海堤工程防潮設計標準的研究

海堤工程防潮設計標準的研究【摘要】作為沿海地區(qū)最重要的防御風暴潮水措施，在具體施工建設之前，嚴格對海堤工程進行設計，不僅是保護我國沿海地區(qū)經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要前提，更是加強海堤工程防災減災基礎(chǔ)設施建設的根本要求。在本文中，筆者以當前我國海堤工程防潮標準設計的確定思路為論述切入點，詳細討論了現(xiàn)有海堤防潮設計標準的響應情況，同時還將特殊防護區(qū)海堤防潮標準以及海堤防潮標準與級別之間的關(guān)系進行了簡要分析，最后則通過典型海堤工程防潮設計案例核算驗證了具體防潮工程與防潮設計標準之間的相符性。【關(guān)鍵詞】海堤工程；防潮；設計標準；研究前言隨著全球環(huán)境的不斷惡化，溫室效應造成的氣候變暖、海平面上升等現(xiàn)象日益加劇，而作為沿海地區(qū)最重要的防御風暴潮水措施，海堤工程在預防風暴潮方面時刻發(fā)揮著及其重要的作用［1］。同時，我國沿海地區(qū)的經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展與人口情況的持續(xù)增長情況，也預示著海堤工程于保護廣大人民生命、財產(chǎn)方面具有不可估量的重要價值，由此可見，不斷完善、沿嚴格海堤工程的設計標準與設計過程，不僅是保護我國沿海地區(qū)經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要前提，更是加強海堤工程防災減災基礎(chǔ)設施建設的根本要求［2］。一直以來，我國不同地區(qū)之間對于海堤工程的設計工作上通常存在一定的差異，由于地域因素、環(huán)境條件原因的制約，廣大設計人員在具體的設計工作中也出現(xiàn)了做法不一的現(xiàn)象［3］。然而，究其根本，海堤工程防潮標準設計的確定思路是相對固定的，而設計流程中，設計人員則必須將不同地區(qū)之間的地域性防潮要求等相關(guān)內(nèi)容充分納入防潮設計工作中進行針對性的規(guī)劃與研究。一、海堤工程防潮標準設計的確定思路1.明確海堤防護對象與設計標準之間的相互關(guān)系海堤防護對象具體指的是較為容易受到風暴潮侵襲的對象，根據(jù)防護對象之間所存在的一定差異，在進行海堤工程防潮設計時，就必須先針對具體的防護對象并采用相應的設計標準以科學、合理為基本支撐而開展防潮設計工作。從海堤防潮工程的不同要求來說，防護對象主要包括不具備一定的防潮能力的城市、鄉(xiāng)村、旅游設施以及工礦企業(yè)等對象，或者是受到自然風暴潮水威脅、需要防潮安全保護的相關(guān)工程對象，例如水利水電工程、相關(guān)工程的線路、管道設施以及沿海地帶的公路橋梁等。而在為防護對象選擇相應的防潮標準時，應充分考慮防護對象的重要程度，這是由于當防護對象重要性越高時，提高防潮標準，海堤工程的防護性就越高，同時，要建造防潮標準較高的海堤工程，其相應的投資資金也會隨之增高。在實際的選定防潮標準工作中，設計人員通常會以防護區(qū)域的經(jīng)濟指標作為最主要的確定依據(jù)［4］。2.確定標準海堤防潮工作的設計方向海堤工程防潮設計人員對于具體工程布局的初步擬定應建立在熟知海堤設計中所需參考基本資料的基礎(chǔ)上，其中，所需參考的基本資料主要包括防護地區(qū)的地質(zhì)、地形情況、水位常規(guī)變化規(guī)律、波浪以及風暴潮等資料，設計人員只有明確海堤防潮工程對于具體防護區(qū)所存在的具體價值，才能根據(jù)其防潮結(jié)構(gòu)、防潮標準等相關(guān)注意事項對整體工程建設進行準確預算［5］。此后，根據(jù)防護區(qū)的經(jīng)濟指標與防潮設計總格等級等綜合情況為海堤工程選定作為適宜的設計標準，對于特殊性較高或者說是防護對象對于防潮功能具有特殊性要求時，則可以在初步擬定完成的防潮標準中完善具體的防護要求。二、現(xiàn)有防潮標準分析1.國標與行標防潮標準分析在現(xiàn)有的國標《防洪標準》中清晰地指出對于人口分布情況較為密集或者是經(jīng)濟作物發(fā)展勢頭較為旺盛以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)較為發(fā)達的潮水防護區(qū)而言，設計人員在開展設計工作的過程中，則可在參考標準的基礎(chǔ)上適當?shù)靥岣咴O計標準要求，同樣的，在行業(yè)標準《堤防工程設計規(guī)范》中也對于這類地區(qū)的防潮標準設計工作提出了一致性要求。另外，針對城市周邊企業(yè)以及工礦企業(yè)，設計人員在進行海堤工程防潮設計工作時應根據(jù)《防洪標準》中的相關(guān)國定將設計高潮位進行優(yōu)化設置，一般而言，在進行該類地區(qū)的高潮位校核工作時通常采用當?shù)貧v史最高潮位作為校核參比?？偠灾瑹o論是國家標準還是行業(yè)標準，對于不同地區(qū)之間的防潮設計標準均持有開放性、針對性態(tài)度，但也由此表明，我國現(xiàn)行的防潮設計標準依舊存在較大上升空間。2.不同省區(qū)省區(qū)防潮標準分析我國福建省針對防潮設計工作制定的規(guī)范標準中規(guī)定，當海堤工程的圍墾而積達萬畝以上情況時，則可以將防潮標準提高至50?100年一遇，其海堤工程級別為3級；而在廣東省防潮設計標準規(guī)定中，則是著重考慮防護對象的作物經(jīng)濟情況，當海堤工程防護對象的耕地達5萬畝以上情況時，則可以將防潮標準確定為至20?50年一遇，其海堤工程級別為3級，對于一般的防護對象，如一般鄉(xiāng)村而言，則將100萬畝以上耕地面積的海堤工程防潮標準確定為30?50年一遇，其海堤工程級別為3級。由此可見，不同省份地區(qū)對于防護區(qū)的規(guī)模劃分不甚一致，且防護標準所參照的側(cè)重點也略有不同。三、特殊防護區(qū)海堤防潮標準的確定1.特殊防護區(qū)海堤防潮標準在我國沿海地區(qū)的11個省份中，由于地區(qū)之間存在顯著的地理自然狀況與經(jīng)濟發(fā)展差異，因此，在具體的海堤工程防潮設計標準中，設計人員所參照的設計標準應著重側(cè)于研究防護對象的相關(guān)重要工程，一般而言，重現(xiàn)期為50年的防潮標準是相對較為普遍的。在本研究中，筆者將具有5萬畝水產(chǎn)養(yǎng)殖或50萬畝高新農(nóng)業(yè)規(guī)模的防護對象的海堤工程防潮重現(xiàn)期確定為50年，并將不同規(guī)模檔次的海堤工程按照國標、行業(yè)標準進行了防潮標準預設。同時，還將經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)以一般、比較重要、重要以及特別重要四個檔次進行了區(qū)別劃分，具體情況如表1所示。此外，由于高新農(nóng)業(yè)經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的經(jīng)濟生產(chǎn)總值與固定資產(chǎn)總值兩項設計參考指標均高于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，所以，在這種類型的防護區(qū)域中，所采用的防潮標準應該形影的提升一級。表1特殊防護區(qū)海堤的防潮標準保護對象及規(guī)模海堤防潮標準［重現(xiàn)期（年）］三100100?5050?3030?2020?10水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)｛面積［萬田（666.7hm2）］｝三1010?55?11?0.5<0.5咼新農(nóng)業(yè)｛面積［萬田（666.7hm2）］｝三100100?5050?1010?5<5高新技術(shù)開發(fā)區(qū)（重要性）特別重要重要較重要一般2.海堤防潮標準與級別的關(guān)系分析在進行海堤工程的防潮設計過程中，設計人員決不可忽視忽視與海堤所相互交疊的建筑物這是由于當潮水侵襲時，與之相關(guān)的建筑物也能夠發(fā)揮出一定的擋水擋潮作用，所以，具體的防潮標準設計工作也應該將建筑物按照一定的標準進行主要建筑物與次要建筑物的區(qū)分就目前而言，在現(xiàn)有的堤防工程設計規(guī)范中，通常將防潮重現(xiàn)期為100年的海堤工程設置為1級建筑物，重現(xiàn)期50年的設置為2級建筑物，具體情況如表2所示。表2海堤工程的級別與防潮標準的關(guān)系防潮標準［重現(xiàn)期（年）］三100100?5050?3030?20<20海堤工程級別12345四、典型海堤工程防潮設計案例核算分析筆者將福建?。ㄆ翁锍畏鍑鷫?、長樂外文武圍墾、泉州外走馬櫟、福清東壁島）與廣東?。◤V州焦東圍、珠海赤坎聯(lián)圍、中山中順大圍、江門都斛堤、潮州澄饒聯(lián)圍、汕頭圍等）

兩個省份的多個防潮工程項目的相關(guān)資料按照上述綜合防潮標準敘述以及防潮級別規(guī)范進行了核算分析，具體情況可參見表3、表4。由下表可知，福建省防潮工程的防護對象大多屬于經(jīng)濟作物與新興農(nóng)業(yè)產(chǎn)物，其經(jīng)濟總資產(chǎn)與固定總資產(chǎn)較大，因此在進行防潮設計工作時應充分將防護對象的整體安全面積納入設計考慮范疇；而對于廣東沿海地帶這樣一個人口價位密集的地區(qū)，最大限度的保護耕地則是首要考慮因素。表3福建省海堤工程防潮標準與級別復核圍墾面積防潮標準［重現(xiàn)期（年）］工程級別項目名稱萬田（666.7hm2）防護對象'省標行標省標行標莆田澄峰圍墾1.02養(yǎng)殖、種植3050?3033長樂外文武圍墾1.9養(yǎng)殖、種植5050?3033泉州外走馬櫟5.15養(yǎng)殖、種植規(guī)劃石化50100?5032福清東壁島4.34養(yǎng)殖、種植5050?3033福清過橋山2.00養(yǎng)殖、種植3050?3033表4廣東省海堤工程防潮標準與級別復核項目名稱保護人口（萬人）保護耕地萬田（666.7hm2）防潮標準［重現(xiàn)期（年）］省標行標廣州焦東圍6.774.9350?3050珠海赤坎聯(lián)圍5.076.2350?3050中山中順大圍24.214.5100?5050江門都斛堤5.296.0850?3050潮州澄饒聯(lián)圍3.93.630?2050汕頭圍9.58.850?30100汕頭榕江堤26.36.050?3050汕尾關(guān)東聯(lián)安圍13.810.350?3050雷州南渡河14.022.0050?3050康江江州圍4.86.0330?2050吳川烏坭海堤8.810.8750?3050坡頭南山聯(lián)圍1.218.6950?3050結(jié)束語由于我國整體沿海路線較長，加之作為我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，沿海經(jīng)濟地區(qū)的防潮保護措施則一定要落實到位。不同地區(qū)之間對于防潮保護的要求也不盡相同，因此，設計人員在進行防潮工程設計時應根據(jù)海堤工程防潮標準設計的確定思路展開相應的設計工作。同時，由于我國不同地區(qū)之間的實際防潮條件與防潮需求不甚相同，而要想在防潮設計工作中制定出統(tǒng)一的執(zhí)行標準還存在一定的困難，然而，也正是在這樣的社會背景狀態(tài)下全國范圍內(nèi)的各大防潮設計單位就更加應該積極總結(jié)實踐經(jīng)驗，歸納總結(jié)相關(guān)設計資料，從而有利于進一步完善海堤工程的標準化防潮設計工作?！緟⒖嘉墨I】楊星，何勇，王蔚，等?江蘇省海堤工程不同重現(xiàn)期風潮組合優(yōu)化設計[J].排灌機械工程學報，2013，31（04）：313-317.何造勝?深圳東部海堤設計初探[J].中國水運（下半月），2014,14（09）：224-225.李英.河北省灤南縣雙龍河口海堤工程設計[J].水科學與工程技術(shù)，2014,（05）:11-12.肖增華?東興市交東班埃海堤加固工程設計[J].大科技，2016，（15）：115-116.高康平，周彥章，吳春勇，等?珠海橫琴新區(qū)濱海堤防工程加固穩(wěn)定設計計算[J].勘察科學技術(shù)，2012，（01）：5-10+41.鄭小波?海堤防護設計與施工要點的控制[J].建筑工程技術(shù)與設計，2016（18）：560.陳聚忠，劉峽，鄭智江，等地面沉降對風暴潮災害的增強作用[J]?上海國土資源，2014（0