高低温试验箱获得国家科技进步奖5项省部级

　　东风吹来满眼春。3月24日，交通运输部天津水运工程科学研究院（简称部天科院）打造科研院所的标志性项目——大型水动力实验基地迎来建设10周年。

　　10年前的春天，大型水动力实验室（一期）工程在泛着白碱、寸草不生的天津临港经济区建设场地上破土动工，正式开启了部天科院“新机构、高平台、大设施”核心能力建设的黄金十年。

　　10年的建设发展，10年的攻坚克难，大型水动力实验基地发展成为一座坚持自主创新、追求卓越的科研基地，有力地支撑国家重大工程建设和交通运输行业科技发展，书写了水运工程科研创新的华彩篇章。

　　长440米、宽100米的大型海港和内河物理模型试验厅，是亚洲规模的综合试验大厅。

　　长456米、宽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，可进行1∶5到1∶1的大比尺模型试验，是目前世界上尺度、功能全、造波能力的波浪试验水槽。

　　有效容量500g·t（加速度×重量），加速度250g，负载5t，转动半径5米的TK-C500型土工离心机，是国内已建成的有效容量、综合性能指标进的离心机。

　　国内“首台”、亚洲“”、世界“进”……这些大设施的称号印证了夯台筑基、立柱架梁的10年。

　　“十一五”期，交通运输部提出“建设便捷、通畅、高效、安全的公路水路交通运输体系”的主要任务。部天科院结合行业发展实际，酝酿建设交通水运行业基础性、前瞻性、关键性技术研究的大型水动力实验室。

　　2009年，部天科院提出“新机构、高平台、大设施”的战略发展目标，全面启动大型水动力实验基地建设工作。在国家发展改革委、交通运输部、天津市多层次、多方位的大力支持下，2011年3月24日，大型水动力实验室（一期）工程正式破土动工，揭开了基地建设篇章。建设过程中，部天科院领导多次带队到现场检查工程质量、工程进度和工程安全，指导基地建设管理，全院职工同心筑梦，夜以继日付出，为基地建设注入了强大动力。

　　十年风雨兼程，十年攻坚克难。大型水动力实验基地经过三次扩征土地，总用地面积达280余亩。“世界”和“”的大设施相继投用，促进基础研究和重大工程研究能力水平跨越提升，国际国内科研影响力显著增强。目前，大型水动力实验基地（三期）工程已获国家发展改革委和交通运输部批准建设，计量试验厅和港口危险货物实验室开工在即。

　　3月24日，在部天科院举办的科研大设施建设发展座谈会上，部天科院院长张华勤这样阐述大设施的意义：“十年建设发展说明了一个浅显且又重要的道理，科研条件及手段的提升对科研院所科研创新能力有极大的重要性。”

　　一项数据证明了10年来部天科院科研条件建设的喜人成果。截至目前，以大型水动力实验基地为代表的大设施建设，极大促进了基础研究和重大工程研究能力水平的提升，带动了专业学科跨越式发展，增强了人才凝聚力和吸引力，科研人才规模得到了大幅提升。部天科院先后建成6个科研平台和6个省部级科研平台，完成及在研科研项目800余项，获得国家科技进步奖5项、省部级一等以上奖励20项，取得专利及软件著作权近150项，其中发明专利18项。

　　综合试验厅可同时开展水流泥沙、波浪、内河通航等多类型物理模型试验，大比尺波浪水槽可模拟多种工程，TK-C500型土工离心机可模拟建筑物在未来运行中可能发生的形变……从实验室走向成果应用，部天科院科研人员把江海搬进实验室。

　　这是积厚成势、服务行业发展的10年。科技强，则交通强。10年来，大型水动力实验基地立足特色专长，重点保障重大工程建设，全方位支撑加快建设交通强国。

　　万古奔腾的长江，是部天科院围绕“水”做文章的重要阵地。近年来，三峡船闸通过能力不足，严重影响了长江上游航道的通行效率、增加了船舶的运营成本，而三峡水运新通道建设能在相当程度上缓解当前上游航运瓶颈。依托基地大设施，部天科院在受限河段扩建船闸布置技术、巨型船闸群并列布置技术、急流碍航船闸水流条件改善、河中布置船闸水沙条件改善等方面取得新成就。

　　引江济淮工程，沟通长江、淮河水系，既是全国172项节水供水重大水利工程之标志性工程，也是安徽省基础建设的“一号工程”。引江济淮工程淠河总干渠渡槽位于江淮分水岭北侧，是世界渡槽，也是兼顾通航与输水的水上立交。渡槽承载的水体质量是渡槽结构自重的2倍，渡槽处于高烈度地震区，准确评估大质量水体在地震中的响应至关重要。常规的地震模拟手段，无法反映大质量水体的性质，部天科院通过离心振动台试验，非常准确地复现了水体在地震作用下的响应。

　　江阴第二过江通道是长江上条从码头、锚地和船坞等水运基础设施下穿越的过江隧道，离心模型试验研究了隧道建设对水运基础设施的影响，为整个工程线路选择提供了重要支撑。

　　服务三亚新机场，支持跨江通道工程，大型水动力实验基地为重大工程建设技术研究提供了基础保障。在祖国大地上的大江、大河、大港口，都留下了部天科院的足迹。

　　基础研究是科技创新的源头，是所有技术问题的总机关，基础研究的水平决定了科技创新的底蕴和后劲。

　　依托国际先进的科研大设施，部天科院的基础理论研究再上新水平，解决了很多“卡脖子”技术难题。

　　科研人员眼里的实验室，不只是试验场所，更是未来交通的赛场。水下悬浮隧道是建设悬浮于水中的一种大型跨海交通构筑物，主要解决的是人类未来实现深水、宽水域跨越问题。而形成悬浮隧道系统、完的理论体系，对引领我国未来交通运输发展、加快建设交通强国具有重要意义。

　　2018年5月，中国科协评选未来12个重点领域60个重大科学问题和工程技术难题，跨深大海峡（悬浮隧道）关键技术入选。之后，为了给我国悬浮隧道建设提供技术储，部天科院等多家单位共同参与成立联合攻关组，采用产学研协同的研究模式，共同开展该项研究。

　　部天科院建造了悬浮隧道研究专用水池，配有高性能的造波和造流动力控制及监管系统，以及智能化、同步化的数据采集分析系统，可实现多通道多种物理过程的实时、同步、智能化判断、分析和演示。此外，大比尺波浪水槽、港口土工离心机等大型科研设施，也将为悬浮隧道研究和技术理论体系形成与技术突破奠定良好的条件，助力各项试验高质量完成。

　　从理论到实践是一步大的跨越。2019年，部天科院收获悬浮隧道工程技术研究进入实质性科学试验阶段的好消息。站在新起点上，悬浮隧道研究继续向深海探索，引领中国科技走在世界前列。

　　远海岛礁建设对于世界各国的海洋战略部署和海洋资源开发具有重要意义，也是我国港口工程发展的崭新方向。针对远海岛礁建港面临的恶劣海洋环境与复杂地质条件，部天科院开展海岛礁护岸工程波浪—结构—地基耦合作用机理及新型结构设计理论研究，阐明珊瑚礁海岸水动力基本规律，揭示台风浪、海啸波作用下珊瑚礁海岸的减灾机制，提出珊瑚礁海岸防浪建筑物设计计算方法，为远海岛礁工程建设提供理论基础和技术支撑，对推动港口建设由沿海近岸向远海发展具有实际意义。

　　这是凝心聚力、厚植基础的10年。依托科研重器，一项项细致试验，一次次数据积累，内河航道生态治理理论，波浪底部边界层理论，悬浮隧道水弹性响应、基础破坏和结构失效等机理取得重大突破，部天科院基础研究高质量发展。

　　长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。从一片空地到枝繁叶茂，又一个春天里，千花百卉争明媚。

　　这是开放共享、协同创新的10年。共享是科研的本质要求，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，部天科院加强与科研单位、行业企业合作，不断扩大“朋友圈”，在重大工程、基础研究等方面不断深化合作，推动科研成果数量和质量不断提升。

　　2019年11月，科技部、财政部联合发布《关于发布中央级高校和科研院所等单位重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享评价考核结果的通知》，部天科院在344家中央级高校和科研机构中排名0，获评。

　　部天科院将“共享”概念扩大到公众层面，真正让公众了解交通科技前沿。2020年12月18日大型水动力实验中心（临港基地）通过交通运输部及科技部组织的专家会议评审和现场评审，被评为首批国家交通运输科普基地。

　　直观的感受更真切。通过VR体验、现场观摩、实际操作等手段，大比尺波浪试验水槽可以让大众明白海啸、台风等自然灾害知识，培养人们的防灾减灾意识。2020年，该系统缩小后“搬到”国家海洋博物馆，参观者在室内可以观察海浪真实作用景象，增加对海浪灾害的认识。

　　大型海港内河综合试验厅建设有悬浮隧道技术研究平台、三峡枢纽水运新通道研究平台等，主要科普前沿交通方式，传播船闸、升船机运行以及船舶过坝知识，拉近国家重大工程与大众的距离。2019年10月，悬浮隧道微模型在滨海科技馆展出，拓宽了为大众普及前沿科学知识的渠道。

　　航天飞行员训练中心加速度仅为20g，而部天科院的离心机试验厅建有加速度达250g大型土工离心机。在这里，人们可以近距离认识离心力和向心力，为中小学生理解物理力学知识提供实践平台。

　　跨过高山是坦途。漫漫征程，惟有奋斗。“十四五”期，部天科院将依托大型水动力实验基地，为加快建设交通强国，探索耕耘；向着更美好的明天，扬帆远航！

　　2011年3月动工修建，2012年11月交付使用，建筑面积46154平方米。可同时开展

　　水流泥沙、波浪、内河通航等多类型物理模型试验。投入使用至今，先后承接完成和在研长江航道整治645工程、三峡枢纽新通道选址论证、悬浮隧道关键技术研究、三亚新机场等重大工程科研项目。

　　2013年1月动工修建，2014年9月交付使用，建筑面积7636平方米。主要应用于波浪非线性理论及特性研究、泥沙起动机理及垂向分布规律研究、波浪—地基—结构物相互作用研究、防波堤破坏机理研究与性能评估、应急消浪技术研究与新结构开发。投入使用至今，完成大批重大基础研究、“一带一路”沿线港口建设、深远海岛礁建设科研项目，发挥了重要支撑作用。

　　2014年12月动工修建，2015年11月交付使用，建筑面积2867.6平方米。可研究复杂水环境条件下的岩土工程问题。投入使用至今，完成引江济淮工程、江阴第二过江通道等重大工程科研项目。

　　2019年10月1日动工，12月4日交付使用。可模拟浅海以及深海的浮式或者悬浮式结构物（比如海上石油平台、海洋浮式风电装置、大型浮式机场等等）在波浪和水流作用下的结构反应。目前，该科研项目仍在进行中。

　　主要建设水运专业计量研究与验证综合试验厅、计量检定设施（主要包括六面消声水池、水深与流速检定水槽、潮波检定水塔、计量测试及性能实验室等）、计量检定与研究设。占地面积约10102平方米，总建筑面积为4495平方米。计划2023年12月交付使用。

　　建设综合试验厅（包括实验楼和试验厅）1座，建设室外港口危险货物应急与检测技术试验场地和港口危险货物集装箱跌落实验场地各1块，总用地面积9668平方米，开展危险货物储罐检测监测技术研究、危险货物集装箱储运安全研究、危险货物储存区域电气防爆技术研究以及危险货物事故机理及应急技术研究等工作，计划2023年6月交付使用。
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