智能环保疏浚技术在航道工程中的创新应用研究

引言

航道作为水上交通的重要通道，其通行能力和安全性对于保障国际物流畅通、促进区域经济发展具有重要意义。随着国际贸易和航运业的蓬勃发展，对航道的通航要求不断提高，航道疏浚工程的重要性日益凸显。传统的航道疏浚技术在满足航道需求的同时，也带来了一系列环境问题，如噪声污染、水体污染、底栖生物栖息地破坏等。在环保意识日益增强的今天，如何在进行航道疏浚工程时减少对环境的影响，实现绿色、可持续发展，成为行业面临的重要课题。智能环保疏浚技术的出现，为解决这一问题提供了新的思路和方法。该技术融合了智能化、信息化和环保化理念，通过先进的设备和工艺，在提高疏浚效率的同时，最大限度地降低对环境的负面影响，为航道工程的可持续发展注入了新的活力。

一、智能环保疏浚技术的关键技术

（一）智能化装备

智能化装备是智能环保疏浚技术的核心组成部分。通过集成高精度传感器、智能控制系统和远程通信技术，疏浚装备能够实现自动化操作，显著提高作业效率。例如，智能化的疏浚船配备了水深传感器、位置传感器、姿态传感器等多种传感器，可实时监测疏浚过程中的各项参数。这些传感器收集的数据被传输至智能控制系统，系统利用先进的控制算法，根据实际工况自动调整挖深、航向和挖掘速度等，使疏浚作业更加精准高效。此外，借助卫星通信和互联网技术，操作人员可在远程对疏浚装备进行监控和故障诊断，及时发现并解决问题，大大减少了设备停机时间，提高了设备的可靠性和可用性。

（二）数据化管理

现代信息技术的发展为疏浚工程的数据化管理提供了有力支持。利用大数据分析技术，可收集和分析大量疏浚数据，从中发现作业规律，进而优化施工策略。通过构建云计算平台，实现数据的快速处理和存储，提高数据处理能力，为决策提供更及时、准确的依据。同时，基于数据分析结果建立智能决策支持系统，辅助管理人员做出最优决策。例如，在航道疏浚工程中，通过对历史疏浚数据的分析，结合当前的航道状况和施工要求，系统可预测不同施工方案下的疏浚效果和资源消耗，帮助管理人员选择最适合的施工方案，实现资源的合理配置和高效利用。

（三）BIM 技术应用

建筑信息模型（BIM）技术在航道疏浚工程中的应用，提升了工程管理的整体水平。在设计阶段，利用 BIM 技术进行三维设计，能够直观地展示航道的设计方案，提高设计的准确性和可视化程度，便于各方人员进行沟通和理解，及时发现并解决设计中存在的问题。

二、智能环保疏浚技术在航道工程中的优势

（一）提高疏浚效率

智能化装备的自动化操作和精准控制，以及数据化管理和智能决策支持系统的应用，使航道疏浚作业能够更加高效地进行。通过实时监测和调整施工参数，能够快速适应不同的施工条件，减少不必要的作业时间浪费，从而显著提高疏浚效率。例如，智能化疏浚船的自动挖深控制功能，可确保在不同土质条件下都能以最佳的挖掘深度进行作业，避免了因人工操作失误导致的挖掘不足或过度挖掘，提高了挖掘效率和质量。

（二）降低环境污染

环保型疏浚装备的应用，从源头上减少了施工过程中的噪声污染、气体排放和对底泥生态的破坏。同时，疏浚土资源化处理和生态修复技术的实施，有效降低了疏浚工程对环境的负面影响。相较于传统疏浚技术，智能环保疏浚技术在保护水域生态环境、减少大气污染和噪声污染等方面具有明显优势，有助于实现航道工程与生态环境的和谐共生。

（三）提升施工精度

借助高精度传感器和先进的控制算法，智能环保疏浚装备能够实现高精度的疏浚作业。在航道疏浚中，能够精确控制挖深和挖掘范围，确保航道的水深和宽度符合设计要求，提高航道的平整度和通航安全性。例如，在一些对航道精度要求较高的工程中，如大型港口的航道疏浚，智能疏浚设备可将挖深误差控制在极小范围内，满足工程的高精度要求。

三、智能环保疏浚技术在航道工程应用中面临的挑战及应对策略

（一）技术研发与创新挑战

智能环保疏浚技术涉及多学科交叉融合，目前部分关键技术仍有待进一步突破和完善。例如，智能算法在复杂水文、地质工况下的自适应能力不足，难以精准应对泥沙淤积动态变化；部分感知手段存在盲区，如深海区域底泥成分实时监测技术缺失；自主航行系统在强洋流或恶劣天气下的避障逻辑仍需优化。应对策略是加大科研投入，重点攻关多传感器数据融合、深度学习算法在疏浚场景的适配性，同时鼓励高校、科研机构和企业开展产学研合作，共建智能疏浚技术实验室，共同攻克技术难题。此外，加强国际技术交流与合作，引进国外先进的自主航行控制模块和深海探测技术，促进我国智能环保疏浚技术的创新发展。

（二）成本投入挑战

智能环保疏浚设备的研发、制造和维护成本相对较高，这在一定程度上限制了其推广应用。以智能化疏浚船为例，高精度传感器阵列与复合动力系统的成本占比达设备总价的 40% 以上，且后期维护需专业技术团队支持。为降低成本，一方面需通过芯片国产化替代、模块化设计提高设备可靠性，将年均维护成本降低 30% 以上；另一方面，依托长三角、珠三角等航运密集区建立设备共享租赁平台，通过规模化生产将单船制造成本压缩 25%。此外，政府可出台专项扶持政策，对采购智能环保设备的企业给予设备总价 15% 的财政补贴，并实施增值税即征即退政策，进一步减轻企业成本压力。

（三）人才短缺挑战

智能环保疏浚技术的应用需要既懂疏浚工程又掌握信息技术和环保知识的复合型人才。目前，全国开设“智能疏浚工程”相关专业的高校仅 5 所，年培养人才不足 300 人，远低于行业每年 2000 人的需求缺口。应加强相关专业的教育和培训体系建设，在河海大学、大连海事大学等高校增设“智能装备与生态疏浚”交叉学科，联合企业开发《疏浚工程智能化技术》等教材。同时，企业可与职业院校共建“现代学徒制”培养基地，通过“理论学习 + 项目实操”模式，每年定向培养 500 名掌握智能设备操作、数据分析的技术骨干，并通过股权激励等方式吸引和留住优秀人才。

四、结语

智能环保疏浚技术作为航道工程领域的创新技术，在提高疏浚效率、降低环境污染、提升施工精度和实现可持续发展等方面具有显著优势。然而，在应用过程中也面临着技术研发、成本投入、人才短缺和标准规范不完善等挑战。未来，随着科技的不断进步和各方的共同努力，智能环保疏浚技术将不断创新和完善。同时，随着标准规范的完善和人才队伍的壮大，智能环保疏浚技术将在航道工程领域发挥更加重要的作用，为推动全球航运业的可持续发展做出更大贡献。

参考文献：

[1] 于靖旋 , 方云鹏 . 基于环保理念的长江航道疏浚工程施工技术 [J].中国水运 ,2025(7):82-84.

[2] 董泽维 . 内河航道疏浚工程技术优化研究 [J]. 建筑与施工 ,2025,4(1):180-181.