气候变化背景下沿海地区岩土基础设施气候适应性规划与韧性提升策略
来源:江苏华岩建设有限公司|作者:本站编辑|发布时间:2026-03-09|浏览人次:6

全球气候变化导致的海平面上升、极端降雨增多、风暴潮加剧、海水温度升高等现象,正在深刻改变沿海地区的岩土工程环境,对堤防、海堤、码头、滨海道路、地下工程等基础设施的长期安全服役构成严峻威胁。传统的岩土工程设计基于历史气候统计数据,已不足以应对未来的不确定性。因此,必须从“静态设计”转向“气候适应性规划”,在基础设施的全生命周期规划中,前瞻性地评估气候变化带来的风险,并制定系统的韧性提升策略,以增强其抵御、适应和从极端气候事件中快速恢复的能力。

气候适应性规划的核心内容:

  1. 多情景气候变化风险识别与评估

    • 关键气候应力因子识别:针对不同类型的基础设施,识别主要的气候威胁因子。对于海岸防护工程(海堤、防波堤),主要是海平面上升、风暴潮增水、波浪力增强;对于滨海低地地下工程,主要是地下水位上升、海水入侵加剧、内涝风险;对于边坡和路基,主要是极端降雨频率和强度增加引发的滑坡、冲刷和渗透破坏。

    • 多情景未来气候加载:规划不再使用单一的历史极值,而是基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)等机构发布的多种温室气体排放情景(如RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5),获取未来不同时期(如2050年、2100年)的关键气候参数预测值,如海平面上升幅度、极端降雨重现期值、极端风速等,形成一套“气候应力情景簇”。

    • 基础设施脆弱性评估:利用上述气候情景,对现有和规划中的基础设施进行性能再评估。例如,评估现有海堤在更高设计水位和更强波浪下的越浪量、稳定性、地基冲刷风险;评估滨海低地地下结构在更高地下水位下的抗浮安全性;评估边坡在更极端降雨入渗条件下的稳定性。量化其性能退化或失效的概率与后果。

  2. 基于风险的韧性提升策略规划

    • 灰色措施(传统工程加固)的适应性升级:对现有基础设施,规划针对性的加固改造方案。如对海堤,可规划加高堤顶、增设消浪结构、加固堤身和堤基、实施护底工程以防冲刷。对地下结构,可规划增设抗浮桩、改善防水和排水系统。但这些措施需考虑经济性和技术极限。

    • 绿色-灰色混合措施:规划将自然生态系统服务与人工工程相结合的混合方案,以增强韧性和可持续性。例如,在海堤前规划培育或修复红树林、盐沼、珊瑚礁等生态系统,作为消减波浪能量、促淤保滩的“第一道防线”;在滨海区域规划建设生态缓冲带或人工湿地,在风暴期间临时蓄滞洪水。这种“基于自然的解决方案”不仅能提升工程防护效果,还具有生物多样性保护、碳汇等多种效益。

    • 管理与非工程措施:规划完善极端天气监测预警系统与应急响应预案。利用数值模型模拟不同强度台风、风暴潮下的淹没范围与程度,制定精细化的人员疏散和财产转移预案。对关键基础设施,规划冗余备份和快速修复方案,提升其可恢复性。

  3. 面向未来的前瞻性设计标准与决策框架

    • 设计标准的动态修订:推动将未来气候预测纳入岩土工程设计规范。例如,在确定防洪防潮标准、设计水位、设计降雨强度时,采用基于未来气候情景的预测值,而非仅依赖历史数据。引入“安全边际”或“适应性系数”来应对不确定性。

    • 适应性路径规划:承认气候预测存在不确定性,且未来可能有新的应对技术。规划采用“适应性路径”方法,即制定分阶段、有弹性的实施方案。例如,初期先实施具有“无悔”效益(即无论气候如何变化都有益)的措施(如改善排水);随着海平面上升观测数据的积累,再在预留的空间内实施下一步加固(如加高堤防)。这避免了当下过度投资或未来无法应对的困境。

气候变化适应性规划要求岩土工程师具备跨学科视野,将气候科学、生态学、风险管理与工程学相结合,以更具韧性和智慧的方式,守护沿海地区的长久安全。

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