我国海滩养护修复的发展与技术创新

21世纪以来,海滩养护技术开始在我国得到应用并迅速发展。本研究基于对过去十几年来我国海滩养护技术的跟踪与深度研究,通过研读文献、资料收集和数据统计,分析了我国海滩养护发展现状及特征,总结归纳了我国在海滩养护技术方面的创新,最后展望了海滩养护的未来发展并提出了建议。研究发现,我国的海滩养护工程在2005年之前较少,此后快速持续增加;在3种养护目的中,滨海旅游占绝大多数,达61. 7%;修复海滩类型中,人造海滩和修复受损海滩的比例相当,同质养护和异质养护的占比分别为51. 1%和48. 9%;在养护海滩的平面形态中,岬湾形态的占比最高,达43. 6%。结果表明,我国在海滩修复养护技术中取得了一些创新,主要包括强潮海岸、强侵蚀海岸、淤泥质海岸等多种动力条件下的海滩修复理论和理念,以及海滩城市排水优化设计、海滩生态养护潜堤等技术方法。     

海滩修复养护技术发展趋势与前景

海岸侵蚀是沿海各国面临的共同问题,海滩养护是当前砂质海岸保护的最佳手段,在全球范围内得到广泛应用。本文回顾了海滩养护技术的发展历程,总结了世界范围的海滩养护实践,分析各国海滩养护理念上存在的差异。以研究文献为基础,总结归纳了平面和横向剖面的补砂方式、辅助工程技术和海滩模型预测等方面的海滩养护技术研究进展,并在此基础上提出了海滩养护的未来发展趋势:①针对复杂海岸的海滩养护应用拓展;②基于沉积物管理的海滩养护修复;③从地貌系统到生态系统全面考虑的海滩养护技术;④全球砂源赤字条件下的海滩保护和修复思路。     

海滩养护工程质量评价研究进展

由于自然因素和人类活动的影响等原因,世界很多海滩经受着侵蚀和破坏。而利用人工养护工程来保护和恢复海滩具有养护效果较明显、干滩面积明显增加以及不破坏环境景观的优点,目前得到越来越多国家的认可。国外由于养滩历史较久,养滩工程后的监测和质量评价不仅开展得早,而且已经成为工程的一个重要部分。评价指标已经比较完善,甚至有些国家已经将养滩效果评价列入法规框架之中。我国的海滩养护工程在十几年前才开始,虽然工程量逐年增长,但是对海滩养护工程施工后的工程监测和工程评价却较少涉及。本文对美国、荷兰、英国、丹麦以及我国等国家的海滩养护工程的工程评价工作进行总结,从而提出适用于我国工程特点的养滩工程质量评价因子和方法。     

海滩原位监测技术及应用

海滩监测是研究海滩演化的重要手段,对比分析了国内外的海滩监测研究现状,总结了海滩监测的相关指标。北戴河海滩原位监测系统包括沉积动力地貌监测和海滩环境监测,可根据监测的目的需求选择不同的监测手段、监测频率,是目前国内第1套完善的海滩原位监测系统。应用其监测数据分析了海滩常态演变及对梅花台风的响应机理。海滩原位监测对研究海滩养护、修复及保护具有重要意义。     

北戴河海滩养护侵蚀热点

“侵蚀热点”的存在会对整个海岸资源造成严重的损失,尤其是对海滩养护工程效果造成不良影响,是海滩养护研究的重点.以北戴河西海滩海滩养护工程为例,结合工程后定期的剖面监测数据,确定了养护工程后西海滩“侵蚀热点”的位置,通过数值模拟和物理模型试验对于侵蚀热点的成因进行了分析研究,以期能够对以后的海滩养护工程提供参考.     

秦皇岛金梦湾海滩侵蚀和海滩养护

金梦湾海滩是秦皇岛海港区西部较大的浴场,地理位置优越,但在养滩工程前曾遭受着严重的侵蚀,侵蚀速率在1.26~1.98m/a之间,最大可达3.86m/a,海滩宽度为40~90m,沉积物粗化严重,海滩质量较差,严重影响了海滩的旅游功能。海滩修复工程主要采用近岸补沙和建设生态离岸潜堤的方式,其中近岸补沙方量为172.5×104 m3,离岸潜堤3条。工程后经过1年多的观测,海滩仅在工程后初期侵蚀量较大,之后海滩侵蚀趋势明显减弱,海滩逐渐向平衡状态发展。养滩15个月后,海滩上仍保留了83.4%的沙体,养滩效果良好。     

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。     

海滩养护理论与试验研究进展

海滩养护是近年来国内外备受推崇的海岸防护措施。我国“十二五”规划中对于海岸防护及岸线恢复工作更加重视,加强海滩养护相关理论和技术问题的总结和评估是进一步做好此项工作的关键。文章回顾了海滩养护法在国内外的开展情况及有关海滩养护剖面设计的理论、物理和数值试验研究进展,分析了目前在海滩养护剖面研究及设计中存在的问题并指出：目前我国海滩剖面演变研究主要应用地质、地形学分析方法,应强调从水动力学角度研究泥沙与岸滩冲淤变化过程的关系;海滩养护设计中简单应用Dean的平衡剖面模式对补滩剖面进行设计存在很大不足,应从实际海滩剖面地形结构、滩面泥沙组成与输移和波浪运动特征等方面寻求改进与提高。     

海滩养护修复过程中拦沙堤的应用

拦沙堤作为海滩养护最常用的辅助工程之一,在全球范围内得到广泛应用。在总结我国海滩养护过程中拦沙堤应用现状的基础上,将拦沙堤的功能分为3类（防泥沙扩散、防沿岸输沙、防浪+防输沙）,并详细分析这3类拦沙堤在我国海滩养护的应用现状和发展规律。基于国内外工程实践,进一步探讨海滩养护中拦沙堤的多项应用创新：组合式拦沙堤设计、拦沙堤平面形态优化、拦沙堤堤群设计、拦沙堤+潜堤组合优化、拦沙堤+旁通输沙/循环养护。最后,展望未来海滩养护中拦沙堤的发展应用趋势（拦沙量的精准调控、丰富多样的形态设计、基于“自然工法”的生态化建设）,并给出了相关建议。     

秦皇岛金梦海湾海滩生态修复设计

金梦海湾位于秦皇岛海港区西浴场,其海岸侵蚀速率约为-1.26～-2.98m/a。生态修复工程利用秦皇岛港防波提并建设生态离岸潜堤,构建静态平衡岬湾,工程近岸补沙方量为172.5×104 m3,工程后取得了较好的效果。从设计理念、设计要素和养滩监测等方面,对秦皇岛金梦海湾海滩养护工程进行了总结和探讨。     

海滩养护影响下的海岸风沙作用研究进展

海滩养护已经成为全球基于自然(nature-based)海岸防护的主要手段,并得到广泛应用。随着全球强风区海岸海滩养护工程数量的增加,海滩养护对海岸风沙过程产生的一系列影响逐渐得到重视。海滩养护工程形成了新的海滩地貌形态,扩大了海滩风区、增加了风沙物源、提高了滩面高程、改变了滩面沉积物,海滩地貌和沉积物组分变化引起了风沙运动过程的变化,与自然海滩风沙过程相比,有其独特的过程和特征,已经成为海岸风沙研究的热点之一。本文从海滩养护影响下的风沙环境变化、风沙活动变化以及养护海滩对沙丘的影响等3个方面梳理了国内外研究进展,提出养护海滩风沙研究存在区域不平衡以及风沙过程的综合性影响和定量化研究不足等问题,并结合我国海滩养护未来的发展趋势,从强风区养护海滩风沙运动规律、养护海滩风沙环境全要素的综合影响和风沙作用变化的模型评估等方面展望了我国养护海滩风沙研究的未来发展方向。     

北戴河西海滩人工养护前后沉积物粒度变化特征

通过对北戴河西海滩养护前、养护初、3个月和一年后表层沉积物样品粒度实验,获得沉积物粒度参数,并结合Gao—ACollins粒径趋势模型,对海滩养护后沉积物粒度变化特征及其对养护海滩的影响进行了研究。结果显示经波浪等动力作用后,养护后的新海滩沉积物整体呈粗化、分选性变好趋势;海滩沉积物以推移质和跃移质为主;沉积物净运移趋势由离岸搬运为主变为沿岸搬运占优势;填沙物质特征对填沙区及其上、下游沉积物粒度特征有影响,但这种影响随时间推移逐渐减小;潜堤等硬工程设施对养护海滩的稳定具有积极作用。一年后,养护海滩保存良好,填沙物质的选择较合理。     

珠江口外伶仃岛海滩修复研究

海滩养护是当前全球广泛流行的具有生态环境保护意义的软式海岸工程手段。文章以广东珠海外伶仃岛小石嘴沙滩为例,首次选取珠江口海岛沙滩,开展近岸动力、近岸地形、海岸动力地貌、沉积特征等多方面的研究,最终通过补沙方法修复了一个适应于该研究区近岸动力条件的人工海滩,不仅极大地增强了海滩抗蚀能力,而且较好地改良了海岸景观。     

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.     

砾石海滩剖面设计及其稳定性模型试验研究

海滩剖面设计参数确定和稳定性评价是设计阶段确保海滩养护工程质量的重要指标。针对大连凌水湾砾石海滩养护工程,综合采用Dean平衡剖面原则和剖面类比法进行剖面设计,确定了填砂中值粒径、施工坡度、滩肩前沿高程和滩肩宽度等设计参数;结合物理模型试验进行了剖面形态稳定性分析,研究了海滩在不同波浪和水位作用下的剖面形态演化过程,试验结果表明不同工况条件下,平均低水位以上的滩面均为净淤积,水下部分侵蚀明显,滩面上部泥沙不断堆积,砾石海滩最终形成稳定剖面。研究结果可为类似砾石海滩养护工程设计提供参考。     

美国东海岸海滩养护工程对中国砂质海滩旅游资源开发与保护的启示

借鉴美国长期以来东部海岸的海滩养护工程投入大量资金物力所取得的显著成效，提出了中国砂质海滩资源开发面临的问题，如海岸侵蚀造成砂质海滩资源丧失、砂质海滩旅游资源面临严重的污染、砂质海滩旅游资源的利用程度差异悬殊、砂质海滩旅游资源的人为破坏严重等，预见到中国实施海滩养护工程将是大势所趋，该工程将会被纳入国家或地方海岸综合规划管理与相关法律中。     

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.     

2010—2020及影响因素分析年青岛海滩剖面稳定性

海滩的稳定性及其演变是砂质海滩研究的重要内容。在全球砂质海滩普遍遭受侵蚀的背景下,分析部分稳定海滩的特征和原因可以为海滩维护和科学管理提供重要参考。本文基于近 11 年 （2010—2020 年） 青岛第一、第三和石老人海水浴场共 8 条典型剖面的实地监测高程数据,对海滩滩肩宽度和单宽体积进行计算对比,研究表明,除石老人海水浴场一个剖面变化较大外,其他剖面的滩肩宽度只变化了 0~14 m,是 11 年前的 0%~23.3%;单宽体积变化了 8.5~46.5 m3,是 11 年前的1.0%~9.4%;海滩剖面垂向扰动范围一般在 30~60 cm 范围内。海滩存在局部小尺度淤积或侵蚀,剖面形态总体较为稳定。海平面变化、台风和风暴潮等自然因素是海岸轻微侵蚀或调整的重要影响因素,但对海滩的优化管理 （包括定期监测海滩、适度展开养护、制定完善的管理政策和加强执行力度等人为因素） 可以应对这些海滩变化,并且已成为近年来该研究海滩保持稳定的关键因素。     

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。     

2010—2020年青岛海滩剖面稳定性及影响因素分析

海滩的稳定性及其演变是砂质海滩研究的重要内容。在全球砂质海滩普遍遭受侵蚀的背景下,分析部分稳定海滩的特征和原因可以为海滩维护和科学管理提供重要参考。本文基于近11年（2010—2020年）青岛第一、第三和石老人海水浴场共8条典型剖面的实地监测高程数据,对海滩滩肩宽度和单宽体积进行计算对比,研究表明,除石老人海水浴场一个剖面变化较大外,其他剖面的滩肩宽度只变化了0～14 m,是11年前的0%～23.3%;单宽体积变化了8.5～46.5 m3,是11年前的1.0%～9.4%;海滩剖面垂向扰动范围一般在30～60 cm范围内。海滩存在局部小尺度淤积或侵蚀,剖面形态总体较为稳定。海平面变化、台风和风暴潮等自然因素是海岸轻微侵蚀或调整的重要影响因素,但对海滩的优化管理（包括定期监测海滩、适度展开养护、制定完善的管理政策和加强执行力度等人为因素）可以应对这些海滩变化,并且已成为近年来该研究海滩保持稳定的关键因素。