世紀之初，中國近海岸線上建設大型專業化深水碼頭的空間告罄。經過科研人員10年的研究與實踐，我國破解了這一難題。
“離岸深水港建設關鍵技術，讓中國有了在世界任何地方建設港口的實力。”該項目總負責人、中國交通建設股份有限公司總工程師孫子宇說。
2006年，在國務院頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》中，離岸深水港與跨海灣通道等交通基礎設施建設關鍵技術及裝備被列為優先發展的主題項目。
“離岸深水港建設關鍵技術研究”旨在通過開敞海域建港、島群或人工島建港、長導堤碼頭、長航道淺水深用碼頭等離岸深水港建設，破解資源環境制約。
“離岸深水港概念的提出，需要重新認識和理解新環境下水動力、地基的特性及其與工程結構物之間相互作用的規律。”該項目技術總負責人、中國工程院院士謝世楞說。
理論認識的突破來自正反兩個方面的經驗及教訓。
2012年，天津港貨物吞吐量完成4.76億噸，位居全球港口貨物吞吐量第4名。這是一個典型的淺水深用的例子。
天津港處在海河淤泥質河口，并不具備建設世界級大港的條件。然而，當20萬噸級航道暨25萬噸級航道竣工后，天津港一躍成為世界最高等級的人工港，開創了在淤泥質海灘建設世界級深水港的先例。然而，同處渤海灣、距離天津港100多公里的黃驊港，卻未能復制天津港的成功。2003年10月，一場50年一遇的大風寒潮，一夜之間把剛剛一期工程挖好的航道全部淤平了，北煤南運的大船被憋在港里。
難道是航道方位、走向有問題？但此后換個角度重挖一條航道還是不行。
“當時人們對淤泥和粉沙認識上不透徹。天津港屬于淤泥質海岸，較少出現驟淤，黃驊港屬于粉沙質海岸，有著截然不同的新特點。”交通運輸部科技司司長趙沖久告訴記者。
在揭示了粉沙質海岸驟淤機理的基礎上，時任交通部天津水運工程科學研究所所長趙沖久和他的研究團隊，在世界上首次創立了粉沙質泥沙運動的“三層模式理論”，并與中交一航院、中交水規院、神華黃驊港務公司確定了黃驊港建成雙堤環抱式布置的防沙堤措施。
國外實踐認為粉沙質海岸是“建港的禁區”，但自項目在黃驊港實現突破之后，我國河北、山東等地區的粉沙質海岸，相繼成功建成了數個大中型海港。
深水建港，面臨的一個難題是，軟黏土地基在波浪動力作用下強度可能降低，從而危及工程結構物的穩定。
在長江口深水航道一個試驗工程中，巨大的混凝土半圓體安放就位后，大家都覺得應該很堅固，但大浪來襲，這個大塊頭一夜之間被拍入海底一米多。
“是因為上面太重，還是波浪的動荷載太大？沒人能回答這個問題。我們要找到一個平衡點——多大的波浪下土不會滑走、地基又能承受得住。”中交一航院教授級高工李元音說。
波浪—防波堤—地基相互作用問題研究成為項目的一個重點。
“簡單說，如果近岸軟黏土的承載力是1的話，那受波浪影響的深海軟黏土的承載力就要打折扣，在長江口應該是0.36，天津港是0.42。”謝世楞告訴記者，依據這個相對精確的數值，可以評估水下軟土地基加固的成本，既保障安全，又避免浪費。
上海洋山港處于島礁群海域，該海域潮流較強、水體含沙量較大，如果建設碼頭把島礁連起來，水流就會因此發生變化，港區可能被完全淤死。
爭論的焦點就是泥沙問題，最后專家的結論是，基于充分的模型試驗，這里可以建設港口。
設計方案巧妙地使部分島嶼連起來形成陸域，而在個別島嶼之間留下泥沙通道。經過多年實踐證明，洋山港運行比預測還好。