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海洋空間開發利用規劃設計原理與方法 版權信息
- ISBN：9787030674753
- 條形碼：9787030674753 ; 978-7-03-067475-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
海洋空間開發利用規劃設計原理與方法 本書特色
適讀人群 ：高等院校海洋資源開發技術（海洋空間資源）、港口航道與海岸工程等水利類和海洋類專業的本科生，從事海岸和海洋工程相關規劃、設計、施工和管理等方面工作的工程技術人員本書可作為高等院校海洋資源開發技術（海洋空間資源）、港口航道與海岸工程等水利類和海洋類專業的本科生教材，也可供從事海岸和海洋工程相關規劃、設計、施工和管理等方面工作的工程技術人員閱讀參考。
海洋空間開發利用規劃設計原理與方法 內容簡介
本書基于陸海統籌的理念，以將海洋空間作為濱海城市空間的重要組成部分加以統一規劃與設計為目標，介紹濱海城市所屬海洋空間開發利用工程相關的規劃設計原理與方法。全書共7章：章為緒論，第2章為人工島選址影響因素，第3章為人工島平面形態，第4章為人工島景觀，第5章為人工島護岸設計，第6章為填筑式人工島建造，第7章為游艇碼頭設計。 本書可作為高等院校海洋資源開發技術（海洋空間資源）、港口航道與海岸工程等水利類和海洋類專業的本科生教材，也可供從事海岸和海洋工程相關規劃、設計、施工和管理等方面工作的工程技術人員閱讀參考。
海洋空間開發利用規劃設計原理與方法 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 海面空間開發利用方式 1
1.1.1 平推式填海造地 1
1.1.2 海上人工島 6
1.2 陸海統籌發展理念 13
1.2.1 陸海統籌的內涵 13
1.2.2 海岸帶陸海空間管控 15
參考文獻 18
第2章 人工島選址影響因素 20
2.1 選址基本原則 20
2.1.1 區域建設用海選址的控制層面 20
2.1.2 功能分類與建設規模 22
2.1.3 城市空間擴展模式 26
2.2 人工島工程水域的波浪特征 28
2.2.1 人工島設計波浪特征 28
2.2.2 圓形和方形人工島 30
2.2.3 矩形外圍人工島的掩護作用 34
2.2.4 人工島設計波浪推算案例 36
2.3 人工島對水沙環境的影響 47
2.3.1 潮流與泥沙特性 48
2.3.2 人工島離岸距離 54
2.3.3 人工島周邊底床沖淤數值試驗案例 59
2.4 人工島對生態環境的影響 66
2.4.1 水體交換 67
2.4.2 生境變化 72
2.4.3 生態環境保護及修復案例 74
參考文獻 77
第3章 人工島平面形態 79
3.1 基本平面形態 79
3.1.1 單獨人工島 79
3.1.2 人工島群 82
3.2 生活型人工島案例 83
3.2.1 旅游度假類人工島 84
3.2.2 城市功能綜合類人工島 95
3.2.3 居住社區類人工島 101
3.2.4 漳州雙魚島概念性方案比選 104
3.2.5 生活型人工島案例解析 107
3.3 生產型人工島案例 110
3.3.1 機場、港口類人工島 110
3.3.2 橋隧轉換類人工島 116
3.3.3 工業類人工島 119
3.3.4 生產型人工島案例解析 122
3.4 道路交通組織 123
3.4.1 路網平面形態 124
3.4.2 陸島交通方式 127
參考文獻 132
第4章 人工島景觀 133
4.1 天際線景觀 133
4.1.1 視線分析 133
4.1.2 天際線美學主體要素 137
4.1.3 天際線設計原理 141
4.2 臨水空間景觀 146
4.2.1 岸線平面形態 146
4.2.2 護岸感觀 147
4.2.3 沿岸步道 150
4.3 景觀與親水護岸結構 153
4.3.1 直立式景觀護岸 154
4.3.2 多級平臺式護岸和多級臺地式護岸 158
4.3.3 階梯式護岸 161
4.3.4 緩斜坡式護岸 166
參考文獻 167
第5章 人工島護岸設計 168
5.1 人工島設計（建設）標準 168
5.1.1 潮位與波浪重現期標準 168
5.1.2 越浪量標準 170
5.1.3 設計標準選取案例 173
5.2 人工島高程設計 174
5.2.1 護岸堤頂計算高程 175
5.2.2 越浪量計算 180
5.2.3 陸域場地設計高程 190
5.2.4 設計案例 191
5.3 護岸堤頂高程優化 199
5.3.1 護岸型式與構造 199
5.3.2 堤后結構防護 203
5.3.3 設置防波堤 207
5.4 護岸結構設計 210
5.4.1 斜坡式外護岸 210
5.4.2 漳州雙魚島外護岸 215
5.4.3 朱美拉棕櫚島環形防波堤 220
參考文獻 227
第6章 填筑式人工島建造 228
6.1 圍堰形成技術 228
6.1.1 拋石圍堰 229
6.1.2 模袋圍堰 231
6.1.3 插入式鋼圓筒圍堰 237
6.2 陸域形成設計 243
6.2.1 陸域形成填筑高程設計 243
6.2.2 填筑材料 244
6.3 軟基處理 245
6.3.1 排水固結法地基處理設計 245
6.3.2 工程案例 248
參考文獻 262
第7章 游艇碼頭設計 263
7.1 游艇碼頭總平面布置 263
7.1.1 港內泊穩要求 264
7.1.2 停泊水域及航道 266
7.1.3 浮橋和聯系橋 272
7.1.4 游艇加油碼頭 275
7.2 浮動式碼頭 276
7.2.1 荷載條件 278
7.2.2 浮橋受力計算 280
7.2.3 浮橋錨碇結構 286
7.3 陸上工藝系統 288
7.3.1 游艇上下岸工藝 288
7.3.2 陸上存放工藝 290
參考文獻 292
前言
第1章 緒論 1
1.1 海面空間開發利用方式 1
1.1.1 平推式填海造地 1
1.1.2 海上人工島 6
1.2 陸海統籌發展理念 13
1.2.1 陸海統籌的內涵 13
1.2.2 海岸帶陸海空間管控 15
參考文獻 18
第2章 人工島選址影響因素 20
2.1 選址基本原則 20
2.1.1 區域建設用海選址的控制層面 20
2.1.2 功能分類與建設規模 22
2.1.3 城市空間擴展模式 26
2.2 人工島工程水域的波浪特征 28
2.2.1 人工島設計波浪特征 28
2.2.2 圓形和方形人工島 30
2.2.3 矩形外圍人工島的掩護作用 34
2.2.4 人工島設計波浪推算案例 36
2.3 人工島對水沙環境的影響 47
2.3.1 潮流與泥沙特性 48
2.3.2 人工島離岸距離 54
2.3.3 人工島周邊底床沖淤數值試驗案例 59
2.4 人工島對生態環境的影響 66
2.4.1 水體交換 67
2.4.2 生境變化 72
2.4.3 生態環境保護及修復案例 74
參考文獻 77
第3章 人工島平面形態 79
3.1 基本平面形態 79
3.1.1 單獨人工島 79
3.1.2 人工島群 82
3.2 生活型人工島案例 83
3.2.1 旅游度假類人工島 84
3.2.2 城市功能綜合類人工島 95
3.2.3 居住社區類人工島 101
3.2.4 漳州雙魚島概念性方案比選 104
3.2.5 生活型人工島案例解析 107
3.3 生產型人工島案例 110
3.3.1 機場、港口類人工島 110
3.3.2 橋隧轉換類人工島 116
3.3.3 工業類人工島 119
3.3.4 生產型人工島案例解析 122
3.4 道路交通組織 123
3.4.1 路網平面形態 124
3.4.2 陸島交通方式 127
參考文獻 132
第4章 人工島景觀 133
4.1 天際線景觀 133
4.1.1 視線分析 133
4.1.2 天際線美學主體要素 137
4.1.3 天際線設計原理 141
4.2 臨水空間景觀 146
4.2.1 岸線平面形態 146
4.2.2 護岸感觀 147
4.2.3 沿岸步道 150
4.3 景觀與親水護岸結構 153
4.3.1 直立式景觀護岸 154
4.3.2 多級平臺式護岸和多級臺地式護岸 158
4.3.3 階梯式護岸 161
4.3.4 緩斜坡式護岸 166
參考文獻 167
第5章 人工島護岸設計 168
5.1 人工島設計（建設）標準 168
5.1.1 潮位與波浪重現期標準 168
5.1.2 越浪量標準 170
5.1.3 設計標準選取案例 173
5.2 人工島高程設計 174
5.2.1 護岸堤頂計算高程 175
5.2.2 越浪量計算 180
5.2.3 陸域場地設計高程 190
5.2.4 設計案例 191
5.3 護岸堤頂高程優化 199
5.3.1 護岸型式與構造 199
5.3.2 堤后結構防護 203
5.3.3 設置防波堤 207
5.4 護岸結構設計 210
5.4.1 斜坡式外護岸 210
5.4.2 漳州雙魚島外護岸 215
5.4.3 朱美拉棕櫚島環形防波堤 220
參考文獻 227
第6章 填筑式人工島建造 228
6.1 圍堰形成技術 228
6.1.1 拋石圍堰 229
6.1.2 模袋圍堰 231
6.1.3 插入式鋼圓筒圍堰 237
6.2 陸域形成設計 243
6.2.1 陸域形成填筑高程設計 243
6.2.2 填筑材料 244
6.3 軟基處理 245
6.3.1 排水固結法地基處理設計 245
6.3.2 工程案例 248
參考文獻 262
第7章 游艇碼頭設計 263
7.1 游艇碼頭總平面布置 263
7.1.1 港內泊穩要求 264
7.1.2 停泊水域及航道 266
7.1.3 浮橋和聯系橋 272
7.1.4 游艇加油碼頭 275
7.2 浮動式碼頭 276
7.2.1 荷載條件 278
7.2.2 浮橋受力計算 280
7.2.3 浮橋錨碇結構 286
7.3 陸上工藝系統 288
7.3.1 游艇上下岸工藝 288
7.3.2 陸上存放工藝 290
參考文獻 292
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海洋空間開發利用規劃設計原理與方法 節選
第1章 緒論 海洋表面積有 3.61億km2，約占地球表面的 71%，是空間資源、能源、水資源、生物資源、金屬資源等的戰略性開發基地，是人類生存與可持續發展的重要空間。我國大陸海岸線總長度超過 18000km，擁有 6500多個面積在 500km2以上的島嶼，根據《聯合國海洋法公約》，我國所管轄的海域有近 300萬km2（相當于我國陸地國土面積的 1/3），開發利用海洋資源勢必成為我國經濟和社會可持續發展的機遇和新的空間。 海洋空間通常是指與海洋資源開發利用有關的海面、海中和海底空間的地理區域的總稱。海洋空間開發利用是指人類為了滿足生產和生活的需要，將海洋空間用作生產、生活、交通和其他用途的活動場所。海洋空間昀大的特征是廣闊性與立體性，從開發利用的角度，無論是海上、海中、海底空間均可作為開發利用的對象。當前海洋空間的開發利用已由傳統的海上交通運輸，發展到生產、生活、交通、文化娛樂、儲藏等諸多新興領域，如海面空間利用有海上城市、旅游度假、居住社區、海上機場、海上工廠等，海中空間利用有海洋公園、海洋牧場、懸浮隧道等，海底空間利用有海底隧道、海底觀光建筑、海底空間站、海底儲藏基地等。 海洋空間資源的可持續開發利用是一項十分復雜的系統工程，涉及城市規劃、海洋科學、海岸與海洋工程等學科的知識。隨著海洋空間資源的開發利用越來越多地扮演著城市空間拓展的角色，從陸海統籌的理念上，需要把岸線資源和所屬的海域空間資源作為城市空間的重要組成部分統一規劃和建設。同時，海洋空間利用工程大都發生在陸地與海洋交界相互作用、變化活躍的近海水域，因此，需要在提供城市發展空間和保護海洋生態環境之間達到綜合平衡，實現城市布局協調，海域利用合理，海洋環境良好，沿岸景觀優美，經濟、社會與環境效益良好的可持續發展目標。 1.1海面空間開發利用方式 1.1.1平推式填海造地 填海造地是指濱海城市為滿足其經濟、社會發展需求，通過筑堤圈圍一定范圍的海域填筑成陸地，進而獲得新的發展建設用地的人工建設行為。世界上大多數沿海國家在海域空間資源的早期開發中大都是采用在城市的岸邊將海灣岸線直接向海中平推式填筑陸域的方式，發展城市和港口。在海域空間利用的初期，受到人們對海洋環境的認識和技術水平的限制，平推式填海造地是一個可行和有效的開發模式。 1．荷蘭須得海工程和三角洲工程 填海活動的歷史可以追溯到 13世紀時的荷蘭。早在 13世紀，荷蘭人就開始了填海活動，荷蘭現有國土面積（ 4.186萬 km2）的約五分之一取自大海。 荷蘭的須得海原是伸入北海的海灣，面積 3388km2。須得海工程是一項大型擋潮圍墾工程，主要包括攔海大堤和 5個墾區，1920年開始施工。 1932年，荷蘭完成了長度為 32.5km的阿夫魯戴克攔海大壩（ Afsluitdijk）。這條頂部平均寬度將近 90m、雙向四車道的堤壩將大約 3000km2的須得海與外海隔開，通過排咸納淡，使內湖變成淡水湖，稱為艾瑟爾（IJsselmeer）湖。湖內洼地被劃為維靈厄梅爾墾區（ Wieringermeer）、東北墾區（ Noordoost）、東弗萊福蘭墾區（ East Flevoland）、南弗萊福蘭墾區（ South Flevoland）和馬克瓦德墾區 （Markerwaard）。他們遵循先修筑長堤，再排干湖水，昀后開墾種植的思路，進行分期開發。至 1985年，除了面積 600km2的馬克瓦德墾區僅完成了大堤外，其他四個墾區共開墾土地 1650km2。須得海工程各墾區的基本信息列于表 1.1.1。須得海大壩已成為連接荷蘭東北部和西北部的交通干線，艾瑟爾湖可提供淡水，促進了工農業和養殖業的發展。已建成的四個墾區遷入人口 300多萬，已形成繁榮的經濟區。 表1.1.1 須得海工程各墾區的基本信息（水利電力部珠江水利委員會和廣東省水利電力廳， 1985） 荷蘭的三角洲地區位于萊茵河（ Rhine River）、馬斯河（ Maas River）和斯海爾德河（Schelde River）的入海口，面積達 4000km2，大部分土地低于海平面，早先的治理方法是筑堤防潮。1953年的水災促成了龐大的三角洲治理計劃的實施。整個三角洲擋潮閘工程（Delta Storm Surge Barriers Project in the Netherlands）簡稱三角洲工程，主要是在 3個入海口及各條入海水道之間修筑一系列的風暴潮屏障、大壩以及相關設施組成的龐大防潮抗洪系統，主要包括：布勞沃斯（ Brouwer）擋潮閘壩工程，哈靈水道（ Haringvliet）擋潮閘壩工程，沃爾克拉克（ Volkerak）閘壩工程，艾瑟爾（ IJssel）擋潮閘工程，贊德克里克（Zandkreek）閘壩工程，費爾什（ Veerche）壩，赫雷弗靈恩水道（ Grevelingen）閘壩工程，東斯海爾德（East Scheldt）壩和開敞式擋潮閘工程，菲利浦（Philips）閘壩工程，奧伊斯特（Oyster）閘壩工程，以及 1996年完工的三角洲工程昀后的一個建筑——馬斯朗特（Maeslant）大型開啟式擋潮閘壩工程。 整個三角洲工程 1954年開始設計， 1956年動工， 1986年宣布正式啟用。三角洲工程為目前世界上規模昀大的攔海堤防，其中哈靈水道擋潮閘、東斯海爾德擋潮閘以及馬斯朗特開啟式擋潮閘特別令世人矚目。 2．韓國新萬金工程 韓國新萬金（ Saemangeum）工程選址于韓國全羅北道的黃海沿岸，萬頃江、錦江、東津江三江入海口處，在首爾以南 200km處。圍填海總面積達 401km2，其中包括 283km2的土地和118km2的淡水湖，主要工程除了圍填海的土地之外還包括一道長 33.9km的防潮堤。 新萬金海堤的建設始于 1991年11月，大堤底部平均寬度 290m，昀寬達 535m；有兩座排水閘，每個閘門都是寬 30m、高 15m、重 484t。新萬金海堤于 2010年 6月竣工，歷經 19年。圖 1.1.1是新萬金海堤建設前后的衛星圖。 （a）修建海堤前（b）修建海堤后 圖1.1.1 韓國新萬金海堤位置衛星圖 新萬金填海工程自 1991年開工后一直備受爭議，遭到環保人士的堅決反對。對此， 2008年 10月韓國國務會議變更了新萬金圍墾土地開發基本理念，將原計劃 72%的農用地減少為 30%，圍墾后形成的土地主要用于產業開發、旅游和城市建設。表 1.1.2為新萬金圍填海規劃用地平衡表。修訂后的規劃完善了綜合管理系統，昀大限度避免對生態環境的破壞。綜合管理系統中分設 6個子系統：水質管理系統、海洋環境系統、水資源管理系統、洪水預警系統、資料管理系統和設施管理系統。各子系統由綜合管理系統來統籌兼顧，以達到防災減災、保護環境等目的。 表1.1.2 新萬金圍填海規劃用地平衡表 續表 3．新加坡填海工程 新加坡 1965年剛獨立時的國土面積為 581.5km2，到2012年達到 715.8km2，國土面積增加了約 130km2（領土增加 23%），圖 1.1.2為新加坡各時期重要的填海工程項目及持續周期圖（周韻， 2013）。除海岸侵蝕、淤積等自然演變和人工測量精度提高等因素帶來的變化外，增加的國土面積絕大部分來自填海造地工程。樟宜機場、裕廊工業區等都是建設在填海區域。 圖1.1.2 新加坡各時期重要的填海工程項目及持續周期圖（周韻， 2013） 新加坡的填海活動大體遵循中心區—東西海岸—周邊散島的空間秩序。新加坡由于地理和國情的特殊性，始終保持了對填海造地的旺盛需求。表 1.1.3為新加坡各 10年段填海規模統計表（周韻， 2013）。 表1.1.3 新加坡各 10年段填海規模統計表（周韻， 2013） 新加坡填海工程可分為灘涂圍填、海濱圍填和離岸人工島圍填三個階段，填海的理念經歷了由粗放到節約的轉變。在填海初期，因技術有限，基本上是在原有灘涂的自然基底上進行填海造地，代表區域如駁船碼頭、唐人街等。隨著吹填技術的提升，開始在新加坡主島外圍進行海濱圍填，基于原有主島岸線向外平推獲得建設用地，如東海岸、樟宜機場和端士（Tuas）等。隨著全球對生態環境重視度的提高，考慮到平推式填海會對海洋生態造成不可逆轉的破壞，因而轉變為離岸人工島式圍填，如裕廊島（ Jurong Island）和實馬高島（Semakau Island）等。 4．日本東京灣填海工程 日本在 17世紀中后期開始通過填海造地建造大量的工廠， 20世紀中葉因工業的進一步發展導致土地緊缺，而開啟了大規模填海造地的步伐， 100年間日本一共從海洋中索取了約 12萬 km2的土地。第二次世界大戰后日本新造陸地 1500km2以上，主要用于工業、交通、住宅三大方面。東京灣、伊勢灣、大阪灣、瀨戶內海 20多個新興工業中心都建在填海土地上。 日本東京灣位于日本本州島中東部沿太平洋之海口。東京灣西北岸的城市有東京市、橫濱市、川崎市，西側城市有橫須賀市，東側城市有千葉市，南側由三浦（西）和博索（東）兩半島環抱形成灣口。東京灣從明治、大正時期開始填海工程，一百多年間共通過填海獲得了超過 2500km2的土地。表 1.1.4為東京灣各 10年段新增的填海規模統計。東京灣的填海從一開始就出現了平推式填海和離岸人工島式填海并行的方式。追溯東京灣填海以來平推式填海與人工島填海的比例，可以發現人工島填海面積約占總填海面積的 49%。東京灣填海區域的空間分布具有內灣式填海的獨特特征，原有自然岸線基本被人工岸線占據。在岸線較為平直的地帶，如橫須賀港、木更津港、千葉港大部分為平推式填海。人工島分布在東京灣西岸較為曲折的岸線處，如東京港、川崎港、橫濱港等。 表1.1.4 東京灣各 10年段新增填海規模統計表（周韻，2013） 5．平推式圍填海工程的負面影響 荷蘭、日本等圍海造陸規模較大的國家，近年來不斷出現墾區鹽化、海岸侵蝕、物種減少等問題。這些國家已開始采取將圍海造田的土地恢復成原來的濕地面貌的措施，探索與水共存的新路。 1990年，荷蘭農業部制定了一項非常宏偉的計劃— —《自然政策計劃》，計劃花費 30年時間恢復受圍海造陸的影響而急劇減少的動植物，并通過復原過去的景觀，為人們的生活增添亮麗的風景線。其中的“生態長廊”計劃，是要建立起南北長達 250km、以濕地為中心的生態系地帶。 日本環境廳發表的調查數字顯示，自 1945年到1978年，日本全國各地的沿海灘涂減少了約 390km2，并且每年還在以約 20km2/年的速度消失。過度的填海導致一些港灣外航道的水流速度明顯減慢，海水自凈能力減弱，天然濕地減少，生物多樣性迅速下降，漁業遭受損失等問題。為保護海洋資源多樣性，維護生態環境平衡，日本許多灘涂造地的計劃都已縮小規模或停止。 新中國成立初期到 20世紀末，中國的年均圍填海面積約 240km2，2001 年至 2005年的年均圍填海面積約 300km2。隨著長三角地區、遼寧沿海經濟帶及天津濱海新區等沿海重點發展地區的城市化、工業化和人口集聚趨勢進一步加快，填海功能由 2002年之前的以圍墾用海為主（91.40%），轉為以港口（ 22.61%）和工業用海（ 16.47%）為主。 2001年至 2013年，在短暫的 13年間，我國通過填海造地獲得土地面積 2256km2（劉姝等，2015）。這種速度快、面積大、范圍廣的圍填海活動，以及大多采用海岸向海中平推、海灣岸線截彎取直等粗放式的圍填海方式，在帶來巨大經濟利益的同時，也帶來了海岸生態系統退化、海洋環境污染加劇、宜港資源衰退、重要漁業資源破壞、海岸自然景觀消失、防災減災能力降低及多種社會問題。自 2010年開始，圍填海正式納入國民經
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