海岸硬防护与海岸软防护综述

祝贺新 孟祥吉 于林平* 刘 欢

(1.大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116023； 2.中国建筑第二工程局有限公司北京分公司，北京 100000)

海岸的侵蚀分为两类：第一类是短期性的，也可以说是季节性的，一般是指在大风浪期间波浪将泥沙向远离岸区的方向进行搬运致使海滩上部甚至陆地遭受到冲刷；第二类是长期性的，主要是由于纵向输沙不平衡所导致的，表现为海滩的剖面遭到侵蚀，海岸线不断地向后偏移。相应的海岸的防护措施分为硬防护、软防护以及软硬防护相结合的方式三类。海岸硬防护是指在海岸建筑物固体的海岸工程建筑物来对海岸进行维护的，是作为一种传统的防护方式进行施工的，例如采用护岸、丁坝、离岸堤等多种形式的护岸[1]。一般应用的建筑材料为：木桩、块石、沙袋、混凝土块堤等。具有施工容易，造价低，使用期长等特点。同时在一定的程度上也存在着弊端：一方面这种护岸的形式改变了海岸原始的泥沙动态平衡，进而会带来一些新的海岸侵蚀和淤泥堆积；另一方面护岸建筑物的出现使原有的自然风貌得到了人为因素的改变，破坏了原有的地形地貌以及自然景观，为了克服海岸硬防护的种种问题，人们又逐渐的开始倾向于海岸的软防护。海岸的软防护是指应用自然沙为原材料进行海滩人工喂养、人工输沙和建造人工海滩等以达到恢复海岸自然风貌的一种海岸保护措施[1]。而软硬结合的防护措施是一种的组合形式，如离岸堤与人工养滩结合的形式。

1 海岸硬防护

海岸的硬防护分为两种：第一种是通过对护岸、海堤隔断波浪来进行海岸的防护减少海岸的侵蚀;第二种是利用丁坝、离岸堤、人工岬角等护岸措施，以此来阻挡海岸的输沙进程，此种方式能够有效地减少海岸的水土流失，防止海岸受到进一步的侵蚀。

1.1 护岸

护岸工程是一种避免江河湖泊岸堤遭受水流、风浪、浪潮的冲刷和侵袭，使主流线偏离被冲刷地段所采取的一种工程保护措施。护岸是直接与海岸相接触的建筑物，护岸作为海滨陆地区域与海域的边界，它的主要作用之一就是防止岸滩不能向后侧侵蚀偏移，其作用之二是起到保护其后侧岸滩的后滨部分或以人工填筑形式修建的陆地部分。经常使用的防护措施有:1)直接对岸坡进行加固，在岸坡上植树、种草;2)在岸坡上采用抛石或砌石进行护岸，如图1所示。

护岸工程的基本类型：一般将护岸工程分为坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸以及其他形式的护岸等等。1)坡式护岸：是指将建筑材料或建筑构件直接铺设在滩岸的临水坡面上，形成连续的覆盖层，这样就能够很好的防止水流和风浪的冲刷和侵蚀。采用这种护岸的防护形式，可以按照顺水流方向进行施工布置，同样它具有：断面临水面坡度较缓，对水流的影响较小，也不影响航运等优点，因此被广泛的应用。在我国的长江中下游一些河式比较稳定，水深且水流急速的地区一般会采用坡式护岸的方式。2)坝式护岸：作为一种间接性的、有重点防护的护岸方式，它是在堤防、滩岸基础上修建丁坝、矶头、顺坝，起到引导水流离开岸的作用，可以有效的防止水流、风浪对堤岸的冲刷和侵蚀。这种护岸的形式一般在黄河上应用较多。3)墙式护岸：靠自重稳定，要求地基能够达到一定的承载能力。如果采用这种护岸的形式，可顺着堤岸的方向进行设置。而且这种护岸的形式具有断面小，占地少的优点，一般适用于河道断面窄，受水流冲刷严重的地区，例如城镇、重要的工业区等。4)对于其他形式的护岸：桩式护岸是指应用木桩、钢桩、预制钢筋混凝土桩和板桩为材料构成板桩式、桩基承台式以及桩石式护岸[1]。

1.2 丁坝

丁坝是一种将岸线垂直布置、突入海中的堤坝。在海边或河流边，我们经常会看到岸滩结构类似一个“丁”字型的水利建筑，那就是“丁坝”，如图2所示。由于丁坝的一侧与河(海)相接，另一侧伸入到水域中，与堤岸构成了一个“丁”字形，因此我们称它为“丁坝”。这种结构的设计可以有效的减轻对堤塘的冲击作用，延长堤塘的使用寿命和年限以及抗潮强度等。丁坝一般与河岸呈现丁字形，与水流的方向呈60°～90°的构造物，其作用是使水流远离河岸和构造物，让泥沙在坝的根部附近形成新的水边线，以此来达到保护河岸使河岸免遭冲刷的目的。与此同时，丁坝不仅在改善航道以及保护水生态平衡上起到了显著的作用，同样也削弱了对海岸的侵蚀，促进了坝田淤积，长时间的淤泥堆积也会生成新的海滩，进而达到了保护海滩的目的，如图2所示。

1.3 离岸堤

离岸堤一般建造在离岸水域中，是一种平行于海岸的堤坝，离岸堤与岸会保持一定的距离。其作用是用于减小波浪能、保护海岸，如图3所示。波浪在离岸堤的绕射下，会导致离岸堤与岸线之间的掩护区内的浪高逐渐降低，方向会趋向于掩护区，致使沿岸和横向两个方向上的输沙得以改变，掩护区内沿岸输沙能力也会减弱。自上游侧输入的泥沙将在离岸堤后沉积下来，使得该处的岸线逐渐出现突出的沙体，这样可以起到恢复海岸的作用。由此可见，离岸堤的拦沙作用与丁坝的较为相似，都会在其下游部分出现海岸侵蚀的现象，如图3所示。

2 海岸的软防护

由于海岸的硬防护存在许多的不足，人们又逐渐的倾向于采用海岸的软防护。海岸的软防护是指应用自然沙为材料进行海滩人工喂养、人工输沙和建造人工海滩等以此来恢复海岸达到自然状态的一种海岸防护措施[1]。此种方式是以海岸自身的恢复情况为出发点，没有人为强制性的干涉，顺其自然改变海岸的自然状态。

2.1 人工养滩

人工养滩是一种用于保护受侵蚀海岸的防护措施，简单的可以理解为从海里或陆地上的沙源中取沙，然后将这些取走的泥沙填筑在被侵蚀的海滩上。经过实践得出结论,人工养滩不仅能够在扩宽和稳固海滩上起到决定性的作用,还能在海中形成大片滩地[2]。目前我国已有多座城市建立数十处人工养滩工程，例如：香港、厦门、青岛、天津、秦皇岛等[3]。在我们身边最为熟知的就是大连星海湾建造的人工养滩工程。由于海滩具有消耗波能的作用，同时对临近区域的海滩影响较小，使得人工海滩成为了最简捷并且最自然的海岸防护措施，现在这种技术已经越来越被全国各地所应用。毋庸置疑如果能够获取充足沙源的情况下，人工海滩这种技术应该是一种最佳的并且最便捷的海岸防护措施。

2.2 人工鱼礁

人工鱼礁是指由一个或多个自然或人造物体组成，并且将其有目的的设置在海底，具有改变海洋生物资源与改善环境的作用，在此基础之上又能够促进社会经济发展的一种人工措施[4]，如图4所示。人工鱼礁技术属于海岸生物防护措施的一种。所谓海岸生物防护，从概念上讲就是利用一些海岸生物、海洋植物等对海岸进行保护的一种措施，并且还可以达到消浪的目的。类似的技术还有：人工植被、人工礁石等等。这些天然材料可以代替那些传统的砌石，同样可以达到自然恢复海岸生态环境的效果，这种方式是目前最符合我国提出的生态平衡建设的发展理念的。此种方式不仅取得了很好的护岸效果，还能为生物提供好的栖息环境，改善水域的生态环境，为生物提供繁殖、生长的场所，有利于生物的繁衍，提高生物的产量。

2.3 人工输沙

人工输沙是指应用水力机械的方式向需要护岸地区进行人为的输沙作业活动。随着近些年旅游行业的快速发展，人们对自然海岸景观的要求也逐渐增多。因此，人们开始了着力的对海滩进行发展和修复。在我国沿海地区，优质的海滩少之甚少，因此人们开始研究用人为的方式输送一些优质的泥沙，这样不仅解决了岸滩的水土流失，同样也满足了旅游行业的发展，使得我国经济也得以提高。例如，天津东疆港修建的人工沙滩、潍坊人工沙滩、赣榆人工沙滩、厦门同安湾人工沙滩、抚仙湖人工沙滩等[5]。

2.4 植物防护

在一些沿海地区海滩上会种植大量的红树林，芦苇等植物，这些植物可以起到显著地消波保护岸滩的作用，我们称这种护岸的方式为植物防护，如图5所示。例如，红树林这种植物起到了护岸的效果。在保护沿海湿地生态系统和护岸方面起到了重要的作用。近些年来，人们越来越重视对于海湾和河口地区生态平衡的维护，人们逐渐的认识到抵御海潮和风浪等自然灾害以及防治近海海洋污染等方面是十分重要的[6]。1986年，我国广西沿海地区发生了特大的风暴浪潮，这次风暴致使合浦县398 km的长海堤遭受大面积的破坏，破坏的长度约294 km。但是在种有红树林处的海堤就不易遭受到破坏，经济损失也就很小，这让人们越发的感受到红树林是保护神。与此相关的案例还有在2004年12月26日这一天，在印度洋海啸事件中，由于红树林优异而突出的表现，让红树林拥有了“海岸卫士”这一盛名并在全球快速传播：海啸的破坏范围多达12个国家和地区，但是令人意想不到的是在印度泰米尔纳德邦的瑟纳尔索普渔村，距离海岸仅几十米远的172户家庭却幸运地避开了这次海啸的袭击。事后相关专家进行实际的考察调研得到的原因正是因为海岸上生长着一片茂密的红树林。因此，红树林由于能够很好地抵抗风暴浪潮而被广泛的应用。

3 组合护岸措施

以上介绍了“硬防护”与“软防护”的类型，每一种护岸的形式都具有各自的优点和缺点。因此，应用这些护岸形式之前要进行相应的综合评价，把所采取措施的不利因素与有利因素进行充分的认识和分析。尽可能的去了解每项护岸形式，护岸的措施、功能、安全性、经济性等。随着人们的护岸要求的不断增加，现在的技术又逐渐的倾向于“软硬防护相结合”的形式，例如：海墙护岸与人工养滩相结合的方式、离岸堤与人工养滩相结合的方式等等。这种软硬防护相结合的技术对于岸滩的防护起到了更完整的效果。

4 结语

本文针对目前我国海岸防护工程的类型进行分类和说明，未来我国海岸防护的发展趋势将会逐渐的倾向于海岸的软防护以及软防护与硬防护相结合的方式。随着经济不断的发展，人类也会越发重视对生态环境的保护。海岸防护的类型也会逐渐的向多元化的趋势进行。尽管我国在海岸侵蚀与防护方面做了不少的研究与实践工作，但是与发达国家相比之下，我国在海岸防护方面能够同时兼顾到海岸生态与环境保护这一点还有很长的路要走[7]。

参考文献:

[1] 邹志利.海岸动力学[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] HANSON H,BRAMPTON A,CAPOBIANCO M,et al.Beach nourishment projects,practices,and objectives-a European overview[J].Coastal Engineering,2002,47(2):81-111.

[3] 庄振业,曹立华,李 兵,等.我国海滩养护现状[J].海洋地质与第四纪地质,2011(3)：133-139.

[4] Seaman W.J..Artificial reef evaluation：with application to natural marine habitats[M]．USA：CRC press，2000:5-6.

[5] 徐 啸，佘小建，毛 宁.人工沙滩研究[M].北京：海洋出版社，2012.

[6] 陈桂珠，曾绮微，彭友贵．广东林业生态省建设与红树林保护[J]．生态科学，2004，23(2)：171-174．

[7] 左其华.中国海岸工程进展[M].北京:海洋出版社，2014:894-911.