我国海滩养护效果评价的现状分析与应用展望

21世纪以来,海滩养护工程在我国许多滨海旅游城市纷纷开展,养护后的效果评价工作应运而生。通过分析文献资料和统计数据,总结了近10 a来我国海滩养护效果评价的发展现状,针对现阶段存在的问题提出了对策建议。研究发现：我国养滩效果评价工作在2010年之前仍停留在理论研究阶段,在评价尺度、评价因素和监测方式三个方面具有明显的早期发展特征;近5 a来国内学者开展的养滩效果评价指标体系研究,呈现出评价层级逐渐明晰、评价指标逐渐细化、评价内容逐渐完善的发展趋势。以现状分析为基础,本文提出了我国目前海滩养护效果评价在研究与实践中存在的3个问题及对策建议,并在此基础上对其未来的应用进行了展望。     

海滩养护后剖面变化过程研究——以北戴河西海滩和中海滩为例

海滩养护目前已成为防治海岸侵蚀的主要措施.养滩工程后海滩剖面发生较大的变化,对剖面的变化过程进行研究,可以理解海滩地貌和动力之间的关系,同时也可以对养滩工程进行评价.通过对北戴河西海滩和中海滩两处养护海滩剖面的养护前、养护初、3个月、6个月、9个月和1年后等时间节点进行剖面形态测量,对海滩剖面的变化进行研究.结果发现填沙区内海滩在养滩工程初,滩肩按照设计增宽约30 n,即原岸线平均向海推进约30 m;养滩3个月后填沙岸段侵蚀较大,两个海滩滩肩宽度共缩小约7～14m;6个月后滩肩宽度相比3个月时再减小4 m,大部分剖面蚀退量开始减小;9个月后和1年后的侵蚀量相对之前更少,有些剖面甚至开始淤积.由于填沙区内侵蚀的物质向两侧运移,使得填沙区外海滩剖面则基本上一直处于淤积状态.1年后滩肩宽度相比养护前宽度增宽约为12～16 m.西海滩和中海滩在1年后填沙保存分别为88.7％和75％,养滩效果良好.     

海滩养护的功效和寿命——以北戴河海滩养护工程为例

以北戴河海滩养护工程作为实例,通过养滩前后3年的监测剖面数据,不仅计算了干滩宽度、中潮滩宽度、低潮滩宽度与单宽蚀淤量4个主要参数变量,分析了海滩剖面形态的演化特征,而且还计算了养护海滩效率系数和保存系数,结果显示:近3年来北戴河养护海滩干滩、中潮滩、低潮滩效率系数分别为5.37、2.88、1.47,保存系数分别为1.01、0.67、0.75。初步总结了北戴河养护海滩的短期功效,其中西海滩养滩寿命为10~12a,延长养滩工程寿命包括养滩砂岸的长度,平面护岸体系,抛沙方量和破波高度等因素。     

北戴河中海滩二浴场养滩效果分析

2009年和2013年对北戴河中海滩二浴场进行了一期治理工程和二期治理工程,通过对2次养滩前后的监测剖面数据的研究和2次养滩工程效果对比分析得出:①2009年的一期治理工程后,海滩经过了近4年的自然演化,至2013年3月,海滩侵蚀后退较大,必需开展二期的整治工程;②2次工程都为成功的养滩实例,从养滩后的3个月以及6个月的剩余填沙体积(一期:91.9%、77.5%;二期:95.9%、86.8%)对比可以看出,二期整治工程效果更加理想。为进一步查看二期工程效果,探索影响养滩效果的因素,需继续进行工程后的养滩监测。     

人工养滩工程的综合防护原则及设计方法

在分析海滩失衡现状及总结人工养滩研究进展的基础上,提出在养滩设计过程中,应分析出现问题,根据地方需求并针对地形地貌条件制定方案.养滩设计最关键的是滩肩高度、剖面型式以及客沙粒径、坡度等参数的确定.滩肩补沙只是补充沙源的手段,而减缓侵蚀需要配合其他养滩方法,使养滩效果更佳.通过工程辅助手段,解决泥沙收支不平衡等问题,形成养滩补沙—构筑物护沙的综合养滩方法.在设计阶段应制定海滩监测计划,为海滩再养护参数确定提供数据.     

秦皇岛海滩养护工程的实践与方法

针对海岸侵蚀、沙滩退化问题,近年来在秦皇岛开展了一系列海滩养护方面的工作,积累了一套较为实用的经验和方法。介绍了秦皇岛西海滩、金梦海湾、老虎石和东海滩4个典型案例,其中西海滩采用了"沙丘—海滩—沙坝—潜堤"海滩养护模式,金梦海湾以滩肩补沙为主,老虎石侧重保护,东海滩则是需要多次维护。同时,总结了海滩养护的方案论证、规划设计、工程监测等方面的经验和教训,并就养滩寿命、沙坝的适用性以及工程风险等问题进行了探讨。     

北戴河新区养滩工程岸线稳定性模拟

随着砂质海岸侵蚀的日益加剧和人类对海滩资源的保护意识的增强,越来越多的养滩工程措施在北戴河地区陆续开展,海滩养护工程后岸线的稳定性是养滩工程成功与否的关键。以北戴河新区洋河—葡萄岛岸段海滩养护工程为例,通过数值模拟和物理模型试验,对养护工程后岸线的稳定性进行了模拟分析,研究结果表明:人工养滩结合突堤和人工沙坝的方式能够起到很好的保护和扩展海滩的作用,能够有效保持北戴河新区岸线的稳定性。     

秦皇岛洋河—葡萄岛夷平砂质海岸人工养滩效果

目前,国内砂质海滩的人工养滩工程急速增加,但多集中在天然岬湾海岸,而夷平旅游海滩的养护工程研究资料缺乏。以秦皇岛北戴河新区洋河口至葡萄岛约4.5km岸段养滩工程为例,对夷平旅游海滩养滩后的工程效果进行分析,通过计算修复后岸滩剩余单宽抛填沙量及滩肩宽度的保存系数,预测得到养滩工程寿命约为9~11a,局部滩肩补沙养护周期为1~2a。分析并验证了夷平旅游砂质岸线"人工水下岬头+滩肩补沙+人工沙坝"修复模式,为夷平旅游砂质海岸养滩工程提供了一种可行方案与实测数据支撑,以期对今后养滩理论研究提供参考指导。     

北戴河中海滩人工养护前后沉积物粒度变化特征

依托秦皇岛北戴河中海滩养护工程,对养滩前后不同时期抛沙区内外表层沉积物样品进行粒度实验,获得沉积物粒度参数,并结合Gao-Collins粒径趋势模型,对海滩养护后沉积物粒度变化特征、沉积物输运变化以及抛沙区外未养护海滩沉积物的影响进行研究.结果显示,海滩养护后,抛沙区内沉积物粒度总体细化,在养滩初到养滩之后6个月期间,抛沙区内沉积物变细、分选变好,这是由于外来抛沙的混杂和夏季ES向波浪的搬运作用,抛沙物质和原始海滩沙混合,抛沙区外变化趋势相反.养滩9个月后,由于冬季暴风浪的增多,抛沙区内沉积物遭受侵蚀并在抛沙区外淤积,抛沙区内沉积物变粗、分选变差,抛沙区外沉积物变细、分选变好.15个月后,抛沙区内外沉积物均变细,冬季侵蚀的海滩得到恢复.沉积物净运移趋势由沿岸输移逐渐变为垂岸输移,这是由于经过1年多的时间,海滩与区域动力环境相适应,海滩处于横向输沙动态平衡的状态,即夏季向岸输沙、冬季离岸输沙.     

养护海滩形态演化特征及时空差异性分析——以秦皇岛浪淘沙浴场为例

海滩养护是修复受侵蚀海滩最快捷而有效的方法,在国内外已得到了大量的工程应用。工程后,海滩地貌形态为适应新的地形、水动力和沉积物条件而调整到新的平衡状态的过程中,海滩剖面发生了先急后缓的形态变化。对秦皇岛浪淘沙浴场养滩工程后连续36个月的海滩形态监测数据进行分析,结果表明海滩单宽体积平均增加约63.87m~3/m,岸线平均向海推进约14m,海滩填沙保存量占填沙总量的79.16%,达到工程目标,养滩效果良好。海滩形态演化过程中,侵蚀强度呈明显的时空差异性:养滩初期海滩侵蚀严重,之后侵蚀强度呈减弱趋势。受波浪、水位、风向等因素的季节性变化影响,平均海滩侵蚀量夏秋季明显高于冬春季。受东侧基岩岬头和填沙量差异的影响,东段位于遮蔽段内,且相对凹岸,利于淤积,而西侧位于切线段,且相对凸岸,侵蚀强烈。     

荷兰人工育滩工程Sand Motor的经验与启示

海岸侵蚀已成为砂质海岸重要灾害之一,世界各国都致力于海滩防护。荷兰由于地势低洼,在护滩工程中进行大量尝试,于2011年在代尔夫兰海岸开展创新性人工育滩工程即Sand Motor,单个工程补沙总量达2.15×107 m3。持续监测结果显示,工程建成后的沙滩形态与模拟结果基本吻合,沙量损失速度低于预期。阶段性评价结果表明,Sand Motor通过波浪、海流等向海滩缓慢输沙,稳定海岸沙滩和海岸沙丘,具有防护效果显著、成本较低、使用寿命长、增加海岸利用等优点,值得我国借鉴。     

乡村海滩旅游资源质量评价的建立——以雷州半岛为例

我国海滩旅游资源开发程度不高,还存在大量的优质乡村海滩资源未被利用,具有巨大的潜在经济价值和社会效益,是未来海滨旅游开发的重点。对旅游海滩质量进行科学评价是海滩开发的重要基础工作之一。国内外成熟的海滩质量评价体系侧重于滨海旅游的舒适性和服务完善性,比较适合于开发完善的城市旅游海滩,目前没有针对乡村旅游海滩资源的质量评价体系。本文结合了国内外海滩资源质量评价的研究方法,根据乡村海滩旅游海滩的独特性,从资源开发潜力、资源自然条件、海滩沉积动力特征及安全性3类评价因素19个评价因子,建立了乡村海滩旅游资源质量评价指标体系和乡村海滩旅游资源质量分类体系。结合现场调查数据,利用该评价体系对雷州半岛沿岸18个乡村海滩进行了质量评价和分类。结果表明该海滩质量评价体系可为乡村海滩资源的综合利用、保护和开发提供理论和技术支持。最后,分析指出在海滩质量评价体系中引入地形动力理论,对海滩裂流安全性因子进行评价的重要性。     

Shoreline Change Modeling on Emergency Beach Nourishment Project on West Beach of Beidaihe, China

By use of a shoreline-change numerical model (GENESIS) based on one-line theory, a preliminary modeling study on shoreline changes caused by a beach nourishment project in Beidaihe, China, is presented in this paper. Firstly, the GENESIS model is verified and model sensitivity to the major parameter changes is discussed by simulating a hydraulic model test. The beach nourishment project, after that the shoreline change is kept being monitored, is a small-scale emergency one carried out to use two bathing places on the west beach in the summer, 2008. In this paper the shoreline changes caused by the beach nourishment project are modeled by the GENESIS model, and the computed results fit well with the measured shorelines. With the same model and parameters, a long-term performance of the project is predicted, and the result shows that the bathing places only can be suitable for bathing in 2 to 3 years without subsequence nourishment project. Therefore, it is proposed to nourish the beaches in time to keep the service life of the beach in recent years and carry out the beach nourishment project for the whole west beach as soon as possible.     

旅游海滩质量评价在海滩管理中的应用研究——以南澳岛青澳湾海滩为例

海滩是宝贵的旅游资源,健康的海滩系统在旅游、沿岸防护安全等多方面能提供很多有价值的服务,但当前旅游海滩在生态环境质量、旅游体验等方面尚存在诸多问题。旅游海滩质量评价是对旅游海滩自然属性和开发利用水平的综合评价,能较为客观地反映出旅游海滩环境质量水平,是较为有效的海滩管理工具之一。本研究在现场环境调查和游客问卷调查的基础上,建立旅游海滩质量评价指标体系,开展了广东青澳湾海滩质量评价,并对其影响因素进行分析。结果显示:当前青澳湾海滩开发程度、海滩环境质量尚未达到良好水平。根据评价结果,对青澳湾海滩的可持续发展提出了完善海滩旅游配套设施和配套服务,对海滩进行系统的规划,建立科学的旅游海滩质量评价体系和环境监测、调控体系等建议。     

威海典型海滩沉积地貌及质量评价

选择威海双岛湾附近海滩、国际海水浴场海滩、金海滩、青叽岛以西海滩、青叽岛以东海滩、天鹅湖海滩、桑沟湾海滩、楮岛海滩、南海新区海滩和乳山银滩十处代表性岸滩进行了海滩地貌和底质调查,结合沙滩表层样品分析测试数据,对研究区海滩地貌、沉积物粒度分布特征及海滩质量进行了综合评价。结果表明:威海海滩沉积物主要包括砾砂、粗砂、中砂、细砂四种类型,其中中砂分布最广,约占所有点位的35.6%,细砂、粗砂、砾砂分别占34.4%,26.7%和3.3%。岸滩坡度一般较缓,宽度中等以上,岸滩质量整体较好,部分岸滩受沉积物粒度影响,质量稍差。     

Temporal assessment of sediment transport from beach nourishments by using foraminifera as natural tracers

This paper presents the application of a technique that can be easily applied in monitoring programs following beach fills, where sand is dredged from subtidal zones, seabed or bays, usually rich in foraminifera shells. Its utility lies in a simple and rapid estimation of the prevailing longshore transport paths and determination of the main eroding/accreting zones. A beach monitoring program was undertaken in a embayment on the South Atlantic Spanish coast, where several nourishments were carried out in order to recover an eroding beach. Once the nourishment was complete, a temporal analysis of foraminifera shell distribution was made in a nearby beach inside the embayment by monthly sediment sampling. Foraminifera shells were used as natural tracers for estimating sediment pathways. The results showed a complex pattern of sedimentary transport between both beaches, where wind action and reflected/diffracted waves interfered with the dominant longshore current, depending on the prevailing hydrodynamic regime. These results were later confirmed by a 3-year morphodynamic study. Although foraminifera dispersion only accounts for the behaviour of fine fractions, the monitoring of shell dispersion after dumping demonstrated to be a useful tool for studying the stability of nourished beaches. In the case of nourished beaches foraminifera shells could be considered as mixed tracers, with many advantages over both natural and artificial traditional tracers.     

浙江海岛沙滩质量评价体系及其应用研究

在参考国内外主要沙滩质量评价体系的基础上,结合浙江省海岛沙滩的具体状况,构建了适用于浙江省海岛沙滩的质量评价体系,包括3大类7个亚类共29个因子。运用该体系对浙江海岛63个沙滩进行了评价,结果显示浙江海岛沙滩质量总体处于中等水平,其中五星级沙滩有7个,四星级沙滩有19个,三星级沙滩有29个,二星级沙滩有8个,表明该评价体系具有较好的适用性。     

人工海滩研究进展

海滩是激浪作用下泥沙在激浪带的堆积,是海岸带最活跃的地貌单元。近年来,由于世纪性的海平面上升,侵蚀型海滩范围扩大,侵蚀加重,海滩宽度变窄、坡度变陡和滩面物质粗化等问题日益严重,引起了广泛关注,亦成为海岸工程研究的热点课题之一。几十年的工程实践表明,海滩喂养与人工海滩是当前防护海滩侵蚀最有效的措施,并已为欧、美、日等国广泛应用。利用海岸地貌学原理方法,借鉴模拟环境条件类似的周边自然海滩的形成和演变规律,合理的设计海滩物质的颗粒大小和组成,海滩的坡度、高度、宽度以及填砂范围等关键参数,能够有效地使人工海滩更快的达到平衡状态并维持其稳定。在海滩的娱乐休闲功能在国际范围内日益受到重视的今天,这一方法在海岸工程应用上具有重要的现实意义。     

Beach nourishment,a practical method of erosion control

Artificial beach nourishment, the placing of sand onto eroded beaches, is increasingly employed by coastal engineers as an alternative to structural control of shoreline erosion. Man-made beaches approximating natural forms and processes offer greater protection against storms than eroded beaches and provide increased recreational opportunities. It is hoped that maintenance nourishment will keep pace with subsidence and eustatic rise in sea level, primary causes of beach erosion. Even though negative impacts of beach restoration may be short-lived and limited in scope, sound ecological engineering practices require careful monitoring of dredging operations.     

国内外海滩质量评价体系研究

海滩作为宝贵的旅游资源越来越受到关注,国外学者在海滩质量评价方面的研究工作起步较早,多个国家都已经建立了不同的海滩评价体系。其中"蓝旗"评价标准在世界范围内得到了广泛的应用。我国海滩资源较为丰富,但是质量评价体系仍处于起步阶段,尚没有形成完善的体系,仅有少部分海滩进行了质量评价,使用的标准也不统一,多由评价者自己建立标准进行评价。总结了欧洲、北美洲、大洋洲使用的主要海滩评价标准,将国外各海滩质量评价体系的启示和国内海滩质量评价的特点相结合,探讨我国海滩质量评价应选用的评价因子。认为目前建立适应我国国情、充分考虑海滩用途及沉积特征、区分旅游地和乡村的海滩质量评价体系进行海滩评价较为适宜。根据已有研究和实地考察情况,分别对旅游地和乡村海滩从自然因素、环境因素、其他因素3个方面选取了20个、15个评价因子。