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什么是海堤生态化建设?
海堤生态化建设是指以维持或提升海堤防潮御灾能力和恢复海岸带生态功能为目标,通过优化堤身结构、采用生态材料和植被种植等措施,将“硬式”海堤工程防护转变为“软式”生态防护,在不减弱防洪减灾功能的同时增强海岸的生态服务功能。

海堤生态化的生态效益和社会效益
图源:自绘
自然岸线保留了原始地貌,生境多样,物种多样性高,生态功能有余而减灾防灾能力不足。传统的人工海堤以混凝土等硬质材料构建,侧重于防洪防浪,但阻断了陆海之间的联系和能量流动,弱化了海岸带生态系统的生态服务功能。海堤生态化最主要的特征是关注陆海生态系统的交互作用,以陆域和海域整个生态空间为对象,提供防御灾害、修复生态环境和满足社会需求等功能。

自然岸线
图源:网络公开资料

传统海堤
图源:自摄

生态海堤
图源:网络公开资料
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国内外海堤生态化的
发展脉络和典型案例
上世纪末以来,国内外海堤生态化建设逐步从传统硬质防洪,转向“与自然共生”的综合措施,注重融合生态修复、生态功能的可持续发展理念。


国内外海堤生态化建设的发展脉络
图源:自绘
悉尼港:生态设计模拟自然栖息地,重塑港湾多样化生境
针对澳大利亚悉尼港混凝土海堤阻断海岸生态系统的连通性,导致生物多样性降低的生态问题,悉尼海洋科学研究所在直立式海堤安装了模拟“微栖息地”的面板,面板以牡蛎壳、碎砂岩为主要材料,通过模拟礁石表面结构,提高生境多样性。面板安置后,成功增加了海堤范围的生物密度。

直立海堤的上的生态面板
图源:网络公开资料

生态面板的不同表面设计增加生物附着
图源:网络公开资料

生态面板安装后提升了海堤的生物多样性
图源:网络公开资料
迈阿密:有限空间困境下的海堤生态化改造,打造可持续防护与生态共生系统
美国迈阿密面临日益严重的防潮洪压力,但是城市发展空间有限,如何在不影响城市经济发展的前提下提升城市减灾防灾能力,成为城市管理的热点。
SEAHIVE新型模块化海洋系统将加固海堤与环保理念结合起来,形成基于自然的绿色解决方案。
该方案在低潮位区域由混凝土制成的空心六边形通道,当潮流通过此结构时,耗损波能,减少对海堤的冲刷。结构顶部可营造适宜植物生长的环境,用于种植水草、红树等植物,植被与构件可消散波浪能,既减少了海堤过度占用海域,又能满足减灾防灾需求。


SEAHIVE设备(左) 和SEAHIVE系统的水下部分示意图(右)
图源:网络公开资料

SEAHIVE 设计将构件与植被相结合,实现生态减灾协同增效
图源:网络公开资料
防城港:生态与减灾协同增效,构建复合型生态系统
广西防城港市开展红沙环区域海堤生态化改造,形成了“红树林+海堤+滨海植被”的生态海堤模式。
“西湾红沙环生态海堤模式”是基于海陆过渡带生物分布的规律,在堤脚种植红树植物,堤身护坡种植藤本植物,堤顶种植季雨林植被,构建多层级生物结构,各层级的功能区块通过步道、阶梯和平台连接,使滩涂、海堤、陆地成为一个整体,通过构建多层级生态海堤模式,在提升景观效应的同时更好的联接海陆生物通道。

生态海堤主体剖面示意图
图源:《海岸带生态减灾协同生效国际案例集》
采用铰链护坡砖铺设在裸露的海堤表面,并在砖缝内填土种植滨海藤本植物,以提高海堤的植被覆盖率。这种水泥预制的铰链护坡砖能够有效保护海堤,提高其防灾减灾能力,从而实现海堤的物理防御与生态修复的协同效果。


堤身铰链护坡砖建设前后对比
左图为铰链护坡砖建设过程,右图为种植植被后的海堤堤身
图源:《海岸带生态减灾协同生效国际案例集》
红沙环区域海堤生态化改造后,防城港市西湾的近岸海域生态环境与人文景观得到了全面改善,生态环境和海洋生物资源得到保护与恢复。
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对广州海堤生态化建设的启示
广州市的海岸线以人工硬质岸线为主,海堤保护了城市空间,但却阻隔了陆域和海域物质和能量交换,海岸带生态系统质量和减灾功能有待进一步协同改善。
在海堤生态化建设亟需推进的背景下,广州应充分发挥其创新与发展优势,积极推动生态保护与防护需求的平衡,实现兼顾防护功能、生态价值和社会效益的综合目标。具体做法建议如下:
生态保护与恢复的深化
● 恢复滨海生态系统。加大对红树林、盐沼等生态系统的修复与扩建,构建复合型生态系统,实现海堤的生态与减灾协同增效。
● 自然基建理念推广。逐步改造传统的硬质防护结构,通过植被缓坡、生态模块等设计增强海堤与自然环境的融合。
工程技术的创新与融合
● 柔性与多功能海堤设计。采用多层次防护结构,如生态缓冲带和多级海堤,可有效应对极端天气和海平面上升。
● 透水材料与生态模块。推广使用透水混凝土、生态砖块等材料,为藻类、贝类等生物提供附着与栖息环境。
社会参与和公众意识提升
● 公众亲水空间开发。打造集防护、景观和休闲于一体的生态化海堤,增加区域吸引力和社会效益,提升公众生活幸福感。
● 生态教育与宣传。通过海堤生态化的建设和维护,提升公众对海洋保护和生态建设认知,鼓励公众参与海岸保护行动。
通过生态化手段优化传统海堤建设,将自然与工程有机融合,使海堤不再是单纯的防护设施,而成为城市、自然和社会的纽带,推动海洋生态文明的可持续发展。
供稿|岩土工程研究二所 · 城市安全技术研究中心
技术审核|总工程师办公室
文图编辑|办公室
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原文始发于微信公众号(广州市规划院):城市安全⑪|广州硬质人工海堤生态化改造的思考