治理海岸侵蚀的人工岬湾养滩综合法

对海岸侵蚀特征及防治措施效果的分析表明,人工养滩方法是最为环保、长效、经济的海岸侵蚀防治方法.在详细介绍静态平衡岬湾和人工养滩的基本原理的基础上,重点阐述了人工岬湾养滩综合法的设计原则和总体思路,并以北戴河西海滩恢复治理工程为例进行了方案设计.     

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.     

潜式与离岸式人工岬头护滩作用和水交换特征比较

潜式人工岬头和离岸式人工岬头是两种改良式人工岬头,与传统人工岬头相比,它们对岸滩的保护效果稍弱,但能改善岬湾内的水交换。以北戴河西海滩养滩工程为研究对象,采用数值模拟的方法,对潜式岬头和离岸式岬头的护滩效果和改善水交换效果进行研究比较。首先建立岸线演变模型和物质输运模型,对工程后的岸线演变及水交换情况进行模拟。岸线演变的模拟结果表明,潜式岬头和离岸式岬头的护滩效果均较好,但潜式岬头后的岸线形状相比离岸式岬头后更为平滑。同时讨论海滩的侵蚀和淤积特性对潜式岬头和离岸式岬头的影响以及潮汐条件对冲淡时间的影响。与传统岬头相比,潜式岬头和离岸式岬头可以很好地减少岬后冲淡时间以及改善岬湾内水交换,而护滩效果只是稍有减弱。因此,潜式岬头和离岸式岬头都是改善岬湾水交换的有效工程措施。     

岬间砂质海岸平衡形态模型及其在华南海岸的应用

本文介绍了对数螺线、双曲线、抛物线三种岬间海湾平面平衡形态模型，并通过对比分析，表明抛物线为三种模型中较为理想的模型．根据抛物线模型的基本原理，本文提供了模型的可行性操作，并就抛物线模型对华南岬间海湾的应用展开了讨论．     

离岸潜堤在海滩养护中的作用

本文以北戴河海滩养护试验工程为例,数值模拟了离岸潜堤的养滩促淤效应,通过物模试验研究了离岸潜堤对波浪的消减效果。探讨了潜堤透射系数和养滩功效。养滩工程监测数据又证实了用离岸潜堤进行养滩是合理的。同时,本文还对生态型离岸潜堤的应用提出了建议。     

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。     

岬间海滩泥沙输运趋势与剖面分形研究

根据1999年7月实测的粤东岬间海滩沉积与地形变化资料,采用沉积物输运概率模式(McLaren模型)对海滩沿岸泥沙运移趋势进行探讨。结果表明,在常波况条件下海滩沿岸泥沙向偏南方向运移,在高能条件下可能出现与常波况条件下相反运动的趋势。进一步利用分形分布模型研究了海滩剖面的分形性质,提出了岬间海滩剖面地形变化的短期分形预测模型。     

岬间海湾岬角形状变化对岸线演化的影响研究

海岸的稳定性对沿岸基础设施的布局有重要的影响。基于历史卫星影像资料解译和实地调查,本文分析了青岛董家口至日照任家台岸段海湾岬角形状改变对湾内岸线变迁的影响。研究结果表明:岬角形状改变对沙质岸线过渡段的影响最大,对切线段次之。岬角形状改变过程中,工程建设导致岬角处海底的泥沙被大量扰动,在SW向沿岸流作用下向湾内辐散,导致切线段泥沙沉积量增加,侵蚀速率降低。岬角形状改变完成后,在NE向波致沿岸流的作用下加强,泥沙向北输送加强,切线段北侧海岸侵蚀加强速率增加,过渡段淤积速率增加。目前黄家塘岬湾内切线段北段海岸仍未形成新的动力平衡,海岸侵蚀可能后退9.7 m后达到稳定。湾内岸线发生变迁的动力机制来源于湾内切线段波生沿岸流增强。     

华南岬间砂质海岸稳定性研究

岬间海湾平衡平面形态规律在海岸长期侵蚀演变预测方面有着广泛的应用,已成为国外研究砂质海岸演变与稳定的重要课题。首先回顾了三种比较典型的经验岬湾形态方程,然后运用当前确定岬间海湾静态平衡形态最广泛使用的经验关系—抛物线关系,对华南31个岬间海湾的稳定状况进行了预测、分类。同时,采用数字岸线分析系统,计算了1990~2000年前后华南岬湾海滩的岸线进退速率,进一步分析、探讨了华南岬间海湾岸滩的稳定状况。     

华南海岸岬间海滩地形动力状态类型研究

海滩地形动力状态分类对于理解近岸带动形动力过程、海滩浴场风险评估等方面有重要的意义。收集了华南51个岬间海滩波高、波周期、潮差和泥沙粒径等地形动力要素特征值,利用分层聚类分析方法,同时结合海滩相对潮差分类模型,对华南岬间海滩的类型进行了探讨,结果表明:(1)华南岬间海滩可以聚类成7个类型。通过与相关的现场观测比较,各类型在地形组合上具有各自的显著特征;(2)聚类分析结果能很好的区分中到大潮差海岸与小潮差海滩之间的差异,与相对潮差模型结果一致。对于小潮差海滩,聚类结果与相对潮差模型有一定的差异,表明华南小潮差海滩的分类还需要进一步深入研究。     

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.     

Numerical study of shoreline changes by emergency beach nourishment project at the Middle Beach of Beidaihe, China

Beach nourishment is a common coastal management strategy used to protect beach from erosion along the sandy coastlines. This method has been successfully applied to an emergency project at the West Beach of Beidaihe in the summer of 2008 and the full West Beach nourishment project in 2009-2010, which is the direct base of this study. Some basic information about the emergency engineering area at the Middle Beach is firstly described. The shoreline change of this area, including the analysis of beach width in five monitoring profiles in the bathing places of Middle Beach, is then discussed. After that a numerical model based on one-line theory is established and the numerical results agree well with the measured shorelines, which indicates that the model is appropriate and is qualified to predict the shoreline change of the Middle Beach. With the same model and parameters, long-term performance of the project is predicted, and the result shows that without follow-up nourishment and project, the bathing places can remain suitable for bathing for about 10 a. It is suggested to nourish the beach in time and carry out the beach nourishment project for the full Middle Beach in Beidaihe.     

砾石堤坝和多孔方型鱼礁消浪护滩的试验研究——以北戴河西海滩为例

本文通过物理模型试验,研究了砾石堤坝、多孔方型鱼礁、堤坝+鱼礁等不同防护措施对岸滩的保护作用。通过测量不同防护措施的波浪透射系数、输沙率、水下坡度角及床面地形变化,并与无防护措施的工况进行对比,结果发现：不同试验条件下堤坝+鱼礁工况的透射系数仅为0.21～0.36,对波浪具有显著的消减作用;同一水位不同防护措施下的输沙率由大变小依次为：堤坝、堤坝+鱼礁、无工程、鱼礁;堤坝迎浪面的水下坡度角随极限波高呈现先增大、后减小的趋势,堤坝工况的水下坡度角约是堤坝+鱼礁工况的2～4倍;对于近岸的地形恢复,堤坝+鱼礁工况的效果比较明显,且对岸滩附近的侵蚀较少。堤坝+鱼礁的防护措施可明显减小波浪的透射系数,增加向岸输沙率,对恢复近岸地形、保护岸滩有显著作用。     

粤东后江湾近岸带风-浪-流联合作用下的泥沙输运

在现场观测资料分析基础上,应用波-流联合输沙模型,对粤东后江岬间海湾近岸带净环流、泥沙输运作用加以模拟分析,结果表明,东北东向风是形成近岸西南向净环流的主要驱动力,波浪控制了海底泥沙再悬浮和底质推移输运的过程,从而形成海湾海底地形以东北部侵蚀为主、西南部以淤积为主的发展趋势.     

深圳大鹏半岛南岸西冲海滩的沉积物来源、平面形态稳定性及横向变化

The coast of the Dapeng Peninsula has been honored as one of "the eight most beautiful coasts in China". The most precious tourism resource for the peninsula is headland bay beaches, among which the beach at Xichong on the southern coast of the peninsula is the longest and the most important one. The information of the stability, sedimentary source and shape change of the beach is very important for maintaining the beach in terms of sustainable development of the peninsula. Heavy minerals in the sand of the beach and the inland stream at Xichong are compared with those of a nearby beach on the same coast to determine the beach sand source; with help of a computer software, MEPBAY, the equilibrium planforms of the beaches on the peninsula are compared with those of an island without rivers to evaluate the stream’s effects on the beach stability; cross shore profiles along the Xichong beach are also surveyed in different seasons of a year to assess the annual shore normal beach changes affected by the stream input, and the relation between the equilibrium planform state and cross shore changes of the beach. It is shown that(1) stream is the main sedimentary source of the beach and the weathering materials of the rocky headlands on both sides of the bay transported by waves are the second source for the beach but it is limited, sand from an inner shelf is not the sedimentary source for the beach at present and was not even during the Holocene transgression;(2) the Xichong beach cannot reach static equilibrium around the entire bay shoreline, the segment of the shoreline where a stream outlet is located is in dynamic equilibrium, and the unstable section occurs in the wave shadow region in the lee of an offshore island;(3) no matter whether the section of the beach shoreline at Xichong is in an equilibrium state or not, it is eroded in the typhoon season and recovered after the season, the maximum change in erosion and accretion occurs in the unstable segment;(4) the Xichong beach can only have small sand body since it is supplied with sand mainly form inland streams, resulting in a possible danger in which sand loss induced by human activities or huge storms cannot be replenished naturally.     

1211号台风对浙江象山皇城海滩剖面的影响分析

通过对浙江象山皇城海滩地形地貌的现场调查,对比分析了1211号台风"海葵"登陆象山前后海滩剖面的蚀积变化,探讨了该处海滩对1211号台风"海葵"的响应特征。研究结果表明,在2012年8月台风"海葵"过境期间,皇城海滩从总体上看,剖面表现为上冲下淤,平面表现为北冲南淤,其后滨沙丘蚀积变化剧烈,海滩沉积物总收支变化不大。皇城海滩不同岸段剖面对台风"海葵"的响应特征不同,切线段以淤积为主,过渡段、遮蔽段以侵蚀为主,且遮蔽段在三个岸段中变化最小,台风响应强度最弱。台风路径走向、岬湾海滩相对台风的走向和岬角突出程度是其对台风响应强度的重要影响因素。     

薛家岛岬湾型海岸侵蚀演化的定量性研究

在4a连续观测的基础上,确定薛家岛周边大部分是抗蚀强度大的基岩岬湾海蚀岸,海蚀崖蚀退和海蚀平台蚀低的平均速率分别为10-2和10-4m/a量级;弓形海湾湾顶有薄层现代海滩砂砾,石雀湾和银沙滩崖前和后滨有大量海滩相大砾石(粒度为20～30cm).外侧海岸直濒开阔海,水下岸坡为深陡型,气象水文等外营力因素作用强度较大,显示中—高能海岸环境地质地貌特征.薛家岛外海海岸冲积物供给源贫乏,小于2×104m3/a.沿岸冲积物流流向北东至南西,采用目前国际较通用的波浪辐射应力模式方法计算其容量达13×104m3/a,这种源-运量的不平衡是造成基岩海蚀岸的机制.     

岬湾海滩灾后恢复过程与主控影响因子研究以澳洲Narrabeen海滩为例

位于澳洲悉尼附近的Narrabeen海滩经历着较频繁的风暴浪侵袭,在鲜有人工干预下,该海滩具有从风暴期间的沙坝剖面到常浪期稳定的滩肩剖面交替演变的自适应特征。为探明Narrabeen海滩在经历风暴浪后的自恢复动力,本文通过该海滩多年连续实测资料,分析典型风暴浪过后海滩剖面在常浪作用下的演变规律以及在恢复过程中的主要水动力要素。研究结果表明：Narrabeen海滩的恢复速率存在沿岸差异,沙滩中部恢复速率最快;在常年SE浪向主导下,小波高长周期波浪对北部以及中部剖面的恢复起促进作用,而潮动力对南部剖面在恢复期内的动态响应调控作用更强。本文据此提出考虑潮差的累积波能概念,发现其与南部海滩恢复能力间有良好的相关性。经调查,地形造成的浪向变化以及各剖面的地质地貌特征是造成该岬湾海滩恢复效率和恢复动力空间差异性的主要原因。此外,从年际时间尺度看,风暴剖面的恢复能力还受控于南方涛动因子。本文的研究方法和结论可为在极端海洋动力下岬湾海滩的防灾减灾和灾后修复提供有益借鉴。     

利用耐盐沉水植物控制滨海再生水景观河道的富营养化研究

研究了由广盐性沉水植物川蔓藻(Ruppia maritima)构建的沉水植被系统对滨海再生水景观河道的富营养化控制。实验室静态试验与工程现场中试研究结果表明:由单一广盐性沉水植物川蔓藻构建的沉水植被系统对含盐量7000~13000mg/L的再生水中的氮和磷都有较高的去除率,当河道川蔓藻的生物量达4627gFw/m2时,再生水体中总氮和总磷的去除率分别达到74.6%和85.4%。出水氮磷浓度达到了《城市污水再生利用景观环境用水质》(GB/T18921-2002)的标准。泰达再生水河道中川蔓藻的生物量与河道水体中的叶绿素a存在显著的线性负相关。因此,在景观河道之前先构建一个川蔓藻沉水植被系统,对于利用再生水恢复与重建滨海湿地,并控制水体富营养化有重要作用。     

岬湾海滩剖面中长期变化特征及其控制因素——以青岛石老人海滩为例

了解海滩剖面变化可以更好地理解海滩动态过程。利用2007年5月~2014年12月近8 a青岛石老人海滩剖面的实测资料,计算剖面各段单宽体积变化量及后滨宽度,结合交叉小波和小波相干分析方法,探讨海滩剖面中长期淤蚀变化特征及其控制因素。结果表明,近8 a来海滩剖面表现为侵蚀状态,不同岸段侵蚀程度不同。剖面1岸段侵蚀明显,剖面2和剖面3岸段轻微侵蚀。剖面的变化过程可划分为平稳期、剧变期和微调期3个时期。各时期剖面的季节性变化较复杂,平稳期具冬蚀夏淤的交替变化特征,整体淤蚀量较小;剧变期剖面呈阶段性蚀退,变化幅度相对较大,微调期剖面可能仍处于剧变期的恢复阶段,季节性变化不明显。剧变期和微调期的小波交叉谱和相干谱分析显示,波浪和前滨单宽体积相干性较好,尤其当大于2 m的波高达到10%以上,海滩地形可以和波高变化产生同周期的变化。因此波高变化基本控制了剖面的季节变化。而海滩长周期变化主要受控于风暴潮作用及其漫长的恢复期,沿岸输沙和海平面变化则一定程度上导致了剖面长期侵蚀格局的形成。