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【摘 要】本篇论文综合分析了位于福建省长乐市的外文武围垦工程施工的实例，在分析海域的护面波浪发挥作用的原理时，以开敞式海域所具有的波浪特性为依据，得出对于开放海域海堤的多种防护性设计方案，特别是针对内坡、外坡、堤顶以及外护脚和防浪墙等的防护方案设计。
【关键词】开敞式海域；海堤防护；波浪特性
本文选取的长乐市外文武围海属于福建的“十五”重点建设项目。该项目海堤长为4041米，围海面积达到近两万亩。该项目的建设时间从2000年底到2002年第二季度，历时一年多，工程总造价达到13亿元，工程中的海堤、纳潮闸等部分都是按照三级水工建筑物设计。
位于開放式海域的海堤是直接暴露于外海的，没有任何岛屿作防护，风区长度是没有限制，在无风的情况下也会面临巨浪，由于这些原因，海堤很容易受到外海涌浪的影响。在台风来临时，波要素可以超过部分风区海湾内风浪波要素的三倍之多，损坏效果严重，使得沿海海堤的安全性受到极大危害。
福州的莆田南日海堤、琅岐正是由于这种原因，多次受到严重损毁。位于福建省的诏安到福鼎海岸线，有很大一部分的沿海区域都是开敞式海岸。
在这类海岸的海堤设计时，必须考虑到波浪要素。该项目设计中的海堤断面曾被海洋工程研究所作为案例研究，进行了波浪模型的实验，该实验得出了海堤消浪防护措施的可靠系数，并对此归纳总结，提出了科学的改进意见。
建成后虽有多次台风袭击，但是外文武围海都经受住了考验，证实了该项目海堤防护措施科学并且坚固，有着优秀的消浪作用，其多项创新举措，使其在福建省成为了敞开式海岸防护设计的示范项目。
一、对于波浪要素的分析
在进行海堤设计的过程中，波浪要素是需要考虑的最基础也是最重要的一个自然要素，在防护设计和顶高程设计中，都要考虑到波浪要素的影响。并且在分析开敞式海域的波要素时，应该把风浪还有涌浪的影响都纳入分析之中。
1.波浪的折射变形。
在从外海到海岸的传导进程中，波浪会产生折射变形。当波浪距离岸边较近时，水深也会随之减少，从而导致波浪的高度慢慢降低。
2.堤前波要素的设计。
在实际的开敞式海域海堤设计施工中，施工的位置与海上起始断面的距离往往非常大，所以在分析设计的过程中只考虑到底摩擦还有折射变形是非常片面的，还应把沿程风继续作用对波浪的传导进程所造成的影响纳入分析。
位于福建省长乐市的外文武围垦的海堤总长度达到了四千米，围垦面基接近两万亩，外海属于开阔海域，参考上文所提到的分析方法来计算出堤前设计的波要素。
参照中国围海工程技术规范里面的相关规定，考虑到涌浪的作用，在开敞式海岸的分析设计中，参照风浪公式所得出波周期可能要低于实际的波周期数值，因此波周期的确定最好是采取实际测量并且综合资料分析的方法。在这次的工程设计中，把计算得到的堤前设计波周期的数值再乘以1.4倍来加大。
二、海堤防护模块
1.外坡面。
由公式RKP=KR·R进行分析，KR在式中表示波浪冲击堤坝时上升的衰减系数，R表示斜坡堤平整护面的波浪爬高值，该式可以用来计算在斜坡堤凹凸型插砌条石护面上，波浪的爬高值。坡面加糙率用KP表示。坡面加糙率会对波浪的爬高系数造成影响。对于同一波浪进行分析，消浪效果用爬高衰减系数表示，爬高衰减系数受到坡度以及坡面加糙率的影响。坡面加糙率变大时，凹凸型条石对波浪起到的作用变得显著，水流在上升时，受到很多的阻力，水流涌上坡面，这个过程中水流产生剧烈絮动，导致波能的损耗，爬高值自然被降低。下面再分析坡面加糙率过大，大于临界值的情况，坡面上存在的低凹部分少于上一种情况，对于波浪的阻力减小，同时絮动也会减弱，波浪的波能损耗较小，在这种情况下，波浪爬高系数反而是呈增加的状态。
坡度相同时，当坡面加糙率数值为25%时，消浪效果最为理想。加糙率相同时，越小的坡度，越可以取得良好的消浪效果。
2.外坡面防护。
外坡面设计时，采用钢筋砼框格内凹凸型插砌条石加糙。加糙条石的使用，一方面可以起到消浪的作用，另一方面可以与护面条石的性能相匹配，减少护面条石的厚度。外坡面需要对护面的整体性进一步完善，尽量做到维修便捷，所以需要在设计时加上钢筋砼框格。
3.外护脚。
外护脚在海堤的建设中十分重要，是整个护坡的安全保障。外弧面阻挡了海浪冲击，海浪回落的过程中会对滩面有一个反卷作用，这个过程中容易使护脚遭到破坏。护脚的设计需根据实际海浪情况进行分段式设计。对于高滩地段，可以使用浆砌块石护脚；对于地滩区域，可以使用抛大块石护脚。
4.防浪墙。
防浪墙的设计可以优先采用反弧式钢筋砼防浪墙，本文示例工程的防浪墙是采用的反弧式钢筋砼结构，高度为1.5米，基座堤深80厘米，顶宽80米，其设置时与外坡条石连接的。
5.堤顶和内坡。
海堤的设计中，对于越浪的情况在一定范围内是允许的，海浪爬高可以冲击至堤顶，所以在设计中必须对堤顶以及其他遭受冲击的部位进行防护设计，实际考察越量的水流量，有干砌块石和砼面板护砌两种方式可以选择。
结语：
经过以上讨论分析，可以得出三点结论。
第一，为了达到开敞式海堤的消浪效果，可以选取加KP为百分之二十五的糙条石护面的措施，能够让波浪爬高降低百分之三十，效果显著。还能使护面的石条厚度降低百分之十。
第二，在开敞式海堤设计时，必须要选用反弧式钢筋砼防浪墙挑浪，并且选取埋石砼墩结合抛大块石护脚，砼框格内凹凸型加糙型条石丁砌护面。
第三，选取反弧式的钢筋砼防浪墙有两个突出优势，其一是把堤顶高程减少约1.5米，很大程度上降低了工程的造价。其二是能够产生挑浪效果，使越浪量得到降低。
参考文献：
[1]龚壁卫，吴昌瑜.堤防非饱和边坡稳定分析方法探讨[J].长江科学院院报.2009（03）.
[2]徐卫军，李刚.长江堤防防渗墙对堤内地下水位的影响分析[J].长江科学院院报.2009（05）.
【关键词】开敞式海域；海堤防护；波浪特性
本文选取的长乐市外文武围海属于福建的“十五”重点建设项目。该项目海堤长为4041米，围海面积达到近两万亩。该项目的建设时间从2000年底到2002年第二季度，历时一年多，工程总造价达到13亿元，工程中的海堤、纳潮闸等部分都是按照三级水工建筑物设计。
位于開放式海域的海堤是直接暴露于外海的，没有任何岛屿作防护，风区长度是没有限制，在无风的情况下也会面临巨浪，由于这些原因，海堤很容易受到外海涌浪的影响。在台风来临时，波要素可以超过部分风区海湾内风浪波要素的三倍之多，损坏效果严重，使得沿海海堤的安全性受到极大危害。
福州的莆田南日海堤、琅岐正是由于这种原因，多次受到严重损毁。位于福建省的诏安到福鼎海岸线，有很大一部分的沿海区域都是开敞式海岸。
在这类海岸的海堤设计时，必须考虑到波浪要素。该项目设计中的海堤断面曾被海洋工程研究所作为案例研究，进行了波浪模型的实验，该实验得出了海堤消浪防护措施的可靠系数，并对此归纳总结，提出了科学的改进意见。
建成后虽有多次台风袭击，但是外文武围海都经受住了考验，证实了该项目海堤防护措施科学并且坚固，有着优秀的消浪作用，其多项创新举措，使其在福建省成为了敞开式海岸防护设计的示范项目。
一、对于波浪要素的分析
在进行海堤设计的过程中，波浪要素是需要考虑的最基础也是最重要的一个自然要素，在防护设计和顶高程设计中，都要考虑到波浪要素的影响。并且在分析开敞式海域的波要素时，应该把风浪还有涌浪的影响都纳入分析之中。
1.波浪的折射变形。
在从外海到海岸的传导进程中，波浪会产生折射变形。当波浪距离岸边较近时，水深也会随之减少，从而导致波浪的高度慢慢降低。
2.堤前波要素的设计。
在实际的开敞式海域海堤设计施工中，施工的位置与海上起始断面的距离往往非常大，所以在分析设计的过程中只考虑到底摩擦还有折射变形是非常片面的，还应把沿程风继续作用对波浪的传导进程所造成的影响纳入分析。
位于福建省长乐市的外文武围垦的海堤总长度达到了四千米，围垦面基接近两万亩，外海属于开阔海域，参考上文所提到的分析方法来计算出堤前设计的波要素。
参照中国围海工程技术规范里面的相关规定，考虑到涌浪的作用，在开敞式海岸的分析设计中，参照风浪公式所得出波周期可能要低于实际的波周期数值，因此波周期的确定最好是采取实际测量并且综合资料分析的方法。在这次的工程设计中，把计算得到的堤前设计波周期的数值再乘以1.4倍来加大。
二、海堤防护模块
1.外坡面。
由公式RKP=KR·R进行分析，KR在式中表示波浪冲击堤坝时上升的衰减系数，R表示斜坡堤平整护面的波浪爬高值，该式可以用来计算在斜坡堤凹凸型插砌条石护面上，波浪的爬高值。坡面加糙率用KP表示。坡面加糙率会对波浪的爬高系数造成影响。对于同一波浪进行分析，消浪效果用爬高衰减系数表示，爬高衰减系数受到坡度以及坡面加糙率的影响。坡面加糙率变大时，凹凸型条石对波浪起到的作用变得显著，水流在上升时，受到很多的阻力，水流涌上坡面，这个过程中水流产生剧烈絮动，导致波能的损耗，爬高值自然被降低。下面再分析坡面加糙率过大，大于临界值的情况，坡面上存在的低凹部分少于上一种情况，对于波浪的阻力减小，同时絮动也会减弱，波浪的波能损耗较小，在这种情况下，波浪爬高系数反而是呈增加的状态。
坡度相同时，当坡面加糙率数值为25%时，消浪效果最为理想。加糙率相同时，越小的坡度，越可以取得良好的消浪效果。
2.外坡面防护。
外坡面设计时，采用钢筋砼框格内凹凸型插砌条石加糙。加糙条石的使用，一方面可以起到消浪的作用，另一方面可以与护面条石的性能相匹配，减少护面条石的厚度。外坡面需要对护面的整体性进一步完善，尽量做到维修便捷，所以需要在设计时加上钢筋砼框格。
3.外护脚。
外护脚在海堤的建设中十分重要，是整个护坡的安全保障。外弧面阻挡了海浪冲击，海浪回落的过程中会对滩面有一个反卷作用，这个过程中容易使护脚遭到破坏。护脚的设计需根据实际海浪情况进行分段式设计。对于高滩地段，可以使用浆砌块石护脚；对于地滩区域，可以使用抛大块石护脚。
4.防浪墙。
防浪墙的设计可以优先采用反弧式钢筋砼防浪墙，本文示例工程的防浪墙是采用的反弧式钢筋砼结构，高度为1.5米，基座堤深80厘米，顶宽80米，其设置时与外坡条石连接的。
5.堤顶和内坡。
海堤的设计中，对于越浪的情况在一定范围内是允许的，海浪爬高可以冲击至堤顶，所以在设计中必须对堤顶以及其他遭受冲击的部位进行防护设计，实际考察越量的水流量，有干砌块石和砼面板护砌两种方式可以选择。
结语：
经过以上讨论分析，可以得出三点结论。
第一，为了达到开敞式海堤的消浪效果，可以选取加KP为百分之二十五的糙条石护面的措施，能够让波浪爬高降低百分之三十，效果显著。还能使护面的石条厚度降低百分之十。
第二，在开敞式海堤设计时，必须要选用反弧式钢筋砼防浪墙挑浪，并且选取埋石砼墩结合抛大块石护脚，砼框格内凹凸型加糙型条石丁砌护面。
第三，选取反弧式的钢筋砼防浪墙有两个突出优势，其一是把堤顶高程减少约1.5米，很大程度上降低了工程的造价。其二是能够产生挑浪效果，使越浪量得到降低。
参考文献：
[1]龚壁卫，吴昌瑜.堤防非饱和边坡稳定分析方法探讨[J].长江科学院院报.2009（03）.
[2]徐卫军，李刚.长江堤防防渗墙对堤内地下水位的影响分析[J].长江科学院院报.2009（05）.