成果簡(jiǎn)介科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)
內(nèi)河航道整治工程生態(tài)水力學(xué)模擬關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（科技獎(jiǎng)2022）
內(nèi)河航道整治工程生態(tài)水力學(xué)模擬關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
主要完成單位：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所、重慶交通大學(xué)、長(zhǎng)江航道局、
中國(guó)水產(chǎn)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所、長(zhǎng)江航道規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
1、項(xiàng)目概況
國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要秉承“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”理念，對(duì)長(zhǎng)江流域河道治理、生態(tài)保護(hù)、生境修復(fù)等提出了新的要求。為了進(jìn)一步論證航道工程對(duì)生態(tài)環(huán)境水力學(xué)要素的可能影響，亟需開(kāi)展航道工程生態(tài)水力學(xué)試驗(yàn)理論與技術(shù)研究，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行航道工程方案的優(yōu)化，以期減弱航道工程對(duì)生態(tài)水力學(xué)要素的可能影響。該項(xiàng)目以四大家魚(yú)生境水力學(xué)指標(biāo)為對(duì)象，在航道工程河段模型試驗(yàn)及計(jì)算基礎(chǔ)上，改進(jìn)或優(yōu)化模型設(shè)計(jì)及計(jì)算參數(shù)，模擬研究航道工程對(duì)四大家魚(yú)“三場(chǎng)一通道”的生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)的影響，為航道工程的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化提供理論與技術(shù)支撐。通過(guò)研究團(tuán)隊(duì)攻關(guān)，建立了航道生態(tài)水力學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、完善航道工程生態(tài)水力學(xué)試驗(yàn)的魚(yú)類(lèi)觀測(cè)技術(shù)方法及關(guān)鍵指標(biāo)、形成航道工程生態(tài)水力學(xué)試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)方法、形成了基于魚(yú)類(lèi)生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)的航道整治工程方案優(yōu)化技術(shù)。
2、技術(shù)難點(diǎn)和特點(diǎn)
目前河流涉水工程的相關(guān)生態(tài)水力學(xué)試驗(yàn)尚處于探索起步階段，研究基礎(chǔ)薄弱。國(guó)際上針對(duì)溪流魚(yú)類(lèi)棲息地保護(hù)，或是過(guò)魚(yú)設(shè)施等進(jìn)行了大量的研究；該項(xiàng)目通過(guò)大量的調(diào)查研究，針對(duì)長(zhǎng)江干線(xiàn)生態(tài)航道亟需的理論與關(guān)鍵技術(shù)，提出了可用于航道工程生態(tài)水力學(xué)的魚(yú)類(lèi)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，為航道工程提供了可使用的生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)。國(guó)際上針對(duì)魚(yú)類(lèi)棲息地建立了較為成熟的數(shù)值模擬手段，主要用于生態(tài)保護(hù)區(qū)的評(píng)價(jià)；該項(xiàng)目建立了航道工程生態(tài)水力學(xué)模擬與試驗(yàn)技術(shù)手段，可以模擬魚(yú)卵漂流、魚(yú)類(lèi)育幼、棲息等關(guān)鍵因子，為航道工程生態(tài)模擬提供了技術(shù)手段。該項(xiàng)目結(jié)合生態(tài)水力學(xué)模擬技術(shù)手段，建立了基于魚(yú)類(lèi)生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)的主尺度布置的優(yōu)化技術(shù)，解決了生態(tài)航道評(píng)價(jià)的技術(shù)難題。
3、主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)
（1）研究了長(zhǎng)江四大家魚(yú)生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)與關(guān)鍵參數(shù)閾值，建立了航道工程生態(tài)水力學(xué)模擬的物理模型及數(shù)學(xué)模型的模擬方法。
（2）研發(fā)了可用于概化水槽試驗(yàn)的魚(yú)卵模型，確定了典型魚(yú)類(lèi)形態(tài)力學(xué)特征與育幼棲息環(huán)境、河道形態(tài)參數(shù)等，建立了適合于航道工程模擬的魚(yú)類(lèi)生態(tài)水力學(xué)指標(biāo)集。
（3）建立了基于四大家魚(yú)生境水力學(xué)指標(biāo)的丁壩布置間距、長(zhǎng)度等參數(shù)關(guān)系，形成了基于航道工程生態(tài)水力學(xué)平面布置優(yōu)化技術(shù)，研發(fā)了兼具航道整治、集魚(yú)效應(yīng)、生境營(yíng)造等功能的航道整治建筑物新結(jié)構(gòu)。
4、成果應(yīng)用
該項(xiàng)研究成果已成功應(yīng)用于長(zhǎng)江上游朝天門(mén)至涪陵河段、中游荊江河段、中下游武漢至安慶段等航道整治工程中。
5、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
航道工程生態(tài)水力學(xué)模擬技術(shù)已用于航道整治工程布置方案優(yōu)化，為“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)”和長(zhǎng)江高質(zhì)量發(fā)展等國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施提供了技術(shù)支撐；部分成果納入長(zhǎng)江航務(wù)管理局“內(nèi)河航運(yùn)安全管控與應(yīng)急搜救建設(shè)”交通強(qiáng)國(guó)試點(diǎn)工作，航運(yùn)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益十分顯著。
