新运河人系列报道

科研人的新课题

水工物理模型闸室、廊道、阀门一应俱全。本报记者蒲煜昊 摄

▲重庆交通大学河海学院实验室里，按照平陆运河青年枢纽省水船闸等比例缩小制作的水工物理模型。

（重庆交通大学供图）

▲距离入海口最近的平陆运河青年枢纽。（平陆运河集团供图）

▲陈明（右一）带领学生在实验室里做实验。本报记者黄胜 摄

▲陈明（左）与团队讨论研究方案。（重庆交通大学供图）

当闸门缓缓开启，距离入海口最近的平陆运河青年枢纽迎来一批批过闸船舶。船舶缓缓驶入闸室，闸门关闭，水位缓缓下降，船身平稳下落，从此奔赴大海。在船舶平稳过闸的背后，一项国内领先的船闸省水技术默默发挥着作用。

一河通江海，一闸见匠心。作为目前国内规模最大的互灌互泄式省水船闸，平陆运河青年枢纽船闸凝聚着重庆交通大学河海学院教授陈明及其科研团队多年攻关的心血。

从西部陆海新通道起点重庆，到这条通道的骨干工程平陆运河，这场跨越山海的双向奔赴，写下了科研人的新课题。

运河人物志

姓名：陈明

年龄：43岁

身份：重庆交通大学三级教授、重庆市巴渝学者特聘教授

坐标：重庆市

与运河的渊源：作为重庆交通大学科研团队核心成员参与平陆运河前期研究。他带领团队系统研究国内规模最大的互灌互泄式省水船闸，破解船闸阀门快速启闭条件下的输水难题，为平陆运河如期建成通航提供了坚实的技术支撑。

江河信物·水工物理模型

在重庆交通大学河海学院的实验室里，按照平陆运河青年枢纽省水船闸1∶30比例缩放的水工物理模型格外醒目。

“我们在这个模型上做了无数次试验，反复论证互灌互泄的省水方案。”陈明说，团队在这座模型上开展双线船闸分散输水系统水力学实验、省水船闸水力学实验等，不断调整参数，观察水流变化。

模型立在实验室里，它验证过的每一个参数、每一次调整，如今已变成平陆运河青年枢纽船闸里真实流淌的水。而它承载的课题，还在继续。

观海新语

从重庆到钦州，从实验室到运河畔，重庆交通大学河海学院教授陈明将西部陆海新通道起点的科研力量，注入平陆运河这一世纪工程。

他以匠心攻克省水船闸难题，用创新诠释高校科研工作者的担当。这不仅是技术的输出，更是重庆作为西部陆海新通道起点向海图强的生动实践。

运河通航，山海相连。重庆科研人不仅把论文写在了世纪工程上，也把向海梦播进了青年学子心里。西部陆海新通道上，重庆力量正与平陆运河同行，踏浪向海。

——重庆日报记者李志峰

一滴水的双重利用

近日，在重庆交通大学河海学院的实验室里，一座按平陆运河青年枢纽省水船闸原型1∶30比例缩小制作的水工物理模型静立其间：双线船闸并列排开，闸室、廊道、阀门一应俱全。站在模型前，仿佛可以看见平陆运河上船舶过闸的场景。

平陆运河起点水面比入海口海平面高约65米，相当于20多层楼高。船舶过闸如坐“水上电梯”，一闸一闸往下降，耗水量大。作为平陆运河出海的“最后一道关口”，青年枢纽的运行既要省水，又要保证船舶通行效率，还要克服急速输水带来的水流不稳风险。

“人工运河天然补水不足，船舶过闸又要耗掉大量水。怎么节水，是工程必须攻克的硬骨头。”陈明说。传统省水方式是在船闸旁单独修建蓄水池，把过闸余水存起来再利用，但这会增加工程造价。团队反复论证后，选择打破常规，提出采用双线船闸互灌互泄的省水方式。

互灌互泄如何省水？在水工物理模型前，陈明指着中间的连通廊道解释：“双线船闸并列，一线水位最高，一线水位最矮，打开连通阀门，利用连通器原理，高水位向低水位泄水；待水位齐平，高水位闸室一半水量暂存另一侧，再关闭连通阀门，将剩余水量泄向下游。”他说，以前过闸的水用一次就排掉，比较浪费，现在船闸两侧的闸室互为“蓄水池”，这一侧用过的余水，直接送到另一侧循环使用，双向输水、反复利用。

效果立竿见影。这一方案实施后既省水又省钱，不仅节约了近一半水量，还省去了单独修建蓄水池的工序，大大降低了建设成本。

千万次试验的打磨

理论方案的落地，离不开千万次试验打磨。因为气流、温差会影响流态和仪器测量精度，从而影响试验结果，所以实验室要相对封闭且不能开空调。重庆的夏天，实验室里闷热难耐，陈明带着学生泡在里面，一遍遍做模拟试验，一遍遍调整参数，仔细观察水流的每一点变化，大家的衣服经常湿透。

为了让巨大的水体能更加平稳地进入闸室，团队还对输水系统进行优化，在闸室底部设置沟槽，对高速水流逐级消能、缓冲，使水流均匀扩散。这看似只是闸室里一股水流的变化，背后却是船闸效率、工程成本与船舶安全之间的反复权衡。

省水问题解决了，新的问题又来了：省水系统增加了多组输水阀门，如果阀门动作慢，过闸时间就会大幅拉长。为提升通航效率，双线船闸互通工作阀门的启闭速度要做到“开闭门1分30秒”，远超常规操作3至4分钟的标准。而短时间内超大流量输水，又极易在闸室和引航道之间形成剧烈水流扰动，威胁船舶过闸安全。

如何让运河实现又省、又快、又稳，成为摆在团队面前的又一难题。破题的关键，在于输水系统的适配优化。

“我们采用性能更优的输水系统，通过适配性的持续优化，效果比预想的还要好，成功破解了青年枢纽船闸阀门快速启闭条件下的输水难题。”陈明说，这一突破性成果为同类工程积累了经验，提供了可借鉴、可复制的方案。

在陈明的团队里，重庆交通大学河海学院水利工程专业2024级博士生姜鹏是新生力量，“平陆运河是世纪工程，研究它非常有意义。”姜鹏说，在陈明老师的带领下，他不仅掌握了物理模型和数学模型的研究方法，还在团队里收获了成长。这段经历，对他今后的人生道路影响深远。

以青年之名代代相传

在平陆运河三大梯级枢纽中，“马道”“企石”皆取自地名，唯有“青年”二字，承载着一段往事：20世纪50年代末，7000多名青年响应号召，在钦江上筑起青年水闸。时光荏苒，老水闸渐渐退出历史舞台，而原址不远处，新一代枢纽巍然矗立，接过了“青年”这个名字。

“青年”二字所承载的热血与担当，同样流淌在一群科研人的血脉里。2003年，陈明考入重庆交通大学港口航道与海岸工程专业。从青涩学子到留校任教，陈明一路走来，始终与船闸工程相伴。

作为新中国成立以来第一条国家层面统筹建设的通江达海运河工程，平陆运河面临一系列世界级技术难题。早在平陆运河项目启动之初，时任重庆交通大学河海学院院长、现任重庆交通大学副校长的杨胜发便组建核心科研团队，围绕入海河口青年船闸盐水入侵规律及防治技术、运河通航条件与支流入汇河口治理、省水船闸高效输水系统等六大关键专题开展系统研究，该校也成为国内最早深度参与项目前期研究的高校之一。

因长期从事船闸工程研究，陈明加入了这支攻关队伍。“有这个机会参与学校的科研团队，与世纪工程平陆运河从此结缘，何其幸运。”他感慨道。

如今，世纪工程建成通航，彰显国家基建实力，也体现了科研工作者的团结与坚守。陈明说：“科研工作者的团队协作精神、工匠精神，激励着当代青年人吃苦耐劳、团结协作、勇于奋斗。”他计划把工程攻坚克难的案例融入课堂，讲给在校大学生听。

这份精神，正在传给更年轻的一代。 姜鹏表示：“未来，我们想把更多新技术、新成果带到平陆运河，让船闸运维更智能、更高效。”重庆交通大学的科研工作者把论文写在世纪工程上，也把创新与奋斗的种子播进年轻人心里。向海梦，就这样在一代代青年中间接力传递。

盛世开运河，通道联山海。对科研人而言，新课题永远在路上。

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