海岸防护中生态海堤的有效应用

2021-04-03杨东光

东北水利水电 2021年10期

杨东光

（深圳市水务工程建设管理中心，深圳 518048）

近年来，全球范围的气候变化比较反常，其中一个很重要的原因就是原生态环境遭到了严重的破坏。沿海地区是受极端气候影响引发突发事件较为频繁的地方，如海潮风暴等。为了抵御这些风险，发展沿海经济，我国沿海地区各级地方政府，在海岸防护的安全方面，做了大量的工作，比如沿海岸线修筑海堤，以防止海潮引发的突发事件的侵袭，实践证明这种做法起到了较好的效果。但是，如何才能做到既能防护海岸，保护沿海经济发展的安全，又能使沿海的生态环境不因此而受到破坏，这是当前海岸防护中海堤建设的一个重大研究课题[1]。对此，本文结合深圳市坝光片区防洪（潮）排涝工程的具体实际，作如下探讨。

1 海岸防护的作用与意义

我国是受海洋性气候影响较大的国家，大陆海岸线超过1.8万km。这些自然条件的存在，一方面为我国社会经济的发展创造了条件，但另一方面也给沿岸各地带来台风、暴潮的危险。为了抵御风险，在海岸沿线修筑海堤是一种有效之策。对此，国家在2017年的《全国海堤建设方案》中要求：海堤工程要与沿海生态保护相协调，既要考虑防台风、防暴潮的需要，也要充分考虑海岸资源的综合开发和生态环境保护的需要。习近平总书记还特别强调要“提升抵御台风、风暴潮等海洋灾害的能力”[2]。因此，海堤防护工程建设的重大作用和现实意义是显而易见的：1）有利于抵御灾害风险，每当台风、风暴潮来袭之时，都会形成高于5m的近岸浪高，如果没有坚固的海堤防护，势必会危害到海岸沿线地区；2）有利于保护沿海地区人民的生命财产安全和经济作物的生长；3）有利于沿海地区社会经济的稳定发展。我国的经济发展规模绝大部分都集中在沿海地区，约占全国国民经济总产值的60%以上，如果没有坚固的海堤防护，其灾害的影响难免不受损失[3]。

2 生态海堤的功能定位与规划原则

2.1 传统海堤防护的弊端

2017年之前，我国的海堤防护建设主要以传统的建设方式为主，即传统的物理防护方法，就是用钢筋混凝土或者抛石的方法进行硬防护，虽然也能起到较好的效果，在一定程度上也能达到防灾的目的，但却很少考虑生态建设的问题，更多地考虑如何才能使堤防达标。所以，往往是海堤的堤身越筑越高，阻断了陆海过渡带的生物廊道和生态缓冲带，阻碍了陆地与海洋能量的自然交流，破坏了海岸的自然形态和海岸带的生态系统，与国家的绿色发展战略很不相符，也不利于沿海地区自然环境的改善[4]。

2.2 功能定位

生态海堤简单地说就是要集海堤的物理性、生态性和文化功能性于一体，既要达到防灾、减灾的目的，又要达到不破坏自然生态环境的目的。其功能定位具体可归纳：抗风、抗暴能力强；植被茂盛，生态系统完善；能满足当地群众休闲、娱乐和进行科普教育的要求[5]。

2.3 规划原则

生态海堤的规划要遵循以下原则：

1）要遵循海岸的原有走势和地形的原则。在设计规划海堤时，要按照原海岸线地形的走向进行设计，不要人为地去改变，要摒弃过去那种取直线设计的传统思路。

2）要遵循修复原有的海岸植被、海陆过渡带和缓坡入海的原则。施工之前，要将原海岸植被、地形地貌拍照留存，施工后要经过检查并与原留存照片比对合格后，才能同意验收。

3）要遵循海堤绿化使用乡土海滨植物的原则。要坚决杜绝外来生物种的入侵，少用城市常规绿化树种。

4）要遵循海侧、海堤、堤脚异质生境的构造原则。海堤、堤脚、海侧是海陆生物廊道的连接点，要尽一切可能地构造异质生境，以有利于物种交流。

5）要遵循海堤安全第一的设计原则。海堤的堤顶高程、堤顶宽度、堤的外侧防护等均要按规范要求进行设计和施工，海堤的整体结构要满足堤身的稳定，要考虑沉降变形和渗流等因素。

6）要遵循海堤因地制宜的设计原则。在进行海堤设计时，要结合海岸线的地形地貌情况和当地自然资源的现状，还要考虑水文动力、海洋灾害等自然因素，通盘进行考虑[6]。

3 生态海堤的设计与应用

以深圳市坝光片区防洪（潮）排涝工程为实际案例，对该工程Ⅲ标段东部海堤E段、F段、G段、H段、I段、J段共计6段海堤的设计与应用进行研究。

3.1 工程概况

坝光片区位于深圳市大鹏新区大鹏半岛东北部，三面环山，一面朝海，坐拥笔架山与排牙山两大山体，面朝大亚湾海域。坝光片区防洪（潮）排涝工程的建设内容主要包括新建河道、新建截洪沟、海堤防护等，其中海堤防护总长度为12.05km。该工程设3个标段：Ⅰ标段主要为河道整治；Ⅱ标段主要为河道整治+海堤，其中海堤含A，B，C，D等4段；Ⅲ标段主要为河道整治+海堤，其中海堤含E（E1段海堤440.030m、E2段海堤1002.013m），F（F1段海堤388.120m、F2段海堤346.910m、F3段海堤320.660m），G（222.750m），H（565.940m），I（959.990m），J（393.4840m）等6段，总长度为4639.897m，整治标准为防潮标准100年一遇。

3.2 生态海堤的设计要素

生态海堤无论是从安全角度讲，还是从生态角度讲，要求都比较高。因此，在设计环节必须要考虑全面：1）要准确掌握潮水水位。这是确定海堤标高的重要依据，可从设计规范、查阅历史潮位资料两个方面着手，掌握其发展规律，确定堤顶高程。2）要对波浪因素进行测算。波浪因素主要考虑深水区波浪、浅水区波浪、堤前波浪。不管是哪个因素，实测数据是设计的首要依据，然后再结合其他因素综合进行测算。3）要对波浪爬高和越浪量进行确定。因为消浪平台的设计需要考虑波浪爬高的因素，越浪量的确定也要根据海滨防控区和堤身结构的设计。4）要充分考虑海堤的生态布局。要尽量保持海岸的原生态品种，在此基础上实现景观的多样性[7]。

3.3 Ⅲ标段海堤结构设计

该工程海堤结构设计的一个主要特点就是结合海岸的具体实际情况进行设计，下面以E段、F段两段的设计情况来说明。

3.3.1E段

E段海堤由E1和E2组成，总长度为1.39km，海堤平面走向基本沿海域线走向布置。由于E1起点有一观景平台，其平台高程为3.00m，故观景平台靠海侧采用C35混凝土挡墙。挡墙顶高程为2.50m，挡墙临海侧抛填块石，块石范围为4.0m，每延长米抛石量为8m3。护底块石稳定重量为500～800kg，抛石护脚单块重量不小于500kg。而E2段的海堤起点接E1海堤的平台，且沿现状山体布置，该海堤实为一条人行道路，路面宽2.5m，路面高程为2.00～12.50m，路面纵坡为0.3%～13%；挡墙高度为1.0～4.0m。

3.3.2 F段

F段由F1，F2，F3组成。其中：F1由于受台风“山竹”损毁严重，故临海侧面需新建滨海步道和新建C35混凝土挡墙防护；F2海堤堤面高程为3.00～5.76m，路面纵坡为0.5%～6.7%，挡墙高1.0～2.0m。其它如抛石范围、护底块石重量等与E段设计要求基本相同。

3.4 Ⅲ标段生态海堤的设计与实现

Ⅲ标段生态海堤设计的总体规划：海堤总绿化面积为9.60万m2，修建茅草亭2个、廊架8个、观景挑台1个。海堤绿化的具体规划：1）堤顶绿植化。在堤面和防浪墙内侧设置绿化种植池，种植草皮和矮灌木，并在靠近防浪墙处种植爬山虎，使其攀爬在钢筋混凝土防浪墙上，将防浪墙覆盖。2）背海侧坡面绿植化。内坡护面为彩道砖，拱肋为草皮护坡，即采用预制彩色道砖形成拱圈防止暴雨冲刷草皮；内侧青坎上种植草皮、小灌木，起绿化保土作用。灌木种植选紫穗槐、海桐、单叶蔓等，草皮地被植物选高羊茅、大穗结缕草、狗牙根等。3）向海侧坡面绿植化。由于朝海面潮差大、风浪条件恶劣，向海侧坡面绿化种植难度大、维护成本高，因此，该项目在生态护面内种植池覆土后，构建灌草结合、多群落交错的梯度布局，灌木种植选紫穗槐、海桐、单叶蔓等，草皮地被植物选高羊茅、大穗结缕草、狗牙根等[8]。

4 建议

生态海堤防护是对国家绿色发展战略的一种具体延伸，是海堤防护工程的建设方向。它不仅是生态平衡发展的自身要求，可以抵御台风、暴潮的灾害威胁，更有利于沿海地区社会经济的发展和人民生产生活的安定。但在生态海堤的建设中，其生态建设的规划设计应视具体情况的不同而有所区别，比如堤顶的绿化、茅草亭、廊架等，如果地处滨海城市风景岸段、海洋湿地公园等地附近可以规划这些设施；如果地处偏僻地段就需慎重考虑，更多需要考虑的是生态平衡和有利于护堤的需要。