高標(biāo)準(zhǔn)海堤建設(shè)思路探討

夏 詠，涂成杰，鄭芙蓉，官云飛

(1.浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310002;2.浙江省錢塘江流域中心，浙江 杭州 310020)

1 概述

浙江沿海為我國(guó)強(qiáng)潮區(qū)，近年以來(lái)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)，高海平面、天文大潮和風(fēng)暴增水等因素共同作用，使得浙江沿海地區(qū)受臺(tái)風(fēng)暴潮侵襲最為嚴(yán)重。處于海陸分界線上的海堤正是抵御自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的第一道屏障，在自然災(zāi)害來(lái)臨時(shí)，充分發(fā)揮海堤防護(hù)能力，防止暴潮洪水淹沒土地，抵擋波浪沖擊破壞，提高工程減災(zāi)效益，平時(shí)又能因地制宜與城市岸線規(guī)劃建設(shè)和自然生態(tài)環(huán)境改善相結(jié)合，為沿線居民和動(dòng)植物提供優(yōu)質(zhì)的休憩、生存、繁衍環(huán)境，由“硬式”工程防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浭健鄙鷳B(tài)防護(hù)，減緩海岸侵蝕，注重提升海岸生態(tài)服務(wù)功能，將是未來(lái)高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)“安全+”海堤工程的必由之路。

2 提高安全屬性

海堤建設(shè)與運(yùn)行過程中，往往伴隨沉降與破壞，導(dǎo)致塘頂高程降低、防潮能力不足、塘腳沖刷等安全問題。所以，設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)結(jié)合防護(hù)對(duì)象需要，提高海堤的防潮標(biāo)準(zhǔn)，在易遭破壞的部位加強(qiáng)與之標(biāo)準(zhǔn)匹配的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升結(jié)構(gòu)安全可靠度，常運(yùn)用拼寬增穩(wěn)、打樁固基、拋石抗沖、固坡防浪、塘河排水等辦法實(shí)現(xiàn)。

海堤的首要任務(wù)是擋潮，堤頂高程要足夠高，尤其要滿足設(shè)計(jì)潮位越浪要求，但防浪海堤本身頻繁加高，結(jié)構(gòu)難以修得堅(jiān)固，而且與城市和周邊的環(huán)境不相協(xié)調(diào)。因此，考慮路堤結(jié)合、優(yōu)化擋浪墻結(jié)構(gòu)等型式，達(dá)到不明顯加高海堤堤頂高程、解決越浪和澇水破壞、提高防潮能力的目的，本文主要提出以下幾種方式：一是海堤背水側(cè)有拓展空間的，可以通過拼寬堤身，設(shè)置多級(jí)消浪平臺(tái)和堤后排水通道來(lái)實(shí)現(xiàn)消浪、擋潮的目的，如圖1所示；二是對(duì)于城市段有景觀、休閑功能要求的海堤，可以采用玻璃防浪墻等優(yōu)化防浪墻型式和局部適度退堤來(lái)實(shí)現(xiàn)岸帶空間親水便民，如圖2所示；三是對(duì)于提標(biāo)加固空間受限的海塘，護(hù)岸結(jié)構(gòu)可采用移動(dòng)式防洪墻兼做游步道的方式來(lái)節(jié)省空間，發(fā)揮水利設(shè)施多功能、多用途的作用，如圖3所示。

圖1 多級(jí)消浪平臺(tái)示意圖

圖3 移動(dòng)式防洪墻示意圖

海堤堤腳抗沖對(duì)于整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定尤為重要，可通過建造防波堤、盤頭、丁壩、潛堤、人工魚礁等養(yǎng)灘固沙輔助性工程，如圖4—5所示，減緩水體流速，促使泥沙淤積、生物礁形成，改善水動(dòng)力環(huán)境，達(dá)到破碎波浪、減緩底流、降低岸灘侵蝕的作用，消浪潛壩高程設(shè)定在設(shè)計(jì)高潮位附近，可明顯消除波浪爬高；建造盤頭、丁壩可有效抵御潮水頂沖，削弱潮水能量，保護(hù)堤腳。

圖4 盤頭與丁壩示意圖

海堤堤身結(jié)構(gòu)優(yōu)化也可作為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升的一條途徑。對(duì)于有拓展空間的海堤，通過拼寬堤身，放緩兩側(cè)邊坡，建造“矮胖型”堤身結(jié)構(gòu)，解決海堤堤身單薄的問題；對(duì)于建設(shè)空間限制的海堤，要從海堤內(nèi)部結(jié)構(gòu)與材料出發(fā)，例如采用樁基框架式海堤結(jié)構(gòu)、復(fù)合堤身材料等節(jié)約土地占用，提高整體性，防止?jié)B漏，減少沉降。

圖5 人工魚礁示意圖

3 打造生態(tài)空間

目前，海堤工程中硬性防護(hù)結(jié)構(gòu)和“白化”的外觀越來(lái)越受到人們?cè)嵅。残院５探Y(jié)構(gòu)切斷了海陸間水土交換通道，隔絕了生物間遷移，白化的外觀與僵硬、過于單一的形態(tài)也和周圍環(huán)境風(fēng)貌不相協(xié)調(diào)。所以，引入與自然相協(xié)調(diào)的生態(tài)元素，構(gòu)建更寬的緩沖帶和新的生境，考慮生態(tài)保護(hù)與人的親海訴求，是未來(lái)海堤建設(shè)的一個(gè)發(fā)展方向，如圖6所示。

圖6 海堤生態(tài)空間建設(shè)示意圖

未來(lái)生態(tài)海堤建設(shè)需將海陸生態(tài)空間進(jìn)行重新整合，聚焦塘前岸線生態(tài)修復(fù)、塘身生態(tài)化改造和塘后緩沖帶的構(gòu)建、增設(shè)潮汐通道、生物凈化等內(nèi)容。應(yīng)盡可能地保留海岸原有走勢(shì)與地形，符合水和泥沙動(dòng)力自然性規(guī)律；在堤前、堤后營(yíng)造有一定橫向空間的棲息環(huán)境，保留和修復(fù)原有灘涂植被，重構(gòu)海陸過渡廊道，將水系溝通連接，增加了水體流動(dòng)性，提升物能交換連通性；將硬質(zhì)和裸露的水系改造成濕地以凈化水質(zhì)，為當(dāng)?shù)匚锓N提供必要的棲息地，從而建立種群交錯(cuò)的梯度布局，逐步恢復(fù)海堤周圍生物群落的多樣性，提升生態(tài)空間功能價(jià)值和生態(tài)防潮御災(zāi)功能。

如圖7—9所示，堤頂可利用透水鋪裝、植被和生態(tài)排水收集設(shè)施，過濾儲(chǔ)存雨水，改善河道水質(zhì)。護(hù)面根據(jù)所處地形地質(zhì)條件、筑堤材料、水動(dòng)力特性進(jìn)行選擇，因地制宜采用生態(tài)格柵、生態(tài)護(hù)面、植被護(hù)坡等生態(tài)措施，迎水坡在加強(qiáng)護(hù)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，可拋設(shè)適宜海洋生物附著生長(zhǎng)的孔隙材料，如干砌塊石、多空隙生態(tài)混凝土塊等；背水坡在滿足穩(wěn)定及防滲要求的前提下，允許部分越浪的海堤，可采用預(yù)制螺母塊、混凝土連鎖塊、雷諾護(hù)墊、植物護(hù)坡等生態(tài)護(hù)坡形式。

圖7 砼聯(lián)鎖預(yù)制塊護(hù)坡示意圖

4 發(fā)揮綜合功能

目前，多數(shù)海堤在規(guī)劃上缺乏銜接，空間上缺少互動(dòng)，視覺上或物理上產(chǎn)生割裂，缺少親民便民設(shè)施。所以，結(jié)合國(guó)土空間規(guī)劃和土地綜合整治的契機(jī)，首先實(shí)現(xiàn)對(duì)海岸帶空間資源、功能優(yōu)化調(diào)整，尤其在產(chǎn)業(yè)、空間布局、配套設(shè)施與交通等方面，與城市道路、港口碼頭、公園綠地等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)融合起來(lái)，弱化工程痕跡，將休閑公園、慢行系統(tǒng)等納入其中，建設(shè)濱海經(jīng)濟(jì)帶、景觀帶和文化帶。其次，強(qiáng)調(diào)堤頂內(nèi)外互通，依托商業(yè)和社區(qū)公共功能布局，設(shè)置特色交通和換乘設(shè)施、景觀道路、慢行道，例如設(shè)置公交、軌道環(huán)線、輪渡碼頭等主干交通，實(shí)現(xiàn)海堤建成區(qū)與生活區(qū)、商業(yè)區(qū)等不同城市區(qū)域連通。設(shè)置慢行道、騎行道，增設(shè)空中走廊和地下通道等神經(jīng)末梢，將足跡延伸到海邊、綠地與廣場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)社區(qū)向公共用地與活動(dòng)空間的無(wú)縫銜接。

圖8 生態(tài)網(wǎng)墊護(hù)坡示意圖

圖9 三維植被網(wǎng)護(hù)坡示意圖

在功能拓展方面，對(duì)于城市區(qū)域，探索依水而生、與水共存，背坡填筑緩坡，縮小高差，構(gòu)造起伏地形，曲化柔化生硬線條，建成濱水公園、商業(yè)和休閑景點(diǎn)，讓建筑、景觀和基礎(chǔ)設(shè)施融為一體，將城市帶入公園，將公園引至海濱，可沿堤布置公園小品、驛站、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、游樂場(chǎng)、停車等設(shè)施，建造展館、人工沙灘，供居民休閑娛樂；對(duì)于鄉(xiāng)村郊野區(qū)域，根據(jù)地域特色，恢復(fù)海堤周邊自然生態(tài)，弘揚(yáng)傳統(tǒng)漁港、農(nóng)耕文化，植入科普教育、文化旅游等主題，圍繞山水廊道和歷史人文，重新激活人與水、人與海的親近關(guān)系，提供更多的觀景視角和親水方式；工業(yè)遺產(chǎn)區(qū)承載著工業(yè)時(shí)代帶來(lái)的榮耀與創(chuàng)傷，其本身就是城市記憶的重要組成，對(duì)其改造思路也是遵循由生產(chǎn)岸線逐步過渡到生活岸線這一定位，通過對(duì)原有特色建筑進(jìn)行保留，對(duì)碼頭、電廠、鐵路、船塢等設(shè)施進(jìn)行再利用，重新注入數(shù)字與科技的力量；對(duì)于古海塘、古建筑座落區(qū)，在保護(hù)和尊重基礎(chǔ)上，恢復(fù)其原始風(fēng)貌，實(shí)現(xiàn)歷史與文化價(jià)值的傳承。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在安全方面提出優(yōu)化堤身和防浪墻結(jié)構(gòu)與型式，采用不同消能抗沖策略等提升海堤整體結(jié)構(gòu)安全及防潮能力，生態(tài)上實(shí)現(xiàn)海陸生態(tài)空間連通，提升物能交換水平；功能上實(shí)現(xiàn)空間優(yōu)化拓展，弱化工程痕跡，將景觀、交通、文旅等安全+元素結(jié)合利用。今后，高標(biāo)準(zhǔn)海堤建設(shè)需注重區(qū)域發(fā)展，在國(guó)土空間規(guī)劃體系指引下，堅(jiān)持多規(guī)合一、陸海統(tǒng)籌、空間引導(dǎo)，政策融合，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生態(tài)資源、公共設(shè)施和文化風(fēng)貌等內(nèi)容，讓海堤回歸生態(tài)、空間開放共享、功能得到提升、綜合價(jià)值得以凸顯。