生態海堤防護的研究與應用

林立

（中環宇恩（廣東）生態科技有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

海堤防護建設對于沿海地區穩定發展有重要作用，是區域健康穩定建設的基礎。維護了沿海地區海岸穩定和安全，為當地的經濟建設與社會發展提供保障。生態化的海堤防護工作，重點強調的是在保護生態環境基礎上，盡可能實現海堤防護的優化，保證區域景觀不受影響，能發揮防護作用。

1 海堤防護生態化建設作用

海堤防護工程項目是國家水利工程項目建設的重要組成部分，同時也是保護沿海地區環境的重要舉措。海堤作為沿海地區抵抗潮水和波浪的專用地方建筑，其防浪結構和土體防滲是影響區域環境和生態發展的重要內容。海堤主要受到風浪與潮汐的影響，在臺風天氣、風暴天氣時，有可能出現高度超過5m 的近岸浪潮。雖然這種高水位的狀態不會持續過久，但是其對海堤和周圍建筑產生的影響仍不可小覷[1]。

如果不能實現有效的海堤防護，可能會對沿岸地區造成嚴重的經濟和社會損失。我國海岸線較長，許多重要的國家工程都分布在沿海地區，所以要充分做好浪潮風暴的防護工作。以海堤防護工程為主，在防災減災當中，以貼近實際的理念和想法，對海堤進行優化設計，把握好工程項目的建設標準，提高海堤防護工程質量，加強對沿海地區人民生命和安全的防護，同時也對地方經濟發展有積極推動作用。

2 海堤防護生態化建設原則

2.1 安全性

海堤是沿海地區防御風暴浪潮等重大災害的第一道防線，同時也是保護公共財產與人民人身安全的安全線，在其規劃和建設中，要堅持功能性為重要前提，并嚴格按照國家相關規定和管理辦法，確定建設的范圍與內容，加強防護安全管理，確保建設的安全性和穩定性，充分發揮生態海堤在防災、減災和滅災方面的經濟效益和社會效益[2]。

2.2 適宜性

在進行生態化海堤防護建設中，需要根據我國不同地區環境特點和當地生態系統的建設需要，因地制宜，對規劃設計出更具有針對性的海堤結構。例如搭建生態、結構、材料、綠色與動植物群落化等模式，都可以在結合當地特色的基礎上進行合理開發和建設。堅持適宜性原則，以科學合理的規劃模式提升海堤的區域適應性。

2.3 生態性

將生態型發展原則，作為生態海堤建設的核心原則，堅持落實保護、提升與恢復，對原有都會海岸帶進行建設。在規劃設計和施工建設過程中，積極推進減少生態系統負面影響的設計模式，并提高不同區域之間的能量交換，加強對生物、自然、基巖等多種區域的規劃和保護，充分發揮沿海生態系統自然防護的能力，為區域生態化建設和發展奠定基礎。

3 生態海堤防護應用

3.1 案例概述

B 海堤工程位于Y 開發區，在開發區內公園的西南側，海堤整體走向為東北—西南向，長度約為0.7km，處于兩河口交匯處，最大基礎沖蝕深度為2m，樁頂地面標高為1.7m，預計擦用拉森鋼板樁打入5m 深度，中間不設支撐[3]。基礎范圍內的地層分布情況如表1 所示。

表1 基礎范圍內地層分布

3.2 結構設計

3.2.1 基本假設

均勻分布施工荷載20kPa；水土壓力分算，取土體力學指標固結快剪峰值平均數；結構設計中取綜合安全系數。

3.2.2 設計計算

粉質黏土? 為18.9 度，粗砂? 為30.9 度，因此，土體力學指標平均為?=24.9 度。經過計算得到主動和被動土壓力系數分別為0.41 和2.45，主動和被動壓力分別為24.3kPa 和145.5kPa。

計算水壓力時，按照靜水狀態下的水壓力值進行計算，得到主動側和北東側的壓力分別為：

在考慮到樁板墻與土體之間的摩擦作用時，可以將裝板墻前與后方的被動壓力分別和修正系數相乘，得到的數值不折減主動壓力側，以保證整體結構的安全性。

當沿海一側的裝板沖蝕深度為2m 時，需要調整整體的長度，當其設定為5.8m 時，可以提高整體穩定性，如果沖蝕深度為1m 時，則長度要縮短至4.8m。在綜合考慮到海堤的實際運行條件時明確當沙灘沖蝕深度超過1m 時，會影響周圍的景觀效果產生影響，此時，要使用推土機將流失沙土推平，以滿足海灘游樂需要。

3.3 實施要點

3.3.1 前齒墻一級坡施工

前齒墻位于海平面下方，當漲潮之后，整體結構會完全被海水淹沒。一般情況下，建設人員會選擇填筑圍堰方式，但是在遭遇大風大浪等特殊天氣時，圍巖不容易填筑，所以要先進行前齒墻和一級坡施工之后，再使用水玻璃涂抹，保證整體結構穩固。以梅花狀結構形式進行擋浪樁的安放，在施工中，先進行現場的調查與勘探，確保設計圖紙中技術的實際操作有效性。如果施工期間出現與設計方案或者和實際情況不相符的問題，要建立科學測量與控制網絡，對建筑防線進行精準定位，保證施工方案和實際情況能夠協調處理。此外，還要做好施工管理，確?，F場施工的材料、設備的人員有序進入，根據不同材料材質和施工要求，分別進行管理，并進行現場材料的入庫檢驗。

3.3.2 消浪拱二級坡施工

在二級坡施工中，主要二級坡的混凝土槽型塊與石護坡兩種形式分別進行施工建設。比如，在對混凝土槽型塊的部分進行施工優化時，先要訂做模板，并將四個作為一組，施工建設前，采用橫向、縱向交錯方式進行布置，采用這種方法，能確保施工建設區域的表面整體厚度滿足設計要求，而且，在進行建筑時，先使用砂漿砌筑，之后再使用石材分層建設，綜合運用內外搭棚，上下錯縫，方式加強結構穩定性。在操作中，要嚴格根據設計標準和施工規范展開，避免出現建設問題。

3.4 優化策略

3.4.1 材料優化

在進行海堤材料生態化建設中，要應用綠色環保的材料。根據當地生態環境規劃需要，使用對生態系統無害化的材料，有利于恢復生態微環境，改善當地生態保護條件，創造更多多樣化的生物棲息空間，促進原有海岸帶生態系統實現自我修復。例如，合理搭配組合天然塊石、產卵礁石等本土耐鹽堿性較強的生態化植物，選擇空隙率高的混凝土材料，提高穩定性。

3.4.2 結構優化

在進行結構優化的過程中，要重點考慮到堤前岸灘生態化的建設。為實現生態堤防保護和恢復特征，并在現有的基礎上，進一步提升生態功能，要堅持因地制宜原則，針對不同環境條件和海岸的類型，以恢復堤前地貌和生態環境的方式，豐富區域的生物群落，以此對不同海岸類型進行更具體和生態化的建設。

例如，在淤泥質海岸的修復中，要恢復原有潮間帶底棲息生物群落，重視具有耐堿性的本土植物，動物群落的恢復堅持自然恢復為主要模式。對生物海岸恢復中，以保護和自然恢復為主，同時要充分發揮生物海岸的天然防護作用。對于出現的局部受損的情況，要采用生態修復措施，并提高鄰近海域的生態功能。

在海堤結構的優化中，同樣要從生態性方面著手。以創造并改善海堤斷面結構和護面結構的方法，強化區域的生態機能。例如，以緩坡花如海的模式，將分級臺階式和分級緩坡式相結合。這種方式更有利于水中生物的附著，豐富海岸附近生物種類，實現生物多樣性。此外，還可以投放基質，在海堤的斷面結構位置，投入適當的水中生物生長基質，比如，使用生物礁和生態型消波塊等基質，為海洋生物的生長創造有利條件。改善防護結構的表面，適當增加裂縫、紋理、凹坑等結構，使用麻繩等材料，加強巖石下方區域的防護性。以生態格柵和生態護面等方法，加強護面結構穩定。使用天然石塊或者帶有縫隙、孔洞的水泥塊，在填充之后，保證格賓網箱和人工魚礁護底結構穩定。

3.4.3 綠植優化

恢復生物群落，以保護并提升原有海岸帶生態系統功能為依托，實現海堤建設和海岸帶生態系統規劃的和諧統一。避免對生物多樣性產生負面影響，并破解傳統海堤引發的生態和環境之間的問題，提升區域的生態功能，針對不同類型，修復堤前地貌，完善區域生態系統。在對當地植物進行優化時，需要考慮到不同植物的品種，以及相互之間搭配和適應性特征。例如，根據我國圍填海工程項目的生態建筑技術要求中的規定，再合理選擇對適合的綠色植物。參考向海、背海側的植物名錄，以最適合當地生長條件且具有較強抗災害能力的植物作為基礎性種植植被。綠化建設中，考慮到植物的防風抗浪特性，通過選擇適合種植寬度，注重植被覆蓋率與根系密度的管理和保護。例如，構建出灌木和草木相結合、多種類型植被交錯分布的模式，不僅可以提供生物的多樣性，還能充分發揮綠色化建設的綜合減災與滅災的效能，創造具有觀賞價值的海堤綠色植物景觀帶。

4 總結

綜上所述，生態海堤防護對維護沿海地區的生態安全與社會穩定有重要影響，對此，相關領域的工作人員要在推進區域經濟化建設的同時，重點關注海堤作為水利建設體系重要組成部分的影響，實現國家經濟建設與生態建設的聯合發展，從設計、施工和優化方面提高項目工程的安全性。