生態(tài)海岸防護工程研究進展與展望*

易雨君 劉 奇 王雪原 季則舟

生態(tài)海岸防護工程研究進展與展望*

易雨君1劉 奇1王雪原2季則舟3

(1. 北京師范大學環(huán)境學院 北京 100875; 2. 煙臺大學土木工程學院 山東煙臺 264005; 3. 中交第一航務工程勘察設計院有限公司 天津 300220)

海岸防護工程對防止海岸帶侵蝕, 維持生態(tài)系統(tǒng)完整性和多樣性至關重要。傳統(tǒng)硬質海堤較少考慮其對海岸帶生態(tài)環(huán)境的影響。隨著中國進入生態(tài)環(huán)境高質量發(fā)展新階段, 對海岸防護工程的生態(tài)效應方面提出了更高的要求。目前, 對已建成的硬質海堤進行生態(tài)化改造, 或在充分考慮自然條件和防護性能的基礎上建設具有保護與維持海岸帶生態(tài)環(huán)境的生態(tài)海岸防護工程已是大勢所趨。生態(tài)海岸防護工程的宗旨是盡可能地維持當地海岸帶的自然生態(tài)環(huán)境, 同時通過削減波浪能量保護海岸帶侵蝕。目前關于生態(tài)海岸防護工程主要集中在理論和理念方面, 在具體的實施和建設環(huán)節(jié), 仍存在建設標準不完善、建設成本過高、缺乏系統(tǒng)持續(xù)的監(jiān)測數據以及生態(tài)效應評估不足等問題。因此, 后續(xù)應進一步完善我國生態(tài)海岸防護工程技術體系, 加強生態(tài)海岸防護工程關鍵技術研發(fā), 建立持續(xù)的系統(tǒng)的環(huán)境生態(tài)監(jiān)測體系, 并對生態(tài)海岸防護工程生態(tài)效益進行持續(xù)關注和評價。

生態(tài)海岸防護工程; 生態(tài)海堤; 生態(tài)化改造; 消浪

海岸防護工程是為防御風暴潮(洪)水和波浪對防護區(qū)的危害而修筑的工程, 可以有效抵御海岸侵蝕、風暴潮和海平面上升?！度珖５探ㄔO方案》指出, 目前我國已建成的海洋護岸工程主要為海堤, 長度約1.45萬km, 約占大陸海岸線1.8萬km的81%。已建成海堤絕大部分為剛性結構的硬質海堤, 主要為漿灌砌塊石、現澆混凝土、預制混凝土塊等結構型式(張翠萍等, 2020)。硬質海堤在保護濱海區(qū)域不被波浪侵蝕的同時, 也改變了沿岸的水動力條件, 減少了沿海地區(qū)的沉積物供應, 最終導致海岸線位置的總體性退移(Coelho, 2016), 這也在一定程度上降低了海堤對災害的防御能力(Day, 2007; T?rnqvist, 2009)。除此之外, 硬質海堤還導致海岸帶生物棲息地喪失、改變潮間帶生物群落結構(Perkins, 2015; Dong, 2016)破壞陸地與海洋間的物質交換和生物連通(Winters, 2015; van Der Most, 2018), 進而致使生物多樣性下降(Bulleri, 2010; Lai, 2015)。與天然海岸線相比, 硬質海堤支持的生物多樣性和豐度分別減少23%和45% (Gittman, 2016)。硬質海堤對近海水動力條件的改變可能會使水體交換能力下降, 導致陸源污染物積累和水體富營養(yǎng)化(崔力拓等, 2014; Landry, 2018)。

為解決硬質海洋護岸工程帶來的問題, 建設生態(tài)型海岸防護工程勢在必行。實際上, 早在20世紀初, 張謇等的《開墾海門荒灘奏略》提出因地制宜地進行荒灘的開墾與生態(tài)海堤的建設(李婷等, 2015), 體現了我國生態(tài)文明和生態(tài)海堤這一思想的雛形。1978年江蘇省灌云縣燕尾港海堤通過在潮間帶栽種互花米草的方式保證了迎水灘面不受沖刷和海堤工程穩(wěn)定(張宏謨, 1987), 這是我國首次對海堤進行生態(tài)化改造, 取得了較好的效果, 但隨后幾十年鮮有針對生態(tài)海堤方面深入和系統(tǒng)性的研究及應用。近年來,隨著社會經濟的發(fā)展和對環(huán)境生態(tài)的重視關注程度的提高。2017年8月《全國海堤建設方案》提出注重生態(tài), 落實綠色發(fā)展理念。妥善處理海堤建設和海岸生態(tài)環(huán)境保護的關系, 盡可能維護海岸自然形態(tài)。2020年1月《圍填海工程海堤生態(tài)化建設標準》提出了在保障海堤的防災減災安全功能要求的基礎上, 以恢復海岸的生態(tài)功能為目標, 減緩人類在海堤建設過程中對海域生態(tài)系統(tǒng)的負面影響, 以及秉持生態(tài)保護、因地制宜的理念, 根據區(qū)域地質地貌特點、水文動力條件、氣候特征, 采用不同的結構、材料對海堤進行科學設計的建設原則。2021年4月《2020年中國海平面公報》提出強化海岸帶生態(tài)防護與保護修復。加強基于生態(tài)理念的海岸防護, 推進海堤的生態(tài)化改造。因此, 在充分考慮自然條件和防護性能的基礎上, 建設具有生態(tài)功能, 保護與維持海岸帶生態(tài)環(huán)境的生態(tài)海岸防護工程以及對已建成的硬質海堤進行生態(tài)化改造具有重要的現實意義。隨著國家對海洋生態(tài)文明建設的重視與未來對建設用海的生態(tài)建設的需求, 亟需對生態(tài)海岸防護工程的建設系統(tǒng)的理論指導和準確的科學依據。

1 堤前生態(tài)系統(tǒng)對消浪的貢獻

生態(tài)海岸防護工程在潮間帶維持的堤前生態(tài)系統(tǒng), 不僅具有生態(tài)功能, 也具有減小波浪能量和保護海堤的作用。相關的堤前生態(tài)系統(tǒng)主要有鹽沼濕地、紅樹林和生物礁(珊瑚礁、牡蠣礁等)。鹽沼濕地主要分布在溫帶海岸, 以鹽生草本植物為優(yōu)勢生物群落。紅樹林主要生長于熱帶和亞熱帶海岸, 是陸地向海洋過渡的特殊生態(tài)系統(tǒng), 以喬木、小喬木、灌木為主(林鵬, 2001)。生物礁在熱帶以珊瑚礁為典型, 珊瑚生活在水體清澈、波浪作用為主的熱帶區(qū)域, 形成的珊瑚礁能夠很好地抵抗波浪的侵蝕作用; 而在水溫偏低的中緯度地區(qū), 以牡蠣礁最為常見(Wang, 1997), 貽貝和藤壺等也可形成小規(guī)模的礁體(Wang, 1997)。

作為植被-波浪相互作用研究領域的一部分, 對鹽沼濕地中植被消浪作用的研究眾多, 包括通過理論分析、現場觀測、物理模型和數值模擬等方法探討波浪運動進入鹽沼濕地之后的過程。鹽沼濕地通常生長在泥沙堆積的地方, 水深較淺, 海水流速降低, 砂質沉積物難以起動。除此之外, 鹽沼濕地中的植株提高了水體的紊動能量耗散, 減小了過水斷面面積, 部分動能由于壅水而轉換為勢能, 導致了流速進一步下降, 且當風暴潮發(fā)生時, 植株對減緩流速、促進懸浮物沉降的作用更加顯著(M?ller, 1999; Temmerman, 2005; Neumeier, 2006; 王愛軍等, 2008; M?ller, 2014); 同時, 沉水植被在波浪條件下產生的紊動能也可能促進沉積物的再懸浮(易雨君等, 2020), 植物對波能耗散和產生紊流的雙重影響需要進一步進行研究和計算。植株的莖稈和葉片在水流中并非固定不動, 而是會隨水流方向發(fā)生擺動(Mullarney, 2010), 與模擬固定狀態(tài)植株的波能耗散相比, 考慮擺動因素之后的計算結果更加符合實際(Riffe, 2011)。植株的高度也是重要的影響因素, 在紐約Jamaica灣互花米草灘對風暴波浪能耗散的計算中發(fā)現, 較高的互花米草植株發(fā)揮了最大的消能作用(Marsooli, 2017)。

由于紅樹林植株比鹽沼植株要高大得多, 在垂直方向上由樹冠、樹干和根系三個部分組成, 但消浪作用的方式與鹽沼濕地相似。與裸灘或鹽沼濕地水流的垂直結構相比, 紅樹林以不同的方式影響水流在垂向上的流速分布(Chang, 2019)。隨著紅樹林植株密度的上升, 紅樹林產生的波能耗散也隨之上升(Horstman, 2014)。紅樹林主要以增加水流的摩擦和破碎波浪的方式消耗波能, 而且根系對波能的反射也是不可忽視的消浪方式(Sánchez-Nú?ez, 2020)。在風暴中, 紅樹林的消浪作用比平時更加顯著, 且與樹冠和樹干相比, 此時根系也發(fā)揮了更大的消浪作用(Lee, 2021)。

生物礁一般分布于海岸線的前緣, 易受波浪沖擊, 同時也導致波浪破碎。波能在珊瑚礁中的耗散主要是通過水流與珊瑚礁的摩擦(Lentz, 2016), 珊瑚礁表面產生的摩擦阻力系數可達0.3, 一般情況下能耗散約80%的波能, 在風暴期間波能耗散率約25%～80% (Osorio-Cano, 2019)。當溫帶地區(qū)水溫過低時則不適宜珊瑚的生長。溫帶規(guī)模較大的生物礁以牡蠣礁為主, 其規(guī)模遠不及珊瑚礁, 形態(tài)也有所不同。對人工繁殖的牡蠣礁進行的實驗表明, 高出海底0.6 m的牡蠣礁能夠有效阻擋波高小于0.5 m的波浪(Chowdhury, 2019)。牡蠣礁對波浪的耗散取決于包括礁石結構、水深和波浪類型(以涌浪為主或以風浪為主) (Zhu, 2020)等在內的多種因素。

2 生態(tài)海岸防護工程建設實踐

近幾十年來, 隨著對傳統(tǒng)硬質海堤對沿海環(huán)境潛在不利影響認識的加深, 越來越多的海洋護岸工程開始考慮對環(huán)境與生態(tài)的保護。植物、石頭、沙子等自然材料被用來建設生態(tài)護岸來控制海岸線的侵蝕(O’Donnell, 2017)。美國得克薩斯州的一處海岸線采用植被和人工拋石相結合的方式, 使用當地原生材料進行加固, 花費僅為典型硬質海堤的三分之一(Jones, 2004), 且生態(tài)海岸防護工程在應對風暴潮對海岸侵蝕的表現比硬質海堤和自然灘涂更好(Smith, 2018)。不同于傳統(tǒng)硬質海堤, 生態(tài)海岸防護工程存在多種形式, 可分為僅使用自然結構與材料對岸灘進行保護的工程, 完全取消傳統(tǒng)海堤的模式; 或在傳統(tǒng)海堤前或海堤迎潮面上建設與維持具有生態(tài)功能的混合結構。前者僅使用如鹽沼濕地、紅樹林、牡蠣礁、沙灘與珊瑚礁等生態(tài)結構進行建設(圖1a), 例如荷蘭Dollard地區(qū)的“Wide Green Dikes”即由坡度極緩的草地和鹽沼濕地構成的坡面, 具有較好的生態(tài)性能和較低的成本, 且具有易于維修、適應性更強、空間質量更高的特點(Van Loon-Steensma, 2017), 但是僅使用自然結構與材料建設的護岸工程相較于其他方法需要更大的建設空間與長時間的自然生長, 在一定程度上限制了該方法的適用范圍; 相較于前者, 混合結構海堤將天然生態(tài)材料與傳統(tǒng)硬質海堤建設相結合以減少硬質海堤建設成本與負面生態(tài)影響, 且相較于僅使用自然結構與材料建設的護岸工程, 具有占地面積小的優(yōu)勢, 例如在海堤前由消浪潛堤, 牡蠣基床和鹽沼濕地構成的復合式生態(tài)消浪結構(Sutton-Grier, 2015, 圖1b), 但是混合結構仍然會對當地的生態(tài)環(huán)境造成一定的負面影響且需要更加精細的設計, 這在一定程度上提高了建設成本。國內的生態(tài)海岸防護工程主要選擇后者, 即在建設和維持傳統(tǒng)硬質海堤防災防侵蝕功能基礎上增設生態(tài)結構, 如防城港西灣紅沙環(huán)海堤工程通過人工魚礁建設、濱海灘涂濕地紅樹林恢復和硬化堤岸的生態(tài)化改造改善海岸生境(潘丹等, 2014); 廣西北海濱海國家濕地公園生態(tài)海堤建設工程在海堤前條件較好的光灘上人工種植紅樹林和在硬質坡面上進行生態(tài)化改造以形成生態(tài)堤岸(李麗鳳等, 2019); 粵港澳大灣區(qū)南沙新區(qū)萬頃沙聯圍海堤加固工程通過在堤前結合消浪防護規(guī)劃紅樹林種植區(qū), 在堤后建設生態(tài)景觀的方式建設生態(tài)海堤(吳歡強等, 2019); 寧德市三嶼工業(yè)區(qū)圍填海工程結合海堤安全要求, 東堤堤前帶采取在潮間帶區(qū)域適當放置碎石等措施, 通過營造潮汐池等生境, 增加海洋生物棲息地和庇護所。南堤堤前帶主要結合堤前灘涂濕地, 種植紅樹林、蘆葦等, 促進河口濕地生態(tài)修復(歐陽玉蓉等, 2021); 南沙新區(qū)靈山島尖南段海岸及濱海景觀帶建設工程利用原有拋石為基底, 鋪設植生袋、土工蜂巢框格等結構構建堤腳灘涂生態(tài)帶, 并且首次運用新型“自嵌式瓶孔磚”建設迎水帶護坡(陳俊昂等, 2021)。

圖1 生態(tài)海岸防護工程示意圖(修改自Sutton-Grier et al, 2015)

注: a. 僅使用自然結構與材料對岸灘進行保護的工程; b. 將天然生態(tài)材料與傳統(tǒng)硬質海堤建設相結合的混合結構海堤; c. 進行生態(tài)化改造的傳統(tǒng)硬質海堤

3 對已有海堤的生態(tài)化改造

對于已經建成的硬質海堤, 在條件允許的情況下可以進行生態(tài)化改造。海堤應參照當地的自然棲息地進行改造(Schoonees, 2019; 圖1c)。通過增加硬化海堤表面結構的復雜性, 可以增強濱海濕地生境異質性(Airoldi, 2005; Borsje, 2011; Firth, 2016; Hall, 2018), 為生物創(chuàng)造更多的棲息地(Cousins, 2017), 有助于降低硬質海堤對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)產生的不利影響, 提高濱海濕地生物的多樣性和豐富度。不同的生態(tài)結構(如紋理、裂縫、凹坑、潮間帶蓄水結構等)對生物多樣性的影響在不同種群間存在差異, 且個體尺寸大小與某種生態(tài)結構接近的群落有最大的正相關性(Strain, 2018)。硬化海岸表面結構越復雜, 生物的豐富度越高, 而且不同的表面結構類型對生物的豐富度和群落結構的影響不同(Loke, 2016), 不同尺寸的表面結構也會影響生物的豐富度和群落結構(Loke, 2017)。加拿大溫哥華會議中心設計了以混凝土臺階構成的海堤階梯, 在泥沙沉積后有效地增加了淺水棲息地面積(Dyson, 2015); 澳大利亞Townsville的海堤通過放置廉價的人工花箱作為海洋生物的棲息地(Waltham, 2018); 悉尼港修建海堤時通過在海堤上預留缺口的方式制造人工棲息地, 后續(xù)研究發(fā)現人工棲息地中物種多樣性高于附近的自然棲息地(Chapman, 2009); 對以色列海法港具有生態(tài)設計的混凝土結構物進行的研究表明, 結構物及其周圍的無脊椎動物和魚類的豐度、豐富度和多樣性更高, 而入侵物種的比例則要低得多(Ido, 2015); 寧德三嶼圍墾工程海堤安全生態(tài)提級改造過程中, 通過增加護腳石塊的孔隙率為海洋生物提供棲息地, 并在去除入侵的互花米草的灘涂上種植蘆葦和秋茄以實現消波、促淤、固堤的效果(胡志英, 2020)。

4 國內生態(tài)海岸防護工程存在的問題

生態(tài)海岸防護工程已引起了廣泛關注, 但目前針對生態(tài)海岸防護工程的報道主要集中于工程建設, 對于已建成護岸工程的生態(tài)效果則較少跟蹤。同時, 由于不同地區(qū)的海岸帶生態(tài)環(huán)境具有較強的地域性, 導致生態(tài)海岸防護工程的建設和對已有海堤的生態(tài)化改造均難以建立統(tǒng)一的標準, 且在建設后對生態(tài)恢復情況缺乏系統(tǒng)持續(xù)的監(jiān)測與可量化的評價體系。

4.1 生態(tài)海岸防護工程的建設標準不夠完善

目前, 生態(tài)海岸防護工程的建設沒有可以遵循的統(tǒng)一標準, 在實踐中的表現為生態(tài)海岸防護工程的規(guī)劃、設計和施工等環(huán)節(jié)由于缺乏指導往往各行其是。雖然2020年出臺了《圍填海工程海堤生態(tài)化建設標準》(T/CAOE 1-2020), 但該標準屬于團體標準, 且主要針對圍填海工程新建海堤的生態(tài)化建設, 而既有海堤的生態(tài)化改造只能參照適用。其中的一個問題是在某些生態(tài)海岸防護工程的建設過程與硬質海堤的生態(tài)化改造過程中, 將海堤的綠化等同于生態(tài)化, 比如堤頂的生態(tài)景觀改造、堤后坡的生態(tài)綠化種植措施等。但對于海堤迎潮面和潮間帶等區(qū)域, 生態(tài)改造的設計和實施卻較為謹慎, 可能的原因是海堤迎潮面和潮間帶等區(qū)域會受到波浪直接作用, 已完成的生態(tài)改造可能會隨著波浪的侵蝕逐漸消失, 被海浪破壞后的生態(tài)結構甚至可能對海堤本身造成影響。但這種保守的生態(tài)改造手段與恢復海岸的生態(tài)功能, 減緩人類在海堤建設過程中對海域生態(tài)系統(tǒng)的負面影響這一根本目標相違背。陳振華等(2020)提出《圍填海工程海堤生態(tài)化建設標準》對迎海側護坡“空隙率不低于40%”與“生態(tài)材料護面表面積占比不低于30%”的規(guī)定存在矛盾, 且“生態(tài)材料護面表面積占比不低于30%”的標準偏低。原因是“生態(tài)材料”定義過于寬泛, 如異型消浪塊體, 散拋塊石、拋理大塊石、干砌塊石、插砌條石等, 在建設時只要留有空隙均可被視為“生態(tài)材料”。

4.2 生態(tài)海岸防護工程建設成本居高不下

對防城港市西灣紅沙環(huán)生態(tài)海堤整治創(chuàng)新示范工程項目的后續(xù)研究表明, 生態(tài)海堤的建設成本相較于傳統(tǒng)硬質海堤高出50%～100%, 設置的生態(tài)海堤功能區(qū)塊被采納并實施的比例僅為40%, 規(guī)劃推薦樹種僅被采用15.16% (范航清等, 2017)。造成這種情況的主要原因是生態(tài)海岸防護工程需要在海堤迎潮面或潮間帶等區(qū)域采用價格更高的生態(tài)結構、養(yǎng)護人工沙灘或種植紅樹林等手段維持海岸生態(tài)環(huán)境, 提高了建設和維護成本。另外, 國內的生態(tài)海岸防護工程建設的通常理念是首先滿足海堤防災和護岸的功能, 在此基礎上再為海堤增加生態(tài)功能, 而并未將鹽沼濕地、紅樹林或牡蠣礁等生態(tài)結構在減小波浪能量和保護海堤上的作用納入考慮。若能統(tǒng)籌生態(tài)結構和海堤主體的消浪能力, 則可以降低海堤的設計和建造標準, 最終降低護岸工程的整體成本。

4.3 缺乏系統(tǒng)持續(xù)的監(jiān)測數據

生態(tài)海岸防護工程的建設和硬質海堤的生態(tài)化改造必須掌握當地的水文水動力條件和環(huán)境地貌等數據; 堤前生態(tài)結構的構建必須通過實地調研獲得當地海岸帶生態(tài)環(huán)境的數據與資料, 如植物、藻類、潮間帶生物、魚類等的種群密度與分布情況; 為了維持堤前生態(tài)系統(tǒng)的物質交換和能量流動, 也需要測定氮磷等水質指標和溫度等環(huán)境指標; 工程的生態(tài)化建設和改造效果評估也需要后期掌握生態(tài)結構的消浪作用、生態(tài)系統(tǒng)恢復情況和海堤安全與防災減災情況等綜合數據。然而相關數據由不同部門進行監(jiān)測、管理, 存在數據時間尺度上不匹配, 時間序列不一致等問題。

4.4 工程生態(tài)效益評估不足

在工程驗收后缺乏后期跟蹤監(jiān)測與評估, 導致長時間序列數據缺失, 難以對生態(tài)海岸防護工程的設計和性能進行評估與研判, 表現為缺乏對已實施的生態(tài)海岸防護工程進行后期監(jiān)測和評估的同行評審報告文獻, 無法提供可以參考的信息, 給后續(xù)的生態(tài)海岸防護工程設計與建設帶來了困難。尤其是目前國內對于生態(tài)海岸防護建設與硬質護岸生態(tài)化改造后的生態(tài)恢復情況未見報道?？赡茉蚴巧鷳B(tài)系統(tǒng)的恢復需要較長時間, 無法在工程結束時進行審核; 且生態(tài)海岸防護的建設或改造項目以工程設計與建設部門為主導, 較少有生態(tài)或環(huán)境相關部門參與。

5 展望

生態(tài)海岸防護工程建設是一個跨學科合作的新生事物, 目前仍處于探索階段, 在規(guī)劃、設計與施工各環(huán)節(jié)中仍有許多可以改進之處。針對我國生態(tài)海岸防護工程的現狀和未來需求, 可以從以下幾點對生態(tài)海岸防護工程的建設進行完善:

(1) 依據我國海岸帶水文水動力環(huán)境特點和生態(tài)系統(tǒng)特點, 綜合規(guī)劃適合我國國情的生態(tài)海岸防護工程技術體系, 規(guī)范設計標準、建設標準、驗收標準, 對生態(tài)海岸防護工程的建設進行科學指導;

(2) 持續(xù)加強生態(tài)海岸防護工程建設關鍵技術研發(fā), 深入研究生態(tài)海岸防護工程建設的規(guī)劃、設計、施工、生態(tài)材料、后期監(jiān)測評估以及維護技術, 構建適合我國海岸帶水文水動力與生態(tài)環(huán)境特點的生態(tài)海岸防護工程建設模式;

(3) 我國海岸線漫長, 類型眾多, 應因地制宜確定工程方案, 如盡量保持淤泥質海岸沖淤平衡, 建設潛堤、丁壩等措施消浪促淤; 人工養(yǎng)護沙灘, 在潮下帶設置珊瑚礁或牡蠣礁對沙灘進行保護; 人工種植鹽沼濕地植被或紅樹林等, 盡可能恢復工程前的海岸帶狀態(tài)。

(4) 探索生態(tài)海岸防護工程可采用的多樣化生態(tài)修復方式, 由于工程建設和建設后的生態(tài)恢復是漫長和持續(xù)到過程, 因此需要對工程所在海域的水文、水動力、水質和海岸帶生態(tài)系統(tǒng)等信息在建設前進行充分調查, 并在建設中和建設后直到生態(tài)系統(tǒng)恢復穩(wěn)定狀態(tài)期間構建長期的現場調查監(jiān)測機制, 對生態(tài)海岸防護工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響進行持續(xù)研究, 為后續(xù)的生態(tài)海岸防護工程建設提供理論指導和數據支撐。

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本次會議以專家工作站啟動為契機，落實了多方的合作協同，基本形成了“公司+大學+科研院所+當地農業(yè)管理部門”的四位一體的合作新模式，為推動生產基地提質增效、當地蔬菜產業(yè)升級，實現綠色發(fā)展奠定了基礎。同時也為魯西水溶肥發(fā)展提供了更大的平臺，也充分體現了魯西為農服務的宗旨。

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COASTAL ECOLOGICAL INFRASTRUCTURE: RESEARCH PROGRESS AND PROSPECT

YI Yu-Jun1, LIU Qi1, WANG Xue-Yuan2, JI Ze-Zhou3

(1. School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2. School of Civil Engineering, Yantai University, Yantai 264005, China; 3. CCCC First Harbor Consultants Co., Ltd., Tianjin 300220, China)

Coastal protection infrastructure plays a pivotal role in preventing erosion and protecting the integrity and diversity of the coastal ecosystem. Construction of traditional hard seawalls often neglects the influence on the coastal ecological environment. As China enters a new stage of high-quality development of ecological environment, the ecological efforts of the coastal protection infrastructure are required. At present, ecological enhancement of existing traditional hard seawalls and new construction of ecological infrastructure become a trend of development. Coastal ecological infrastructure could maintain the natural coastal ecological environment, and protect coastal ecosystem via reducing wave energy. Many theoretical studies of coastal ecological infrastructure have been reported. However, in China, concrete issues of imperfect construction standards, high costs, lack of systematic monitoring data, and subsequent evaluation of ecological restoration remain to be solved. Therefore, the engineering technology system of coastal ecological infrastructure suitable for China-specific conditions should be improved, the research of key technologies for coastal ecological infrastructure should be enhanced, a long-term on-site ecological monitoring mechanism should be established, and the long-term influence of the coastal ecological infrastructure should be concerned and evaluated.

coastal ecological infrastructure; ecological seawall; ecological enhancement; wave dissipation

* 國家杰出青年科學基金項目, 52025092號; 北京市杰出青年基金項目, JQ19034號。易雨君, 博士生導師, 教授, E-mail: yiyujun@bnu.edu.cn

2021-12-08,

2022-02-06

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10.11693/hyhz20211200315