浅谈滨海县六合庄段侵蚀性海岸治理

　　1 引言
　　六合庄段海岸位于滨海县境内废黄河口与翻身河口之间，长1.3km.黄河北徒后，该段海岸长期处于侵蚀状态，而六合庄位置突出，是滨海县海岸的节点，因此，波浪在由外海向岸边传播的过程中，六合庄段海岸波能最为集中，受侵蚀最为强烈，自1855年至今，岸线已经后退近20km，随着海岸侵蚀的加剧，波浪对海堤的作用力不断增强，该段海堤工程的结构随之不断改进，先后经历了筑土堤防潮、干砌块石护坡防护、灌砌块石护坡防护和丁、顺坝保滩等几个阶段。每种形式的防护在不同时期都发挥了防御海水入侵、制止岸线后退的作用。但随着该段海岸的继续侵蚀，到了90年代，即使在常见的三、四级风浪的作用下，已建海堤工程也不断产生水毁，常年处于应急抢修的被动状态，直接影响该地区社会稳定和经济发展，对其进一步治理迫在眉睫。
　　2 达标前工程状况及损坏分析
　　2. 1 工程状况六合庄段海堤防护工程从1968年开始陆续建设、维修、加固，至1987年已经建成了下列标准：高程5.5m（废黄河零点，下同）至5.0m为浆砌块石顶埂；5.0m至0.0m为坡比1∶3的灌砌块石护坡，其中2.0m以上厚度0.3m，2.0m以下厚度0.4m.在高程 2.0m处有3m宽平台；在高程0.0m至-1.0m为灌砌块石底埂，底埂外侧加抛块石压护，堤前滩面高程在-0.6m～2.2m，平均高程为-1.2m.该段海岸还于1992年至1996年建成4条丁坝和9条顺坝保滩。顺坝位于海堤堤脚外80m处，长度50m，顺坝之间间距为20m～40m，丁、顺坝设计顶高程2.0m、顶宽2.0m、边坡1∶2.由于抛石块体重量偏小，经多年波浪打击后，至实施达标工程时，丁、顺坝的顶高程已降至0.4m～0.5m左右。该段海岸滩面为淤泥质砂性土，正常高潮位在1.6m～1.8m，低潮位在-0.5m左右，持续时间1～2h.
　　2. 2 工程损坏
　　2. 2. 1 工程损坏情况海堤工程损坏主要有以下情形：
　　1.灌砌块石坡面裂缝，进水带走堤身土粒而使护坡淘空、下沉和坍塌；
　　2.波浪翻过堤顶冲毁坡后土堤而使顶埂和护坡悬空而倒塌；
　　3.滩面涮深，坡脚裸露，致使坡下基础泥土流失，形成空洞而坍塌。
　　2. 2. 2 损坏原因1.缺乏对侵蚀性海岸动态变化、动力条件和防护型式的观测、研究，设计断面常套用一般堤段适当加大，标准低，对其能否抵御什么样的台风高潮心中无底，处于被动、应急的状况。
　　2. 没有从根本上解决堤前滩面蚀降问题。已建保滩工程标准低，且损坏严重，已经基本上失去保滩作用。根据滨海县的观测，从1969年～1996年，堤前50m滩面平均高程从1.5m蚀降至-1.2m.因此，在相同潮位和风力条件下，波浪爬高加大，对堤身的作用力增强，造成海堤因波浪越顶和迎水坡面破坏，且直接造成坡脚裸露，坡下基础泥土流失而导致护坡损坏。
　　3 达标工程建设
　　3. 1 明确设计标准确定了50年一遇高潮位（六合庄段为3.3m） 10级风组合的工程设计标准。
　　3. 2 确定波浪要素由于该段海岸缺乏波浪长期观测资料，不能直接进行波浪的统计分析来确定设计波浪要素。为此，委托河海大学根据确定了的设计风速和海区的风区长度和水深条件推算出深水处的设计波浪要素，再根据海浪在浅水海区传播过程中发生变形的原理，综合考虑波浪折射、底摩擦波能损耗和在浅水区波浪可能发生破碎等因素，推算出工程点的设计波浪要素如下表：
　　3. 3 断面设计
　　1.为减弱波浪对下坡扭王块体护面的打击作用，使扭王块体处在水下较深的位置，将平台高程由3.0m降低到2.6m.平台位置相应向外移出，宽度加大至5.8m，上、下坡坡比保持不变。为减弱波流回落形成“射流”的冲击作用，将扭王块体下面的抛石棱体面高程由2.5m～-0.7m降为1.7m～-0.7m，使得扭王块体靠近平台处的突脚低于平台高程20～30cm.
　　 2.确定扭王块体单块重量为700kg（高程0.0m以上）和400kg（高程0.0m以下），按要求密度抛置。
　　3.将位于新建挡浪墙前的原护坡顶埂（高程5.5m）的突出部位拆除并与新建挡浪墙平顺连接。
　　4.在坡脚处增加平抛两块扭王块体。
　　3. 4 保滩工程建设水下地形测量资料表明，在离海堤堤脚50m处平均滩面高程为-1.2m，部分滩面高程已蚀降至-1.9m～-2.2m，且仍在继续侵蚀。显然，若不采取保滩工程措施，防护工程达标所要求的-1.5m滩面高程将没有保障。通过对传统斜坡式抛石顺坝、连续板桩式顺坝和透空桩式顺坝三种保滩工程方案进行了比较，借鉴上海市的经验，根据河海大学提供的保滩工程模型试验报告，确定采用在原抛石顺坝内侧施打高强度C80钢筋混凝土空心管桩顺坝、两侧抛石护底方案。采用圆形管桩（周边波压力是向心力，其值大大小于方桩上的波压力），外径0.6m，壁厚0.105m，桩顶高程1.0m，桩长度10m，两桩之间间距视有无抛石顺坝而异，分别为0.8m和0.4m.在工程的南北两端新建封头丁坝各一条以切断海堤与离岸堤之间潮流通道。鉴于管桩堤前滩面还会受到波浪的淘涮，堤后滩面也会受到波浪越顶破碎水体的紊动造成淘涮，故在管桩内、外抛石护底，除局部上压扭王块体地段外，外侧抛石均为0.7m宽二层，块石单体重量为60～80kg，抛石宽度视和原抛石顺坝的相对位置而定：
　　1.没有原抛石顺坝的南、北两岸段为12m宽，其中靠近管桩5m范围内抛0.3m一层块石后，上压一层单体重量为120kg的250#混凝土预制块，抛置密度为580块/100m2.
　　 2.堤前有原抛石顺坝的为5m宽。
　　3.位于两抛石顺坝之间的为8m宽。管桩内侧均平抛二层0.6m厚、5m宽块石护底，块石单体重量为40～60kg.所有平抛块石护底下均铺设230g有纺土工布一层，边坡均为1∶2.见图2. 4 达标工程建成后运行情况工程建成以来，已经经过1999年第6号、8号、11号台风（工程地段风力均超过8级）和2000年第4号（风力10级）、8号（风力9级）、12号（风力9级）、14号台风（风力10级）共7次台风袭击和冬季大风浪的考验，运行良好。特别是2000年9月13日至15日第14号台风影响六合庄海堤期间，正值农历8月16～18日天文大潮，高潮位达3.1m、风力达10级，整个工程完好无损。建成保滩工程的地段，堤后滩面已经出现不同程度的淤积。
　　5 对侵蚀性海岸治理的几点思考
　　5. 1 及时进行滩面保护分析六合庄近岸滩面下切情况发现，整个高滩下切过程中，呈现慢-快-慢的变速率状态，在其间也存在突变情况。随着滩面的下降，其受波浪侵蚀的历时增加、波高增大，滩面下切速度加快，进而发生突变现象，因而海堤抗御风、潮的标准突然降低，损坏加剧。因此，对堤前高滩及早采取种植盐蒿、大米草、高杆抗盐植物等生物工程措施进行保护，尽量延缓滩面下切速度，对确保海堤安全至关重要。
　　5. 2 工程治理方案应经科学论证和必要的试验验证要加强对海岸动态变化、动力条件（风力、潮位、波浪）观测，对一些地理位置特殊的地段，还需通过模型试验对工程方案进行验证。工程建成以后，对不同海况对工程的影响要做及时检查和详细记录，为不断完善防护工程结构型式和及时采取保滩工程措施提供依据。
　　5. 3 切实加强维护和管理工作要充实专业管理维护队伍，定期对工程进行检查，在天气异常情况下，应每天24h有人巡视，以及时发现工程损坏和险情。要备好修复物资，对工程损坏及时予以修复，以避免造成更大的损坏。