CN110278902A - 一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统，所述多功能生态海堤生态系统包括由临海侧向内陆方向依次设置的多阶式防浪坎消能人工鱼礁区、红树林及景观植物适生区、生态海堤主体工程区和生态亲水景观区，所述生态海堤主体工程区包括由临海侧向内陆方向设置的人工防浪区和仿自然生态植生框；其中，所述多阶式防浪坎消能人工鱼礁区采用防浪坎生态石笼系统构建，并叠加海草床生态系统；所述红树林及景观植物适生区以扭王字块或自然块石抛填或回淤修复，辅以开展红树林植物或景观植物适生系统重建。本发明提供的多功能生态海堤生态系统具有减缓风浪侵蚀、提高堤防护脚安全、促进滨海海岸线生境异质性与多样性、适于红树生长繁育等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域水环境治理与水生态修复领域，更具体地，涉及一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统。
背景技术
近年来，我国沿海地区社会经济高速发展，城市、港口、码头、航运等对滨海地区土地需求旺盛，大规模无序的围填海行为、纯工程思维的海堤工程建设等人类强干扰活动，在带来巨大社会经济利益的同时，也对滨海湿地生态系统带来了极为严重的破坏，具体包括以下方面：(1)现状海堤工程痕迹明显，断面形式单一，生态空间未实现优化开发；(2)堤前风大浪急，海岸侵蚀严重，直接威胁堤脚安全，红树林难以生长；(3)简易海堤护坡年久失修，部分堤段淘蚀严重，护坡植被稀疏或无；(4)海堤迎水侧抛石护脚传统抛填，较少考虑生态理念，未对海岸带生态系统恢复形成良好的促进作用；(5)裸露生硬的现状海堤导致附近海湾水域，无亲水空间，缺乏景观、休闲功能，缺乏生态景观、生态美感。
目前，生态海堤的设计理念和技术标准方兴未艾，在我国广西、上海等部分海岸线出现零星的设计理念和技术实践。发明专利201710511221.9公开了一种多功能生态海堤架构体系、实用新型专利201721552243.1公开了一种生态型护岸海堤、发明专利201810826465.0公开了一种生态型护岸海堤等，这些海堤主要适用于沙质海滩或低风浪侵蚀海岸线，难以满足高风浪侵蚀的生态海堤建设需求和国家推进生态文明建设战略要求。因此，很有必要开发构建一种能够满足高风浪侵蚀的生态海堤。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统，本发明提供的多功能生态海堤生态系统具有减缓风浪侵蚀、提高堤防护脚安全、促进滨海海岸线生境异质性与多样性、适于红树生长繁育等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统，所述多功能生态海堤生态系统包括由临海侧向内陆方向依次设置的多阶式防浪坎消能人工鱼礁区、红树林及景观植物适生区、生态海堤主体工程区和休闲娱乐区，所述生态海堤主体工程区包括由临海侧向内陆方向设置的人工防浪区和仿自然生态植生框；
其中，所述多阶式防浪坎消能人工鱼礁区采用防浪坎生态石笼系统构建，并叠加海草床生态系统；所述红树林及景观植物适生区以扭王字块或自然块石抛填或回淤修复，辅以开展红树林植物或景观植物适生系统重建。
本发明通过构建阶多阶式防浪坎消能人工鱼礁区、红树林及景观植物适生区、生态海堤主体工程区和生态亲水景观区，并结合水下地形、海浪潮汐特征优化。同时，更适于红树林种类进一步开展抗风浪、耐高盐度、耐水淹的适应性驯化、改造的红树林物种生长、繁育，从而形成生态关键区。
本发明提供的适用于高风浪海湾具有防浪坎的多功能生态海堤典型生态系统，通过对高风浪采用防浪坎消能、回淤，构建适宜海草床生态系统、红树林生态系统的适生区域，融合安全、生态、景观、休闲理念的构建方法，促进生态海堤有效应用。
本发明所提及的生态海堤方法应遵守的科学准则为：①尽可能保留海岸自然走势与原貌地形，摒弃岸线取直规整的传统思路；②尽量保留和修复原有海岸植被，构造海陆过渡带，缓坡入海；③海堤绿化尽量使用乡土滨海植物，少用城市绿化常规树种和外来树种，杜绝生物入侵种；④临海侧海堤堤脚是海陆生物廊道的链接点，应尽可能构造异质生境，有利于物种交流。
在本发明中，所述多阶式防浪坎消能人工鱼礁区采用防浪坎消能生态石笼系统，可融合宾格网生态石笼、人工鱼礁构建形成复合生境结构，促进海沙、淤泥落淤或补填种植土，以种植能经受对应风浪侵蚀和海水浸泡程度的植物构建海草床生态系统，以形成鱼、虾、蟹、贝等水生动物栖息和繁殖的优良生境。
进一步地，所述防浪坎生态石笼系统高于低潮线且不高于设计潮水位，不设防潮标准，允许水淹，与后续高于低潮线且不高于设计潮水位的红树林适生区形成富有层次的、动态开放的生态空间。
优选地，述防浪坎为渐进式防浪坎或阶梯式防浪坎。
优选地，其标高自临海侧向内陆方向延伸以从低到高、先低后高或高低交错的顺序排列。
在本发明中，所述红树林及景观植物适生区以自然块石抛填或扭王字块抛置作为基础，并结合前一级防浪坎为庇护，构成促进自然落淤，并视落淤情况补充种植土，以构成适于红树林植物或景观植物生长繁育的近自然生境。同时，充分利用红树林的捕沙促淤造陆与防浪护堤功能，衰减波浪、滞缓水流、捕沙促淤及红树林根系对沉积的固结作用来实现。
进一步地，所述红树林及景观植物适生区高于低潮线且不高于设计潮水位，不设防潮标准，允许水淹，形成海岸带富有层次的、开放的生态空间。如无特别指出，本发明中所称的防潮标准(或设防标准)均是指设计潮水位标准。
优选地，所述人工防浪区以堤心石、反滤层、碎石或干砌块石为基础，其上设置有不低于2t/个的空心块或不低于150kg大块石。
优选地，所述仿自然生态植生框采用预制砼浇筑，底部预留孔隙，且交错后置堆叠，形成生态护坡带，预留植生堤脚防护结构空间，适于种植各种绿化植物，尤其低矮灌木，确保观海视线通透，保障滨海景观质量。
优选地，所述生态亲水景观区为开放式、亲水的滨水空间。
优选地，所述生态亲水景观区采用便于行人或观光车辆等通过的曲折蜿蜒路面作为纽带，结合实际需要，增加布设亭、台、楼、榭或栈道景观小品，供民众或游客漫步、游览、观赏和小憩。
优选地，所述红树林及景观植物适生区和仿自然生态植生框的迎水侧护坡的坡比大于1：2。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统适用于在城市滨海区域内，并有着防洪(潮)、生态、休闲、景观等多功能要求的海堤工程中，或受风浪侵蚀较为严重、缺少海堤防护的海岸线的海堤工程建设。本发明通过风浪物理模型验证，消浪及排越浪效果明显。本发明提供的适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统能够有效改善海堤生态服务功能和海岸带生态系统健康状况，提升海堤的生态价值和景观价值，促进滨海地区生态文明建设和绿色发展。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统结构示意图；
图2为实施例1提供的多功能生态海堤生态系统的关键区域局部放大图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的方法和设备为本技术领域方法和设备。
实施例1
图1为本实施例提供的一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统结构示意图，图2为生态关键区局部放大图。请参照图1、2，本实施例如按设计理念及相应方法有序开展，能切实提高生态海堤的适用性和满足工程安全、生态和景观需求。
一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统，包括多功能生态海堤生态系统包括由临海侧向内陆方向依次设置的A多阶式防浪坎消能人工鱼礁区、B 红树林及景观植物适生区、C生态海堤主体工程区和D生态亲水景观区，
A多阶式防浪坎消能人工鱼礁区根据风浪侵蚀强度和海水淘蚀程度的不同可分成渐进式防浪坎或阶梯式防浪坎(见图1)，逐级消能防浪，防浪坎标高自临海侧向内陆方向延伸而从低到高、先低后高、高低交错排列。该区采用防浪坎消能生态石笼系统，融合宾格网生态石笼、人工鱼礁构建形成复合生境结构，促进海沙、淤泥落淤或补填种植土，以种植能抗风浪侵蚀和海水浸泡的物种、构建海草床生态系统，形成鱼、虾、蟹、贝水生动物栖息地和繁殖的优良生境。本实施例中，所述防浪坎生态石笼系统高于低潮线且不高于设计潮水位，不设防潮标准，允许水淹，与后续红树林适生区形成富有层次的、开放的生态空间。
B红树林及景观植物适生区设置于A多阶式防浪坎消能人工鱼礁区后端(靠近内陆侧，见图1)，该区以自然块石抛填或扭王字块抛置作为基础，并结合前一级防浪坎为庇护，构成促进自然落淤，并视落淤情况补充种植土，以构成适于红树林植物或景观植物生长繁育的近自然生境。同时，充分利用红树林的捕沙促淤造陆与防浪护堤功能，衰减波浪、滞缓水流、捕沙促淤及红树林根系对沉积的固结作用来实现。该区域高于低潮线1且不高于设计潮水位2，不设防潮标准，允许水淹，形成海岸带富有层次的、开放的生态空间。如无特别指出，本发明中所称的防潮标准(或设防标准)均是指设计潮水位标准。
C生态海堤主体工程区，包括C-1人工防浪区、C-2仿自然生态植生框(见图1)，C-1人工防浪区以堤心石、反滤层、碎石、干砌块石为基础，其上部布置不低于2t/个的空心块或不低于150kg大块石，其后布置C-2仿自然生态植生框，仿自然生态植生框采用预制砼浇筑，底部预留孔隙，且交错后置堆叠，形成生态护坡带，预留植生堤脚防护结构空间，适于种植各种绿化植物，尤其低矮灌木，确保观海视线通透，保障滨海景观质量。
D生态亲水景观区为开放式、亲水的滨水空间，采用便于行人或观光车辆等通过的曲折蜿蜒路面作为纽带，结合实际需要，增加布设亭、台、楼、榭或栈道景观小品，供民众或游客漫步、游览、观赏和小憩。
本发明工作程序要求，具体如下：明确被修复对象、确定系统边界→诊断评估生态系统退化水平和健康状况→结合修复目标和原则进行决策→生态修复与重建的实地试验、示范与推广→生态修复与重建过程中的调整与改进→生态修复与重建的后续监测、预测与评价。
本发明适用于在城市滨海区域内，并有着防洪(潮)、生态、休闲、景观等多功能要求的海堤工程中，或受风浪侵蚀较为严重、缺少海堤防护的海岸线的海堤工程建设。本发明通过风浪物理模型验证，设置多阶式消能防浪坎后，使堤前的波浪要素有了大幅度地消减，平均削减波高30％以上，尤其近岸区域，为采用近自然型式的生态海堤设计方案创造了条件。
综上，本发明所示的一种适用于高风浪海湾具有防浪坎的多功能生态海堤典型生态系统及构建方法，通过对高风浪采用防浪坎消能、回淤，构建适宜海草床生态系统、红树林生态系统的适生区域，融合安全、生态、景观、休闲理念的构建方法，促进生态海堤有效应用。
如上述构建过程，可较好的实现本发明功能。
本发明在广州市南沙区、东莞市虎门镇部分滨海区域应用，取得明显效果。根据经验，红树林覆盖度大于0.4，在粤东小潮差海区，红树林高度大于2.5m；在粤西粤西大潮差海区，红树林高度大于4.5m，其消浪效果可能80％以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于高风浪海湾的多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述多功能生态海堤生态系统包括由临海侧向内陆方向依次设置的多阶式防浪坎消能人工鱼礁区、红树林及景观植物适生区、生态海堤主体工程区和生态亲水景观区，所述生态海堤主体工程区包括由临海侧向内陆方向设置的人工防浪区和仿自然生态植生框；
其中，所述多阶式防浪坎消能人工鱼礁区采用防浪坎生态石笼系统构建，并叠加海草床生态系统；所述红树林及景观植物适生区以扭王字块或自然块石抛填或回淤修复，辅以开展红树林植物或景观植物适生系统重建。
2.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述防浪坎生态石笼系统高于低潮线且不高于设计潮水位。
3.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述防浪坎为渐进式防浪坎或阶梯式防浪坎。
4.根据权利要求3所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述防浪坎标高自临海侧向内陆方向延伸以从低到高、先低后高或高低交错的顺序排列。
5.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述人工防浪区以堤心石、反滤层、碎石或干砌块石为基础，其上设置有不低于2t/个的空心块或不低于150kg大块石。
6.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述仿自然生态植生框采用预制砼浇筑，底部预留孔隙，且交错后置堆叠，形成生态护坡带，预留植生堤脚防护结构空间，适于种植各种绿化植物。
7.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述生态亲水景观区为开放式、亲水的滨水空间。
8.根据权利要求7所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述生态亲水景观区，采用便于行人或观光车辆等通过的曲折蜿蜒路面作为纽带，结合实际需要，增加布设亭、台、楼、榭或栈道景观小品，供民众或游客漫步、游览、观赏和小憩。
9.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述红树林及景观植物适生区和仿自然生态植生框的迎水侧护坡的坡比大于1：2。
10.根据权利要求1所述多功能生态海堤生态系统，其特征在于，所述红树林及景观植物适生区高于低潮线且不高于设计潮水位。
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