海堤防洪工程设计基本要素

海堤防洪工程设计基本要素有哪些呢？下面鲁班乐标为大家带来相关内容介绍以供参考。

目前，我国已建海堤13 830 km，达标海堤6 624 km，占海堤总长的47.9%，为抗御台风暴潮灾害提供了重要保障。近年来，我国沿海遭遇台风袭击的频率明显增大，给人民生命财产带来极大损失，提高防潮标准，建设高标准海堤，对提高防御沿海风暴潮的能力有着极为重要的意义[1-4]。随着防洪理念的更新，建设以提高河流多样性为特征的生态河流的观念得到重视，对防洪的认识也由过去的防洪工程治理开始逐步转变到合理利用洪水资源和对河流进行生态修复。就生态景观而言，我国海堤中存在着缺乏景观性、破坏海岸的自然形态、破坏湿地系统、缺乏沿海防护林建设、缺乏绿地系统规划和环境污染日益严重的问题。现对海堤防洪工程设计的基本要素作一探讨。

1海堤防洪工程简介

堤防工程是在沿江河、湖泊、海洋的岸边或蓄滞洪区、水库库区周边修建的防止洪水漫溢或风暴潮袭击的挡水建筑物，是人类抗洪实践中使用最早而且至今仍被广泛应用的一种重要的防洪工程。海堤尚没有明确的定义，按词语解释是指为防御风暴潮水对防护区的危害而修筑的堤防工程，有的地方称为海塘、海挡或防潮堤，修建于河流出口处的堤防，处于陆地与海洋交接的沿海地带。由于其特殊的地理位置，海堤与河堤相比，受涨潮和落潮的影响较大，受到风浪破坏作用较大，风暴引起海浪袭击，高水位持续时间甚短，尤其是当台风侵袭时，近岸浪高可达4～5 m。对于强潮河流，海堤防规划设计时要认真考虑海浪、风浪、增水等相互影响，堤防断面也要求较大，并远较河堤坚固。海堤临水面一般设有消波效果较好的防浪设施，另外多采用生物与工程相结合的保滩护堤措施。

2海堤的形式

2.1海堤的断面形式

海堤的断面可分为斜坡式、陡墙式和混合式3种。斜坡式海堤一般是指迎水坡比＞1的海堤，包括土堤和土石混合堤，需在迎水面设置护面保护。斜坡式海堤的优点是迎水面较平缓，防浪效果较好，地基应力分布较分散均匀，对地基要求较低，稳定性好，施工简易，便于修复。其主要缺点是断面大，占地多，需较高的堤顶高程。陡墙式海堤一般是指迎水坡比＜1的海堤，迎水面一般用块（条）石、混凝土砌筑，墙后设置碎石反滤层或土工布反滤，同时在后方填筑土方。其优点是断面小，占地少，工程量较省，堤顶高程可略低，施工时采用“土石并举，石方领先”的方法，以减少土方被潮流冲刷流失。其缺点为堤基应力较集中，对地基要求较高，堤前波浪底流速较大，需采取护脚防冲措施，波浪作用强烈，对海堤破坏性较大，因此对砌石结构要求较高，堤顶及内坡也要采取适当防护措施。海堤设计时对断面形式的选取既要经济合理、安全可靠，又要因地制宜、就地取材，要根据各种堤型特点，结合当地自然条件（地形、地质、潮汐、风浪、水流等）、当地材料、施工条件、运行和管理要求、工程造价和工期等因素，进行综合分析研究和技术经济比较，合理确定。正确选择海堤的断面型式，对保证海堤防洪安全具有重要意义。

2.2海堤护岸消浪形式

海堤护岸消浪形式有：块石消浪和混凝土异型块体消浪，护面加糙消浪，以及其他形式消浪。抛填块石是一种比较原始、简单的消浪方法，分为不分级块石和分级块石2种。20世纪50年代提出了混凝土异型块体消浪的方法，与普通的块石护面或混凝土板护面相比，混凝土异型块体具有消能效果好、降低堤顶高程、断面经济、稳定性强和施工方便的优点。护面加糙消浪也是目前海堤和护岸中广泛采用的消浪方法，护面加糙有上凸式加糙和下凹式加糙2种方式。其他消浪方式有设置消浪平台、堤顶设置防浪墙、潜堤、生物消浪等。

3海堤的设计

3.1海堤设计依据

海堤工程设计可参考的相关规范有《防洪标准》（GB 50201-94）、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、水利部《海堤工程设计规范》（SL435-2008）和《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）等。在沿海各省一般都根据各自情况制定了相应的相关规定。

3.2海堤防潮标准

海堤工程是保障防护区防护对象避免或减少风暴潮带来的灾害损失，是一种防御性工程，其防潮标准由防御对象的重要程度决定。与一般河堤相同，防潮标准的高低主要决定于堤防安全与经济投资的关系。因此，必须分析保护区的经济指标来确定防潮标准。实际应用中，大部分情况下都是直接按照《防洪标准》来确定海堤的防潮标准，只有在少数特殊情况下（如有特殊保护对象的工程中）应通过保护区社会经济指标分析来论证防潮标准。此外，在具体设计时，对海堤的设计标准还应灵活把握，对遭受潮水灾害或失事后损失巨大、影响十分严重的海堤工程，防潮标准可适当提高；对遭受潮水灾害或失事后损失和影响较小的海堤工程，防潮标准可适当降低。我国已建海堤主要依据各省的相关规定，按照海堤的保护范围和保护对象的防潮要求来确定防潮标准。相应规范中，只有原则性的规定，而没有具体的量化指标，缺少科学规范化的管理。其所采用的潮位标准比其他一些国家规定的防潮标准显然偏低，特别是风力标准比历史上出现的最大风力要小得多。由于没有专门的海堤防潮标准规范可循，防潮标准的制定可大致遵循以下原则：一是通过互联网检索；二是现场调研与考察；三是函调和征求意见；四是分析统计；五是组织专家咨询；六是典型案例核算。

3.3海堤堤顶高程的确定

海堤堤顶高程是海堤的一项重要设计内容，它决定了堤防是否具有足够的高度来防御海水及其波浪的冲击。风浪是造成堤顶越浪、海水漫溢和海堤损坏的重要因素，由于强烈的海浪冲击作用，堤顶设计时需要加上合适的堤顶超高。堤顶高程的确定方法主要有2种：一是控制波浪爬高，另一种是控制平均越浪。2种方法相互比较，综合确定堤顶高程，重要的海堤需通过试验确定堤顶高程。