內(nèi)河航道生態(tài)治理理論，波浪底部邊界層理論，懸浮隧道水彈性響應(yīng)、基礎(chǔ)破壞和結(jié)構(gòu)失效等機(jī)理取得重大突破，部天科院基礎(chǔ)研究高質(zhì)量發(fā)展。

　　長風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟(jì)滄海。從一片空地到枝繁葉茂，又一個春天里，千花百卉爭明媚。

　　這是開放共享、協(xié)同創(chuàng)新的10年。共享是科研的本質(zhì)要求，面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，部天科院加強(qiáng)與科研單位、行業(yè)企業(yè)合作，不斷擴(kuò)大“朋友圈”，在重大工程、基礎(chǔ)研究等方面不斷深化合作，推動科研成果數(shù)量和質(zhì)量不斷提升。

　　2019年11月，科技部、財政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于發(fā)布中央級高校和科研院所等單位重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器開放共享評價考核結(jié)果的通知》，部天科院在344家中央級高校和科研機(jī)構(gòu)中排名0，獲評。

　　部天科院將“共享”概念擴(kuò)大到公眾層面，真正讓公眾了解交通科技前沿。2020年12月18日大型水動力實驗中心（臨港基地）通過交通運輸部及科技部組織的專家會議評審和現(xiàn)場評審，被評為首批國家交通運輸科普基地。

　　直觀的感受更真切。通過VR體驗、現(xiàn)場觀摩、實際操作等手段，大比尺波浪試驗水槽可以讓大眾明白海嘯、臺風(fēng)等自然災(zāi)害知識，培養(yǎng)人們的防災(zāi)減災(zāi)意識。2020年，該系統(tǒng)縮小后“搬到”國家海洋博物館，參觀者在室內(nèi)可以觀察海浪真實作用景象，增加對海浪災(zāi)害的認(rèn)識。

　　大型海港內(nèi)河綜合試驗廳建設(shè)有懸浮隧道技術(shù)研究平臺、三峽樞紐水運新通道研究平臺等，主要科普前沿交通方式，傳播船閘、升船機(jī)運行以及船舶過壩知識，拉近國家重大工程與大眾的距離。2019年10月，懸浮隧道微模型在濱�？萍拣^展出，拓寬了為大眾普及前沿科學(xué)知識的渠道。

　　航天飛行員訓(xùn)練中心加速度僅為20g，而部天科院的離心機(jī)試驗廳建有加速度達(dá)250g大型土工離心機(jī)。在這里，人們可以近距離認(rèn)識離心力和向心力，為中小學(xué)生理解物理力學(xué)知識提供實踐平臺。

　　跨過高山是坦途。漫漫征程，惟有奮斗。“十四五”期，部天科院將依托大型水動力實驗基地，為加快建設(shè)交通強(qiáng)國，探索耕耘；向著更美好的明天，揚帆遠(yuǎn)航！

　　2011年3月動工修建，2012年11月交付使用，建筑面積46154平方米�？赏瑫r開展

　　水流泥沙、波浪、內(nèi)河通航等多類型物理模型試驗。投入使用至今，先后承接完成和在研長江航道整治645工程、三峽樞紐新通道選址論證、懸浮隧道關(guān)鍵技術(shù)研究、三亞新機(jī)場等重大工程科研項目。

　　2013年1月動工修建，2014年9月交付使用，建筑面積7636平方米。主要應(yīng)用于波浪非線性理論及特性研究、泥沙起動機(jī)理及垂向分布規(guī)律研究、波浪—地基—結(jié)構(gòu)物相互作用研究、防波堤破壞機(jī)理研究與性能評估、應(yīng)急消浪技術(shù)研究與新結(jié)構(gòu)開發(fā)。投入使用至今，完成大批重大基礎(chǔ)研究、“一帶一路”沿線港口建設(shè)、深遠(yuǎn)海島礁建設(shè)科研項目，發(fā)揮了重要支撐作用。

　　2014年12月動工修建，2015年11月交付使用，建筑面積2867.6平方米。可研究復(fù)雜水環(huán)境條件下的巖土工程問題。投入使用至今，完成引江濟(jì)淮工程、江陰第二過江通道等重大工程科研項目。

　　2019年10月1日動工，12月4日交付使用。可模擬淺海以及深海的浮式或者懸浮式結(jié)構(gòu)物（比如海上石油平臺、海洋浮式風(fēng)電裝置、大型浮式機(jī)場等等）在波浪和水流作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。目前，該科研項目仍在進(jìn)行中。

　　主要建設(shè)水運專業(yè)計量研究與驗證綜合試驗廳、計量檢定設(shè)施（主要包括六面消聲水池、水深與流速檢定水槽、潮波檢定水塔、計量測試及性能實驗室等）、計量檢定與研究設(shè)。占地面積約10102平方米，總建筑面積為4495平方米。計劃2023年12月交付使用。

　　建設(shè)綜合試驗廳（包括實驗樓和試驗廳）1座，建設(shè)室外港口危險貨物應(yīng)急與檢測技術(shù)試驗場地和港口危險貨物集裝箱跌落實驗場地各1塊，總用地面積9668平方米，開展危險貨物儲罐檢測監(jiān)測技術(shù)研究、危險貨物集裝箱儲運安全研究、危險貨物儲存區(qū)域電氣防爆技術(shù)研究以及危險貨物事故機(jī)理及應(yīng)急技術(shù)研究等工作，計劃2023年6月交付使用。
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