福建崇武半月湾渔港防波堤建成后下游海滩地形变化及养护对策研究

渔港硬式构筑物如防波堤等对海岸的影响显著。以福建泉州崇武半月湾渔港防波堤修建前后的海滩变化为例,通过对2003²011年不同阶段海滩地貌形态、岸线变化分析以及2个海滩剖面多期监测比较发现,防波堤修建后海湾下游西侧海滩发生显著蚀退,西端侵蚀强度最大,向东(靠近防波堤遮蔽段)逐渐减小,中东部遮蔽段转为淤涨。海滩变化的主要原因:1)E2011年不同阶段海滩地貌形态、岸线变化分析以及2个海滩剖面多期监测比较发现,防波堤修建后海湾下游西侧海滩发生显著蚀退,西端侵蚀强度最大,向东(靠近防波堤遮蔽段)逐渐减小,中东部遮蔽段转为淤涨。海滩变化的主要原因:1)E^SE向主入射波浪受到防波堤的阻挡作用,在堤头发生绕射,港内波影区动力变弱;2)防波堤阻碍了从东向西的沿岸流运动,形成东向为主的沿岸输沙,使得东端发生堆积,造成下游的西侧海岸的沉积物亏损,发生侵蚀。针对海岸变化机理提出了海滩养护防御措施,并通过数值模拟预测说明养护海滩以由西向东输沙为主,年均输沙量约3万m3,堆积于遮蔽段,最后,提出采用周期性抽取遮蔽段养护沙补充到西端的方法来实现海滩循环养护。     

人工岛影响下的海滩修复对策研究——以海口西海岸为例

人工岛建设在缓解滨海人地矛盾的同时带来新的环境问题。本研究聚焦人工岛建设引起的岸滩侵蚀与泥沙分配失衡问题,以海口西海岸为例,建立GENESIS岸线演变模型,探讨人工岛影响下的海滩地貌演化机制,并在此基础上提出“循环养护”的海滩修复对策。主要研究结论为:①海口湾南海明珠人工岛对邻近海滩的影响以“岛后方淤积、两侧侵蚀”为显著特征,且两侧侵蚀热点区的响应幅度存在明显差异。五源河口至新国宾馆岸段侵蚀更为强烈的主导因素为物源匮乏与岸线形态外凸。②通过人工补沙与循环养护相结合的生态修复措施,可实现岸滩泥沙的合理分配与地貌的动态平衡,有效缓解人工岛引起的海岸侵蚀问题。本研究成果可为国内相似类型海岸的岸滩修复提供良好的借鉴意义。     

冬季波浪与人工岛联合作用下日月湾海滩冲淤演变特征

人工岛作为一种新兴的海岸工程, 它的建设所引起的岸滩冲淤和防护问题日益受到人们的关注。本文以海南万宁市日月湾人工岛为例, 通过4期实测海滩剖面数据和多时相遥感影像, 分析了冬季波浪与人工岛联合作用对日月湾海滩冲淤变化的影响, 并结合海区波况, 探究了海滩冲淤变化机理。研究表明, 日月湾海区冬半年的平均有效波高与波浪周期明显强于夏半年, 且波浪强度整体上呈现逐年上升的趋势, 但在人工岛建设前后变化幅度较小; 人工岛建设对海滩地貌变化有强烈影响, 海滩呈现出岛后淤积而两侧侵蚀的显著特征, 岛影区海滩不断淤积, 岸线向海淤进达200m, 甚至可能与人工岛相连形成连岛沙坝, 人工岛后两侧海滩侵蚀, 岸线向陆一侧蚀退最大距离达50m; 海滩在冬季波浪和人工岛共同影响下, 岸滩自北向南依次表现为稳定、侵蚀、淤积、相对稳定、略有侵蚀或淤积、侵蚀、淤积的冲淤变化特征。     

山东荣成靖海卫海滩侵蚀研究与防护建议

靖海卫海滩近年来侵蚀作用明显,岸线后退加剧,对沿岸居民生活和安全造成危害。通过多次实地剖面监测、探槽分析、粒度分析等方法,辅以GENESIS模型模拟和多年遥感图像比对验证,分析该区域不同时期、不同速率侵蚀的特殊因素,得出研究区长期以来因人类活动和自然因素而遭受侵蚀,2005年以来因人类活动加剧导致侵蚀速率成倍增长,海岸严重蚀退,海滩逐步消亡。通过海滩演化过程的数值模拟和侵蚀速率分析,预测在人类活动影响下海滩的演变趋势,并结合分析结果提出平衡剖面控制下的海滩自然防护体系与"四大禁区"概念,提出了砂质海岸防护和提高近岸工程布设合理性的建议。     

漠阳江入海口东侧海岸侵蚀现状及成因分析

对漠阳江入海口东侧海岸的侵蚀情况进行了详细的野外调查,在2年的调查时间内对监测岸段的海岸线位置及海滩地形开展了5次重复测量。各次测量结果的对比表明,漠阳江入海口东侧海岸遭受了严重的侵蚀,岸线平均后退速率达15m.a 1;海滩地形剖面的动态变化则显示海岸侵蚀和淤积情况随季节而改变,在2008年台风"黑格比"登陆后,研究区岸线大幅后退,岸滩地形发生了深刻变化。通过对研究区海岸侵蚀特点的分析,认为砂质海岸的脆弱性和水动力作用是该区海岸侵蚀的基本条件,风暴潮是造成该区海岸严重侵蚀的重要因素;另外,人类活动也加剧了研究区的海岸侵蚀。     

厦门岛会展中心海滩养护及其对我国海岸防护的启示

硬式护岸是传统的海岸防护手段.近几十年来,以养护海滩为主的软式护岸已成为欧美发达国家海岸防护的主要措施,而我国尚处于起步阶段.本文以厦门岛会展中心海岸养滩实践为例,通过分析其海岸地貌演变历史、数值模拟养滩工程方案及定期观测海滩养护后剖面的变化,论述了该工程的必要性和可行性,以及养护后海滩的稳定性.同时,结合发达国家护岸的发展趋势,对我国的护岸转型作了思考.研究表明厦门岛会展中心海滩养护工程的施工使该海岸防护方式由硬式转变为软式,工程完成后为期半年的剖面监测数据显示单位宽度留存的沙量平均为381.4 m3/m,为施工初期平均值440 m3/m的86.7％,表明该海滩基本稳定.海滩养护可以修复受损的海滩或者营造新的滨海沙滩,改善滨海城市环境,提高城市品位,促进城市滨海旅游的发展,进而带动社会经济的发展,具有社会、经济、环境、生态等多方面的效应.我国海岸防护观念正在由传统的硬结构护岸转向软式的沙滩护岸,海滩养护将是我国未来海岸防护的一种更好的措施.     

2014-2015年辽东湾东岸砂质海滩海岸侵蚀现状评价

根据2014-2015年对大连李官华铜海岸、营口白沙湾海岸、营口仙人岛海岸以及营口鲅鱼圈月亮湾海岸的岸滩地形监测数据,依据海岸侵蚀灾害监测与评价技术方法,对辽东湾东岸的4个连续砂质海岸的稳定性进行了分析.结果表明:海滩岸线发生侵蚀的岸段主要分布在营口仙人岛海岸和大连李官华铜海岸南部,其中仙人岛岸段岸线后退距离最为严重,达到了7.8 m/a;从断面地形监测结果来看,大连李官华铜海岸发育较强侵蚀,岸滩下蚀速率为9.35 cm/a.辽东湾东岸的华铜海岸和仙人岛岸段,侵蚀现象仍然明显;而开展了防护修复工程的月亮湾、白沙湾等原侵蚀岸段,都基本趋于稳定,没有再发生海岸侵蚀现象.     

海阳市典型砂质海岸侵蚀机制与防护对策研究

海阳市砂质海岸资源丰富,延绵近120 km,尤以万米沙滩浴场著称,但近年岸滩侵蚀严重影响其社会经济发展.本研究基于海阳市羊角畔两侧长约20 km典型砂质海岸连续3 a的海岸线蚀和典型剖面蚀淤调查,定量化研究海滩侵蚀及其变化,辅以一维数值模型,研究人类活动影响下的泥沙运动特征和海滩侵蚀机制.研究结果表明,调查区42.5％和5.90％的砂质海岸分别处于侵蚀和强侵蚀状态,羊角畔东侧海岸侵蚀强度高于西侧,海阳港至海阳核电厂之间海滩侵蚀强度最高,海滩侵蚀强度与人类活动扰动程度密切相关.海岸工程、临海养殖和人为采砂导致海阳市部分砂质海岸侵蚀严重的主要原因,导致羊角畔两侧海岸侵蚀机制也不同.基于各岸段侵蚀机制特征有针对性地提出退养还滩、凸堤拆除和沙滩喂养等对策,以减缓海阳砂质海岸侵蚀威胁.     

以3个典型个例探讨养护海滩侵蚀热点的特征及其成因类型

基于厦门香山—长尾礁海滩、北戴河西海滩和平潭龙凤头海滩3个典型海滩养护后多期地形地貌测量数据、观测记录和遥感影像等,分析了养护海滩侵蚀热点的分布和形态特征,探讨了各处侵蚀热点的形成原因和控制因素.从野外调查来看,侵蚀热点在各养护海滩皆有分布,热点宽度为20 ～260 m不等.研究表明沿岸水下地形、排污管道的布设、岬角和岸线走向突变是诱发侵蚀热点的主要因素,具体表现为:(1)沿岸水下地形分布有离岸潜堤、沙坝、带有缺口的连续暗礁等结构时,会因波浪绕射引起波能辐聚而造成沙滩局部的强侵蚀,形成侵蚀热点;(2)排污管道的埋设会阻断沉积物的沿岸运移,会在其下游形成侵蚀热点;(3)岬湾海岸两端岬角或者人工拦沙堤对波浪的折射和反射作用会造成岬角周边局部强侵蚀;(4)养护海滩岸线方向突变,特别是向海凸出的岸线,波浪会使这一位置岸线趋于平滑,造成突变点的强侵蚀.     

环渤海砂质岸侵蚀和海滩养护

环渤海辽冀津鲁砂质岸近几十年遭受愈来愈强烈的侵蚀,岸线平均蚀退率约1.0～2.0m/a,局部或短期可达5～8m/a。为抑制海岸侵蚀,曾采取大量修建顺岸坝、丁坝等海岸"硬工程"护岸,但引起下游岸段继续侵蚀。近年逐渐发展起来的抛沙养滩工程可以增宽和稳定海滩,至2012年底,已完成和正在进行共有13处养滩工程,包括砂岸养滩、泥岸养滩和岩岸养滩等3种类型。在不同类型的海滩上养滩,应强调不同的设计重心。环渤海各养滩工程效果比较好,促进了滨海旅游业的发展,也取得了一些设计经验,预计未来将迎来环渤海海滩养护的新高潮。     

港珠澳大桥人工岛水下滩槽演变的数值模拟与工程检验

港珠澳大桥地处伶仃洋的湾口水域,东、西人工岛分别位于伶仃洋大濠深槽两侧。人工岛水域水深流急,潮流正面冲击人工岛,易造成人工岛海域水下地形发生大的变化与调整,最终形成以人工岛为中心的局部滩槽新格局。在大桥工程设计阶段,采用伶仃洋二维潮流泥沙数学模型,对人工岛建设后的伶仃洋水沙环境和水下地形冲淤进行了模拟计算。模型预测结果表明,人工岛对伶仃洋水域的水沙环境影响集中在人工岛上、下游各5 km水域内,人工岛呈冲刷趋势,岛体上下游形成以岛为中心的梭状淤积体。人工岛建设10年前后的水下地形冲淤变化结果表明,人工岛建设引起的海床冲淤变化趋势与数学模型预测结果基本一致,此为当初采用的数学模型预测效果提供了良好的佐证。     

粤东靖海湾海岸地貌动力演变及其工程影响

受人为工程的影响,相对稳定的岬湾海岸地貌常经历显著的动态调整。本文以粤东靖海湾典型岬湾海岸为例,运用Mc Laren模型、波浪动力场数值模拟、等深线对比、冲淤计算等多种方法,从海岸地貌动力学角度,对人为岬角工程前后岬湾海岸地貌动力过程和冲淤演变进行综合分析。结果表明:1)海岸地貌动力系统内常存在负反馈机制以维持系统的稳定。岬角工程后上岬角防波堤沿SSW延伸,ESE和E向浪经过防波堤时发生绕射,波能削减,湾顶动力减弱,海滩沉积物从下岬角向湾顶反向运移;2)海滩的蚀积状态在工程前后发生了转换,工程前遮蔽段侵蚀、开敞段堆积;工程后遮蔽段堆积、开敞段侵蚀;3)海湾水下地形对岬角工程的响应敏感,工程后海湾水下地形冲淤剧烈。     

Study on headland-bay sandy coast stability in South China coasts

Headland-bay beach equilibrium planform has been a crucial problem abroad to long-term sandy beach evolution and stabilization,extensively applied to forecast long-term coastal erosion evolvement and the influences of coastal engineering as well as long-term coastal management and protection.However,little concern focuses on this in China.The parabolic relationship is the most widely used empirical relationship for determining the static equilibrium shape of headland-bay beaches.This paper utilizes the relation to predict and classify 31 headland-bay beaches and concludes that these bays cannot achieve the ultimate static equilibrium planform in South China.The empirical bay equation can morphologically estimate beach stabilization state,but it is just a referential predictable means and is difficult to evaluate headland-bay shoreline movements in years and decades.By using Digital Shoreline Analysis System suggested by USGS,the rates of shoreline recession and accretion of these different headland-bay beaches are quantitatively calculated from 1990 to 2000.The conclusions of this paper include that (a) most of these 31 bays maintain relatively stable and the rates of erosion and accretion are relatively large with the impact of man-made constructions on estuarine within these bays from 1990 to 2000;(b) two bays,Haimen Bay and Hailingshan Bay,originally in the quasi-static equilibrium planform determined by the parabolic bay shape equation,have been unstable by the influence of coastal engineering;and (c) these 31 bays have different recession and accretion characters occurring in some bays and some segments.On the one hand,some bays totally exhibit accretion,but some bays show erosion on the whole.Shanwei Bay,Houmen Bay,Pinghai Bay and Yazhou Bay have the similar planforms,characterized by less accretion on the sheltering segment and bigger accretion on the transitional and tangential segments.On the other hand,different segments of some bays have two dissimilar evolvement characters.Dacheng Bay,Shenquan Bay,Hudong Bay,Wukan Bay,Fengjia Bay,Wuchang Bay,Lingshui Bay and Tufu Bay produce accretion on the tangential segment,erosion on the transitional segment and accretion on the sheltering segment.However,Guang’ao Bay,Haimen Bay,Jinghai Bay,Sanya Bay(a),Dajiao Bay,Hailingshan Bay,Hebei Bay,Fuhu Bay,Shuidong Bay,Wangcun Bay and Bomao Bay generate erosion on the tangential part,accretion on the transitional part and accretion on the sheltering part.It seems to imply some relations between headland-bay beach evolvement and controls on headland-bay beaches,which may possibly to classify headland-bay beach types and should be further studied.     

不同补沙方案对海滩剖面影响的数值模拟对比分析

大量工程实践表明,海滩养护是当前抵御海岸侵蚀的常见措施。通过人为地向海滩补充沙源,以达到海岸防护、修复沙滩等目的。本文建立了XBeach一维海滩剖面演变数值模型,并与物理模型试验结果进行对比验证;计算常浪条件下不同方案补沙后海滩剖面达到平衡状态的速率;通过对比补沙工况与未补沙工况的风暴后剖面,分析风暴作用下的防护效果。结果发现,补沙量较大时,沙坝向海侧位置补沙在常浪条件下补沙效率高于滩肩补沙,在风暴条件下防护效果优于滩肩补沙。此次研究对于在实际海滩养护过程中节约施工成本、提高施工效率有着重要意义,同时对于评估沙滩养护工程效果有一定的参考价值。     

我国典型海岛地质灾害类型特征及成因分析

本文通过海岛调查及已有文献资料分析,发现我国典型海岛存在滑坡、海岸侵蚀、海水入侵、湿地退化、水土流失、地面沉降、风沙灾害、断层、港湾淤积、滩面冲蚀、沙滩泥化、浅层气、砂土液化、地震、软土地基15种地质灾害类型。滑坡灾害最多,基岩岛岛岸、岛陆和近岸海底均可发生;其次为海岸侵蚀,在基岩岛、泥沙岛均有分布,主要发生于岛岸;再次为海水入侵(含咸潮入侵),在基岩岛、泥沙岛岛岸均可发生;湿地退化也在基岩岛、泥沙岛岛岸均可发生;其他灾害类型的分布较少。通过对海岛典型地质灾害的成因机制分析,发现各地质灾害都是自然因素和人为活动共同作用的结果,并且人为活动的影响逐渐加剧,各地质灾害之间还存在着成因上的联系。     

岬湾海岸中人工岛建设对岬角涡旋及海湾地形冲淤的影响——以海南岛铺前湾为例

岬湾海岸中一般在岬角的右侧与左侧（面向大海方向）分别发育顺时针与逆时针涡流。这些涡流的存在对泥沙输运、海底地形演变、污染物扩散等都具有重要影响。而在海洋中岛屿的存在将产生局部的岛后尾流。如岛屿与岬角距离较近，岛后尾流可能与岬角涡旋相互作用，反之则相互影响较小。本文以海南岛铺前湾为例，研究在岬湾海岸中湾口处的人工岛建设对湾内涡旋的影响，并进一步分析人工岛建设对整个海湾海底冲淤变化的效应。本项研究主要采用COAWST模型进行研究。结果表明，大潮期在海湾内发育大范围的顺时针涡旋，小潮期涡旋发育不明显，以东向余流为主。人工岛建设并未影响整个海湾的涡旋结构，但人工岛分隔了湾内顺时针涡旋，且在周围产生局部的逆时针与顺时针涡旋。海底冲淤变化的基本格局为湾内以淤积为主，人工岛建设加强了这种趋势，但在人工岛与岸线之间的狭窄通道内，海底出现冲刷。本项研究对岬湾海岸的科学开发管理具有一定意义。     

毛里塔尼亚友谊港上下游岸线演变模拟及预测

毛里塔尼亚友谊港处于典型的强沿岸输沙型沙质海岸,年平均沿岸输沙量为90×10~4~100×10~4m~3。由于防波堤工程对上游沿岸输沙的拦截,港区岸线冲淤变化强烈。根据实测资料分析,采用基于"一线理论"的岸线演变数学模型,对友谊港上下游岸线变化作了整体验证,统筹分析了港口工程对上游淤积和下游冲刷的影响。在此基础上,进一步预测了友谊港未来20年的岸线变化情况。结果表明,在港区现有建筑物布置情况下,下游岸线的大幅冲刷将危及陆域土堤的安全,是友谊港未来防护的重点之一。若考虑每隔一定年限在下游增建丁坝工程,形成丁坝群护岸工程,可延长下游岸线的冲刷防护范围,减小对陆域建筑物的威胁。     

粤东南澳岛青澳海滩侵蚀退化风险评价及其安全调控

分析了南澳岛海滩资源储量、空间分布及其开发利用现状,开展海岛海滩侵蚀风险评价,选择青澳海滩开展岸滩及其海湾海床地形、沉积物、动力泥沙调查,分析探讨了青澳海滩泥沙动力沉积特征,灾变退化过程机制,并从海滩稳定性和游客安全角度给出安全调控建议。结果表明:1)南澳岛海滩资源储量与侵蚀风险区域分异特征明显,其中青澳海滩旅游活动频繁、开发强度大,侵蚀退化风险等级高,人为破坏干扰抑制滩海泥沙交换,无序无度占滩开发与利用破坏了海滩自然演化进程,短期过量旅游活动加速海滩侵蚀退化进程;2)青澳湾沉积物以粗粒砂为主,沙源供给不足,不同岸段岸线进退与岸滩蚀淤与海滩方位、波浪动力强度强弱关系密切,具有明显的纵向沉积地貌分带特征。湾内落潮优势流(SE)优于涨潮(NW),对泥沙输运进入湾内具有抑制作用,潮周期海湾泥沙自湾内向湾外输运,泥沙以外输为主单宽输沙为3 400 t;3)青澳海滩存在严重的"无序占滩建筑,污水肆意排放,管理不规范"等问题,监测评价亦表明侵蚀退化风险巨大,游客安全面临着风险隐患,建议青澳海滩实行以生态化养护开发和"游客为中心"为理念的安全调控措施,设立红线及安全标示。该研究为岛礁生态建设、海岛保护及修复提供科学依据。