陳良
【摘要】海堤工程是人為修建的工程來抵御風暴潮對陸地的侵襲,進而降低災害造成的損失。海堤工程一直都是沿海地區(qū)重要的防風暴潮措施,大大降低的災害造成的損失。我們國家擁有1.8萬km的海岸線,現(xiàn)有1.2萬km的海堤工程也是我們國家沿海地區(qū)的重要保護措施。海堤工程防風暴潮的設計標準應當綜合考慮相關地區(qū)及保護對象等因素進行設計,并且要考慮到沿海地區(qū)不同的自然狀況以及經濟性、技術性等方面因素。
【關鍵詞】海堤工程;防風暴潮設計
1.臺風暴潮概述
海堤工程的建設必須與海岸線及保護對象互相適應,才能發(fā)揮其自身的作用,降低災害造成的影響。我們國家位于西太平洋海岸,該區(qū)域是臺風高發(fā)區(qū)域,在臺風接近海岸時,由于風的作用,使得海水向岸邊堆積,出現(xiàn)最高潮位以及風暴潮增水現(xiàn)象。
登陸我國的臺風一般具有以下的特點:(1)登錄我國臺風路徑大多都是由菲律賓、巴士海峽等由海南或是越南等地向西或北移動,穿過臺灣海峽由浙江登陸;(2)一年最多登陸次數(shù)達到12次,最少年份為4個臺風。(3)臺風登陸的月份集中于7~9月之間,占全年比例達到7%。(4)臺風登陸地區(qū)集中于我國的東南沿海地區(qū),其中廣東、廣西、福建以及臺灣等省份臺風登陸次數(shù)占全國89%左右。
臺風登陸后產生的風暴潮易造成風暴潮災害,風暴潮一般具有以下特點:(1)風暴潮增水與海岸地形關系緊密;風暴潮是否造成災害及增水大小與海岸的形狀、位置以及海底地形等有著緊密的關系。特別是口袋裝的一些海灣地區(qū),如鉛塘灣等灣頂增水比灣口增水要大1~2倍。(2)臺風強弱造成的影響;臺風強弱對風暴潮增水大小有著很大的影響,主要是臺風中心氣壓及最大風速來決定的。臺風中心的低氣壓能夠對海水產生吸附作用,導致海水水面的上升。同時,臺風產生的大風能夠持續(xù)的將海水吹響海岸,形成風暴潮增水。(3)風暴潮與天文潮疊加;風暴潮與天文潮遭遇會使得的沿岸出現(xiàn)高潮位。(4)風暴潮通常與臺風暴雨遭遇。臺風的生成大多是在熱帶地區(qū),會攜帶大量的水汽至陸地,當遭遇冷鋒等氣候時,會出現(xiàn)暴雨或大暴雨,導致災害的出現(xiàn)。
2.海堤工程防風暴潮標準研究
海堤工程的建設隨著海岸線的變化以及人為因素的影響,也需要對其設計標準進行及時的調整。影響海堤工程設計的標準主要有:海堤工程所在地是否面對外海、海岸線的地形及地質情況以及保護對象等方面。
2.1臺風頻發(fā)地區(qū)、海岸地形特殊地區(qū)海堤適當提高標準
我國的海岸線非常長,不同的地區(qū)遭受的風暴潮災害程度及發(fā)生幾率均不相同。對于東南沿海風暴潮發(fā)生幾率高且影響嚴重的地區(qū),保護區(qū)域一般面向外海,潮位差相對較大,海堤工程防風暴潮的標準要相應的提高一些,并且要考慮風速及風力吹程的因素。對于一些海岸地勢較為特殊的地區(qū),如海岸彎曲尺度較大的雷州半島、山東半島,口袋裝的雷州灣、杭州灣等發(fā)生風暴潮后增水大的海岸地區(qū),海堤工程的堤防超高值要選擇計算后的上限值。對于渤海灣地區(qū),如天津、河北等海岸位于內海的,潮差相對較小,臺風登陸的幾率比較低,增水相對也較小,海堤工程的防風暴潮標準可以將風速以及風力吹程等取值適當降低。
2.2海岸地區(qū)地質、地貌不同防風暴潮標準分別選擇
海岸線的地質構造不同,使得地貌現(xiàn)狀也不同,這也要求海堤工程的建設執(zhí)行標準也存在較大的差異。(1)淤泥質海岸,這種構造的海岸線較為寬闊平緩,海堤保護的范圍較大,且保護對象對,海堤工程防風暴潮的標準相對要高一些,并且,這種地勢的潮差一般叫小,潮位在不同頻率時的差值變化較小,在類似地區(qū)的海堤風暴潮重現(xiàn)期的選值為較高值。同時,淤泥質海岸的堤線一般都是連續(xù)的,能夠與入海口的河流堤岸相連組成海堤防護體系。(2)基巖海港式海岸,這種地勢的潮水上溯距離短,海岸比較陡,灘涂狹長,潮水影響范圍比較小。并且,類似岸線的海堤大多都是獨立的,且潮差大,潮位在不同頻率下的差值也非常大,這類海堤工程防風暴潮標準選擇為重現(xiàn)期的較低值。
2.3海堤工程功能不同,防風暴潮標準也不同
我國沿海地區(qū)大多是人口抽密區(qū),經濟較為發(fā)達,海堤工程不但要具備防潮功能,還要與城市的綠化、道路燈功能相結合,同時,這些城市功能的要求一般比海堤工程防風暴潮標準要高。比如,城市道路的建設,海堤不僅要滿足防潮標準,同時海堤工程的基礎要能滿足城市公路標準要求,并且堤頂寬度符合道路寬度要求,使得海堤工程的功能綜合化,這些城市功能的增加,也大大增加了海堤工程的工程量,進而追加了投資的費用。綜合功能海堤工程的投資費用能夠達到單一海堤工程投資費用的幾倍,甚至能夠達到十幾倍。對于類似海堤工程的設計必須要綜合進行考慮,分析各項方案的經濟指標,選擇最合理的方案進行實施。
2.4海堤工程防風暴潮標準的選擇
海堤工程的防風暴潮標準的選擇是由潮位及超高值來確定的,在選擇標準時要考慮到風暴潮與天文潮遭遇的增水及高潮位、風暴潮與臺風遭遇、潮位與入海江河水位頂托產生的高潮位值等影響因素。當前,我們國家重點海堤工程防風暴的標準為:重要海堤工程能夠防御50~100年一遇風暴潮;重要城市海堤工程能夠防御200年一遇或以上風暴潮;一般海堤工程能夠防御20~50年一遇風暴潮。同時要考慮風速及吹程對海堤造成的影響,不同地區(qū)要根據海堤工程的地理位置及風力大小等,按照實際情況進行計算取值。
總結
海堤工程是我國沿海地區(qū)重要的防風暴潮工程措施,在防災減災的工作中發(fā)揮著巨大的作用。合理選擇海堤工程防風暴潮標準,對區(qū)域內的社會穩(wěn)定已經經濟發(fā)展等能夠提供有力的保障,為風暴潮造成的損失能夠降低到最低限度,因此,海堤工程防風暴潮的標準選擇應當作為海堤建設的一項重要工作內容。
參考文獻
[1]中國水利學會圍涂開發(fā)專業(yè)委員會.中國圍海工程[M].北京:中國水利水電出版社.
[2]盧永金,何友聲,等.海堤波浪爬高計算分析與越浪量設計準則探討[J].水利水電技術,2007(4).
[3]張振克.中國沿??沙掷m(xù)發(fā)展與減災工程建設[J].中國減災,1997,7(3).
[4]張從聯(lián),趙吉國,江洧.海堤設計波浪計算有關問題探討[J].水利技術監(jiān)督,2006,(3).
[5]黃世昌,周驥,謝亞力,等.浙江省海塘塘頂高程的確定[J].海洋工程,2001,(4).