港口航道工程为何需要多技术融合监测？全生命周期管理是关键

一、海岸工程监测技术体系

问：现代港口航道工程如何实现安全高效监测？

当前海岸工程监测已形成“空天地海”一体化技术体系。雷达测浪系统通过微波或激光技术实时探测波面反射信号，精准计算浪高、周期和波浪方向等参数，为航运调度和作业安全提供数据支撑。无人机技术进一步拓展了监测维度，搭载高分辨率影像传感器与气体检测设备，可对海岸线生态环境、气体浓度及违规作业行为进行全天候巡查。这类技术组合有效克服了传统人工巡检范围有限、数据精度不足的缺陷，在风暴潮预警、化工园区气体泄漏监测等场景中显著提升应急响应能力。

问：无人机监测相比传统方式有何优势？

无人机监测具有三项核心优势：

1.
高效精准：单次飞行可覆盖数十公里海岸线，分辨率达厘米级，能识别堤坝微裂缝、船舶非法停靠等细节；

2.
安全保障：避免人员进入浪涌区、腐蚀环境等危险区域，降低作业风险；

3.
成本可控：较传统巡逻船与固定监测站组合，运维成本降低约40%。例如在渤海湾某港口，无人机通过搭载二氧化硫传感器，成功预警化工码头管道泄漏事件，为抢修争取了3小时黄金时间。

二、混凝土结构耐久性保障

问：海洋环境对混凝土结构有何特殊挑战？

海水中的氯离子渗透、盐雾侵蚀与浪溅区干湿循环会加速钢筋锈蚀，导致保护层剥落和承载力下降。根据《海岸工程混凝土结构耐久性技术标准》GB/T51464-2024，海岸工程环境作用被细分为化学腐蚀（C类）、机械磨蚀（M类）与综合环境（E类）三个大类，其中浪溅区与水位变动区被列为最高腐蚀等级EC-3级。

问：提升混凝土耐久性有哪些关键技术？

目前主要采用三种验证方法：

• 现场取样检测：通过取芯分析氯离子扩散系数，获取结构真实状态数据；
• 自然环境暴露试验：在真实海洋环境设置观测站，持续记录材料性能演化规律；
• 室内加速试验：通过控制温湿度与盐度，模拟20年自然腐蚀仅需6-8个月。在实际工程中，需严格执行标准中的材料配比要求，例如浪溅区混凝土水胶比不得高于0.4，胶凝材料用量不低于400kg/m3。舟山群岛某深水码头通过采用掺矿渣微粉混凝土与环氧涂层钢筋组合方案，使结构设计寿命从30年提升至50年。

三、工程建设与生态协调

问：港址选择需考虑哪些环境因素？

优良港址需满足“水深条件稳定、陆域空间充足、生态影响可控”三项基本要求。需重点评估工程对周边海域动力地貌的影响，包括航道淤积强度、岸线侵蚀速率等参数。例如在珠江口航道拓宽工程中，通过建立水沙运动数值模型，预测了年回淤量并优化了疏浚方案，避免对红树林保护区造成破坏。

问：如何平衡工程效益与环境保护？

现代海岸工程倡导“动态适应”理念：

1.采用生态护岸结构，通过设置人工鱼礁减缓水流冲击；

2.建立长期生态监测网络，跟踪海洋生物多样性变化；

3.利用雷达与无人机数据构建预警体系，当悬浮物浓度超标时自动调整施工方案。青岛董家口港在建设过程中，通过布设8套海底沉积物采集器与3台无人机巡检设备，实现了工程进展与生态环境数据的同步管控。

四、技术标准与发展趋势

问：新版耐久性标准带来哪些变革？

GB/T51464-2024首次明确了“全生命周期成本最小化”原则，要求在设计阶段即考虑后期维护成本。标准将海岸工程混凝土结构的设计使用年限划分为50年、100年两个等级，并对不同腐蚀环境下的保护层厚度提出量化指标。标准实施后，预计可使海岸工程维护成本降低25%-30%，结构安全事故发生率减少15%以上。

问：未来海岸工程技术将如何演进？

下一代技术将聚焦智能感知与自适应调控：

-开发基于物联网的结构健康监测系统，植入光纤传感器实时采集应力应变数据；

-推广BIM技术应用于工程全周期，实现设计、施工、运维数据的无缝衔接；

-探索人工智能在风险预测中的应用，通过对历史监测数据的学习，提前30天预警潜在结构缺陷。这些创新将推动海岸工程从“被动防御”向“主动预警”转型。