生态海堤防护的研究与应用

林立

（中环宇恩（广东）生态科技有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

海堤防护建设对于沿海地区稳定发展有重要作用，是区域健康稳定建设的基础。维护了沿海地区海岸稳定和安全，为当地的经济建设与社会发展提供保障。生态化的海堤防护工作，重点强调的是在保护生态环境基础上，尽可能实现海堤防护的优化，保证区域景观不受影响，能发挥防护作用。

1 海堤防护生态化建设作用

海堤防护工程项目是国家水利工程项目建设的重要组成部分，同时也是保护沿海地区环境的重要举措。海堤作为沿海地区抵抗潮水和波浪的专用地方建筑，其防浪结构和土体防渗是影响区域环境和生态发展的重要内容。海堤主要受到风浪与潮汐的影响，在台风天气、风暴天气时，有可能出现高度超过5m 的近岸浪潮。虽然这种高水位的状态不会持续过久，但是其对海堤和周围建筑产生的影响仍不可小觑[1]。

如果不能实现有效的海堤防护，可能会对沿岸地区造成严重的经济和社会损失。我国海岸线较长，许多重要的国家工程都分布在沿海地区，所以要充分做好浪潮风暴的防护工作。以海堤防护工程为主，在防灾减灾当中，以贴近实际的理念和想法，对海堤进行优化设计，把握好工程项目的建设标准，提高海堤防护工程质量，加强对沿海地区人民生命和安全的防护，同时也对地方经济发展有积极推动作用。

2 海堤防护生态化建设原则

2.1 安全性

海堤是沿海地区防御风暴浪潮等重大灾害的第一道防线，同时也是保护公共财产与人民人身安全的安全线，在其规划和建设中，要坚持功能性为重要前提，并严格按照国家相关规定和管理办法，确定建设的范围与内容，加强防护安全管理，确保建设的安全性和稳定性，充分发挥生态海堤在防灾、减灾和灭灾方面的经济效益和社会效益[2]。

2.2 适宜性

在进行生态化海堤防护建设中，需要根据我国不同地区环境特点和当地生态系统的建设需要，因地制宜，对规划设计出更具有针对性的海堤结构。例如搭建生态、结构、材料、绿色与动植物群落化等模式，都可以在结合当地特色的基础上进行合理开发和建设。坚持适宜性原则，以科学合理的规划模式提升海堤的区域适应性。

2.3 生态性

将生态型发展原则，作为生态海堤建设的核心原则，坚持落实保护、提升与恢复，对原有都会海岸带进行建设。在规划设计和施工建设过程中，积极推进减少生态系统负面影响的设计模式，并提高不同区域之间的能量交换，加强对生物、自然、基岩等多种区域的规划和保护，充分发挥沿海生态系统自然防护的能力，为区域生态化建设和发展奠定基础。

3 生态海堤防护应用

3.1 案例概述

B 海堤工程位于Y 开发区，在开发区内公园的西南侧，海堤整体走向为东北—西南向，长度约为0.7km，处于两河口交汇处，最大基础冲蚀深度为2m，桩顶地面标高为1.7m，预计擦用拉森钢板桩打入5m 深度，中间不设支撑[3]。基础范围内的地层分布情况如表1 所示。

表1 基础范围内地层分布

3.2 结构设计

3.2.1 基本假设

均匀分布施工荷载20kPa；水土压力分算，取土体力学指标固结快剪峰值平均数；结构设计中取综合安全系数。

3.2.2 设计计算

粉质黏土ϕ 为18.9 度，粗砂ϕ 为30.9 度，因此，土体力学指标平均为ϕ=24.9 度。经过计算得到主动和被动土压力系数分别为0.41 和2.45，主动和被动压力分别为24.3kPa 和145.5kPa。

计算水压力时，按照静水状态下的水压力值进行计算，得到主动侧和北东侧的压力分别为：

在考虑到桩板墙与土体之间的摩擦作用时，可以将装板墙前与后方的被动压力分别和修正系数相乘，得到的数值不折减主动压力侧，以保证整体结构的安全性。

当沿海一侧的装板冲蚀深度为2m 时，需要调整整体的长度，当其设定为5.8m 时，可以提高整体稳定性，如果冲蚀深度为1m 时，则长度要缩短至4.8m。在综合考虑到海堤的实际运行条件时明确当沙滩冲蚀深度超过1m 时，会影响周围的景观效果产生影响，此时，要使用推土机将流失沙土推平，以满足海滩游乐需要。

3.3 实施要点

3.3.1 前齿墙一级坡施工

前齿墙位于海平面下方，当涨潮之后，整体结构会完全被海水淹没。一般情况下，建设人员会选择填筑围堰方式，但是在遭遇大风大浪等特殊天气时，围岩不容易填筑，所以要先进行前齿墙和一级坡施工之后，再使用水玻璃涂抹，保证整体结构稳固。以梅花状结构形式进行挡浪桩的安放，在施工中，先进行现场的调查与勘探，确保设计图纸中技术的实际操作有效性。如果施工期间出现与设计方案或者和实际情况不相符的问题，要建立科学测量与控制网络，对建筑防线进行精准定位，保证施工方案和实际情况能够协调处理。此外，还要做好施工管理，确保现场施工的材料、设备的人员有序进入，根据不同材料材质和施工要求，分别进行管理，并进行现场材料的入库检验。

3.3.2 消浪拱二级坡施工

在二级坡施工中，主要二级坡的混凝土槽型块与石护坡两种形式分别进行施工建设。比如，在对混凝土槽型块的部分进行施工优化时，先要订做模板，并将四个作为一组，施工建设前，采用横向、纵向交错方式进行布置，采用这种方法，能确保施工建设区域的表面整体厚度满足设计要求，而且，在进行建筑时，先使用砂浆砌筑，之后再使用石材分层建设，综合运用内外搭棚，上下错缝，方式加强结构稳定性。在操作中，要严格根据设计标准和施工规范展开，避免出现建设问题。

3.4 优化策略

3.4.1 材料优化

在进行海堤材料生态化建设中，要应用绿色环保的材料。根据当地生态环境规划需要，使用对生态系统无害化的材料，有利于恢复生态微环境，改善当地生态保护条件，创造更多多样化的生物栖息空间，促进原有海岸带生态系统实现自我修复。例如，合理搭配组合天然块石、产卵礁石等本土耐盐碱性较强的生态化植物，选择空隙率高的混凝土材料，提高稳定性。

3.4.2 结构优化

在进行结构优化的过程中，要重点考虑到堤前岸滩生态化的建设。为实现生态堤防保护和恢复特征，并在现有的基础上，进一步提升生态功能，要坚持因地制宜原则，针对不同环境条件和海岸的类型，以恢复堤前地貌和生态环境的方式，丰富区域的生物群落，以此对不同海岸类型进行更具体和生态化的建设。

例如，在淤泥质海岸的修复中，要恢复原有潮间带底栖息生物群落，重视具有耐碱性的本土植物，动物群落的恢复坚持自然恢复为主要模式。对生物海岸恢复中，以保护和自然恢复为主，同时要充分发挥生物海岸的天然防护作用。对于出现的局部受损的情况，要采用生态修复措施，并提高邻近海域的生态功能。

在海堤结构的优化中，同样要从生态性方面着手。以创造并改善海堤断面结构和护面结构的方法，强化区域的生态机能。例如，以缓坡花如海的模式，将分级台阶式和分级缓坡式相结合。这种方式更有利于水中生物的附着，丰富海岸附近生物种类，实现生物多样性。此外，还可以投放基质，在海堤的断面结构位置，投入适当的水中生物生长基质，比如，使用生物礁和生态型消波块等基质，为海洋生物的生长创造有利条件。改善防护结构的表面，适当增加裂缝、纹理、凹坑等结构，使用麻绳等材料，加强岩石下方区域的防护性。以生态格栅和生态护面等方法，加强护面结构稳定。使用天然石块或者带有缝隙、孔洞的水泥块，在填充之后，保证格宾网箱和人工鱼礁护底结构稳定。

3.4.3 绿植优化

恢复生物群落，以保护并提升原有海岸带生态系统功能为依托，实现海堤建设和海岸带生态系统规划的和谐统一。避免对生物多样性产生负面影响，并破解传统海堤引发的生态和环境之间的问题，提升区域的生态功能，针对不同类型，修复堤前地貌，完善区域生态系统。在对当地植物进行优化时，需要考虑到不同植物的品种，以及相互之间搭配和适应性特征。例如，根据我国围填海工程项目的生态建筑技术要求中的规定，再合理选择对适合的绿色植物。参考向海、背海侧的植物名录，以最适合当地生长条件且具有较强抗灾害能力的植物作为基础性种植植被。绿化建设中，考虑到植物的防风抗浪特性，通过选择适合种植宽度，注重植被覆盖率与根系密度的管理和保护。例如，构建出灌木和草木相结合、多种类型植被交错分布的模式，不仅可以提供生物的多样性，还能充分发挥绿色化建设的综合减灾与灭灾的效能，创造具有观赏价值的海堤绿色植物景观带。

4 总结

综上所述，生态海堤防护对维护沿海地区的生态安全与社会稳定有重要影响，对此，相关领域的工作人员要在推进区域经济化建设的同时，重点关注海堤作为水利建设体系重要组成部分的影响，实现国家经济建设与生态建设的联合发展，从设计、施工和优化方面提高项目工程的安全性。