红树林具有突出的固碳、防风护岸、维护生物多样性等功能，是全球保护的典型海洋生态系统^[1-2]。20世纪末以来，沿海地区快速发展的对虾(Penaeus spp.)养殖侵占了大量红树林^[2-3]。例如，1996-2020年间中国和东南亚地区有165 079 hm²的红树林面积因水产养殖扩张而丧失^[4]。同时，因污染和养殖失败而闲置的老旧虾塘不断增加。因此，退塘还林成为恢复红树林和改善沿海环境质量的重要策略^[5-7]。《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025年)》提出“逐步完成自然保护地内的养殖塘等开发性、生产性建设活动的清退，恢复红树林自然保护地生态功能。”《红树林种植-水产养殖生态耦合技术规程(试行)》(粤自然资修复〔2024〕1639号)鼓励在修复红树林的同时实现红树林生态系统的价值。

在自然修复、人工辅助修复等退塘还林方法中，虾塘红树林生态农场(下文简称生态农场)由于能同时实现红树林修复、生态增养殖、尾水达标排放、生态旅游与科普研学等多重功能，正日益受到重视^{[5, 8-11]}。生态农场为同时满足红树林生长、生态增养殖及系统安全稳定的要求，需对潮水进行控制和管理。水动力条件是决定红树林消长的关键要素，海区潮汐、虾塘规模与高程、闸门与水道大小等均会影响生态农场的水动力^[12-13]。若未充分考虑上述关键要素，简单地在虾塘内直接种植红树植物，不仅难以实现生态系统功能的有效恢复，而且可能对生态增养殖效益产生不利影响^[14-15]。

流量连续方程、能量方程和曼宁公式等经典水力学公式被广泛应用于港口建设、河道整治、灌溉系统等大型工程设计，极少被用于小尺度、结构复杂系统的潮水设计^[16-18]。而传统养殖虾塘的水道和闸门设计依赖于水利工程的经验^[19]，忽略了红树林生长对周期性涨落潮水的需求。已有研究对半封闭池塘的水动力特征进行了模拟，但生态农场需要在塘内设置水道和养殖沟，潮水设计的边界条件更为复杂^[20]。将红树林生长、生态增养殖、水动力有机结合起来的研究在国内外尚未见报道。本研究在前期研究的基础上，总结生态农场生态与水动力特征，提出其可控潮水设计的原则，确定关键科学参数，利用经典水力学公式建立生态农场小尺度可控潮水的模型并进行实例试算，为生态农场科学规划与设计提供理论指导。

1 研究区域概况及模型构建 1.1 研究区域概况

本研究涉及的主要研究区域共3处，其中2处为前期试验研究基地，1处为理论模型应用试算案例区(图 1)。2017-2020年范航清等^[15]在广西北仑河口国家级自然保护区的珍珠湾试验区(21°37′11″N，108°14′30″E)开展了废弃虾塘红树林恢复时的纳潮生态混养探索研究，红树林种养湿地面积1.192 7 hm²。该研究发现，合理控制潮差和水位能促进红树林与养殖物种的共生，提升红树林恢复效果与养殖物种的生产效益。2017-2022年广西红树林研究中心在广西北海市竹林盐场(21°27′08″N，109°18′13″E)开展了“虾塘红树林生态农牧场构建与示范”研究，红树林种养湿地面积2.331 3 hm²。该研究验证了生态农场模式的可行性，证明潮水调控和养殖沟能优化红树林生长条件并提高养殖效益。上述2处试验研究的经验和数据为构建可控潮水模型提供了关键支撑。

模型试算案例为广西合浦海塘“虾塘红树林蓝碳生态农场试验示范区”，位于广西北海市合浦县山口镇北界(21°32′16.44″N，109°45′12.16″E)，其现状为虾塘，全域砂质(图 1、图 2)。示范区规划总面积为23.724 6 hm²，其中红树林种养湿地面积为14.391 3 hm²，进水道、排水道、道路和管护设施等的面积为9.333 3 hm²。示范区所在海区多年平均潮差2.45 m，最大潮差6.25 m。2024年6月16日-7月18日采用HOBO水位记录仪(型号：U20-001-01，量程：0-9 m，精度：±0.3%，Onset Computer Corporation)测得示范区平均潮差2.25 m，小潮最高潮位为1.61 m，大潮最高潮位为3.66 m；使用中海达RTK移动站(型号：iRTK5X，垂直精度：±15 mm，广州市中海达测绘仪器有限公司)测得示范区池塘塘底平均高程1.20 m，海堤外红树林滩涂平均高程1.11 m。示范区海堤外围红树林的主要树种为白骨壤(Avicennia marina)，混生少量红海榄(Rhizophora stylosa)、秋茄(Kandelia obovata)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)。

1.2 模型构建及试算

基于“废弃虾塘红树林恢复时的纳潮生态混养”和“虾塘红树林蓝碳生态农场试验示范区”项目试验研究的连续观测和调查数据，系统总结生态农场的水动力与生态特征，归纳生态农场可控潮水模型的设计原则与关键参数。模型构建以水力学中明渠恒定均匀流理论方程为基础，结合生态农场中红树林“有效露滩”、养殖容量等生态需求，引入塘内潮差、潮水交换系数、潮水流速等生态水力参数，建立适用于生态农场可控潮水设计的模型。为评估模型的生态响应与工程可行性，以广西合浦海塘“虾塘红树林蓝碳生态农场试验示范区”为实例进行模型试算，对进水道、排水道、养殖沟及闸门进行计算和比较分析。

1.2.1 生态农场可控潮水设计原则及关键参数 1.2.1.1 生态农场的生态与水动力特征

退塘还林工程中，破除海堤和虾塘围堤让潮水自由进出，即可满足虾塘内修复红树林的水动力要求，但生态农场必需保留完整海堤和主闸门以避免养殖动物逃逸^{[5, 7]}。水道、红树林种植面和养殖沟是生态农场的基本结构(图 3)，其生态与水动力特征如下：①生境异构，多生态位耦合的种养一体化人工生态系统；②通过闸门连通海区的半封闭潮汐系统，水体交换量和交换频率远大于传统养殖池塘；③通过可控的潮水，平衡红树林生长所需的周期性滩涂暴露与养殖动物对相对稳定水体需求之间的矛盾。

1.2.1.2 生态农场可控潮水设计的重要原则

① 生态种养需求优先

生态农场致力于在老旧虾塘内修复并合理利用红树林及其生态环境。为实现这一目标，需先确定水门位置、水道路线、种养湿地规模与结构、道路与设施等控制性节点，方可进行可控潮水的理论计算，并根据计算结果调整与优化其总体布局。

② 潮水进排顺畅

排水不彻底或滩涂暴露时间过短会严重影响红树林根系气体交换与营养吸收，甚至导致红树林死亡^[21-22]。例如，因闸门和水道狭窄导致排水不畅通、局部生境出现淹水，广西北海市竹林盐场“虾塘红树林生态农牧场构建与示范”项目营造的红树林3年后保存率仅为57.8%，且生长缓慢。因此，生态农场需保持潮水进排顺畅且无滞水现象。

③ 单向流动水系

我国东南沿海单个老旧虾塘的面积往往小于1 hm²，虾塘内部水体一般只通过1个闸门进行周期性交换，相当于低效率的“血液透析”，距离闸门越远的水体水质越差^[11]。因此，在建设面积大于2 hm²的生态农场时，应独立设置进水闸门和排水闸门，并通过拍门实现水体的单向流动。单向水流可使生态农场内水体得到“血液循环”式的全面更新，大幅提高环境容量和养殖容量。此外，单向水流可远距离输送潮水和潮汐量，驱动数十公顷大型生态农场的运行。

④ 减少小潮期断水天数

受大小潮和生态农场地势影响，生态农场在低潮期可能会出现1-4 d水体交换量小甚至不交换的情况。尽管红树林生态养殖的投苗密度和投饵强度远低于池塘集约化养殖，但连续数日缺乏水体交换会增大养殖风险^{[14, 23-24]}。为充分发挥潮水的净化能力，在设计生态农场时应尽可能降低“小潮期断流”概率。

1.2.1.3 生态农场可控潮水设计的关键参数

①“有效露滩”与塘内潮差

红树林生长在平均海平面至平均高潮线之间的滩涂^[25-27]。红树林生长的关键限制因子不是潮水淹没深度，而是退潮时可否“有效露滩”，即滩涂表面较水面高出一定范围。红树林根系主要分布在0-0.3 m土层，“有效露滩”有利于底栖动物洞穴的氧气补充及红树林根系的呼吸，进而促进红树林健康生长^[28]。在前期试验研究的基础上，本研究将低潮时种植面相对于养殖沟水面(标高0 m)的高程差(Elevation Difference，ED)及其生态效应划分为：“有效露滩”(ED≥0.3 m)，红树林正常生长；露滩(0.1 m≤ED < 0.3 m)，红树林可生长；水渍(-0.15 m≤ED < 0.1 m)，红树林衰退；水淹(ED＜-0.15 m)，红树林总体死亡。

沿海虾塘多来自历史上对滩涂的围垦，地势低、缺少土方^{[5, 7, 29]}。如果使用异地土方构建生态农场，不仅成本高而且受到海域法的严格限制，因此只能将挖掘养殖沟的土方用于提升红树林种植面的高程(图 3)，ED过高会增加挖方量。已有研究表明，红树林在高潮时水深0.3-0.5 m的滩涂上发育良好^{[26, 30]}。生态农场塘内高潮水位不宜过高，否则会增加构筑堤围的土方用量。

综上所述，为实现低潮时种植面比养殖沟水面高0.3 m的目标，生态农场种植面“有效露滩”的ED宜为0.3 m；高潮时种植面水深控制在0.3-0.5 m的范围内，即塘内潮差ΔH需控制在0.6-0.8 m之间。

② 养殖沟基础水深

适合生态农场生态养殖且经济价值较高的游泳动物有对虾、青蟹(Scylla spp.)、中华乌塘鳢(Bostrychus sinensis)、石斑鱼(Epinephelus spp.)和黄鳍鲷(Acanthopagrus latus)等，其生长需要相对稳定的温度与盐度^[31-33]。低潮时生态农场种养湿地内的红树林滩涂暴露，水道(养殖沟)成为游泳动物的庇护所，此时养殖沟内水体的深度为基础水深。基础水深过浅则不能有效缓解夏季极端高温、冬季极端低温及强降水淡化的不利影响，剧烈的水质变化会给养殖对象带来系统风险。前期试验结果表明，为了维持适度的养殖容量，降低养殖系统风险，养殖沟的基础水深不宜小于1.5 m^[13]。由于生态农场运营前期的泥沙沉积会使养殖沟变浅，为了确保1.5 m以上的基础水深，养殖沟深度宜为2.1-2.4 m(相对于红树林种植面)^[20]。综上所述，养殖沟需要在虾塘原塘底的基础上下挖1.8-2.1 m，抬升周边种植面0.3 m，以预留0.3-0.5 m的淤积空间。

③ 养殖沟水体流速

对红树林而言，红树林根系受到潮水阻力与流速的二次方成正比^[34-36]，水流过快会侵蚀红树林滩涂，过慢易造成滞水。水流速度为0.15-0.35 m/s时可促进水体氧气交换，适宜红树林的健康生长^[37]。对于养殖沟内的动物而言，对虾和青蟹适宜的流速范围为0.1-0.2 m/s，中华乌塘鳢和黄鳍鲷则适宜0.2-0.3 m/s的流速范围^{[33, 38-40]}。综合考虑，养殖沟水体流速宜控制在0.15-0.30 m/s，以兼顾生态修复与养殖效益。

1.2.2 生态农场可控潮水设计模型 1.2.2.1 模型构建

① 流量

种养湿地内潮水总流量计算公式如下：

$ \begin{array}{*{20}{l}} \;\;\;\;\;\;{{Q_T} = \frac{V}{T} = \frac{{{V_{\Delta H}} + E \cdot {V_c}}}{T} = }\\ {\frac{{S \cdot \Delta H + E \cdot A \cdot L}}{T}{\rm{ }}}，\end{array} $

(1)

式中，Q_T：种养湿地内潮水总流量(m³/s)；V：种养湿地内的水体总体积(m³)；T：潮水交换时间(s)；V_ΔH：塘内潮差变化的水体体积(m³)；E：潮水交换系数；V_C：水道(养殖沟)的体积(m³)；S：种养湿地总面积(m²)；ΔH：塘内潮差(m)；A：水道(养殖沟)过水断面面积(m²)；L：水道(养殖沟)总长(m)。养殖沟由于挖深后低陷，底层水体难以交换，上层可交换的潮水体积占水道总体积的比例为潮水交换系数E^[41]。每个潮汐周期潮水能够进入种养湿地的时间为潮水交换时间T。

② 水道设计

水道底坡是决定潮水流速和排水效率的关键因素，底坡过大会导致流速过高产生冲刷，底坡过小会引发潮水滞留。虾塘多为黏壤土或砂壤土基质，为了使边坡稳定，水道设计为底宽b、水深h的梯形断面(图 3)。水道为顺坡时(底坡i>0)，可将潮水流动设为明渠恒定均匀流，过水断面各水力要素如下：断面宽深比β=b/h，过水断面面积A=(β+m)h²，m为边坡系数，湿周$\chi=\left(\beta+2 \sqrt{1+m^2}\right) h $，水力半径$ R= \frac{A}{\chi}=\frac{(\beta+m) h}{\beta+2 \sqrt{1+m^2}} $。

根据谢才公式($ v=C \sqrt{R i}$)和曼宁公式($ C= \left.\frac{1}{n} R^{1 / 6}\right)$)，可得潮水流速公式和流量公式如下：

$ v=\frac{1}{n} R^{2 / 3} \cdot i^{1 / 2}, $

(2)

$ Q=A C \sqrt{R i}=\frac{1}{n} \frac{A^{5 / 3}}{\chi^{2 / 3}} \cdot i^{1 / 2}=K \sqrt{i}, $

(3)

式中，v：潮水流速(m/s)；n：粗糙系数；i：水道底坡；Q：潮水流量(m³/s)；K：流量模数，综合反映断面形状、尺寸和粗糙程度对过水能力的影响(m³/s)。

由于存在基础水深，潮水并非通过整个水道断面进入种养湿地，而是高潮水位对应的水深(h+ΔH′)与基础水位对应的水深(h)之间的断面积差。潮水交换流量Q_e(m³/s)为高潮水位流量Q_H(m³/s)与基础水位流量Q_L(m³/s)的差值：

$ Q_{\mathrm{e}}=Q_{\mathrm{H}}-Q_{\mathrm{L}}=\left.K\right|_h ^{h+\Delta H^{\prime}} \cdot \sqrt{i}, $

(4)

式中，ΔH′：水道潮差(m)。

③ 闸门设计

闸门是调节水流、控制水位的关键设施。闸门开度过大，会引起潮水流量过大、流速过快，冲刷边坡及红树林根系；开度过小，则导致潮水滞留。以海堤常采用的宽顶堰流闸孔自由出流公式计算闸门开度：

$ e=\frac{Q_{\mathrm{g}}}{\mu b^{\prime} \sqrt{2 g H}}=\frac{Q_{\mathrm{e}}}{\mu b \sqrt{2 g H}}, $

(5)

式中，e：闸门开度(m)；Q_g：过闸流量(m³/s)；μ：流量系数；b′：闸门宽度(m)；H：闸前水头(m)。过闸流量为潮水交换流量，μ按南京水利科学研究所得出的经验公式(μ=0.60-0.176e/H)计算，闸门宽度一般情况下与水道底宽相同。

1.2.2.2 模型求解

第一，根据生态农场种养湿地面积S确定水道布局。第二，根据种植树种确定塘内潮差ΔH和潮水交换系数E(E=Q_e/Q_H)，根据种养需求和海域水位数据确定基础水深h和潮水交换时间T，计算种养湿地内潮水总流量Q_T。第三，根据公式(2)和控制潮水流速v可推算水道底坡i。第四，根据公式(3)和公式(4)计算潮水交换流量Q_e。第五，采用试算-图解法或迭代法，令Q_e≈Q_T确定水道底宽b和边坡系数m，便可确定水道的断面设计。第六，根据闸门上游水位确定闸前水头H，再将Q_e和b代入公式(5)便可计算出闸门开度e。求解过程形成如图 4所示的模型计算路径，可实现不同设计目标与生态约束条件下的潮水控制方案构建与多方案比选。

模型求解以单个种养湿地为单元，根据其面积和生态需求逐个计算生态农场内各种养湿地养殖沟的断面参数及潮水交换流量。在此基础上，汇总各单元的流量需求，推导出进水道和排水道的总设计流量及断面参数。水道设计所需的粗糙系数等关键参数见表 1，进、排水道参数参考《港口与航道水文规范》[JTS 145-2015(2022版)]，养殖沟参数结合水道参数取值及生态关键参数取值确定^[33-40]。

1.2.2.3 模型试算

① 海塘生态农场规划概要

海塘生态农场示范区规划为3个种养湿地单元(A-C)，面积分别为6.69、3.33、4.37 hm²，合计14.39 hm²(图 5、图 6)。每个种养湿地内均设置湿地进、排水闸门和水道(养殖沟)，养殖沟长度分别为303、344、333 m。为创造适度的生态养殖容量，确保养殖沟的长期稳定性，养殖沟底宽需4.0 m以上，基础水深h为1.8 m，边坡系数m为2.8。设计塘内潮差ΔH为0.6 m，以实现高潮时红树林滩涂水深0.3 m，低潮时红树林滩涂比养殖沟水面高0.3 m。生态农场设置1个进水闸门、2个排水闸门，进水道总长950 m，排水道总长772 m。

② 退塘还林和退塘营造生态农场的水道计算结果及比较

为检验水道断面模型响应敏感性，评估模型的合理性与科学性，以海塘生态农场为例分别试算其退塘还林的种植(Planting，P)结果和退塘营造生态农场的种养(Planting & Aquaculture，PA)结果。采用仅满足红树林生长需求的计算结果为种植结果，采用兼顾红树林生长和生态养殖的计算结果为种养结果。鉴于天然红树林浅潮沟在低潮时大多滞留有0.1-0.3 m深水体的自然现象，计算种植结果时将养殖沟(此时其主要功能为潮沟)的基础水深设为0.2 m，计算退塘营造生态农场时将养殖沟的基础水深设为1.8 m。以养殖沟A和进水道为例，其水道断面计算各变量参数值见表 2，生态农场的进水道流量根据3个养殖沟的流量汇总得到(表 3)。

2 结果与分析 2.1 海塘生态农场水道断面计算结果

运用本文模型逐一对海塘生态农场3个养殖沟进行计算，汇总3个养殖沟的流量得到进、排水道总流量，并以此计算进、排水道断面。计算结果如表 3所示，P进水道和排水道的潮差分别为0.8 m和0.6 m，底宽分别为2.5 m和3.8 m，养殖沟(潮沟)底宽5.8-14.0 m；PA进水道和排水道的潮差分别为0.8 m和0.6 m，底宽分别为2.4 m和3.4 m，养殖沟底宽均为4.0 m，PA各水道过水断面是P的4.1-8.5倍。该结果说明，模型不仅可以响应退塘还林和退塘营造生态农场之间的水动力差别，还揭示了从退塘还林到退塘营造生态农场的生态水力学本质。其本质都是通过“缩宽加深”的方式增大水道的过水断面。

2.2 海塘生态农场闸门计算结果

实测进水闸门的闸前水头为2.25 m，种养湿地闸门和排水闸门的闸前水头根据闸门上游水道的基础水深确定，种养湿地闸门根据塘内潮差需求将开度控制在0.6 m。计算结果如表 4所示，PA进水闸门的宽度为2.4 m，开度为1.2 m；排水闸门宽度为4.8 m，开度为0.8 m。种养湿地A-C的湿地进水闸门宽度均为1.5 m，湿地排水闸门宽度均为1.7 m。PA各类闸门的过闸流量为P的1.6-3.1倍。根据海塘生态农场平面规划，2个独立的单向流动排水门宽度可分别设计为1.6 m和3.2 m。

3 讨论 3.1 生态农场可控潮水模型的原创性

在保护修复红树林的同时对其生态环境进行合理利用已成为全球共识，作为新生事物的虾塘红树林种养耦合因此受到日益关注。种养耦合是一种因地制宜的合理利用理念，但目前红树林恢复与种养耦合项目的潮水调控仍以经验性设计为主，普遍缺乏定量计算的理论支撑(表 5)。国外案例多采用水道、涵洞引潮，且未明确设定基础水深，虽部分设有闸门，但整体仍停留在简单调控的定性设计阶段，难以实现稳定、可控的生态调节^{[11, 42-44]}。国内案例已开始探索定量设计方法，并在水道和闸门等部位进行应用，使其初步具备潮水可控能力^[15]。本研究以广西合浦海塘生态农场为对象，首次基于生态与水动力耦合需求，构建了可控潮水设计模型，实现了潮水调控设施从“定性”和“经验定量”向“理论计算”的转变，具有显著的原创性和推广价值。

3.2 生态农场可控潮水模型的构建基础与适用性

“退塘还林”中，仅种植红树林的模式(Planting-only Model，PM)通常以“破堤引潮”恢复原有虾塘的潮间带自然属性后种植红树林。生态农场等兼顾种养的模式(Planting & Aquaculture Model，PAM)则在保留传统虾塘堤围和闸门的前提下，重构适宜的养殖水道与造林生境，以实现造林增汇、生态增养殖、尾水达标排放的目标。生态农场是可控、可持续的人工红树林生态系统，其构建涉及水力学、海洋高等植物生态学和海水养殖学。由于缺乏潮水调控的理论指导，国内外生态农场试验的生态水力参数基本凭经验设计(表 5)。本研究总结了前期试验研究和生态工程实践经验，明确了生态农场的生态与水动力特征，提出了生态农场可控潮水设计的重要原则，确定了红树林种植面需比低潮时养殖水面高0.3 m，塘内潮差0.6-0.8 m，养殖沟的基础水深≥1.5 m、流速0.15-0.30 m/s等构建生态农场的关键参数。上述参数为生态农场可控潮水模型的构建与计算奠定了基础。

在此基础上，本研究以模拟自然潮汐为核心，引入潮水交换系数、塘内潮差和潮水流速等生态水力参数，建立了适用于生态农场水动力的定量设计体系。以海塘生态农场为例的试算结果显示，PA各水道过水断面是P的4.1-8.5倍，PA各闸门的过闸流量是P的1.6-3.1倍。该结果说明本研究模型不仅适用于半封闭的退塘还林和生态农场模式，还揭示了从退塘还林到退塘营造生态农场, 其水力学本质是提高水道通量和增强闸门调控能力。

3.3 生态农场可控潮水模型的局限性

本研究是在水力学经典模型的基础上针对小尺度可控潮水设计的一次理论尝试，构建的理论模型存在一定的局限性。

① 模型的构建以理想条件为基础，未纳入极端气象(如风暴潮)、地形淤积和工程精度等动态干扰因素。风暴潮可能导致海水强势倒灌，损坏水道底坡和边坡，进而影响生态农场的水体交换能力与稳定性；水道内泥沙长期淤积会导致基础水深与过水断面减小，降低养殖动物的生存空间和潮水可交换量。建议对生态农场水道和闸门等进行适当的冗余设计，以提升容错能力。例如，海塘生态农场进水道底宽的理论值为2.4 m、排水道底宽的理论值为3.4 m，在实际设计中推荐分别采用2.5 m和3.5 m，以应对强台风暴潮的极端影响。

② 模型的普适性待验证。本研究模型中的生态水力参数主要来源于文献与小范围试验数据，这些参数的适用性和准确性尚缺乏各地区、多时段的系统监测验证。未来拟基于本研究模型对广西北海竹林试验区开展合理性评估，识别现有水动力设计的关键问题；同时，在广西合浦海塘试验区建成投运后，将通过水文监测与生态调查验证模型的适用性并分析其经济性，最终形成后续研究成果。

③ 模型缺乏对关键参数交互作用的深入分析。例如，高水位与低流速条件可能对养殖动物(如对虾、青蟹等)的生长产生显著影响。该条件下会导致溶氧量降低，对养殖动物的生理状态产生影响；此外，可能导致的滞水现象使底层有机物分解加速，产生硫化氢等有毒化学物质，抑制红树林和养殖动物的生长。因此，未来应加强对关键参数交互作用的定量分析，并通过引入相关生态生理学分析，为养殖环境调控与生态修复的优化提供理论支撑。

3.4 生态农场可控潮水模型的应用建议

生态农场的水位在涨潮时升高，在退潮时潮水依靠重力自流到预先设定的基础水深，最高水位的控制是生态农场安全运行的关键。未来的应用中建议综合采用水流计、水位计和电控闸门^[45]，根据潮汐周期和实时水位实现塘内潮差的自动化精准控制，同时保留闸门开启手动装置，制定应急响应预案，确保生态农场长期稳定运行。

此外，为推动该模型在工程实践中的广泛应用，建议基于生态农场可控潮水模型计算流程图(图 4)，使用MATLAB或Python等编程语言开发配套计算工具，提高应用效率并降低操作门槛。结合现代信息技术，未来可构建可视化的模型计算平台或决策支持系统，增强成果的工程适配性与可推广性，进一步推动生态农场建设的科学化、标准化与智能化发展。

4 结论

生态农场作为红树林恢复与生态养殖耦合的创新模式，具有多生态位融合、水体交换率高、水位可控等特征，亟需科学的潮水调控体系支撑。本研究基于前期试验研究与生态需求，提出生态种养需求优先、潮水进排顺畅、单向流动水系、小潮期断水天数减少的潮水设计原则，明确了塘内潮差、基础水深、流速等关键生态水力参数。在此基础上，结合经典水力学理论构建了适用于生态农场的小尺度可控潮水模型，实现了潮水设计从经验性向理论化、定量化的跨越。以广西合浦海塘试验区为例的模型试算表明，相较于简单的退塘还林模式，生态农场需要提高水道通量和增强闸门调控能力。该模型为生态农场可控潮水的科学规划提供了理论基础与技术路径，具备良好的适用性与推广潜力。然而，模型仍基于理想边界条件构建，部分生态水力参数尚缺乏多区域、多时段的系统验证。未来应加强对极端气象干扰、模型适用性实地监测与关键参数交互作用的研究，以提升模型的动态适应性和工程应用价值。