陸健濱 唐世斌 賴奕騰 陳永力 雷超銘 謝元午 陳冠威
摘要:防城港東興市萬尾金灘約10km的濱海護岸公路是生態(tài)防護、景觀步道、旅游集散、防災避險和漁船停泊等多種功能協(xié)調統(tǒng)于一體的濱海防護工程。通過實地調查測繪,基于園林景觀的角度從海岸生態(tài)防護、水文特征、景觀特性三個方面探討了萬尾金灘濱海護岸公路的合理性與不足。指出了濱海護岸工程如何在抵御風浪侵蝕的基礎上體現場地的觀賞性、便利性、生態(tài)性和安全性,以實現濱海護岸工程景觀、功能和生態(tài)的有機結合。
關鍵詞:濱海護岸;防護工程;景觀視角;萬尾金灘;防城港市
中圖分類號:TU986 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2020)03-0005-04
1 引言
護岸工程是保護江河湖海堤岸免受水流、風浪、海潮侵襲和沖刷所采取的保護工程措施[1]。與單純的海邊防護設施不同的是,位于觀賞區(qū)域的護岸作為景觀的一部分,在實現防災、避險與便捷的同時,也要體現場地的觀賞性、親水性和生態(tài)性,這就極大增加了設計和施工的難度。目前,濱海護岸的形式是多樣的,主要依據場地的地質結構、土壤類型和水文特征等基礎條件,再考慮實際功能需求進行設計建造[2]。防城港東興市的萬尾有近10km長的金色沙灘,北熱帶風情濃厚,每年吸引大量游客。金灘基本南北朝向,南邊直接受到北部灣海浪的沖擊與腐蝕,金灘的濱海防護工程采用三級階梯式路堤,結構簡單防護功能顯著。
2 金灘海岸防護
濱海防護工程最主要的功能就是防災避險,這里的災與險是指海洋災害。海洋災害一般包括強風大浪、海水倒灌、臺風暴雨、海水侵蝕、海嘯和海洋垃圾等自然的、人為的或是自然與人為相互作用形成的災害[3]。海洋災害是近年來沿海城市關注的焦點之一,目前防災避險的方式也非常多,大致可以分為硬策略和軟策略。
2.1 硬策略
硬策略主要是指應用工程設施抵御海洋災害的手段。包括路堤、防護坡、大壩、生態(tài)島等措施,在實際應用中起到的效果十分顯著,在具體建造過程中要注意以下幾點。
2.1.1 因地制宜
由于濱海沿岸地帶的防護工程容易受到水文、地形、氣候等自然條件的影響,同時又有設計、材料、施工等人為條件的影響,建設工程設施的難度加大[4]。目前的防護工程大致可分為剛性和柔性措施兩種,根據實際情況進行選擇建設。剛性措施是指長久的固定的工程設施[5],如直墻式、階梯式、斜坡式的護岸,大多采用塊石、鋼筋混凝土等傳統(tǒng)的建筑材料。萬尾金灘的混凝土階梯式防護路堤就屬于剛性護岸措施,路堤材料結構大致分為四層,自上而下分別為150mm厚C20素混凝土、200mm厚二灰碎石、150mm厚級配砂石和素土夯實,游客重點集散區(qū)域會加入鋪裝和鋼筋混凝土進行加固,運用材料常見且施工難度低。目前金灘路堤建成投入使用15年,除個別點出現滲水外,其他功能正常運作,可見護岸路堤這種方式能夠有效阻擋海浪的沖擊,并且維護成本低,持續(xù)作用時間長,一勞永逸,適用于水位變化大、大風大浪頻繁的沿海地區(qū)。
2.1.2 依照國家規(guī)范建造
由于濱海護岸大多是長久性工程設施,使用年限一般較長,加之海岸環(huán)境復雜,因此對于濱海護岸工程的設計建造國家有嚴格的要求[6]。部分護岸工程緊鄰生活區(qū)或是農林生產區(qū),一旦發(fā)生事故造成的經濟損失極大,護岸的建設必須符合國家有關的技術規(guī)范,路堤、防護坡、大壩等工程對施工技術的要求也較高。
2.1.3 模擬自然環(huán)境
如何更好的抵御海洋災害,往往可以從大自然中得到啟發(fā),在濱海區(qū)域建設生態(tài)島就是典型的例子。目前大量試驗表明,風浪經過近岸島嶼后翻騰幅度降低,能夠有效減緩大風大浪,避免海岸受到直接沖刷,對海岸起著屏障作用[7]。生態(tài)島不僅可提高海域的空間利用率,還減緩了海水對沿岸的沖擊力,萬尾金灘在條件允許的情況下,建設生態(tài)島,既可以吸引更多的鳥類遷徙至此,保護生物多樣性,又可以防止海岸侵蝕(圖1)。
2.2 軟策略
軟策略主要是技術性的監(jiān)測預警手段。加強護岸的防災管理。當前國內針對濱海區(qū)域的管理法規(guī)不夠完善,建議盡快制定相關的海岸使用法,并將濱海城市防災避險的規(guī)劃納入到城市的總體規(guī)劃之中,采取法律、經濟和行政手段來加強管理[8~10]。加強護岸災害監(jiān)測和災后調查。在相關沿海區(qū)域設置海洋災害和水文氣象監(jiān)測站點,掌握災害的實時動向和長期活動規(guī)律,特別是對年久失修、安全性差的護岸,當災情發(fā)生后,災情調查必須注意及時性、準確性和全面性[11~13]。加強現代科學技術在護岸防災中的應用。通過投放水文監(jiān)測船,應用衛(wèi)星遙感、航空像片和計算機技術將收集到發(fā)資料進行數據化、規(guī)范化、等級化分析,分析災害發(fā)的時間、原因、水文、氣象、海岸侵蝕狀況、護岸損壞部位、程度、災害造成的損失情況,選擇最佳防災方案,建立濱海防護指標體系。這對于預警海洋災害的發(fā)生以及災后恢復工作起到積極的作用。
3 金灘路堤水文特征
萬尾金灘游客活動沙灘為濱海潮間帶灘涂,沙灘坡度平均<1°,地形較平坦,但沙灘也因此在漲潮時全部被淹沒。2019年夏季期間,以金灘中間(哈妹哈哥雕像兩側)為a點,金灘中間往左約550m處(金灘廣場邊緣)為b點,金灘中間往右約660m處(紫金大酒店)為。點,取樣調查金灘的具體水文特征,調查選取了金灘游客相對較多且位置幾乎對稱的a、b、c三點,三天時間內的早、中、晚三個時間段分別記錄水位情況。浪高通過全球潮汐軟件得出,數據為距離金灘5.9km的防城港的珍珠港觀測站數據,地理位置相近的地方浪高數值較為準確。金灘游玩區(qū)域大部分處于防護路堤與水岸線的中間區(qū)域,由于漲落潮的緣故,中間游玩區(qū)域在0~60m之間,地勢整體由東北向西南側方向傾斜。在現場調查并收集到的金灘氣象、水文、潮汐等資料,研究規(guī)律能夠提前向游客預警漲潮落潮情況,避免意外事故發(fā)生,在當地水文特征的基礎上對沿海路堤護岸的優(yōu)化建設提供數據支撐。將7月11日~13日6個時間段記為時間1、時間2、時間3……時間6,通過分析可以得出雖然調查時間相近,但浪高差別很大,由于a、b、c三個樣點位置最遠距離相差不到1.2km,因此在相同時間段內得到的浪高數據相同,7月份金灘附近海域的浪高主要受到臺風的影響,沿岸路堤早上滿潮時承受的沖擊極大。具體浪高情況如圖2。
結果顯示相同時間內a、b、c三點的浪高相同,這主要是因為所取的數據來源于相同的觀測點,而且這三個點所取位置在相近,浪高差別不大,但能顯示出在3d時間內的6個時間點相同樣地的浪高差別較大,長期觀察監(jiān)測可得到萬尾金灘海岸的浪高最高值、最低值、平均值和中位數,這將為金灘海岸的景觀設計提供重要參考。
4 金灘護岸景觀特性
金灘防護路堤不單單起到交通疏導的作用,還是游客的觀景、游玩集散區(qū)域。路堤在每個游客多的道路口都會設置一個半圓形的觀景平臺,一共有5個,中間的主觀景平臺也就是a點半圓直徑達50m,設置有景石和哈妹哈哥雕塑,其他4個觀景平臺直徑也有40m。此外路堤設置的前往沙灘的通道口,方便了漁民運輸貨物。
4.1 觀賞視角
如圖3,除了5個半圓形觀景平臺外,金灘防護路堤大部分區(qū)域采用了三級臺地式護岸,自上而下一級為路堤,二級為中間3.5m寬平臺,三級為沙灘,高差最大處達3.6m。三級路堤為游客提供了全方位的觀景視角,滿足了不同的功能需求。通過觀察現場游客的活動發(fā)現,一級臺地視野最為廣闊,游客通常在此或拍照攝影,或佇立極目瞭望,給人以海闊天空的感覺;二級臺階位于中間區(qū)域,商販大多也在此設置攤點,游客三五成群坐在臺階上一邊欣賞美景,一邊促膝交流,十分愜意,此時視野最為舒適,也增加了人的安全感;三級臺地為娛樂的親水區(qū)域,可在海邊散步,在海中戲水,達到親近自然的效果。三級階梯設計既方便實用,也豐富了觀景的層次性。
4.2 整體造型
天然的海岸線是海洋與陸地長期作用的產物,珊瑚礁與貝殼經過海水的沖擊與磨洗形成沙灘,一般呈現蜿蜒平滑的自然形態(tài)[14,15],金灘保持沙灘原有整體長條直緩造型的基礎上修建了人工防護路堤。沙灘巖土層結構分布自上而下為:海積層的砂、淤泥混砂、淤泥、砂混淤泥、中砂、沖洪積層的粉質粘土,較為松軟,施工難度較大[16]。防護路堤的平面形態(tài)基本是平直的,在不同的海拔高差區(qū)域設置的臺階數是不一樣的,最多的區(qū)域有13級臺階,在海拔較高的地帶只有第一級的道路。路堤起到防護功能的同時,也有交通運輸的作用,平直的造型降低了施工難度、節(jié)約建設成本。但單純的平直型護岸不滿足游客觀賞的要求,在保護沙灘整體造型不變的情況下,設置了5個半圓形的觀賞平臺,這5個觀賞平臺也是游客集散和景觀造型的節(jié)點,豐富了海岸線形態(tài),使得整體造型活潑、多變和歡快[17~18]。
4.3 無障礙設計
萬尾金灘的三級階梯式濱海路堤將防護系統(tǒng)的安全性、易達性、舒適性、連續(xù)性和便利性作為設計之初的重要考量,具體如圖4。
金灘的無障礙設施滿足多種功能的需要。安全性:在海水與陸地水域相通的地帶預留了海水通道,同時也在漲潮海水倒灌時起到疏導作用。易達性:在有高差較大的區(qū)域增加臺階數量,使得游人在近10km漫長的海岸內從各個口進入都可以直接到達沙灘。連續(xù)性:10km的沙灘都有沿海公路,游客可以駕車連續(xù)行駛在海邊。便利性:道路與沙灘直接連接的無障礙設施一共有18個,大多寬約6m,便于游人在緊急狀態(tài)下快速向陸地疏散,也為木船、車輛、商販、殘疾人進出沙灘提供便利,此外,無障礙設施也方便了漁民的運輸工具進出海灘進行作業(yè)[19~20]。
5 總結與討論
金灘路堤的三級階梯式護岸設計在有效抵御風浪腐蝕沖擊的同時,也滿足游客觀景集散和漁民進出作業(yè)的需求,維護成本低,堅固耐用,維持時間長,性價比高,是生態(tài)防護、景觀步道、旅游集散、防災避險和漁船停泊等多種功能協(xié)調統(tǒng)于一體的濱海防護工程,在維護景觀觀賞和防護功能的平衡上作出積極探索。
5.1 基本功能的滿足
金灘護岸除了將景觀的觀賞性和防災避險作為主要功能考慮外,三級階梯式濱海路堤防護系統(tǒng)同時兼顧了易達性、舒適性、連續(xù)性和便利性等,滿足了游客、居民、漁民等不同群體的需求。
5.2 水文特征的適應
無論是體現濱海景觀的觀賞性還是突出濱海護岸工程的防災避險功能,都要充分考慮當地的浪高、漲落潮情況、水位等海洋水文特征,相關工程設施必須與水文特征相適應,許多重大災害的發(fā)生往往是忽略了相關設施的承載能力。
5.3 生態(tài)與成本的考量
需要說明的是,金灘防護路堤經濟成本低的同時,不可否認的是不能帶來生態(tài)效益,在一定程度還破壞了原有的沙灘地形和生物多樣性,金灘的東北方就是北侖河口國家自然保護區(qū),每年有大量來自西伯利亞候鳥遷徙至此過冬,夏季也有大型鳥類在附近棲息覓食,但金灘沙灘區(qū)域鳥類活動較少。金灘的混凝土路堤在防護海岸的同時,也破壞了灘涂自身的生態(tài)環(huán)境,因此在經濟條件允許的情況下采用更為生態(tài)的人工島或者軟質護岸更為環(huán)保。
總之,濱海護岸工程建設要因地制宜,充分考慮當地的經濟、文化、地理、生態(tài)條件,尤其是景點的護岸工程還要考慮堤岸的觀賞性。
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