福建省图书馆

1990－2005年，完成福建省沿海主要港口功能分析研究与计算机模拟、闽江通海航道整治及港口选址研究、提高船舶推进效率和节油研究、小型非对称双尾鳍船型流体动力特性的研究及其在闽江船型上的应用、斜坡堤凹凸型干砌条石护面消浪效果研究、航务工程中边界拟合坐标下二维非恒定流数学模型试验研究、整体式轻型结构软基驳岸研究、九龙江口厦门湾港口水域总体布局规划及深水航道整治技术研究、福州港闽江口深水航道整治及深水港址方案研究、福建省沿海主要港口布局与岸线利用研究、福建省沿海港口防浪结构型式研究、兴化湾20万～30万吨超级大型深水航道研究和闽江水口坝下航道工程泥沙数学模型的应用研究13项水路学科科研项目，并分别获得省交通厅科技进步奖。
  1.3000吨级海上战备活动浮码头
  由固定栈桥和锚泊系统组成，码头线总长85米，适于在沿海和岛屿淤泥滩上快速搭设，作为固定码头使用，也可迅速拆卸、转移，作为临时码头使用。关键技术是沉垫式桥墩，从解决淤泥滩承载能力低的难点人手，充分发挥淤泥内聚力大、透水性差和真空吸附力强的特性，通过模拟试验和理论分析，合理确定沉箱尺寸，采用裙板结构、真空吸附装置、双向消能系统、压载系统、螺旋定位和可升降平台等结构，解决了软基的承载、桥墩的复杂受力和系统的整体稳定性等问题。
  1991年，3000吨级活动码头扩大为5000吨级油码头。1993年，该成果被交通部推荐为全国科技成果推广应用项目。
  2.路堤自重预压砂井加固在水下深层软基应用
  研究砂井加固技术应用于水下深层软基处理。通过路堤施工加荷整个过程，监测施工期间土的孔隙水压力、地基沉降和位移，测试土层的物理力学指标，研究它们之间的内在联系和变化规律。水下深层软基孔隙水压力监测采用的传感器深孔安装定向回填方法与装置技术获得中华人民共和国专利权。通过研究表明，砂井加固技术应用于水下深层软基是切实可行的。该研究成果可广泛应用于沿江路堤地基处理、码头驳岸加固、陆域形成深层软基处理等。该技术在福州火电厂沿江公路建设中得以应用，缩短施工期3个月，减少工程投资185万元。
  3.小型非对称双尾鳍船型流体动力特性的研究及其在闽江船型上的应用
  研制成功闽江100吨级非对称双尾鳍机动驳。在常规内河双桨船的后体船底加装两条特殊的不对称突出体，使水流经船侧和船底流至螺旋桨盘面时的流线得到改善，船尾流量与螺旋桨外旋向能够较好地配合，从而较大程度改善该船的阻力性能、推进性能和操纵性能。该成果于1994年应用于厦门水运公司8艘175吨港口机动驳，还应用于省港航局近海航道整治工程指挥部海测船。
  4.闽江通海航道整治及码头选址研究
  通过对长时段水下地形的冲淤演变分析，找出演变规律与边界条件，以及浅滩形成机制，从而选取航道水深较为良好年份的边界条件、滩槽格局实施整治，借以调整水流，控制冲淤部位，达到槽冲、滩淤及增加水深、稳定航槽的目的。闽江内港区为河口港，在码头选址上除需要研究港口的集疏运条件和风、浪、流、泥沙特性外，主要研究港址水域水深的稳定性，研究泥沙淤积、水深维持与相关措施，以及疏浚弃土、回填造陆等关键技术问题。
  5.斜坡堤凹凸型干砌条石护面消浪效果研究
  福建省沿海条石资源丰富，沿海防波堤和护岸建筑物工程较多。经过试验研究和计算分析，提出了干砌条石在沿海防波堤护面上应用的具体方法和消浪效果。研究成果已在多个港口工程防波堤、海堤平应用。该技术施工方便，节省投资，且在已实施的多个工程中经受了强台风的考验被证明是安全可靠的。该成果已列入JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》中，普遍推广应用在全国港口、围垦等海岸工程中。
  6.福州港集装箱网络信息管理系统
  该系统能对港外箱、箱进场、堆存、场内智能化移箱、装箱、拆箱、出场、装卸船等作业的全过程进行跟踪，并自动生成各种报表，同时对场站内及运输过程中发生的各种费用自动计费，具备较强的查询功能。采用下拉式菜单驱动方式，屏幕上显示内容规范，与国际惯例接轨，操作简单，查询速度快。服务器采用双备份技术，保证系统安全可靠，较好地满足用户的需要。对场内移箱采用了优化算法，保证移箱的准确快速，减少移箱的次数，减少机械设备的损耗。
  7.福州港闽江口深水航道整治及大型深水港选址方案研究
  在总结闽江通海航道一、二期整治工程经验的基础上，采用现场观测、实测资料分析、数学模型试验等手段，并有机地结合一、二期工程的分析效果，进一步阐明内沙、外沙浅滩形成机理、演变规律，以及河口区各汊道分流特性，并考虑到水口水电站蓄水运行后来水来沙的变化，提出封堵熨斗水道、修筑芭蕉尾外双导堤加丁坝的工程方案，借以增加主槽水流动力，稳定滩槽，理顺涨落潮流路，利用落潮水流冲刷航槽。通过川石水道和梅花水道的不同汇流流路对外沙河床演变的影响及梅花水道向川石水道横向水流的作用分析，提出双导堤堤顶高程采取北高南低并部分留缺口的工程布置，拦截梅花水道底沙进入主槽，让梅花水道水流汇入主槽，加大水流冲刷能力。数学模型试验采用控制体积法求解守恒型二维水流方程，其对非线性的处理方法，在近岸局部水域的模拟技术中获得成功。选择在闽江口粗芦岛至川石岛间修建连岛岸线，建设深水港区。
  8.航道工程设计CAD系统研究
  综合应用数学、测量学、计算机技术及航道工程等多学科理论，以测量成果数据化为基础，把CAD技术与航道工程设计有机联系，实现航道工程设计制图、数据转换、数值计算全自动化。研究成果为航道工程设计CAD系统软件包，项目包含7个子系统，功能齐全，结构合理，界面友好，使用方便。其中，航道工程设计总平面布置图CAD系统、整治建筑物结构设计CAD系统及工程量计算系统为国内首次开发。乘潮水位计算比传统计算方法更快捷、更直观，该成果在湄洲湾25万吨级航道工程、厦门湾10万吨级航道工程等十多项工程设计中得到实际应用。
  9.九龙江口、厦□湾港口水域总体布局规划及深水航道整治技术研究
  通过实测水文、泥沙及水下地形资料，分析河口区的水动力条件及河床冲淤演变规律、泥沙淤积原因，并针对淤积原因提出减淤增深的工程措施方案，借以调整河口区流场结构，改善两个港区的水动力条件，提高水流挟沙能力。工程效果采用河口区数学模型试验、演示、比选优化，最后提出推荐方案。通过对不同时期的水下地形对比分析，提出冲淤演变与水沙条件的相关规律，并在此基础上拟定工程措施。
  10.快速装卸毛石及平战结合新型（滚装）码头研究
  进行多学科的综合研究，引用国内外海岸工程新技术，将国内外码头、桥梁、水上系泊及滚装工艺等工程新技术、新工艺优化组合。码头装卸工艺的运用是在料场装载汽车通过钢引桥直接开到驳船上倒卸石料，重型车辆可直接开到驳船上排放，减少装4P工艺环节，加快装卸速度，也节约装卸成本。水上系泊系统吸收国外多浮筒锚泊装置技术，配合岸上和船上的绞缆机调控船舶安全靠泊。通过钢引桥和吊架系统解决重型车辆由岸上至船舶的通道问题，由车辆和挖掘机完成石料装卸作业。福建省运用该研究成果已建8座石料码头，码头工程投资约为常规码头的10％～15％，建设工期仅3～6个月。根据三都澳3座码头近两年来装卸毛角石300多艘次统计，快速装卸毛角石新型码头平时可装卸毛角石发挥经济效益，也可作为滚装重型装备物资码头，是平战结合的良好设施。
  11.福建省沿海港口防浪结构型式研究
  在福建南部沿海5个测点进行沿海防浪结构型式研究观测，取得数据进行谱分析研究，提出适合福建南部沿海特点的海浪谱，为进一步研究福建省沿海波浪特征及防浪结构型式提供依据。依据当地风浪及有部分涌浪的特点，选取单峰谱及准单峰谱作为分析依据。根据实测谱型选用国内外常用的J谱和国内沿海一些水域已应用的5参数谱型作为当地的拟合谱模式。分析中采用无维量方法，结合地区特点及已有理论结果选定参数值。方向谱分析报告根据资料采用模型拟合。
  根据海浪谱模式（J谱），进行规则波、不规则波作用下平整型、凹凸型干砌条石护面稳定性、条石波浪浮托力及波浪爬高试验研究，提出不规则波作用下凹凸型护面相对于平整型护面的厚度修正系数和波浪爬高修正系数，其中m=l，1.5时的厚度修正系数弥补了现行规范的不足，更适用于福建省干砌条石斜坡堤设计。该研究成果被应用于福建沿海港口及海岸工程建设。
  12.闽江水口坝下航道工程泥沙数学模型的应用研究
  完成河床演变规律分析，对水口至文山里河段用一维水流数学模型确定枯水设计水面线和最低通航水位，对竹岐至侯官河段用二维水流数学模型分析整治建筑对河道水流的影响，用二维全沙数学模型研究整治建筑物对河床变形的影响，进而对整治工程布置后的河床变形进行预测分析。竹岐至侯官河段地形复杂，滩槽冲淤多变，上游水流具有山溪性河流特点，且受电站调节影响，下游水流受河口潮汐的作用影响。悬移质和推移质泥沙输运相对比例随洪、枯季的交替经常变换。在对研究河段的河道演变进行充分分析的基础上，采用数学模型进行模拟研究，所建一、二维流场和二维全沙数学模型、计算条件的确定和参数的选取，流场和泥沙计算的验证结果，进行全年河床冲淤，计算结果与实测的变化趋势基本一致，得出洪水、特大洪水、枯水、涨水过程和退水过程等情况下的河床演变规律。研究成果应用于水口坝下至福州的航道整治工程，提出的优化整治工程方案比原设计减少9道丁坝，节省工程投资585万元，缩短了工期。
  13.兴化湾20万～30万吨级超大型深水航道研究
  综合勘测研究成果，提出在兴化水道建设20万吨级超大型深水航道技术的可行性，确定经济合理的航道走向方案，建设20万吨级超大型航道直到江阴港区，同时满足第六代集装箱轮全天候通航水深-18.5米。提出在航道沿程航标上应用先进的航标自动遥测系统、建立海上交通安全监控中心、利用先进的DGPS引航系统等多种国内外安全航行新技术，确保超大型船舶安全进出港。应用本研究成果，江阴港集装箱港区已粗具规模，5万～15万吨级集装箱船舶可靠泊装卸。
  14.河口区弯道凸岸段码头港池航道治理及数学模型仿真技术研究
  收集大量原型观测资料，分析马尾附近总体河势特征及河口区弯道凸岸河床的淤积机理，提出“人工江心岛”的整治技术，使处在凸岸淤积区的港池航道受为工程后“人工江心岛”支汊弯道凹岸位置，调整横向水流分布，改善涨潮流动力条件，达到凸岸港池航道水深治理目的。应用潮汐河口多汊道正交二维数学模型，对治理方案进行仿真模拟试验，提出优化方案，论证其合理性及可行性，取得预期的效果。研究成果应用于马尾渔业码头港池航道治理，达到预期水深，使凸岸段约1.1公里岸线上13个码头泊位恢复正常生产。
  15.DGPS测绘及纠错系统
  在对内河及河口区的水下整治建筑物或海上养殖区进行测绘时水下存在大量障碍物会给测量水下地形带来安全隐患，且需退潮后才能测量，延误测绘时间，针对此情况，利用障碍物自动数据库实时搜索技术、深度和距离报警驱动技术，成功提供测绘安全保障，且能够全潮水测绘，提高了现场的测绘效率。以GPS技术、计算机技术及通信技术为基础，采用非线性最小二乘法、三样条曲线等算法对水深测量中常遇到的DGPS定位数据采集、信号的跳变、水深值跳变、水位/潮位观测粗差等进行自动探测处理，提高水下测量内外业一体化测图效率和质量。能在设置大地参数界面下直接接收GPSWGS84数据以便进行坐标校准计算。动态测线编辑器可以在编辑测线时同时进行其他操作，如继续测量、记录、报警等。操作灵活，适应复杂河道、不规则测区的测线设计工作。系统提供按测线进行测绘期间能正向或正北导航的功能。系统较小时延保证定位的准确无误。将分段偏航距显示技术和可选沿反测线技术应用到多转点航道的测绘中，避免舵手经常因看错断面控制线而将航线开偏。利用三次样条插值方法处理水深定位及水深值跳变的数据，达到对其进行纠错处理的目的。将非线性最小二乘法曲线拟合应用到潮位/水位数据的纠错及错误数据的自动提示，减少系统错误，提高效率。
  16.福州湾深水港址资源普查与建设方案研究
  提出罗源湾、兴化湾、福清湾和闽江口各个港区的自然条件和建设方案，进行充分论证，推荐福州港罗源湾、兴化湾等深水港区，为省政府开放深水港湾提供决策依据。罗源湾、兴化湾进入全面开放建设阶段，江阴港区建成5个大型集装箱泊位和1个7万吨级电厂煤码头。罗源湾南北岸分别建成3万～15万吨级泊位和30万吨级泊位。
  17.潮汐河口多汊道正交贴体二维数学模型研究
  应用“河网正交贴体坐标”、“矩阵追赶法”、“非线性二维潮流模型”，采用河网正交贴体坐标方法，提出潮汐河口多汊道耦合联解技术，解决河口区河网边界复杂、由河口向港湾过渡不同类型数模耦合求解、多汊道河网联合求解及工程区网格局部加密和整体模型的耦合求解问题。对河口区河网环状水流精细求解，模拟精度良好。通过在闽江口、厦门湾等多项大、中型工程实际中应用，取得良好的效果。