韓 宇，曾 劍，葉建軍，周 鑫，吳海泉，魯?shù)义|，員 鵬

（1.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設計研究院），浙江 杭州 310020；2.浙江省錢塘江流域中心，浙江 杭州 310020；3.自然資源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012）

1 問題的提出

海堤是在海岸地區(qū)修筑的一種防潮擋浪的水工建筑物，是抵御潮浪侵襲、保障沿海人民生命財產(chǎn)安全的重要屏障。截至2019年底，浙江省已建成一線標準海塘2 000余千米，基本形成浙江沿海防臺御潮體系，在防御洪潮災害中發(fā)揮了重要作用。2018年，習近平總書記在中央財經(jīng)委員會第三次會議上指出，要實施海岸帶保護修復工程，建設生態(tài)海堤，提升抵御臺風、風暴潮等海洋災害能力。2020年，浙江省委省政府作出實施海塘安瀾千億工程的決策部署，提出建設“安全、生態(tài)、融合、引航”的“安全+”高標準生態(tài)海塘的目標。但是對標生態(tài)海堤（塘）建設標準，浙江省現(xiàn)有海塘存在自身生態(tài)性不足、生態(tài)系統(tǒng)減災功能未協(xié)同發(fā)揮等問題。本文在總結(jié)國內(nèi)生態(tài)海堤研究和實踐的基礎(chǔ)上，提出生態(tài)海堤的基本概念和主要組成，并以溫州市海岸帶保護修復工程為案例探討生態(tài)海堤的方案設計。

2 國內(nèi)生態(tài)海堤建設實踐

我國生態(tài)海堤建設實踐始于采取生物措施保灘護堤，生態(tài)文明建設上升為國家戰(zhàn)略后，廣西、廣東、浙江、上海等地區(qū)也開展了生態(tài)海堤建設探索，在堤前、堤身、堤后等區(qū)域取得了積極成效（見圖1）。廣西壯族自治區(qū)建設防城港市西灣紅沙環(huán)生態(tài)海堤工程[1]，通過“海堤+紅樹林”的組合模式，提升景觀效果和防護功能，并為海洋生物提供棲息地。廣東省珠海市三灶灣海堤按照海綿城市及系統(tǒng)治理理念，圍繞保障水安全、建設水景觀、傳承水文化等策略，將橋梁、海洋、社區(qū)、民俗、海洋、水閘等元素融入到三灶灣海堤碧道建設中，并將二號主排河、金灣立交濕地公園、金湖公園等納入碧道輻射范圍，最終將三灶灣海堤碧道建設成具有濱海特色的城鎮(zhèn)型碧道。深圳市東部海堤重建工程（三期）中的楊梅坑段[2]努力實踐全球“基于自然”的理念，實施外堤、中堤、內(nèi)堤“三重海岸防線戰(zhàn)略”，旨在系統(tǒng)解決防潮安全、自然保育和環(huán)境品質(zhì)提升等問題，兼顧休閑、旅游、文化功能。上海市南匯新城臨港大堤注重堤前植被生態(tài)系統(tǒng)的營造，較好應用了堤前、堤身、堤后的空間構(gòu)造理念，有效串聯(lián)海岸帶地區(qū)的生態(tài)空間，提升海堤沿線綠化水平。結(jié)合海堤提標加固和海岸線整治修復工作，近年來浙江省在平湖市獨山港區(qū)、杭州灣庵東邊灘、臨海市白沙灣、溫州市七都島等開展了堤前濕地修復、堤身景觀美化綠化的相關(guān)建設工作，也可以認為是生態(tài)海堤理念的探索實踐。

圖1 全國各地生態(tài)海堤建設實踐案例圖

3 生態(tài)海堤的概念和組成

3.1 基本概念

目前國內(nèi)對生態(tài)海堤尚無統(tǒng)一明確的概念定義，但是相關(guān)學者在各項研究和工程實踐中總結(jié)了部分經(jīng)驗。范航清等[3]提出生態(tài)海堤至少要滿足物理、生態(tài)和文化三大功能：一是物理抵御、減災防災是海堤最主要的功能；二是應盡量保留或人工營造接近于自然的植被與景觀要素，盡可能維持所在海域原有的海洋生命基本過程；三是應滿足當?shù)匦蓍e、娛樂及科普教育的需求。田鵬等[4]認為生態(tài)海堤應在優(yōu)先考慮海堤防潮擋浪功能的基礎(chǔ)上，采用人工修復和自然恢復相結(jié)合的方法，形成抵御海洋自然災害的海岸帶生態(tài)防護體系，實現(xiàn)岸線自然化、生態(tài)化、景觀化的目標?？紫槊蚚5]提出“生態(tài)海堤”是一種既能滿足傳統(tǒng)意義上的防潮擋浪功能，又能為生態(tài)群落提供棲憩場所的全新海堤結(jié)構(gòu)型式。趙鵬等[6]認為生態(tài)海堤是滿足海洋災害防護要求、模擬濱海生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程，具有生態(tài)功能和美學價值的復合生態(tài)系統(tǒng)?？偨Y(jié)國內(nèi)生態(tài)海堤建設實踐經(jīng)驗和相關(guān)研究進展，結(jié)合浙江省生態(tài)環(huán)境特征，筆者認為生態(tài)海堤是具有達標防潮御災能力，與自然海岸生態(tài)功能相統(tǒng)一的沿海防護建筑物（見圖2）。

圖2 生態(tài)海堤建設概念圖[7]

3.2 空間組成

生態(tài)海堤的空間組成基本包括堤前濕地帶、堤身結(jié)構(gòu)帶、堤后緩沖帶3部分（見圖3）。

圖3 生態(tài)海堤結(jié)構(gòu)剖面示意圖

（1）堤前濕地帶：應具有較完整的潮間帶地貌結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定豐富的生物群落，自然和諧的濕地景觀，為海堤消浪、防沖提供第一道屏障。

（2）堤身結(jié)構(gòu)帶：應實現(xiàn)堤前濕地帶與堤后緩沖帶的平順連接，具有達標的防潮御災能力、自然堤岸或近自然堤岸的物能交換能力，是防潮御災的主要屏障。

（3）堤后緩沖帶：是海岸生態(tài)系統(tǒng)與陸域生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)通的過渡帶，是海岸帶以外的陸向輻射帶和重要保護圈，具有緩解災害沖擊、降低海堤失穩(wěn)風險的能力。

3.3 構(gòu)建原則

生態(tài)海堤構(gòu)建應滿足以下原則：

（1）安全達標性。防潮御災功能是生態(tài)海堤的首要功能，根據(jù)保護區(qū)經(jīng)濟社會特征，其輪廓特征、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性組合形成的防潮御災能力達到相應規(guī)范要求或設計標準。

（2）生態(tài)適宜性。根據(jù)海岸的自然生態(tài)特征和重要物種的繁衍、棲息、遷徙等習性建設生態(tài)海堤，生態(tài)海堤的區(qū)帶組成、結(jié)構(gòu)材料均有適宜性，能保護和發(fā)展所在海域原有的生態(tài)系統(tǒng)。

（3）功能提升性。生態(tài)海堤結(jié)構(gòu)和功能會產(chǎn)出多項服務，包括維持生物多樣性、形成與保護潮間帶基底、營造棲息地、凈化入海污染、營造美化環(huán)境、防災減災和休閑娛樂等。

4 瑞安市工程應用

4.1 項目位置及基本情況

溫州市海岸帶保護修復工程位于瑞安市飛云江口兩岸，分別為北岸的丁山二期圍墾區(qū)海岸帶區(qū)域和南岸的閣巷圍墾區(qū)海岸帶區(qū)域（見圖4）。瑞安市東側(cè)海域開闊，歷來是臺風、洪水和風暴潮等自然災害的重災區(qū)，處于海洋災害Ⅰ級風險區(qū)。隨著城市快速發(fā)展，丁山二期和閣巷海堤工程保護區(qū)的功能定位發(fā)生了巨大變化，2段海堤工程已成為瑞安城市中心區(qū)防洪（潮）安全的重要屏障。但其堤防標準僅為20 a一遇，且經(jīng)過10 a運行，堤頂平均沉降約0.33 m，現(xiàn)狀堤頂高程已不滿足原設計20 a一遇的擋潮標準。同時岸線人工化程度過高，生態(tài)化不足，堤外濱海濕地退化明顯，不具備生態(tài)防護能力。因此，亟需開展海岸帶保護修復工程建設，以促進海岸帶生態(tài)、減災協(xié)同增效。

圖4 溫州市海岸帶保護修復工程總平面布置圖

4.2 總體布局思路

海岸帶保護修復工程是踐行生態(tài)減災理念，構(gòu)建生態(tài)海堤的重要舉措。T/CAOE 21.1—2020《海岸帶生態(tài)減災修復技術(shù)導則 第1部分：總則》中明確要求，要以海岸帶生態(tài)修復為抓手，綜合考慮工程實施區(qū)域濱海帶、海堤帶、陸域帶的空間特征（見圖5），因地制宜、多措并舉，打造“安全可靠、生態(tài)友好、自然和諧”的海岸帶生態(tài)減災體系，不斷提升沿海地區(qū)的海洋災害防御能力，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進人與自然和諧共生。

圖5 淤泥質(zhì)海岸帶保護修復工程建設范圍典型剖面示意圖（有海堤）

在溫州市海岸帶保護修復工程實施方案的制定過程中，計劃按照濱海帶—海堤帶—陸域帶的空間布局思路，分別實施鹽沼濕地和牡蠣礁生態(tài)修復、海堤生態(tài)化建設、防護林建設，打造“兩岸、兩區(qū)、多點”的海岸帶保護修復格局，形成一個“濱海濕地+生態(tài)綠堤+百里林帶”，從海向陸、海陸一體的海岸帶生態(tài)減災空間體系（見圖6）。其中，“兩岸”指丁山二期、閣巷海岸帶保護修復軸，“兩區(qū)”分別為丁山二期鹽沼濕地生態(tài)修復區(qū)、閣巷鹽沼濕地修復區(qū)，“多點”分別是潮間帶區(qū)域眾多鹽沼和牡蠣礁生態(tài)修復斑塊。

4.3 生態(tài)海堤設計

實施方案所選擇的建設類型組合方式是“鹽沼和牡蠣礁生態(tài)修復+海堤生態(tài)化建設+沿海防護林修復”。方案設計中，根據(jù)相關(guān)的生態(tài)技術(shù)手段和修復方法，確定生態(tài)優(yōu)先、合理適度、經(jīng)濟美觀的具體方案。

4.3.1 鹽沼和牡蠣礁生態(tài)修復

鹽沼生態(tài)修復主要為海堤鎮(zhèn)壓層護腳向海側(cè)中高灘區(qū)域。由于植物種植需要滿足一定高程，且涂面上有部分殘留養(yǎng)殖設施，需對修復區(qū)涂面進行整理，形成自海至堤壩方向逐漸升高的斜坡，高程自1.90 m逐漸上升到2.30 m。修復區(qū)涂面外圍采用密排木樁進行固灘，木樁中部直徑10 cm，單樁長5 m，每米10根木樁。在低潮灘等不適宜植被修復的區(qū)域，建議考慮采用牡蠣礁修復。通過對不同的人工擺放方式和基本礁體類型進行比對，發(fā)現(xiàn)合金籠牡蠣礁體可適應各種土層性質(zhì)并與之較好地結(jié)合，同時能有效解決空隙水壓力的影響。推薦選擇以高1 m，寬1 m，長2 m的合金籠鋼絲網(wǎng)箱為主體，內(nèi)置天然石塊與牡蠣幼體壘砌，空隙適中，每個單元結(jié)構(gòu)之間緊密連接成一個整體的柔性礁體結(jié)構(gòu)。實際布置要求與海堤垂直排列，每條合金籠牡蠣礁體寬10 m，長度不等，間距10～20 m。

4.3.2 海堤生態(tài)化建設

為減少工程重復建設、減災資金投入，海堤生態(tài)化建設應與海堤提標加固工作同步開展。海堤提標加固基本保持堤軸線不變，主要采取拓寬增壓層、堤身內(nèi)側(cè)拼寬加高、放緩背水坡坡比等措施。

根據(jù)《海堤生態(tài)化建設技術(shù)指南》，本項目海堤生態(tài)化主要考慮岸灘穩(wěn)定性、潮間帶生物多樣性、植被覆蓋度、植被本土化程度、堤后生態(tài)空間、臨海側(cè)坡度、臨海側(cè)護面空隙率和護面建筑材料生態(tài)性等指標。針對海堤結(jié)構(gòu)組成，從鎮(zhèn)壓層、迎水坡、海堤堤頂、背水坡4個方面進行方案設計。

4.3.2.1 鎮(zhèn)壓層

堤腳到鎮(zhèn)壓層前沿寬約4 m的區(qū)域，高程在3.90 m以上，設置蘆葦種植池；鎮(zhèn)壓層一級坡層寬11 m，在灌砌塊石結(jié)構(gòu)層上鋪設碎石墊層、反濾墊層、土工布及50 cm厚種植土，種植以蘆葦為主的植被群落，兩塊區(qū)域共同形成寬15 m的堤前蘆葦生境綠帶，既能以植物進行生態(tài)護坡、又能起到消浪防浪減災的作用。二級平臺至大塊石護腳處寬12 m，結(jié)構(gòu)層上設置碎石墊層以及3 t或5 t的扭王字塊護面，并在扭王字塊空隙之間噴撒藻類增殖劑，放置紫菜、羊棲菜等幼苗，構(gòu)建海洋生物棲息生境。

4.3.2.2 迎水坡

迎水坡生態(tài)化結(jié)構(gòu)層以C30灌砌塊石結(jié)構(gòu)的防護層、生態(tài)護坡層、護面植被3層為主。注重增加迎水坡的粗糙度。其中，生態(tài)護坡層選用多空隙生態(tài)混凝土塊，噴播草籽，植被物種選擇結(jié)縷草、番杏或天門冬等進行生態(tài)復綠。

4.3.2.3 海堤堤頂

結(jié)合堤身內(nèi)側(cè)拼寬加高，在不影響防汛搶險的前提下，堤頂采取種植耐鹽堿植被，建設彩色混凝土路面及綠道、漫道系統(tǒng)等措施構(gòu)建生態(tài)廊道，滿足人們休憩、親海、娛樂、觀景等需求。允許部分越浪的海堤，堤頂應滿足抗沖要求。丁山二期海堤堤頂是堤路結(jié)合并有通車要求的堤頂，應滿足CJJ 37—2012《城市道路工程設計規(guī)范》、CJJ 75—97《城市道路綠化規(guī)劃與設計規(guī)范》的要求。

4.3.2.4 背水坡

背水坡在放緩坡比的基礎(chǔ)上，增加反濾層與生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)。生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)選用邊坡生態(tài)袋植草護坡來營造生物生境，并種植植被。盡量采用本地植物，如文殊蘭、番杏等耐鹽堿地被植物，努力營造與當?shù)丨h(huán)境相適應的濱海生態(tài)景觀帶。

4.3.3 沿海防護林修復

根據(jù)實施方案，擬在海堤背水坡腳向陸側(cè)40 m的寬度內(nèi)開展沿海防護林建設，形成連接海堤工程區(qū)域與堤后生產(chǎn)生活空間的生態(tài)緩沖帶。具體的規(guī)劃建設和空間布局中還應考慮區(qū)域的土地利用類型和權(quán)屬關(guān)系、景觀格局現(xiàn)狀、建筑物和人口分布情況等，做到自然過渡、生態(tài)銜接、優(yōu)化設計?？紤]項目實施區(qū)域的堤后空間今后將作為工農(nóng)業(yè)開發(fā)用地，為減少人類活動對生態(tài)海堤的影響，設計時考慮種植耐鹽堿喬木類或經(jīng)濟果樹，可供選擇的植被樹種包括檉柳、水杉、瓊崖海棠、樸樹、苦楝、白千層、海桐、海芋、水燭等。沿海防護林修復中，應優(yōu)化林相結(jié)構(gòu)和林分密度，增強林地的生態(tài)防護功能，同時調(diào)整林分組成，增加生物多樣性，實現(xiàn)由單一防護林向景觀防護林的轉(zhuǎn)變，實施精細化修復和改造，構(gòu)造有層次有韻律的沿海風景林帶景觀。

5 結(jié) 語

建設生態(tài)海堤是貫徹落實習近平生態(tài)文明思想，踐行綠色發(fā)展理念，補齊浙江省防潮御災短板，保障沿海地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。根據(jù)生態(tài)海堤的概念，總體上以下理念可指導生態(tài)海堤建設：①生態(tài)海堤建設必須以確保安全為前提，海塘生態(tài)化宜采取構(gòu)造物孔隙化、粗糙化、坡度平緩化等措施；②位于淡水、海水交界的濱海濕地具有更豐富的生物多樣性，穩(wěn)定的岸灘生境是形成豐富生態(tài)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，適當?shù)乃w交換利于生態(tài)改善；③海域應為各種海洋生物提供更多的生長和棲息空間，陸域應增加水源和防風措施，以增加生物多樣性；④植被種植應以鄉(xiāng)土物種取代景觀物種，生物資源恢復應使用本地物種，避免外來物種入侵。

目前我國生態(tài)海堤建設存在較大的技術(shù)局限性，正處于積極探索和不斷完善的階段，亟需廣泛吸取經(jīng)驗。沿海地區(qū)應將生態(tài)海堤建設理念貫徹到“規(guī)劃研究—方案制定—設計實施”的全過程中，并加強適宜性評價，不斷優(yōu)化方案，科學實施工程建設項目。在未來浙江省海塘安瀾千億工程的推進過程中，應積極借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，根據(jù)沿海各地海岸帶的生態(tài)環(huán)境特征，構(gòu)建海岸帶保護和開發(fā)利用格局，選擇適合的生態(tài)海堤建設方式[8]，探索形成具有區(qū)域特色的生態(tài)海堤建設技術(shù)體系。