钱塘江河口段海塘生态现状及建设建议
2021-10-20姚怡斐胡勇峰
张 策,姚怡斐,胡勇峰
(1.浙江省钱塘江管理局勘测设计院,浙江 杭州 310000;2.浙江省钱塘江流域中心,浙江 杭州 310000)
1 问题的提出
为践行“三个地”的使命担当,按照“重要窗口”新目标定位,进一步提升沿海防台御潮能力,发挥海塘安澜工程对高质量发展的促进引领作用,切实增强沿海地区人民群众的幸福感、获得感和安全感,根据浙江省政府第三十二次常务会议精神和省政府领导指示,浙江省率先谋划推动实施高标准生态海塘建设,编制《浙江省海塘安澜千亿工程建设规划(2020—2030年)》(以下简称《规划》)。《规划》以建设“安全、生态、融合、引航”的“安全+”高标准生态海塘为目标,谋划提出“安全+”海塘安澜千亿工程建设思路和总体布局。《规划》指出,采取沿海塘生态化改造、塘前近海域生态修复等措施建设绿色生态海塘。
浙江省钱塘江河口段的潮差全国最大、冲击破坏力最强、涌潮流急势猛,为保证防洪御潮功能和防灾减灾效益,海塘多以“三面光”结构为主[1],导致局部海塘过度硬化,没有发挥海塘岸带保护修复与滨海生态减灾协同增效。随着物质生活的提升,人们对海塘岸线功能的要求和对于美好生活环境的向往不断增加,生态效益越来越受到重视,而目前生态海塘建设的理念尚未完全确立[2],在海塘加固提标过程中对生态性因素考虑不足,因此,需尽早调研钱塘江河口段海塘的生态本底,梳理现状情况,分析短板,总结经验,结合相关指导文件,提出经济合理、切实可行的建设建议,为浙江省海塘安澜千亿工程做好技术支撑工作,推动安澜工程高质量、高标准实施。
2 调研分析思路及调研范围说明
为了获得较为准确的海塘生态现状信息,本次对钱塘江河口段一线海塘的湿地资源、植被绿化、塘身生态结构等信息进行了调研,通过野外实地调查、谷歌地图历史影像资料、无人机航拍以及手机植被识别软件等方式方法,重点对海塘塘前湿地、海塘迎水面、塘顶以及背水坡4个方面进行摸排探勘,分析现状存在的优点和缺点,查找生态问题短板,以问题为导向,为接下来的生态化改造建议提供方向。限于篇幅,本次不再对塘后护塘地及护塘河进行调研分析及说明,本次调研分析的构思见图1。
图1 调研构思图
调研范围为:北岸自西湖区周浦乡社井至平湖市金丝娘桥,共有45条海塘,长度为181.536 7 km,南岸自萧山区西江塘茅山闸至慈溪市半掘浦十一塘闸,共有46条海塘,长度为192.229 7 km。
3 调研成果及生态海塘建设建议
3.1 塘前湿地的生态本底调研分析
塘前湿地宽度与湿地稳定均为确定海塘生态性的重要分析因素。目前钱塘江河口经过长期治理,河口江道逐步趋于稳定[3],而对于钱塘江河口段湿地现状的具体分布,目前并无相关研究。因此,亟待开展塘前湿地调研分析,以进一步判别塘前生态性。
“沿海湿地”原为我国沿海渔民对淤泥质潮间带的俗称,学术界关于湿地临界高程的界定尚未达成共识[4]。本次调研湿地范围从可供开发利用角度,根据沿线实地调研,结合谷歌地图历年不同时刻的影像资料,以绿化植被生长现状作为反向推导依据,若植被生长良好则表示湿地稳定,并在此基础上对其上部绿化植被种类等生态环境进行分析,如果上部植被较少或有湿地在谷歌地图历年影像资料中若有若无的现象,则表示湿地不稳定。
3.1.1 湿地平面分布范围
相较于海塘塘身,随着河势变化及相关工程建设,塘前湿地具有一定的不稳定性。本次首先调研分析湿地分布范围,进而具体分析各个湿地区段内的生态本底。结合上述方法对河口段海塘湿地资源的平面范围进行框定,拟定河口段9大湿地分布区,具体位置见图2。
图2 钱塘江河口段湿地平面分布图
结合河口段湿地分布图和原设计图纸可知,现状湿地多由于河势走向、塘前促淤坝以及外海侧局部围垦工程而形成,其中以塘前促淤坝形成的湿地最为稳定。
3.1.2 湿地现状本底调研
由于钱塘江河口地区各段海塘河势及风浪要素各异,塘前湿地的形态及上部植被覆盖的状况存在一定差别,经沿线调研,塘前湿地情况主要分为4类,具体分类及判别依据见表1。
表1 湿地分类对应表
本次主要从各个湿地的长度、从属类别、平均宽度、绿化平均覆盖度、绿化植被种类5方面进行调研分析,主要成果见表2。
表2 塘前湿地调研分析表
在湿地面积及自然生态本底方面,结合岸线长度及湿地平均宽度进行推算,钱塘江河口地区湿地面积总计约48 km2,其中杭州湾湿地较多,其次为长山湿地,结果见图3。
图3 湿地面积对比图
3.1.3 湿地现状植被调研
主要从植被种类、植被覆盖率以及是否为本土植被种类对现状湿地上部生态绿化进行调研分析,具体成果见表3。
表3 湿地现状绿化植被调研表
3.1.4 湿地调研结果分析及建设建议
3.1.4.1 调研小结
优点及经验:在钱塘江河口段九大湿地中,湿地外海侧促淤潜坝区段的岸滩较其他区段的岸滩更加稳定,如嘉兴段的白沙湾湿地、兰田庙湿地等。湿地面积越大,生态景观性越好,上部天然植被种类及覆盖度也会相应增加,如嘉兴段的长山湿地等。在植被种类方面,芦苇在各个湿地都存在,生命力较强。此外,在湿地较为稳定的塘段,还可种植高大树木,如樟树、柳树以及杨树等。
缺点:钱塘江河口地区的湿地外缘线大多为直线,人工痕迹明显,不符合原有自然岸滩的形态。此外,湿地上部植被种类较少,层次感不强,部分湿地上部堆放建筑垃圾,缺少运管维护。
3.1.4.2 建设建议
生态湿地的建设主要包括岸滩防护、植被绿化2部分,二者相辅相成、缺一不可。湿地外侧防护可保证岸滩整体稳定,从而使岸滩植被自然生长;而在岸滩上部种植消浪固滩作用的植被,可进一步保证岸滩稳定,促使湿地整体良性循环发展。
在岸滩防护方面,由于钱塘江河口地区岸滩易遭受冲刷,经相关论证,可参照采用丁坝、促淤潜坝、丁顺坝组合运用及抛石促淤等结构型式,但湿地外缘线不宜横平竖直,这样既不符合原有的自然岸线,也不利于生态效果的展现。此外,促淤潜坝的外侧可以考虑采用装配式消浪人工鱼礁、生态型消波块体等结构类型,在防护岸滩的同时,也为鱼类等生物提供繁殖、觅食和躲避敌害的场所。
在植被绿化方面,芦苇在钱塘江河口地区适应性较强,养护成本低,而且随着密度增加,消浪缓冲效果也明显增强[5]。推荐采用芦苇作为湿地的主要植被种类,在部分风浪影响不大的塘段探索采用种植芦苇结合高大乔木的方案。
3.2 海塘迎水面调研分析
3.2.1 生态迎水面分布范围
目前河口段海塘迎水面均考虑在水安全的基础上设计施工,未考虑生态景观等因素,结构圬工化严重。通过对钱塘江河口段海塘的全线调研,现有海塘迎水面大多为硬质结构,在斜坡式海塘结构中,临海侧坡度一般为1:2.0~1:2.5,坡度较陡,但局部塘段布置有补充生态功能的相关构造。迎水面具有生态功能的海塘共拟定划分为4个塘段,主要集中在杭州市钱江世纪城海塘、嘉兴市兰田庙至南台头海塘、绍兴市世纪新丘港区段海塘、宁波市杭州湾新区段海塘。
3.2.2 生态迎水面调研成果
通过对4个生态节点的梳理,主要分为3种情况,绍兴市和宁波市海塘生态构造相同,具体见表4。
表4 生态迎水面调研成果汇总表
3.2.3 迎水面调研结果分析及建设建议
3.2.3.1 调研小结
优点及经验:除了部分港区段海塘位置的特殊性,现有钱塘江河口段海塘的塘前迎水面生态功能主要通过二级平台改造、预制混凝土空心块体护面2种方式来补充。在预制混凝土空心块体护面的结构中,若内部填充种植土绿化,则消浪效果减弱;若不填充种植土,则上部绿化稳定性及效果均一般[5]。
二级平台上部种植槽改造的方案,不论是适用性还是后期实施的效果,均比其他2种生态构造好。植被种类主要包括:白茅、芦苇、沿阶草、马兰,植被覆盖度较高且均为本土植被。
缺点:大部分海塘迎水面硬质化严重,护面孔隙率较低,坡度较陡,护面材料生态性不足,调研范围内的海塘工程仅少数区域采用有利于生态发展的筑堤材料。此外,植被种类较少,绿化层次感不足。
3.2.3.2 建设建议
在迎水面结构型式方面,建议在海塘提标加固过程中,迎水面坡度放缓,在平均高潮位以上增设种植槽以补充生态功能,有条件的塘段可设置多级阶梯式混凝土花坛护坡。需要注意的是,“直线”状岸线不利于岸滩多样化的生境形成,建议二级平台调整为曲面弧状宽顶平台。
在迎水面材质提升改造方面,主要包括闸口以上洪水控制区的硬质混凝土护面以及河口强涌潮区的人工预制块护面,在混凝土护面改造建议方面,推荐在利用原护面基础上增建生态混凝土结构,原护面通过钻孔或切割、凿裂等方式增加空隙率、放缓坡度后作为垫层[5]。在人工预制块体护面的设计方案中,可以在建设之初将常规的混凝土基层改为生态混凝土结构,使其上部预制块体施工完成后,既保证多孔隙结构,利于海陆物能交换和藻类、贝类附着,又具备消浪保障能力。
在港区段海塘的迎水面生态提升工程中,可采用多种植被交替布置,突出主题,形成“四季有特色、四季有亮点”的景观生态效果。
3.3 海塘塘顶调研分析
3.3.1 生态塘顶分布范围
在上一轮标准塘建设过程中,大部分海塘采用“三面光”结构形式,塘顶主要满足防汛巡查通道的交通功能,一般无绿化植被。经沿线调研,塘顶具有相关生态功能的海塘位于钱塘江杭州段南北两岸,共3处(之江防洪堤段、滨江区海塘、钱江世纪城海塘)。
3.3.2 生态塘顶调研成果
通过对3个生态节点进行梳理,其海塘结构型式均为超级堤型式,塘顶路面较宽,路面中间可布设一定主题的绿化缓冲带补充塘顶的生态功能。生态塘顶调研成果见表5。
表5 生态塘顶调研成果汇总表
3.3.3 塘顶调研结果分析及建设建议
3.3.3.1 调研小结
优点及经验:①在规划发展融合及重视程度方面,钱塘江沿线流经城市中,杭州市不仅城区位于钱塘江两岸,而且“拥江发展”作为杭州市新一轮城市发展战略,要求彰显钱塘江生态之美。以此为基础,杭州城市建设与海塘相融合,塘顶作为城市一部分,其生态绿化的重视程度较高;②在塘顶结构方面,杭州城区段的海塘塘身主要以超级堤或者大缓坡为主,塘顶较宽,在保证交通功能的前提下,有充足空间布置绿化缓冲带;③在实施效果方面,滨江区海塘塘顶的樱花跑道全国闻名,主题具有一定特色及借鉴意义。
缺点:沿线大部分海塘塘顶布置绿化带的比例较低,且塘顶道路人车不分流,现代化程度不高。
3.3.3.2 建设建议
在塘顶的设计中,结合功能需求,塘顶宜采取植被种植、绿道系统建设等措施构建生态廊道,尽量减少硬质铺装,如增加鹅卵石等材料的铺设,满足休憩、亲水、娱乐、观景等需求。可将塘顶防浪墙设计为混凝土花箱或钢化玻璃,保证亲水生态功能。此外,在塘顶道路设计中尽量宜宽则宽,为人车分离及绿化带布置提供一定空间,塘身结构尽量采用大缓坡或者超级堤型式。
在布置植被种类上选择一定的主题,塑造城市形象代言特色,结合塘顶道路功能划分,设计主题突出塘顶的生态效果将大幅度提升,更好地融入城市建设的步伐。
3.4 海塘背水坡调研分析
3.4.1 生态背水坡分布范围
背水坡作为海塘结构的一部分,无需直面钱塘江潮水及风浪的冲击,同时背水坡一般横向较宽,绿化设计可发挥空间较大。目前海塘背水坡均有生态绿化带,但还有一部分海塘仍保留三面光的结构型式,圬工化严重,如珊瑚沙水库围堤、长山至青山标准塘以及山湾海堤等。
从背水坡的生态效果、植被种类、绿化造型等方面综合考虑,选3处为典型背水坡生态节点,位置及效果见图4。
图4 生态背水坡分布范围图
3.4.2 生态背水坡调研成果
对3处典型背水坡生态节点进行梳理,调研成果见表6。
表6 背水坡生态调研成果汇总表
3.4.3 背水坡调研结果及建设建议
3.4.3.1 调研小结
优点及经验:通过沿线调研发现,海塘背水坡基本上均有绿化植被覆盖。由于钱塘江河口段海塘塘身普遍较宽,当背水坡设置一定的平面主题后,视觉效果放大,可使海塘与城市相融合,作为景观节点。此外,在植被种类方面,各个海塘基本都以本土植被为主。
缺点:海塘背水坡虽然均有绿化覆盖,但具备景观造型的塘段较少。
3.4.3.2 建设建议
海塘背水坡可以缩短人与海岸、自然的距离,提供人与自然零距离接触的场所。背水坡应采取生物措施,充分体现生态、景观方面的要求,植物种植尽量采用本地植物,营造适合当地生态系统的滨海生态景观带。
在打造海塘生态背水坡时,需设计景观平面造型,适时体现钱塘江的“潮”文化,通过植被种类的参差布置,形成“四季有花开、四季有亮点”的特色生态景观带。
4 结 论
(1)实施海塘安澜千亿工程,建设“安全、生态、融合、引航”的“安全+”高标准生态海塘,在钱塘江海塘开展生态保护和修复,提升一线滨海品位,为大湾区、大都市区、大通道、大花园建设赋能及对改善浙江省岸线生态环境、实现绿色发展至关重要。
(2)塘前湿地现状与建议:河口段现状主要包括双浦湿地、浦阳湿地、江东湿地、尖山湿地、长山湿地、兰田庙湿地、白沙湾湿地、新丘湿地、杭州湾湿地共9大湿地分布区,一般采用塘前促淤潜坝等工程措施保护湿地,湿地大多生长芦苇等植被。建议在今后生态海塘建设过程中,采用工程措施与植物措施相结合的湿地防护措施,湿地宜宽则宽,外缘线建议按照原有湿地范围曲线布置。
(3)海塘迎水面现状与建议:沿线海塘迎水面结构大多为硬质结构,坡度较陡,仅有钱江世纪城海塘、兰田庙至南台头海塘、世纪新丘港区段海塘、杭州湾新区段海塘4个塘段的迎水面具有生态功能,大多使用二级平台种植槽改造、预制混凝土空心块体护面2种方式。建议在今后生态海塘建设过程中,从以下几点进行提标改造:①迎水面坡度改缓,有条件的塘段可设计为多级阶梯式混凝土花坛护坡;②二级平台平面弧形改造;③迎水面材质采用生态混凝土等有利于生态发展的筑堤材料;④提升植被覆盖度。
(4)海塘塘顶现状与建议:塘顶具有相关生态功能的海塘位于钱塘江杭州段的南北两岸,主要集中在杭州城区都市圈,与城市建设融为一体。建设建议:①结合功能需求,塘顶宜采取植被种植、绿道系统建设等措施构建生态廊道;②可将塘顶防浪墙设计为混凝土花箱或钢化玻璃,保证亲水生态功能;③在塘顶道路的设计中尽量宜宽则宽,为人车分离及绿化带布置提供一定空间;④在布置植被种类上选择一定的主题,塑造城市形象代言特色,更好地融入城市建设的步伐。
(5)海塘背水坡现状与建议:目前海塘背坡均有生态绿化带,背水坡生态效果较好的有滨江区海塘、钱江世纪城海塘、海宁省管海塘。建设建议:①宜采用本土植被,提高植被种类;②设计景观平面造型,适时体现钱塘江的“潮”文化;③植被种类及布置中,宜形成“四季有花开,四季有亮点”的特色。