朱瑞虎，鄭金海，張繼生，嚴士常，張冠卿

（河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210098）

大型儀器設(shè)備是科研工作者探索未知世界的利器，是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)條件和戰(zhàn)略性科技資源，是高校教學(xué)、科研和科技開發(fā)的必備手段和重要物質(zhì)條件[1]。隨著海洋強國戰(zhàn)略的實施，海洋工程建設(shè)向離岸化、大型化發(fā)展。為解決大型海洋工程建設(shè)中的科研問題，更大、更先進的物理模型實驗場地及設(shè)施建設(shè)需求愈加強烈[2]。河海大學(xué)水利工程作為“雙一流”建設(shè)的重點學(xué)科，從學(xué)科建設(shè)和學(xué)科發(fā)展角度開始提出L 型風(fēng)浪流港池建設(shè)方案。經(jīng)過調(diào)研、論證、設(shè)計，河海大學(xué)2022 年完成建設(shè)了L 型風(fēng)浪流港池。作為雙一流建設(shè)的大型科研設(shè)施-L 型港池的建成具有重要的學(xué)科意義，同時河海大學(xué)在L 型港池的建設(shè)和管理模式上進行了創(chuàng)新探索，本文從建設(shè)、管理及近半年的運行評價介紹了L 型港池的建設(shè)運行模式，為其他大型科研設(shè)備建設(shè)提供參考[3]。

1 港池建設(shè)

1.1 建設(shè)方案

L 型風(fēng)浪流港池系統(tǒng)具有同時造風(fēng)、造浪、造流功能，系統(tǒng)包括港池、造波系統(tǒng)、造流系統(tǒng)、造風(fēng)系統(tǒng)等主要部分，平面布置如圖1 所示，因造波機在港池內(nèi)相鄰兩邊分別長72m 和48m 呈“L”型布置，故稱L 型港池系統(tǒng)。港池長84m、寬70m、深1.5m，中部布置長5m、寬5m、下沉2m 的局部深井；L 型造波系統(tǒng)的造波機總長120m，可模擬規(guī)則波、常用頻譜以及自定義頻譜的不規(guī)則波、斜向波、孤立波及聚焦波等，且具有主動式二次反射吸收功能，吸收率大于80%；生成的規(guī)則波最大波高可達0.5m，不規(guī)則最大有效波高為0.25m，周期范圍為0.5s～5s；造流系統(tǒng)采用池底循環(huán)雙向造流型式，可形成在0.5m水深工況下的最大流速為0.2m/s；造風(fēng)系統(tǒng)采用44 臺風(fēng)機的風(fēng)陣結(jié)構(gòu)，可生成試驗區(qū)域3m 以內(nèi)10.0m/s 的風(fēng)場，能準確模擬自然定常與非定常風(fēng)譜以及人造風(fēng)譜。

1.2 建設(shè)模式

L 型風(fēng)浪流港池系統(tǒng)計劃總投資約6900 萬元。因該設(shè)施建設(shè)來源于河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院的廣大教師教學(xué)科研需求，為了充分調(diào)動學(xué)院和教師的責(zé)任感和主動性，河海大學(xué)創(chuàng)新性地在學(xué)科建設(shè)項目中使用了“風(fēng)險共擔(dān)、利益共享”的新模式[4]，該設(shè)施建設(shè)經(jīng)費主要由學(xué)?！半p一流”學(xué)科建設(shè)經(jīng)費投入，另由港口海岸與近海工程學(xué)院和學(xué)院教師籌集經(jīng)費800 萬，建成后由港口海岸與近海工程學(xué)院代學(xué)校管理，為港池系統(tǒng)的高效運行提供

1.3 建設(shè)過程

L 型風(fēng)浪流港池系統(tǒng)建設(shè)位置位于河海大學(xué)江寧校區(qū)牛首山科技園試驗廳內(nèi)，由南京市第九建筑安裝工程有限公司總承包施工。自2021 年10 月開工建設(shè)，期間解決了地下水庫基地置換、抗浮錨桿施工塌孔、有限空間造流管道吊裝、高精度面層控制等技術(shù)難題，優(yōu)化施工順序、確保工程質(zhì)量，一期工程于2022年11月竣工。

2 運營管理

2.1 管理辦法

為規(guī)范和加強港池系統(tǒng)場地及設(shè)備管理，建立責(zé)權(quán)明晰、公平公正、注重實效的管理機制。根據(jù)學(xué)校相關(guān)會議精神，在學(xué)校資產(chǎn)與實驗室管理處的監(jiān)管下，港口海岸與近海工程學(xué)院按照“集中管理、有償使用、開放共享”原則制定了《L 型風(fēng)浪流港池系統(tǒng)使用管理辦法（暫行）》[5]，對設(shè)備預(yù)約程序、預(yù)約單元時長、使用收費標準等均做出了相關(guān)規(guī)定。

2.2 管理模式

L 型風(fēng)浪流港池由港口航道工程與海岸科學(xué)實驗中心安排專人管理、專人操作，面向校內(nèi)外開放運行。港口航道工程與海岸科學(xué)實驗中心是港口海岸與近海工程學(xué)院的二級部門，專門負責(zé)學(xué)院的設(shè)備場地管理、規(guī)劃、建設(shè)及技術(shù)支持。港口航道工程與海岸科學(xué)實驗中心在崗位設(shè)置中針對L 型風(fēng)浪流港池設(shè)置了專門崗位，明確L 型風(fēng)浪流港池管理人員的職責(zé)及考核標準，以便更好、更高效地管理L 型風(fēng)浪流港池。

3 運維評價

大型儀器設(shè)施建設(shè)完成后應(yīng)對其效益進行評價。2015 年國務(wù)院下發(fā)關(guān)于國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器向社會開放的意見（國發(fā)〔2014〕70 號），意見要求推進高等學(xué)?？蒲谢A(chǔ)設(shè)施和科研儀器的全面開放、充分共享，提高科研設(shè)施與儀器使用、配置的效率和效益，強調(diào)需要建立科研設(shè)施與儀器開放評價體系，定期對其共享情況進行評價考核，并將評價結(jié)果作為科研設(shè)施購置、資產(chǎn)管理、財政資金補助的重要依據(jù)[6]。

根據(jù)教育部要求：專用設(shè)備使用機時最低為 800 h/年，通用設(shè)備使用機時最低為1400 h/年。L 型港池自2022 年11 月下旬投入使用，教學(xué)科研任務(wù)非常飽滿，截至2023 年5 月25 日已使用187 天（僅春節(jié)期間8 天未使用），按每天8 小時計算，已使用1496 小時，遠超于教育部規(guī)定的年使用機時，這說明該設(shè)施使用效率非常高，充分發(fā)揮了重大科研設(shè)施的作用。

L 型港池自運行以來承擔(dān)科研項目3 項，研究對象包括碼頭、防波堤、大型船舶等，通過大比尺以及不同水動力耦合條件的物模實驗條件，突破傳統(tǒng)小比尺模型研究的技術(shù)瓶頸、創(chuàng)建遠海島礁及“一帶一路”港口建設(shè)開發(fā)與保護的新理論新方法、創(chuàng)新海島海洋能高效利用與工程安全運行的關(guān)鍵技術(shù)。為“雙一流”建設(shè)“人才培養(yǎng)”，提升水運科研能力，凝煉高水平科研成果提供了有力支撐。

4 總結(jié)

本文以L 型風(fēng)浪流港池為例介紹了大型水運工程試驗設(shè)施的建設(shè)、管理及運維，L 型風(fēng)浪流港池的建設(shè)源于一線教學(xué)科研人員的需求驅(qū)動，基于此河海大學(xué)首次在學(xué)科建設(shè)中嘗試了“風(fēng)險共擔(dān)、利益共享”的新模式。港池建設(shè)完成后，管理規(guī)范、運營平穩(wěn)、效益顯著。L 型風(fēng)浪流港池的建設(shè)管理模式為大型水運工程試驗設(shè)施建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗和借鑒。