祝賀新 孟祥吉 于林平* 劉 歡

(1.大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院，遼寧 大連 116023； 2.中國建筑第二工程局有限公司北京分公司，北京 100000)

海岸的侵蝕分為兩類：第一類是短期性的，也可以說是季節(jié)性的，一般是指在大風(fēng)浪期間波浪將泥沙向遠(yuǎn)離岸區(qū)的方向進(jìn)行搬運(yùn)致使海灘上部甚至陸地遭受到?jīng)_刷；第二類是長期性的，主要是由于縱向輸沙不平衡所導(dǎo)致的，表現(xiàn)為海灘的剖面遭到侵蝕，海岸線不斷地向后偏移。相應(yīng)的海岸的防護(hù)措施分為硬防護(hù)、軟防護(hù)以及軟硬防護(hù)相結(jié)合的方式三類。海岸硬防護(hù)是指在海岸建筑物固體的海岸工程建筑物來對海岸進(jìn)行維護(hù)的，是作為一種傳統(tǒng)的防護(hù)方式進(jìn)行施工的，例如采用護(hù)岸、丁壩、離岸堤等多種形式的護(hù)岸[1]。一般應(yīng)用的建筑材料為：木樁、塊石、沙袋、混凝土塊堤等。具有施工容易，造價低，使用期長等特點。同時在一定的程度上也存在著弊端：一方面這種護(hù)岸的形式改變了海岸原始的泥沙動態(tài)平衡，進(jìn)而會帶來一些新的海岸侵蝕和淤泥堆積；另一方面護(hù)岸建筑物的出現(xiàn)使原有的自然風(fēng)貌得到了人為因素的改變，破壞了原有的地形地貌以及自然景觀，為了克服海岸硬防護(hù)的種種問題，人們又逐漸的開始傾向于海岸的軟防護(hù)。海岸的軟防護(hù)是指應(yīng)用自然沙為原材料進(jìn)行海灘人工喂養(yǎng)、人工輸沙和建造人工海灘等以達(dá)到恢復(fù)海岸自然風(fēng)貌的一種海岸保護(hù)措施[1]。而軟硬結(jié)合的防護(hù)措施是一種的組合形式，如離岸堤與人工養(yǎng)灘結(jié)合的形式。

1 海岸硬防護(hù)

海岸的硬防護(hù)分為兩種：第一種是通過對護(hù)岸、海堤隔斷波浪來進(jìn)行海岸的防護(hù)減少海岸的侵蝕;第二種是利用丁壩、離岸堤、人工岬角等護(hù)岸措施，以此來阻擋海岸的輸沙進(jìn)程，此種方式能夠有效地減少海岸的水土流失，防止海岸受到進(jìn)一步的侵蝕。

1.1 護(hù)岸

護(hù)岸工程是一種避免江河湖泊岸堤遭受水流、風(fēng)浪、浪潮的沖刷和侵襲，使主流線偏離被沖刷地段所采取的一種工程保護(hù)措施。護(hù)岸是直接與海岸相接觸的建筑物，護(hù)岸作為海濱陸地區(qū)域與海域的邊界，它的主要作用之一就是防止岸灘不能向后側(cè)侵蝕偏移，其作用之二是起到保護(hù)其后側(cè)岸灘的后濱部分或以人工填筑形式修建的陸地部分。經(jīng)常使用的防護(hù)措施有:1)直接對岸坡進(jìn)行加固，在岸坡上植樹、種草;2)在岸坡上采用拋石或砌石進(jìn)行護(hù)岸，如圖1所示。

護(hù)岸工程的基本類型：一般將護(hù)岸工程分為坡式護(hù)岸、壩式護(hù)岸、墻式護(hù)岸以及其他形式的護(hù)岸等等。1)坡式護(hù)岸：是指將建筑材料或建筑構(gòu)件直接鋪設(shè)在灘岸的臨水坡面上，形成連續(xù)的覆蓋層，這樣就能夠很好的防止水流和風(fēng)浪的沖刷和侵蝕。采用這種護(hù)岸的防護(hù)形式，可以按照順?biāo)鞣较蜻M(jìn)行施工布置，同樣它具有：斷面臨水面坡度較緩，對水流的影響較小，也不影響航運(yùn)等優(yōu)點，因此被廣泛的應(yīng)用。在我國的長江中下游一些河式比較穩(wěn)定，水深且水流急速的地區(qū)一般會采用坡式護(hù)岸的方式。2)壩式護(hù)岸：作為一種間接性的、有重點防護(hù)的護(hù)岸方式，它是在堤防、灘岸基礎(chǔ)上修建丁壩、磯頭、順壩，起到引導(dǎo)水流離開岸的作用，可以有效的防止水流、風(fēng)浪對堤岸的沖刷和侵蝕。這種護(hù)岸的形式一般在黃河上應(yīng)用較多。3)墻式護(hù)岸：靠自重穩(wěn)定，要求地基能夠達(dá)到一定的承載能力。如果采用這種護(hù)岸的形式，可順著堤岸的方向進(jìn)行設(shè)置。而且這種護(hù)岸的形式具有斷面小，占地少的優(yōu)點，一般適用于河道斷面窄，受水流沖刷嚴(yán)重的地區(qū)，例如城鎮(zhèn)、重要的工業(yè)區(qū)等。4)對于其他形式的護(hù)岸：樁式護(hù)岸是指應(yīng)用木樁、鋼樁、預(yù)制鋼筋混凝土樁和板樁為材料構(gòu)成板樁式、樁基承臺式以及樁石式護(hù)岸[1]。

1.2 丁壩

丁壩是一種將岸線垂直布置、突入海中的堤壩。在海邊或河流邊，我們經(jīng)常會看到岸灘結(jié)構(gòu)類似一個“丁”字型的水利建筑，那就是“丁壩”，如圖2所示。由于丁壩的一側(cè)與河(海)相接，另一側(cè)伸入到水域中，與堤岸構(gòu)成了一個“丁”字形，因此我們稱它為“丁壩”。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以有效的減輕對堤塘的沖擊作用，延長堤塘的使用壽命和年限以及抗潮強(qiáng)度等。丁壩一般與河岸呈現(xiàn)丁字形，與水流的方向呈60°～90°的構(gòu)造物，其作用是使水流遠(yuǎn)離河岸和構(gòu)造物，讓泥沙在壩的根部附近形成新的水邊線，以此來達(dá)到保護(hù)河岸使河岸免遭沖刷的目的。與此同時，丁壩不僅在改善航道以及保護(hù)水生態(tài)平衡上起到了顯著的作用，同樣也削弱了對海岸的侵蝕，促進(jìn)了壩田淤積，長時間的淤泥堆積也會生成新的海灘，進(jìn)而達(dá)到了保護(hù)海灘的目的，如圖2所示。

1.3 離岸堤

離岸堤一般建造在離岸水域中，是一種平行于海岸的堤壩，離岸堤與岸會保持一定的距離。其作用是用于減小波浪能、保護(hù)海岸，如圖3所示。波浪在離岸堤的繞射下，會導(dǎo)致離岸堤與岸線之間的掩護(hù)區(qū)內(nèi)的浪高逐漸降低，方向會趨向于掩護(hù)區(qū)，致使沿岸和橫向兩個方向上的輸沙得以改變，掩護(hù)區(qū)內(nèi)沿岸輸沙能力也會減弱。自上游側(cè)輸入的泥沙將在離岸堤后沉積下來，使得該處的岸線逐漸出現(xiàn)突出的沙體，這樣可以起到恢復(fù)海岸的作用。由此可見，離岸堤的攔沙作用與丁壩的較為相似，都會在其下游部分出現(xiàn)海岸侵蝕的現(xiàn)象，如圖3所示。

2 海岸的軟防護(hù)

由于海岸的硬防護(hù)存在許多的不足，人們又逐漸的傾向于采用海岸的軟防護(hù)。海岸的軟防護(hù)是指應(yīng)用自然沙為材料進(jìn)行海灘人工喂養(yǎng)、人工輸沙和建造人工海灘等以此來恢復(fù)海岸達(dá)到自然狀態(tài)的一種海岸防護(hù)措施[1]。此種方式是以海岸自身的恢復(fù)情況為出發(fā)點，沒有人為強(qiáng)制性的干涉，順其自然改變海岸的自然狀態(tài)。

2.1 人工養(yǎng)灘

人工養(yǎng)灘是一種用于保護(hù)受侵蝕海岸的防護(hù)措施，簡單的可以理解為從海里或陸地上的沙源中取沙，然后將這些取走的泥沙填筑在被侵蝕的海灘上。經(jīng)過實踐得出結(jié)論,人工養(yǎng)灘不僅能夠在擴(kuò)寬和穩(wěn)固海灘上起到?jīng)Q定性的作用,還能在海中形成大片灘地[2]。目前我國已有多座城市建立數(shù)十處人工養(yǎng)灘工程，例如：香港、廈門、青島、天津、秦皇島等[3]。在我們身邊最為熟知的就是大連星海灣建造的人工養(yǎng)灘工程。由于海灘具有消耗波能的作用，同時對臨近區(qū)域的海灘影響較小，使得人工海灘成為了最簡捷并且最自然的海岸防護(hù)措施，現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)越來越被全國各地所應(yīng)用。毋庸置疑如果能夠獲取充足沙源的情況下，人工海灘這種技術(shù)應(yīng)該是一種最佳的并且最便捷的海岸防護(hù)措施。

2.2 人工魚礁

人工魚礁是指由一個或多個自然或人造物體組成，并且將其有目的的設(shè)置在海底，具有改變海洋生物資源與改善環(huán)境的作用，在此基礎(chǔ)之上又能夠促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種人工措施[4]，如圖4所示。人工魚礁技術(shù)屬于海岸生物防護(hù)措施的一種。所謂海岸生物防護(hù)，從概念上講就是利用一些海岸生物、海洋植物等對海岸進(jìn)行保護(hù)的一種措施，并且還可以達(dá)到消浪的目的。類似的技術(shù)還有：人工植被、人工礁石等等。這些天然材料可以代替那些傳統(tǒng)的砌石，同樣可以達(dá)到自然恢復(fù)海岸生態(tài)環(huán)境的效果，這種方式是目前最符合我國提出的生態(tài)平衡建設(shè)的發(fā)展理念的。此種方式不僅取得了很好的護(hù)岸效果，還能為生物提供好的棲息環(huán)境，改善水域的生態(tài)環(huán)境，為生物提供繁殖、生長的場所，有利于生物的繁衍，提高生物的產(chǎn)量。

2.3 人工輸沙

人工輸沙是指應(yīng)用水力機(jī)械的方式向需要護(hù)岸地區(qū)進(jìn)行人為的輸沙作業(yè)活動。隨著近些年旅游行業(yè)的快速發(fā)展，人們對自然海岸景觀的要求也逐漸增多。因此，人們開始了著力的對海灘進(jìn)行發(fā)展和修復(fù)。在我國沿海地區(qū)，優(yōu)質(zhì)的海灘少之甚少，因此人們開始研究用人為的方式輸送一些優(yōu)質(zhì)的泥沙，這樣不僅解決了岸灘的水土流失，同樣也滿足了旅游行業(yè)的發(fā)展，使得我國經(jīng)濟(jì)也得以提高。例如，天津東疆港修建的人工沙灘、濰坊人工沙灘、贛榆人工沙灘、廈門同安灣人工沙灘、撫仙湖人工沙灘等[5]。

2.4 植物防護(hù)

在一些沿海地區(qū)海灘上會種植大量的紅樹林，蘆葦?shù)戎参铮@些植物可以起到顯著地消波保護(hù)岸灘的作用，我們稱這種護(hù)岸的方式為植物防護(hù)，如圖5所示。例如，紅樹林這種植物起到了護(hù)岸的效果。在保護(hù)沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)和護(hù)岸方面起到了重要的作用。近些年來，人們越來越重視對于海灣和河口地區(qū)生態(tài)平衡的維護(hù)，人們逐漸的認(rèn)識到抵御海潮和風(fēng)浪等自然災(zāi)害以及防治近海海洋污染等方面是十分重要的[6]。1986年，我國廣西沿海地區(qū)發(fā)生了特大的風(fēng)暴浪潮，這次風(fēng)暴致使合浦縣398 km的長海堤遭受大面積的破壞，破壞的長度約294 km。但是在種有紅樹林處的海堤就不易遭受到破壞，經(jīng)濟(jì)損失也就很小，這讓人們越發(fā)的感受到紅樹林是保護(hù)神。與此相關(guān)的案例還有在2004年12月26日這一天，在印度洋海嘯事件中，由于紅樹林優(yōu)異而突出的表現(xiàn)，讓紅樹林擁有了“海岸衛(wèi)士”這一盛名并在全球快速傳播：海嘯的破壞范圍多達(dá)12個國家和地區(qū)，但是令人意想不到的是在印度泰米爾納德邦的瑟納爾索普漁村，距離海岸僅幾十米遠(yuǎn)的172戶家庭卻幸運(yùn)地避開了這次海嘯的襲擊。事后相關(guān)專家進(jìn)行實際的考察調(diào)研得到的原因正是因為海岸上生長著一片茂密的紅樹林。因此，紅樹林由于能夠很好地抵抗風(fēng)暴浪潮而被廣泛的應(yīng)用。

3 組合護(hù)岸措施

以上介紹了“硬防護(hù)”與“軟防護(hù)”的類型，每一種護(hù)岸的形式都具有各自的優(yōu)點和缺點。因此，應(yīng)用這些護(hù)岸形式之前要進(jìn)行相應(yīng)的綜合評價，把所采取措施的不利因素與有利因素進(jìn)行充分的認(rèn)識和分析。盡可能的去了解每項護(hù)岸形式，護(hù)岸的措施、功能、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。隨著人們的護(hù)岸要求的不斷增加，現(xiàn)在的技術(shù)又逐漸的傾向于“軟硬防護(hù)相結(jié)合”的形式，例如：海墻護(hù)岸與人工養(yǎng)灘相結(jié)合的方式、離岸堤與人工養(yǎng)灘相結(jié)合的方式等等。這種軟硬防護(hù)相結(jié)合的技術(shù)對于岸灘的防護(hù)起到了更完整的效果。

4 結(jié)語

本文針對目前我國海岸防護(hù)工程的類型進(jìn)行分類和說明，未來我國海岸防護(hù)的發(fā)展趨勢將會逐漸的傾向于海岸的軟防護(hù)以及軟防護(hù)與硬防護(hù)相結(jié)合的方式。隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，人類也會越發(fā)重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。海岸防護(hù)的類型也會逐漸的向多元化的趨勢進(jìn)行。盡管我國在海岸侵蝕與防護(hù)方面做了不少的研究與實踐工作，但是與發(fā)達(dá)國家相比之下，我國在海岸防護(hù)方面能夠同時兼顧到海岸生態(tài)與環(huán)境保護(hù)這一點還有很長的路要走[7]。

參考文獻(xiàn):

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[3] 莊振業(yè),曹立華,李 兵,等.我國海灘養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì),2011(3)：133-139.

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[5] 徐 嘯，佘小建，毛 寧.人工沙灘研究[M].北京：海洋出版社，2012.

[6] 陳桂珠，曾綺微，彭友貴．廣東林業(yè)生態(tài)省建設(shè)與紅樹林保護(hù)[J]．生態(tài)科學(xué)，2004，23(2)：171-174．

[7] 左其華.中國海岸工程進(jìn)展[M].北京:海洋出版社，2014:894-911.