祝賀新 孟祥吉 于林平* 劉 歡

(1.大連海洋大學海洋與土木工程學院，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，一般是指在大風浪期間波浪將泥沙向遠離岸區(qū)的方向進行搬運致使海灘上部甚至陸地遭受到沖刷；第二類是長期性的，主要是由于縱向輸沙不平衡所導致的，表現為海灘的剖面遭到侵蝕，海岸線不斷地向后偏移。相應的海岸的防護措施分為硬防護、軟防護以及軟硬防護相結合的方式三類。海岸硬防護是指在海岸建筑物固體的海岸工程建筑物來對海岸進行維護的，是作為一種傳統的防護方式進行施工的，例如采用護岸、丁壩、離岸堤等多種形式的護岸[1]。一般應用的建筑材料為：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：一方面這種護岸的形式改變了海岸原始的泥沙動態(tài)平衡，進而會帶來一些新的海岸侵蝕和淤泥堆積；另一方面護岸建筑物的出現使原有的自然風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的種種問題，人們又逐漸的開始傾向于海岸的軟防護。海岸的軟防護是指應用自然沙為原材料進行海灘人工喂養(yǎng)、人工輸沙和建造人工海灘等以達到恢復海岸自然風貌的一種海岸保護措施[1]。而軟硬結合的防護措施是一種的組合形式，如離岸堤與人工養(yǎng)灘結合的形式。

1 海岸硬防護

海岸的硬防護分為兩種：第一種是通過對護岸、海堤隔斷波浪來進行海岸的防護減少海岸的侵蝕;第二種是利用丁壩、離岸堤、人工岬角等護岸措施，以此來阻擋海岸的輸沙進程，此種方式能夠有效地減少海岸的水土流失，防止海岸受到進一步的侵蝕。

1.1 護岸

護岸工程是一種避免江河湖泊岸堤遭受水流、風浪、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措施。護岸是直接與海岸相接觸的建筑物，護岸作為海濱陸地區(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侵蝕偏移，其作用之二是起到保護其后側岸灘的后濱部分或以人工填筑形式修建的陸地部分。經常使用的防護措施有:1)直接對岸坡進行加固，在岸坡上植樹、種草;2)在岸坡上采用拋石或砌石進行護岸，如圖1所示。

護岸工程的基本類型：一般將護岸工程分為坡式護岸、壩式護岸、墻式護岸以及其他形式的護岸等等。1)坡式護岸：是指將建筑材料或建筑構件直接鋪設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浪的沖刷和侵蝕。采用這種護岸的防護形式，可以按照順水流方向進行施工布置，同樣它具有：斷面臨水面坡度較緩，對水流的影響較小，也不影響航運等優(yōu)點，因此被廣泛的應用。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)一般會采用坡式護岸的方式。2)壩式護岸：作為一種間接性的、有重點防護的護岸方式，它是在堤防、灘岸基礎上修建丁壩、磯頭、順壩，起到引導水流離開岸的作用，可以有效的防止水流、風浪對堤岸的沖刷和侵蝕。這種護岸的形式一般在黃河上應用較多。3)墻式護岸：靠自重穩(wěn)定，要求地基能夠達到一定的承載能力。如果采用這種護岸的形式，可順著堤岸的方向進行設置。而且這種護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)對于其他形式的護岸：樁式護岸是指應用木樁、鋼樁、預制鋼筋混凝土樁和板樁為材料構成板樁式、樁基承臺式以及樁石式護岸[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，我們經常會看到岸灘結構類似一個“丁”字型的水利建筑，那就是“丁壩”，如圖2所示。由于丁壩的一側與河(海)相接，另一側伸入到水域中，與堤岸構成了一個“丁”字形，因此我們稱它為“丁壩”。這種結構的設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度等。丁壩一般與河岸呈現丁字形，與水流的方向呈60°～90°的構造物，其作用是使水流遠離河岸和構造物，讓泥沙在壩的根部附近形成新的水邊線，以此來達到保護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，促進了壩田淤積，長時間的淤泥堆積也會生成新的海灘，進而達到了保護海灘的目的，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、保護海岸，如圖3所示。波浪在離岸堤的繞射下，會導致離岸堤與岸線之間的掩護區(qū)內的浪高逐漸降低，方向會趨向于掩護區(qū)，致使沿岸和橫向兩個方向上的輸沙得以改變，掩護區(qū)內沿岸輸沙能力也會減弱。自上游側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突出的沙體，這樣可以起到恢復海岸的作用。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海岸侵蝕的現象，如圖3所示。

2 海岸的軟防護

由于海岸的硬防護存在許多的不足，人們又逐漸的傾向于采用海岸的軟防護。海岸的軟防護是指應用自然沙為材料進行海灘人工喂養(yǎng)、人工輸沙和建造人工海灘等以此來恢復海岸達到自然狀態(tài)的一種海岸防護措施[1]。此種方式是以海岸自身的恢復情況為出發(fā)點，沒有人為強制性的干涉，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)灘是一種用于保護受侵蝕海岸的防護措施，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。經過實踐得出結論,人工養(yǎng)灘不僅能夠在擴寬和穩(wěn)固海灘上起到決定性的作用,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措施，現在這種技術已經越來越被全國各地所應用。毋庸置疑如果能夠獲取充足沙源的情況下，人工海灘這種技術應該是一種最佳的并且最便捷的海岸防護措施。

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，在此基礎之上又能夠促進社會經濟發(fā)展的一種人工措施[4]，如圖4所示。人工魚礁技術屬于海岸生物防護措施的一種。所謂海岸生物防護，從概念上講就是利用一些海岸生物、海洋植物等對海岸進行保護的一種措施，并且還可以達到消浪的目的。類似的技術還有：人工植被、人工礁石等等。這些天然材料可以代替那些傳統的砌石，同樣可以達到自然恢復海岸生態(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)平衡建設的發(fā)展理念的。此種方式不僅取得了很好的護岸效果，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，提高生物的產量。

2.3 人工輸沙

人工輸沙是指應用水力機械的方式向需要護岸地區(qū)進行人為的輸沙作業(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行發(fā)展和修復。在我國沿海地區(qū)，優(yōu)質的海灘少之甚少，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，使得我國經濟也得以提高。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

在一些沿海地區(qū)海灘上會種植大量的紅樹林，蘆葦等植物，這些植物可以起到顯著地消波保護岸灘的作用，我們稱這種護岸的方式為植物防護，如圖5所示。例如，紅樹林這種植物起到了護岸的效果。在保護沿海濕地生態(tài)系統和護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，人們逐漸的認識到抵御海潮和風浪等自然災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)生了特大的風暴浪潮，這次風暴致使合浦縣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，經濟損失也就很小，這讓人們越發(fā)的感受到紅樹林是保護神。與此相關的案例還有在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，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的172戶家庭卻幸運地避開了這次海嘯的襲擊。事后相關專家進行實際的考察調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暴浪潮而被廣泛的應用。

3 組合護岸措施

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

4 結語

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

參考文獻:

[1] 鄒志利.海岸動力學[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] HANSON H,BRAMPTON A,CAPOBIANCO M,et al.Beach nourishment projects,practices,and objectives-a European overview[J].Coastal Engineering,2002,47(2):81-111.

[3] 莊振業(yè),曹立華,李 兵,等.我國海灘養(yǎng)護現狀[J].海洋地質與第四紀地質,2011(3)：133-139.

[4] Seaman W.J..Artificial reef evaluation：with application to natural marine habitats[M]．USA：CRC press，2000:5-6.

[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)省建設與紅樹林保護[J]．生態(tài)科學，2004，23(2)：171-174．

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