海堤生态化建设技术的研究进展及推进我国海堤生态化建设的建议

文章介绍了国外海堤生态化建设技术的研究进展,包括海堤结构改造和绿植化研究,其中,海堤结构改造包括建造阶梯式海堤、海堤表面微栖息地改造、建造栖息地长凳、模拟岩石栖息地和海堤绿植化等。国外主要对海堤表面生境进行修复,国内研究则集中在海堤生态化建设的工程技术和采用生态护坡材料对传统海堤进行改造上。在结合海堤生态化相关研究的基础上,对我国海堤生态化建设提出了完善海堤生态化建设技术规范体系、加强海堤生态化关键技术研究、开展海堤生态化适宜性分析和生态化后监管系统等建议。     

基于浙江海堤安全的海洋环境因子变化研究

海堤工程是防御风暴潮侵袭、减轻海洋灾害的重要工程措施。海洋环境科学与工程技术研究不断发展,特别是海洋环境、海岸动力学和海岸地貌学等多学科交叉研究,海洋水文等资料不断积累和工程实践经验的日益丰富,为我国推进海堤抵御风暴潮灾害等安全研究和工程实践提供了有利条件。通过分析历史监测数据研究了浙江海岸滩地高程、年最高潮位、风浪、台风暴潮、海平面上升等海洋环境因子的变化趋势,与浙江省技术规范比较表明,近几十年来这些因子变化幅度不断加大,这种变化趋势说明受海洋环境影响,海堤安全面临挑成。     

基于多源观测技术的海堤变形监测方法研究

海堤是沿海地区抵御潮水、防御台风的重要基础设施,海堤变形监测对于维护海堤安全至关重要。随着技术的进步,海堤变形监测技术在自动化、精细化及实时化的方向上,还有发展的空间,本文针对目前海堤变形监测技术手段,从空间、地面和水下三个方面入手,简述各技术手段的特性及其在海堤监测中的应用,客观分析各技术手段的特点、优势和不足;在对海堤监测技术手段综合比较的基础上,提出了建立空间、地面和水下一体化的海堤变形监测系统的建议。     

海岸侵蚀作用下海岸带地区极端风暴洪水风险评估 —以上海石化为例

海堤是海岸带地区社会经济活动的重要保护屏障。海岸侵蚀的加剧将导致海堤稳定性和安全性降低, 增加海岸带地 区遭受极端风暴洪水的风险, 进而影响到海岸带地区的安全。本文选择上海石化这一遭受海岸侵蚀较为严重的区域作为研究 区, 利用 GIS 分析了 1972—2020 年近岸海床侵蚀特征, 并基于 2000—2020 年-5 m 等深线变化评估了上海石化近岸海堤的 稳定性。结果表明： 1972—2020 年间上海石化前沿海床整体以侵蚀为主, 石化近岸东侧以及西侧局部的浅滩侵蚀明显, 城 市沙滩中段、第 6 次围堤处以及码头东岸海堤稳定性最低。基于上述研究结果, 考虑海堤稳定性薄弱段出现极端风暴洪水漫 堤或溃堤情景, 模拟并分析了上海石化 2010 年 、2030 年和2050 年遭受千年一遇极端风暴洪水的风险。结果显示： 在 2010 年基准年情景下, 受海岸侵蚀作用最明显的城市沙滩和第6 次围堤区域遭遇极端风暴洪水的风险最高, 到 2050 年, 当前稳 定性较好的海堤安全性也将大大降低, 与 2010 年相比, 上海石化近岸地区的直接经济损失将会增加近 3 倍。     

黄河三角洲滩涂区海堤护岸结构方案优化实证研究

海堤护岸是抵御和减轻风暴潮灾害的根本措施,是从根本上消除风暴潮对沿岸人民生命财产安全威胁的最有效措施之一。黄河三角洲沿海滩涂广阔平坦,多为沙质和淤泥质,沟壑交错,海堤护岸的建设量大面广,所以对区域内海堤护岸的建设方案进行比较优化,更显得十分必要。文章通过具体的工程案例,阐述了建于黄河三角洲滩涂区的海堤护岸结构方案的比选与优化步骤与方法,这无疑对建于滨海滩涂区的海堤护岸的方案优化具有直接的参考与借鉴意义。     

海堤生态化建设适宜性评价研究及应用

适宜性评价是开展海堤生态化建设的基础和前提。针对缺少海堤生态化建设适宜性评价指标体系和方法的问题,本研究遵循系统性、代表性和可度量性原则,运用层次分析法从海堤灾害防御能力和海堤周边生态环境两个方面构建评价指标体系;结合德尔菲法确定指标权重;建立指标量化处理标准;引入海堤灾害防御能力指数SDI和海堤周边生态环境指数SEI并进行等级划分;建立防御-生态互斥矩阵,将海堤生态化建设适宜性划分为优先建设、适度建设和维持现状;最后将指标体系应用于平潭岛裕藩海堤,对其灾害防御能力和周边生态环境进行评价。研究结果表明：裕藩海堤灾害防御能力差,海堤周边生态环境一般,属于优先建设类型;构建的指标体系可用于海堤生态化建设适宜性评价。     

温岭市台风风暴潮灾害风险评估和区划研究

文章选取对温岭市最不利的台风路径,采用SWAN和MIKE21模型计算台风风暴潮淹没深度,对淹没深度进行分类并划分危险性等级;根据温岭市土地利用类型进行脆弱性等级划分;建立台风风暴潮和承灾体致灾因子指标体系,得出风险水平等级区划。结果表明,温岭市台风风暴潮灾害风险最大的区域在东部产业聚集区、松门镇沿海、乐清湾温峤镇西南角和坞根镇西北角,其次在隘顽湾顶部分区域,再次在滨海镇和松门镇部分区域,其他地区风险相对较小。     

陆海统筹理念下的海堤生态化建设研究

为推动我国海堤建设和海洋生态修复工作,进一步贯彻落实陆海统筹理念,文章分析海堤生态化建设在陆海统筹背景下的意义,并结合我国海堤生态化建设面临的障碍,提出对策建议。研究结果表明：海堤生态化建设是陆海统筹的重要组成部分,但仍面临法律规范和技术标准不健全,地方政府、社会组织和公众参与不足以及长时间序列多源数据支撑薄弱等问题;亟须从陆海统筹角度出发,创新理论体系和改进施工技术、提高地方政府等的参与度以及完善陆海数据支撑机制。     

长江口横沙东滩典型海堤越浪量现场和试验研究

越浪量是允许越浪海堤设计的重要参数。在对以往相关研究成果进行回顾和分析基础上,结合长江口横沙东滩促淤圈围五期工程现场波浪和越浪量实测资料,通过对横沙东滩典型断面型式进行整体和断面物理模型试验,研究结构各参数对越浪量的影响,进而提出适合长江口海堤的越浪量计算公式。公式计算结果与试验数据吻合良好,与Van der Meer公式相比具有较好的一致性。     

孤立波低顶海堤越浪的数值模拟研究

灾害性波浪是中国沿海地区最具破坏性的自然灾害之一。采用开源程序OpenFOAM中interFoam求解器,对低顶海堤（在风暴潮和海平面上升情况下所面临的不利工况）的孤立波越浪特性开展数值模拟研究。通过孤立波冲击海堤的基准算例,验证模型在模拟波浪爬升和越浪过程中大变形波面以及剧烈波浪力方面的精度。基于验证的数值模型,对孤立波在低顶海堤上的越浪特征以及防浪墙高度对越浪的影响开展参数化研究。结果表明堤顶超高减小导致更为剧烈的越浪。针对尚无低顶海堤孤立波越浪量经验公式的问题,提出新的适用于堤顶超高小或为0的孤立波越浪量经验公式。此外,研究发现增加防浪墙高度可有效减少越浪,但防浪墙所受的波浪力也增大。综合考虑防浪墙减少越浪以及自身所受波浪力,针对文中研究采用的海堤截面和波浪条件,建议无量纲防浪墙高度取为1.00。     

钱塘江海宁古海塘加固技术研究及其应用

钱塘江海宁明清鱼鳞老海塘是保护浙北和苏沪南缘地区广大平原的大型防洪(潮)工程。修建于明清的古鱼鳞石塘具有雄伟的古朴特色,石塘采用条石纵横交错迭砌,条石间以铁榫相连,高达6m,绵延数十里,在社会经济中的历史地位显著,人称与长城、运河相媲美的三大古代土木工程。保护该古老水利工程使之继续发挥防潮防洪作用,其意义重大。由于建筑年久、工程老化、结构防潮标准偏低,亟需加固。经多方案比较,选择了顺直河段采用抛筑短丁坝、弯曲河段采用打长板桩以及与塘顶土埝后移相结合的总体方案。工程技术先进、经济合理。     

海口湾沿岸风暴潮风险评估

参考内陆洪水损失评估的方法,建立适用于海口湾沿岸风暴潮风险区的损失评估模型,分析了海口湾沿岸风暴潮的风险区域,并根据100a一遇极值高水位、100a一遇风暴潮与最高天文潮位的组合水位、可能最大风暴潮与最高天文潮位的组合高水位条件,分析淹没范围;统计100a一遇极值高水位淹没区内的建筑物,估计可能受灾人口.该文对海口湾沿岸的基本社会经济资料作了一、二级分类,并逐项进行统计,同时还根据需要作了抽样调查.对分部门的损失率计算方法作了详细介绍,得出个人家庭财产、国家集体财产、农作物和海水养殖等分部门的损失率分别为:30%,4%,70%和100%;以2001年社会经济资料为基础,100a一遇极值高水位为条件,计算出潮灾经济损失约为8.32亿元,个人家庭财产、国家集体财产、农作物及海水养殖、人员伤亡损失、间接损失等分部门的损失金额占总损失的比率分别为:13.0%,70.0%,0.7%,0.8%和15.5%.     

基于加权贝叶斯网络的海洋灾害风险评估

全球气候变化背景下,海洋灾害的群发性、难以预见性和灾害链效应日显突出,造成的损失逐年上升,开展海洋灾害的风险评估工作至关重要。针对海洋灾害评估中的不确定问题,本文首先基于风险理论剖析了海洋灾害风险的不确定性特征,构建了灾害评估指标体系;然后基于贝叶斯网络模型,提出针对不确定性灾害评估的风险贝叶斯网络,进而基于主客观定权,构建了加权贝叶斯网络评估模型;最后对我国沿海地区海洋灾害开展评估研究。实验表明,该评估模型有效实现海洋灾害的风险评估,具有实际可操作性。     

A decision-making system to maritime risk assessment

In this study, we propose a fuzzy approach in order to evaluate the maritime risk assessment applied to safety at sea and more particularly, the pollution prevention on the open sea. The work is based on the decision-making system, named MARISA, presented in Balmat et al. (2009). This system allowed defining a risk factor for each ship according to ship’s characteristics and weather conditions. In this novel paper, the proposed system takes into account the ship speed evolution and the ship position with respect to maritime shipping lanes is developed. To validate the method, we present an example of results with real data.     

Risk assessment and zoning of sea level rise in Shandong Province

Sea level rise is a slow-onset disaster.We collected information about the natural and ecological environments,tides and sea levels,and socio-economic aspects to investigate the distribution and zoning of the risks from sea level rise across Shandong Province.The trends in sea level in different counties of Shandong Province were predicted using moving averages and a random dynamic analysis forecasting model,and the model outputs and socio-economic indicators were combined to assess the risks.The results show that the risks of sea level rise along the western coast of Bohai Bay and Laizhou Bay in Shandong Province were sufficiently large to warrant attention.     

河口型水源地供水安全风险分类评估方法比选研究

为科学评估河口型水源地供水安全风险,基于水源地特点,在建立相应供水安全风险评估指标体系的基础上,采用层次分析法确定指标权重,结合选取灰色关联度法和BP神经网络法对某河口型水源地分别开展供水安全风险分类评估。以某次咸潮入侵事件数据为例,经采用两种方法评估后对比表明:灰色关联度法能较好地解决评价指标难以准确量化和统计的问题,具有定性与定量相结合评价精度较高的优点,更适合于河口型水源地供水安全风险分类评估。该水源地风险分类评价等级由高到低依次排序:水量风险(较高)→应急风险(较低)→工程风险(较低)→水质风险(低),其结果与实际相符。     

典型圆筒码头结构安全性检测评估研究

针对圆筒码头结构特点,在现场检测和结构安全性评估方面进行了研究,然后结合一种特殊圆筒码头结构实例进行了现场检测和结构安全评估介绍。研究发现,该特殊圆筒码头结构与一般的重力式码头和高桩码头结构有较大不同,在进行结构检测时应专门制定检测方案;结构安全性评估时应重点对结构倾覆、结构滑移及重要构件进行安全计算,以确保结构安全。