高標(biāo)準海堤建設(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設(shè)計院，浙江 杭州 310002;2.浙江省錢塘江流域中心，浙江 杭州 310020)

1 概述

浙江沿海為我國強潮區(qū)，近年以來強臺風(fēng)呈現(xiàn)加劇趨勢，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)受臺風(fēng)暴潮侵襲最為嚴重。處于海陸分界線上的海堤正是抵御自然災(zāi)害風(fēng)險的第一道屏障，在自然災(zāi)害來臨時，充分發(fā)揮海堤防護能力，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”工程防護轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浭健鄙鷳B(tài)防護，減緩海岸侵蝕，注重提升海岸生態(tài)服務(wù)功能，將是未來高標(biāo)準建設(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)計中需重點結(jié)合防護對象需要，提高海堤的防潮標(biāo)準，在易遭破壞的部位加強與之標(biāo)準匹配的結(jié)構(gòu)強度，提升結(jié)構(gòu)安全可靠度，常運用拼寬增穩(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)置多級消浪平臺和堤后排水通道來實現(xiàn)消浪、擋潮的目的，如圖1所示；二是對于城市段有景觀、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實現(xiàn)岸帶空間親水便民，如圖2所示；三是對于提標(biāo)加固空間受限的海塘，護岸結(jié)構(gòu)可采用移動式防洪墻兼做游步道的方式來節(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 多級消浪平臺示意圖

圖3 移動式防洪墻示意圖

海堤堤腳抗沖對于整體結(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，改善水動力環(huán)境，達到破碎波浪、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)強度提升的一條途徑。對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結(jié)構(gòu)和“白化”的外觀越來越受到人們詬病，硬性海堤結(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)保護與人的親海訴求，是未來海堤建設(shè)的一個發(fā)展方向，如圖6所示。

圖6 海堤生態(tài)空間建設(shè)示意圖

未來生態(tài)海堤建設(shè)需將海陸生態(tài)空間進行重新整合，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與地形，符合水和泥沙動力自然性規(guī)律；在堤前、堤后營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，過濾儲存雨水，改善河道水質(zhì)。護面根據(jù)所處地形地質(zhì)條件、筑堤材料、水動力特性進行選擇，因地制宜采用生態(tài)格柵、生態(tài)護面、植被護坡等生態(tài)措施，迎水坡在加強護面結(jié)構(gòu)強度的前提下，可拋設(shè)適宜海洋生物附著生長的孔隙材料，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、雷諾護墊、植物護坡等生態(tài)護坡形式。

圖7 砼聯(lián)鎖預(yù)制塊護坡示意圖

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，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)合國土空間規(guī)劃和土地綜合整治的契機，首先實現(xiàn)對海岸帶空間資源、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，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)濟帶、景觀帶和文化帶。其次，強調(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，實現(xiàn)社區(qū)向公共用地與活動空間的無縫銜接。

圖8 生態(tài)網(wǎng)墊護坡示意圖

圖9 三維植被網(wǎng)護坡示意圖

在功能拓展方面，對于城市區(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，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、運動場、游樂場、停車等設(shè)施，建造展館、人工沙灘，供居民休閑娛樂；對于鄉(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)時代帶來的榮耀與創(chuàng)傷，其本身就是城市記憶的重要組成，對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，通過對原有特色建筑進行保留，對碼頭、電廠、鐵路、船塢等設(shè)施進行再利用，重新注入數(shù)字與科技的力量；對于古海塘、古建筑座落區(qū)，在保護和尊重基礎(chǔ)上，恢復(fù)其原始風(fēng)貌，實現(xiàn)歷史與文化價值的傳承。

5 結(jié)語

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)上實現(xiàn)海陸生態(tài)空間連通，提升物能交換水平；功能上實現(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)準海堤建設(shè)需注重區(qū)域發(fā)展，在國土空間規(guī)劃體系指引下，堅持多規(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、綜合價值得以凸顯。