摘要 根據(jù)我國(guó)海堤防洪工程的建設(shè)情況，對(duì)其基本概念和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，對(duì)海堤的形式與設(shè)計(jì)等基本要素進(jìn)行了探討，以期為海堤防洪工程建設(shè)提供參考。
關(guān)鍵詞 海堤；防洪工程；形式；設(shè)計(jì)；基本要素
目前，我國(guó)已建海堤13 830 km，達(dá)標(biāo)海堤6 624 km，占海堤總長(zhǎng)的47.9%，為抗御臺(tái)風(fēng)暴潮災(zāi)害提供了重要保障。近年來，我國(guó)沿海遭遇臺(tái)風(fēng)襲擊的頻率明顯增大，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來極大損失，提高防潮標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)海堤，對(duì)提高防御沿海風(fēng)暴潮的能力有著極為重要的意義[1-4]。隨著防洪理念的更新，建設(shè)以提高河流多樣性為特征的生態(tài)河流的觀念得到重視，對(duì)防洪的認(rèn)識(shí)也由過去的防洪工程治理開始逐步轉(zhuǎn)變到合理利用洪水資源和對(duì)河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。就生態(tài)景觀而言，我國(guó)海堤中存在著缺乏景觀性、破壞海岸的自然形態(tài)、破壞濕地系統(tǒng)、缺乏沿海防護(hù)林建設(shè)、缺乏綠地系統(tǒng)規(guī)劃和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的問題。現(xiàn)對(duì)海堤防洪工程設(shè)計(jì)的基本要素作一探討。
1海堤防洪工程簡(jiǎn)介
堤防工程是在沿江河、湖泊、海洋的岸邊或蓄滯洪區(qū)、水庫庫區(qū)周邊修建的防止洪水漫溢或風(fēng)暴潮襲擊的擋水建筑物，是人類抗洪實(shí)踐中使用最早而且至今仍被廣泛應(yīng)用的一種重要的防洪工程。海堤尚沒有明確的定義，按詞語解釋是指為防御風(fēng)暴潮水對(duì)防護(hù)區(qū)的危害而修筑的堤防工程，有的地方稱為海塘、海擋或防潮堤，修建于河流出口處的堤防，處于陸地與海洋交接的沿海地帶。由于其特殊的地理位置，海堤與河堤相比，受漲潮和落潮的影響較大，受到風(fēng)浪破壞作用較大，風(fēng)暴引起海浪襲擊，高水位持續(xù)時(shí)間甚短，尤其是當(dāng)臺(tái)風(fēng)侵襲時(shí)，近岸浪高可達(dá)4～5 m。對(duì)于強(qiáng)潮河流，海堤防規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真考慮海浪、風(fēng)浪、增水等相互影響，堤防斷面也要求較大，并遠(yuǎn)較河堤堅(jiān)固。海堤臨水面一般設(shè)有消波效果較好的防浪設(shè)施，另外多采用生物與工程相結(jié)合的保灘護(hù)堤措施。
2海堤的形式
2.1海堤的斷面形式
海堤的斷面可分為斜坡式、陡墻式和混合式3種。斜坡式海堤一般是指迎水坡比＞1的海堤，包括土堤和土石混合堤，需在迎水面設(shè)置護(hù)面保護(hù)。斜坡式海堤的優(yōu)點(diǎn)是迎水面較平緩，防浪效果較好，地基應(yīng)力分布較分散均勻，對(duì)地基要求較低，穩(wěn)定性好，施工簡(jiǎn)易，便于修復(fù)。其主要缺點(diǎn)是斷面大，占地多，需較高的堤頂高程。陡墻式海堤一般是指迎水坡比＜1的海堤，迎水面一般用塊（條）石、混凝土砌筑，墻后設(shè)置碎石反濾層或土工布反濾，同時(shí)在后方填筑土方。其優(yōu)點(diǎn)是斷面小，占地少，工程量較省，堤頂高程可略低，施工時(shí)采用“土石并舉，石方領(lǐng)先”的方法，以減少土方被潮流沖刷流失。其缺點(diǎn)為堤基應(yīng)力較集中，對(duì)地基要求較高，堤前波浪底流速較大，需采取護(hù)腳防沖措施，波浪作用強(qiáng)烈，對(duì)海堤破壞性較大，因此對(duì)砌石結(jié)構(gòu)要求較高，堤頂及內(nèi)坡也要采取適當(dāng)防護(hù)措施。海堤設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)斷面形式的選取既要經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，又要因地制宜、就地取材，要根據(jù)各種堤型特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件（地形、地質(zhì)、潮汐、風(fēng)浪、水流等）、當(dāng)?shù)夭牧�、施工條件、運(yùn)行和管理要求、工程造價(jià)和工期等因素，進(jìn)行綜合分析研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定。正確選擇海堤的斷面型式，對(duì)保證海堤防洪安全具有重要意義。
2.2海堤護(hù)岸消浪形式
海堤護(hù)岸消浪形式有：塊石消浪和混凝土異型塊體消浪，護(hù)面加糙消浪，以及其他形式消浪。拋填塊石是一種比較原始、簡(jiǎn)單的消浪方法，分為不分級(jí)塊石和分級(jí)塊石2種。20世紀(jì)50年代提出了混凝土異型塊體消浪的方法，與普通的塊石護(hù)面或混凝土板護(hù)面相比，混凝土異型塊體具有消能效果好、降低堤頂高程、斷面經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性強(qiáng)和施工方便的優(yōu)點(diǎn)。護(hù)面加糙消浪也是目前海堤和護(hù)岸中廣泛采用的消浪方法，護(hù)面加糙有上凸式加糙和下凹式加糙2種方式。其他消浪方式有設(shè)置消浪平臺(tái)、堤頂設(shè)置防浪墻、潛堤、生物消浪等。
3海堤的設(shè)計(jì)
3.1海堤設(shè)計(jì)依據(jù)
海堤工程設(shè)計(jì)可參考的相關(guān)規(guī)范有《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94）、《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-98）、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）、水利部《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL435-2008）和《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ50-92）等。在沿海各省一般都根據(jù)各自情況制定了相應(yīng)的相關(guān)規(guī)定。
3.2海堤防潮標(biāo)準(zhǔn)
海堤工程是保障防護(hù)區(qū)防護(hù)對(duì)象避免或減少風(fēng)暴潮帶來的災(zāi)害損失，是一種防御性工程，其防潮標(biāo)準(zhǔn)由防御對(duì)象的重要程度決定。與一般河堤相同，防潮標(biāo)準(zhǔn)的高低主要決定于堤防安全與經(jīng)濟(jì)投資的關(guān)系。因此，必須分析保護(hù)區(qū)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來確定防潮標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用中，大部分情況下都是直接按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》來確定海堤的防潮標(biāo)準(zhǔn)，只有在少數(shù)特殊情況下（如有特殊保護(hù)對(duì)象的工程中）應(yīng)通過保護(hù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析來論證防潮標(biāo)準(zhǔn)。此外，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)海堤的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)靈活把握，對(duì)遭受潮水災(zāi)害或失事后損失巨大、影響十分嚴(yán)重的海堤工程，防潮標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)提高；對(duì)遭受潮水災(zāi)害或失事后損失和影響較小的海堤工程，防潮標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低。我國(guó)已建海堤主要依據(jù)各省的相關(guān)規(guī)定，按照海堤的保護(hù)范圍和保護(hù)對(duì)象的防潮要求來確定防潮標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)規(guī)范中，只有原則性的規(guī)定，而沒有具體的量化指標(biāo)，缺少科學(xué)規(guī)范化的管理。其所采用的潮位標(biāo)準(zhǔn)比其他一些國(guó)家規(guī)定的防潮標(biāo)準(zhǔn)顯然偏低，特別是風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn)比歷史上出現(xiàn)的最大風(fēng)力要小得多。由于沒有專門的海堤防潮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可循，防潮標(biāo)準(zhǔn)的制定可大致遵循以下原則：一是通過互聯(lián)網(wǎng)檢索；二是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與考察；三是函調(diào)和征求意見；四是分析統(tǒng)計(jì)；五是組織專家咨詢；六是典型案例核算。
3.3海堤堤頂高程的確定
海堤堤頂高程是海堤的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，它決定了堤防是否具有足夠的高度來防御海水及其波浪的沖擊。風(fēng)浪是造成堤頂越浪、海水漫溢和海堤損壞的重要因素，由于強(qiáng)烈的海浪沖擊作用，堤頂設(shè)計(jì)時(shí)需要加上合適的堤頂超高。堤頂高程的確定方法主要有2種：一是控制波浪爬高，另一種是控制平均越浪。2種方法相互比較，綜合確定堤頂高程，重要的海堤需通過試驗(yàn)確定堤頂高程。
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