探海淘沙何惧险创新驱动勇争先——交通运输部天津水运工程科学研究院泥沙科研团队创新纪实
2016-06-03
和缅甸船员一起工作。
项目负责人参与E15沉管安放现场决策会。
港珠澳大桥泥沙回淤研究现场含沙量数据采集。
乘风破浪，出海作业。
海岸河口研究中心获四部委联合表彰。
副院长张铁军（左一）参与现场勘察。
监测天津港受灾区雨水水位。
现场记录数据。
人工岛波浪泥沙物理模型试验研究。
有这样一个团队，他们与风雨相伴，逐潮涌而行，丈量海底数据，把握风浪脉搏，为港口航道建设出谋划策。
有这样一个团队，他们冲锋在灾后防治、攻坚克难的第一线，凭借高超的技术和先进的设备服务社会、引领行业。
有这样一个团队，他们不畏环境艰苦和疾病战乱，将汗水洒在世界各地，树立起我国水运科研的国际品牌。
交通运输部天津水运工程科学研究院的泥沙科研团队正是这样的团队。劈波斩浪、自主创新，他们是我国泥沙科研的领跑者，是“四个交通”的建设者，是国家战略的推动者。获评“感动交通十大年度人物”，他们实至名归。
■院领导寄语
由工程泥沙研究转向环境泥沙研究
院长兼党委副书记张华勤
泥沙科研专业在部天科院的历史最悠久。上世纪50年代成立的天津港回淤研究站和交通部西南水利水运科学研究所，主要从事海岸和内河泥沙问题研究，部天科院由这两个单位整合组建而成。在半个多世纪的科研工作中，泥沙科研团队解决了天津港、黄骅港等几乎我国沿海所有港口以及长江、西江等几乎我国所有大江大河的泥沙淤积问题，是部天科院的支柱专业之一，也是我国水运科研的重要智囊。
泥沙科研团队的贡献突出。从葛洲坝、三峡大坝，到港珠澳大桥、长江黄金水道，新中国成立后，几乎所有沿海港口、大江大河的航运建设，都有泥沙科研团队的智慧，形成以天津港为代表的淤泥质海岸和以黄骅港为代表的粉沙质海岸的建港技术，以洋山港为代表的离岸岛群建港技术，以及山区、平原河流航道整治技术，成为天科院十大创新技术中最主要的五大技术，为我国水运工程建设事业作出重大贡献。
泥沙科研团队在行业内的影响巨大。经过几代人的探索，成功解决了天津港、黄骅港、珠江口、南沙港等制约港口发展的泥沙淤积问题，使部天科院泥沙科研团队在行业内影响巨大。
泥沙科研团队积极配合国家重大工程建设，在一些急、难、险、重的关键环节发挥了关键作用。港珠澳大桥的临危受命，深中通道的紧密配合，泥沙科研团队以高超的技术和强烈的责任感诠释出天科精神，代表了部天科院的科研水平和在行业中的地位，体现了部天科院服务社会、支撑行业的职责。
“十三五”期，我院制定了国家队战略、国际化战略两大战略和科研领先、产业壮大、高端人才三个目标，泥沙科研团队是推动两大战略、实现三个目标的重要基矗泥沙科研团队除了要积极承担国家科技创新计划中相关的重大研发，同时要积极承担国家重大水运工程建设和海外的重大工程。无论是远海岛礁的建设，还是科研攻关工作，我对泥沙科研团队都寄予了厚望。在国内水运工程建设减少、趋缓的情况下，泥沙科研团队要由工程泥沙研究向环境泥沙研究转变。“十三五”期，我对泥沙科研团队实现院里的战略目标、实现新时期的重要转型充满信心。
最大的希望是培养出领军人物
副院长兼总工张华庆
泥沙专业是部天科院的特色专业，从建院之初就开始从事沿海航道、河口、内河的泥沙淤积问题研究，至今仍然处于国内领先水平。如今四十多年过去了，团队里的第一代科研人员都已是古稀耄耋之年，他们艰苦卓绝、精益求精的故事激励着新一代科研人员，天科精神代代相传。
泥沙科研有两大特点。第一是重视现常泥沙科研是半理论半经验的学科，每个项目都需要科研人员进行大量的现场观测。第二是技术难度大。在配合重大工程项目，如解决骤淤问题时，泥沙科研需要多专业的配合。黄骅港、滨州港、潍坊港等粉沙质海岸的港口和长江口等地都有骤淤问题，当遇到台风、大浪等极端天气时，有时仅一两天泥沙淤积就能达两米以上，解决骤淤问题任重而道远。今后，希望泥沙科研团队从理论上，通过物理模型、三维数学模型，解决泥沙的骤淤问题。
目前，泥沙科研团队里新一代年轻人文化水平都很高，博士的比例超过30%。另外，以杨树森、孙连成、李一兵、杨华、李华国、李旺生、李孟国、范东华等为代表的第二代团队成员具有丰富的经验，在他们的带领和指导下，年轻人把前辈的实践经验与所学理论相结合，将重视现场的研究作风继承延续。
团结，是泥沙科研团队的另一个优点。多年来，他们相互尊敬、共同攻关的作风在院里有目共睹。
经过多年的积累，泥沙科研团队的人才队伍整齐、研究技术过硬，再加上市场仍有旺盛的需求，泥沙科研团队未来仍大有可为。
我对泥沙科研团队的最大希望就是培养出领军人物。泥沙科研团队应加强对骨干人才的培养和对理论问题的研究，积极参与国家课题的策划，引领行业发展。
从学科建设上说，过去泥沙研究多关注淤积问题，今后需要加强对冲刷问题的研究。现在，基床冲刷、人工岛冲刷的现象日益严重，给结构安全带来很大隐患。因此，泥沙科研团队在继续关注淤积特别是骤淤问题时，还要加强对冲刷机理的研究，并继续发扬重视现尝重视实践、团结协作的传统，履行好服务行业、服务国家战略的使命。
乘风破浪不辱使命
炎炎烈日下，茫茫大海上的一叶孤舟一会儿被推上浪尖，一会儿又落入波底。出于工程建设的需要，测绘处常常要采集极端天气下的水文数据，迎风而上、逐浪而行是他们的工作常态。“记得我们在葫芦岛进行全潮测验时，海上风大浪高，船摇晃剧烈，我觉得身体里所有的血液都涌到了脑袋里，头痛欲裂，胃里翻涌，没多久就把中午吃的东西全吐了出来。”如今，文先华已经是测绘处的一员干将，他告诉记者，全潮测验要求所有测量站步调一致，任何一个测量站的数据缺失都会导致所有数据失去使用价值，所以不管晕船多严重，大家都坚持完成任务。
数据是科研的基础，探索大海是水文人的使命。为了这光荣的使命，测绘处的科研人员始终冲锋在波涛的最前沿，忠实地采集每一个数据，用智慧和勇气推动水运事业的发展。
2014年11月，港珠澳大桥E15沉管安放因泥沙回淤问题一度受阻，工程停滞不前。海岸河口研究中心和测绘处临危受命，赶往现场协助专家组查找原因。
这次的测量范围大、时间紧，测量处派出3艘测量船，沿着沉管基槽设置了7个测量断面、350个点位，对施工周边水域进行了整整36个小时的不间断监测。之后的几天里，测量团队白天定点采集数据，夜间潮差最大时段巡测含沙量。“那几天，我们十几个人住在一个集装箱里，拥挤又潮湿。”参与测量的卢佐回忆说，晚上出海时，码头黑暗、船舷湿滑，上下船时摔跤是常有的事。
有了数据，还需要进行准确的数据分析和恰当的运用。海岸河口研究中心通过建立数学模型等手段，让数据变为一个个方案，为工程提供可靠参考。
“多年来，泥沙淤积预警都是精确到米，解决港珠澳大桥的问题却需要精确到厘米。我们只得每天24小时进行实时测量，连续两个多月，我的手机上每天都收到实时数据。”海岸河口研究中心现场科研人员韩西军说，E15沉管问题世界瞩目、影响极大，因此即使在半夜收到数据，他也会马上分析处理。由于没有先例可循，科研计划每天都在调整，科研人员承受着巨大的心理压力。终于，在经过多次开会讨论和反复摸索后，港珠澳大桥泥沙科研攻关组在短时间内分析梳理了E15沉管基槽回淤特征及异常回淤的主要原因，找到了提高数据分析精度的方法，并建立了泥沙淤积预警公式，不仅成功解决了E15沉管安放的世界级难题，还将预报时间提前到15天。
“取得这样的成绩还多亏了测绘处的同志们。只要我们提出数据需求，他们就马上出海测量，没有他们提供的准确数据我们的工作无法进行。”韩西军有感而发。不畏艰险、实力雄厚、团结一致，在港珠澳大桥沉管安装工程中，泥沙科研团队荣获“中交股份联合体港珠澳大桥项目集体特等功”。
黝黑的面孔、匆忙的步伐、质朴的笑容，无论是港珠澳大桥，还是天津港、黄骅港、洋山港等一系列项目，有了测绘处和海岸河口研究中心的精诚合作，一个个水运工程屹立于大海之滨，使我国的水运科研水平快速提高。
自主创新勇担重任
国家科技进步奖一等奖1项、二等奖2项，行业科技特等奖1项、一等奖3项、二等奖、三等奖各8项，计算机软件著作权21项，实用新型专利12项，出版著作15部，承担国家863及省部级纵向科研项目20余项……“十二五”期间，泥沙科研团队硕果累累、功勋卓著。
测绘处和检测设备中心自主研发的遥报式水位监测仪，在天津港重大火灾爆炸事故后控制水体污染工作中功不可没。“它能够根据水压的变化，实时监控水位变化，并通过手机通信将数据实时传输至数据处理中心，还可以让用户通过手机网页实时查看各监测点的水位情况。”测绘处处长范东华告诉记者，为避免降雨的不利影响，一方面需要防止雨水外溢，另一方面必须计算雨水管网内的受污染雨水容量，为处理受污染水提供相关数据，“我们是唯一拥有天津港地下管网节点详细资料的单位，为抢险救灾提供了重要保障。”
“有两次，突然降雨，我们监测到雨水水位迅速上升。应急指挥部根据我们提供的数据果断采取措施，避免了重大次生灾害的发生。”参与救灾的测绘处职工房新玉回忆说。
头戴防毒面具，穿梭于不时升腾的白烟间，采集水样、测量水位，测绘处为环境应急处置小组监控、防止污染物扩散提供了准确的数据和关键的技术支撑。事后，环境保护部专门发去感谢信，为部天科院在天津港应急事故处置中所做的工作真诚致谢。
在天津港、黄骅港、厦门港、广州港，在长江口、瓯江口、珠江口，在国内大型港口建设及河口治理中，只要涉及水动力泥沙问题，就有海岸河口研究中心科研人员的身影。
走进海岸河口研究中心的办公室，记者发现了一个奇怪的现象：电脑都被放在高架上，科研人员都仰着头看屏幕。原来，由于每天都要处理大量数据，大家想出这个办法来缓解颈部疲劳。“一个项目少说要做五六个方案，有的甚至要做二三十个，还要写分析报告书，加班是家常便饭。”海岸河口研究中心的庞启秀说。
模拟潮汐水流变化、分析试验数据，研究人员目不转睛地注视着显示屏。据了解，海岸河口研究中心配有完善的水流循环系统、潮汐模拟系统等先进试验装备，大大增强了部天科院的科研能力。
创新是引领发展的第一动力，不断推进理论创新、科技创新是“十三五”时期的发展重点之一。多年来，海岸河口研究中心始终坚持自主创新，开发研制的数学模型软件包TK-2D，具有波浪、潮流、盐度、悬沙和地形冲淤等多种模拟及前后处理和动态显示功能。这款拥有自主知识产权的品牌软件包，填补了我国没有该行业品牌数模软件的空白，有关研究成果已经纳入我国《海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程》。凭借深厚的科研积淀和坚实的创新能力，2014年，海岸河口研究中心被中央组织部、中央宣传部、人力资源和社会保障部、科技部联合授予“全国专业技术人才先进集体”称号。
21世纪海上丝绸之路、长江经济带、“四个交通”……国家和行业战略的实施离不开科技支撑，泥沙科研团队按照部天科院服务国家战略、服务交通运输行业、服务社会的发展理念，秉承求真务实、自主创新的精神传统，多年来尽职尽责地履行着行业国家队的使命，用科技引领我国水运的建设发展。
全球视野享誉海外
“走出去”是2000年以来我国的一贯战略，“开放”是“十三五”时期的发展重点之一，也是国家繁荣发展的必由之路。发展更高层次的开放型经济，积极参与全球经济治理和公共产品供给，提高我国在世界范围的话语权是今后的发展目标。作为水运科研的排头兵，泥沙科研团队积极开拓国际市场，用精湛的技术、高超的水平、坚韧的品质树立起我国泥沙科研的国际品牌。
2007年，测绘处承担了缅甸中缅石油管线工程皎漂港址的前期选址、水文波浪及气象勘测工作。从仰光到西海岸的皎漂全程800多公里，要经过高山、沼泽、原始森林，途中能见度不到二十米的浓雾、滂沱的大雨给行程又增加了一重艰辛。“当地气候潮湿闷热，且只在晚上七点到九点半供电，我们只能靠冲澡、扇扇子降温。”项目总负责人范东华回忆说，一个月的时间，大家忍受了发烧、肠胃不适等身体症状，克服了恶劣的气候条件、语言障碍、宗教风俗差异，经过一个又一个不眠夜的奋战，最终圆满完成了长期气象仪设站观测、水位联测、波浪采集等工作；启用的新式潮波仪，不仅可以定点测量潮位数据，还可测量水温、波浪，得到业主和当地居民的一致好评和尊敬。
“记得做印尼项目时，凌晨两点多才赶到驻地，第二天一早就出海踏勘。”海岸河口研究中心的许婷告诉记者，白天出海踏勘，晚上熬夜处理数据，这是她们的工作常态。为了全面收集数据，她们常常要向当地居民询问气候、水文状况，刚到时常被居民误解，拒绝接待，只好一家接一家地走访。
在越南，在菲律宾，在塞拉利昂，在世界众多国家，泥沙科研团队经受住了疾并战乱、文化差异、语言障碍的考验，承担了千余项科研咨询项目，为港口航道、人工岛、核电、电厂、风电、水利等相关海岸河口工程规划、设计及建设作出了巨大贡献。近5年来，泥沙科研团队完成科研咨询合同1100余项，合同总额超过6亿元，合同履约率100%，顾客成果满意率100%，打造了我国泥沙科研服务的世界品牌，用实际行动践行“走出去”战略和“开放”发展理念。
培养人才强国惠民
习近平总书记指出，科技工作者是国家的财富、人民的骄傲、民族的光荣。部天科院始终把人才培养放在重要位置，为建成创新型国家、建成世界科技强国作出重要贡献。
天科精神薪火相传
“求真务实、自强不息、团结协作、开拓创新”，十六字的天科精神是泥沙科研团队几代人的写照，也是凝聚人心，保证泥沙科研团队不断提高科研能力、培养卓越人才，履行好交通运输行业科研国家队职责的关键所在。
记者在采访中发现，泥沙科研团队老一辈成员的故事和精神总被年轻成员提起。院长张华勤告诉记者，为了让新员工尽快成长，部天科院采用了“新员工导师制”，每个新员工都由一个“老师傅”带领，签订培养合同。“刚来到测绘处时，我晕船晕得厉害，带我的老师傅不断鼓励我、安慰我。老师傅搏击风浪的勇气和毅力、精益求精的工作作风都给我留下深刻的印象。”回忆起工作之初老师傅的言传身教，刘杰感触颇深。工作中悉心指导、闲暇时传授经验、生活上关心体贴，正是在这样的耳濡目染间，天科精神被一代又一代的水文人身体力行、薪火相传，成为推动部天科院科研水平持续提升的精神动力。
尊重人才激励创新
据张华勤介绍，“十二五”以来，部天科院把人才培养作为支柱战略，这与院里转型发展、综合发展、提升发展的新要求相适应。为了让科研人员尽快适应新的发展需求，培养青年专业人才，部天科院实施了“青年首席专家制”和“青年科技英才表彰”项目。
青年首席专家制，是在部天科院的重点专业确定首席专家岗位，从40岁以下的科研人员中确定人选，给予项目经费，并对岗位履职、培养目标等进行系统设计。海岸河口研究中心的庞启秀、严冰、解鸣晓曾受聘为“青年首席专家”，侯志强、张娜、张义丰、左书华、李文丹、许婷、韩志远、刘涛等一大批年轻人成长为技术骨干。记者前去采访时，他们正在为印尼、南沙、长江口等多个项目建立数学模型，要在近期完成数十个方案的建模、分析工作。“这在刚工作时完全不可想象。我第一次做项目时很茫然，不知道从哪下手，报告书也写得很艰难。”许婷说，在海岸河口研究中心的陪养下，经过几十个项目的历练，独立牵头负责了印尼项目的数学模型，让她的业务水平和综合能力大大提高。张华勤介绍说，从2013年实施以来，目前共有21人次受聘为青年首席专家，一批青年科研骨干成长为部天科院甚至行业学科带头人，对行业发展起到重要作用。
为了鼓励科研人员开拓创新，部天科院设立了青年科技英才表彰项目，每年从35岁以下的科研人员中评选出10名进行表彰。测绘处的工作辛苦又伴随危险，但陆伟却乐此不疲。当记者问及原因时，他给出了三个字：荣誉感。“院里对我们在生活和工作上关心、在科研上放手使用。在测绘处我能参与到国家重大项目中，能得到院里的认可，我为此而骄傲１陆伟说。张华勤介绍说，部天科院超过70%的项目都是由青年科研人员担任的，他们在科研一线磨练意志、提升水平，成长为我国水运科研的新一代人才。
汇聚精英服务社会
“‘十三五’时期，我们针对国家创新驱动战略、‘一带一路’战略、长江经济带战略、京津冀协同发展战略等制定了发展规划，对我院的发展目标进行了新的提升。”据张华勤介绍，未来部天科院在发展重点上更加突出国家战略，把支撑国家战略的实施、完成国家自主创新目标的实现作为部天科院的核心目标，发挥国家队的作用、体现国家队的能力、做国家队的事情。另外，部天科院还将抓住国际化的工作重点，围绕我国“一带一路”战略的实施，从国家队的角度，保障水运科技走出去，用科研支持、保障中国企业走出去，在国际上体现中国水运科技的水平和实力。
针对以上发展重点，在人才培养上，“十三五”时期部天科院在青年人才工程的基础上，着力打造人才高端化战略。具体来说，部天科院正依托国际领先的科研设施和技术，组建院士培养团队；依托世界最大的大比尺波浪水槽，形成吸纳全世界水运工程高端人才的高地，推进国际合作；进一步提升打造支撑行业发展的知名专家队伍，形成由50名左右在行业内影响重大的专家组成的团队；优化人才结构，使科研团队、科研机构中的博士比例超过50%，科技企业队伍中硕士比例超过50%。
“从今年开始，院里每年设立2500万元的科研经费，支持重大科研专项。”据部天科院党委书记易振国介绍，部天科院还专门聘请日本泥沙研究的顶级专家担任实验室执行主任，大力培养具有国际视野和水平的人才。
“通过‘十三五’时期人才战略的实施，我们将实现全院科研领先、产业壮大目标，使高端人才培养目标在全院各个层面得到体现，更好地服务于国家战略。”张华勤说。
■团队名片
泥沙科研团队由海岸河口研究中心和测绘处两个基层部门组成。海岸河口研究中心主要从事港口、海岸及近海工程中的水动力泥沙基础理论及工程应用研究，致力于港口航道、人工岛、核电、风电、火电、桥梁、水利等海岸河口工程的科研咨询服务工作。测绘处主要负责海上波浪、潮流、潮位、泥沙、底质、水下地形、水深、陆地地形、海籍等的测量，为港口的前期建设、后期运营维护提供数据支持。
从1974年建院之初，泥沙科研就是部天科院的重点专业之一。四十多年来，泥沙科研团队走出了曹祖德、王汝凯、赵冲久、张华庆等一批交通运输领域的领军人物。近年来，在交通运输部的支持下，泥沙科研团队大力加强科研创新能力建设，组建了水路交通首个国家工程实验室——港口水工建筑技术国家工程实验室和工程泥沙交通运输行业重点实验室。通过加强公益性研究和重大工程研究，加强科研人才和条件建设，加强国际科技合作和“走出去”工作，有力支撑了国家“三大战略”的实施和“四个交通”的发展，支撑了长江黄金水道、港珠澳大桥和南海岛礁等国家重大工程的建设，带动了水路交通行业技术进步。
■成员随笔
一丝不苟绘蓝图
测绘处高莹
那是2000年一个夏日的午后，时任勘测处处长的裴文斌带领着几个人，满脸严肃地走到我的桌前。裴处长介绍说，那几位是码头所的负责人，我们前几天提交的天津远洋运输公司航修站的成果图上有一个水深数据值特别小，他们想看看是不是测错了。我一听“测错了”这三个字，心一下提到了嗓子眼，马上打开图纸，发现那个水深点果然比周边的水深值要浅了好几米。
看到是这个点，我悬着的心放下了。我们在处理外业采集的数据时就发现了这个点的特殊性，经过我们水深组技术负责人的检核，又经过勘测处总工的审核，最终认定这就是一个浅点。当码头所的同志们看到这个数据的原始记录，听我给他们汇报了来龙去脉之后，没说什么就走了。
后来我听说码头所的人回去后派潜水员下水探摸，发现水深浅点那里原来是有一根桩断在那里。从那之后，我们提交的成果数据得到了码头所的充分信赖，他们以我们测得的数据作为挖泥疏浚量计算的依据。
年复一年，我和我的同事们在勘测处微机绘图室度过了自己最美好的青春。我们看到亲手绘制的蓝图被采用，看到荒滩上建起的临港工业区招商引资，也看到国际邮轮从天津港深水航道扬帆远航。我由衷地感叹：我是骄傲的测绘队员！
十年，蜕变
海岸河口研究中心张娜
转眼已是我进入海岸河口研究中心的第十个年头了。这十年，我完成了从一名学生向一名科研工作者的重要转变。
刚入职的我，人生地不熟，一开始就单独承接项目课题，巨大的压力让我无比苦恼，一度怀疑自己是否适合从事科研工作，甚至还偷偷地哭过几回。所幸的是，中心里的领导和前辈有的给了我谆谆的教诲，有的给了我悉心的指导，有的给了我热情的鼓励。在他们的关心下，我逐渐领会到了科研工作的重要意义，适应了科研工作的严格要求，并逐渐喜欢上了这项工作。更值得庆幸的是，中心里的同事们也都成了我的益友，我们共同学习探讨，携手并肩战斗，克服了一个又一个困难，跨越了一道又一道难关。
在这十年里，不管是在工作的摸索中，还是在与同事的交往上，我都更加真切地感受到了部天科院严谨求实的科研传统、“传帮带”的传承精神、团结向上的合作氛围。她深深地吸引着我、塑造着我、激励着我，让我觉得越来越离不开她了。
