基岩陡斜岸养滩的负面作用和对策——案例分析

介绍了中外4个基岩陡斜海岸的养滩案例,说明基岩海岸水下坡一般较陡,水深较大,近海波浪未经底摩擦消能过程就逼近海岸,实行一次性卷跃破碎,强烈侵蚀海岸,塑造侵蚀地貌或在海蚀崖下高潮线附近沉积窄而薄的短裙式海滩。在这种海滩上进行开敞式抛沙养滩,往往难以成功,以致连年抛沙,连年被流失光。我国曾有一些养滩工程经历过该类沙流失干扰。按照丁坝与连续离岸潜坝组合或丁坝与平行双岸外潜坝组合模式,可以阻挡人工向前滨滩面所抛沙的外流,并能有效地消散岸外波能和阻挡沿岸移沙,保证人工抛沙养护海滩的扩宽和稳定。证明采取特定的硬工程组合可以在基岩陡斜海岸上构筑宽阔的人造海滩。     

河北省沙质海岸侵蚀灾害和防治对策

河北省沙质海岸是渤海海岸侵蚀灾害最严重的区段之一,海岸侵蚀主要表现于海滩沙粗化,滩肩迅速变窄,滩坡变陡,基岩裸露的比率增多.岸线蚀退率达1.5～3.5m/a,严重制约了海滩旅游事业.整治海难,刻不容缓.采取岸外潜坝和丁坝群等人工建筑物和大量补沙相结合的海滩养护方法应是当前最迫切、最科学和最实际的方法,只有南段沙丘和沙坝-泻湖岸段可采用植树种草的生物学方法护岸.     

海滩养护过程和工程技术

海滩养护是根据设计方案,向海滩大量抛沙,或者同时辅以硬工程,使受蚀海滩增宽和稳足的工程,是抵御海岸侵袭灾害的最佳措施。上世纪末发达国家已普遍开展,我国目前尚属起步,但近年发展迅速。该工程分调查,重建和修补3个阶段,三者相互补充和制约。重建前必须充分调查目标岸段,以为设计养护方案提供依据;重建阶段应注重抛沙位置、沙成分、抛沙量和沙源选择等工序;重建后应进行多年的剖面监测和再抛沙的修补。在那些浪大,沙少和岩礁裸露的侵蚀岸段,应辅以丁坝或岸外潜坝等硬工程加以抵浪,维持所填沙的稳定。     

荷兰诺德维克水下抛沙修复海滩及其意义

水下抛沙养滩可以通过消减波能和持续向海滩供沙,以抵御海岸侵蚀,保持海滩稳定。荷兰诺德维克(Noordwijk)地区以发育水下双坝地形为特征,为了维护海滩和海岸的稳定,自1998年开始,共实施了3次水下养滩(1998、2002和2006年),抛沙位置都选在外沙坝的向海侧,接近当地闭合深度。养滩减缓了沙坝向海迁移的速率,内、外沙坝均出现了向岸迁移的趋势并基本保持稳定,对海岸线位置变化具有积极影响。我国目前的海滩养护工程多为向陆上滩面抛沙养滩,这种方法较昂贵、破坏性大,效果有时不佳,而水下抛沙养滩经济实惠、对环境影响小且灵活,因此,应该充分借鉴水下抛沙养滩的成功经验。基于诺德维克地区数十年的Argus视频图像和水深调查对养滩效果进行了研究和分析,总结了水下养滩的意义,以丰富和推动我国养滩业的发展。     

荷兰泰斯灵岛水下凹槽抛沙养滩

为了维持海岸沙丘和海滩的稳定,抵御日益加重的海岸侵蚀,荷兰泰斯灵岛于1993年5—11月对该岛中段长4.6km(13.6~18.2km段)的海滩实施大规模的滨面抛沙养滩工程。以驳船吹填式向两水下沙坝(最外沙坝和中沙坝)之间的凹槽区抛沙约210万m3,单宽沙量约450m3/m。工程后监测发现已填平的凹槽区6个月后即发育出新凹槽,但是此工程后得到了8~10a的海岸稳定,纵向运移的泥沙明显降低。事实证明,凹槽抛沙养滩通过凹槽沙的补给效应及消浪效应靠自然力缓慢向海滩滩面输沙稳定了海岸,自然扩宽了滩肩,且不破坏海陆结构,值得在日后的海滩养护工程中研究和推广。     

山东半岛东部南北岸典型砂质海岸沉积、地貌的横向差异及成因分析———以海阳万米海滩岸段和威海国际海水浴场岸段为例

根据2011年在海阳万米海滩岸段与威海国际海水浴场岸段调查获得的夏、冬两季海岸实测地形剖面与沉积物粒度数据,并收集相关水文资料,对南北两海岸地貌与沉积差异性进行分析,探讨了半岛东部南北岸典型砂质海岸动力环境的差异。研究结果表明,南部海岸宽广平缓,发育滩脊、滩肩、沙波纹等地貌,沉积物在水下岸坡上段以中粗砂、中细砂为主,水下岸坡以下段以粉砂、黏土质粉砂为主;北部海岸地形陡,发育滩肩陡坎、水下沙坝等地貌,沉积物以砾质砂为主。导致这些差异的动力为风、波浪、潮汐及沿岸流堆积。     

人工近岸沙坝在海滩养护中的应用——以北戴河养滩工程为例

作为“软性”工程措施的人工养滩是与海岸生态环境最为和谐的海滩防护措施,即可用于侵蚀岸段的整治修复,亦可长效地防治海岸侵蚀.人工近岸沙坝一方面相当于淹没式离岸堤,使坝后被遮蔽区波浪减弱具有遮蔽功效;一方面将泥沙补给于被侵蚀的海滩剖面,具有喂养功效.应用数值模拟和物模试验探讨了沙坝的养滩功效,并以北戴河养滩工程为例证实了人工近岸沙坝在海滩养护工程中的作用.     

山东荣成天鹅湖沙坝水下岸坡地貌冲淤演变分析

山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。     

山东省砂质海岸侵蚀与保护对策

20世纪50年代以来,山东省砂质海岸遭受愈来愈强烈的侵蚀,平均侵蚀速率为1～2 m/a,局部和短期可达4.7～6.0 m/a.通过分析认为,侵蚀的原因主要包括入海陆源泥沙严重减少、人为大量采取海滩沙及不合理的海岸工程的影响.多年来,山东省为抑制海岸侵蚀采取了多种对策,包括大量修建顺岸坝、丁坝等海岸工程遏止砂质海岸后退;抛沙养滩,对个别海滩重塑;严禁滩面和近滨采砂.综合评价以上3种方案的效果,并对海岸保护提出合理的建议.     

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.     

我国海滩养护现状

向海滩抛沙养护是当前抵御海岸侵蚀的最佳措施.近几十年来,在西方发达国家发展很快,我国尚处于起步阶段,但近2～3年发展迅速.根据近两年的调查,截至2009年底已有十多处受侵蚀岸段完成或基本完成了海滩养护工程,其中13个典型养护岸段岸线总长度10.39 km,共向海滩抛沙约202.7万m3,平均单宽抛沙率约196.3 m3...     

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。     

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。     

近期辽东湾西侧砂质海滩冲淤特征北大核心CSCD

2013—2014年,在辽东湾六股河口两侧开展了海滩地形及海岸侵蚀的现场调查,于兴城至绥中沿海布设6处调查岸段及17条断面。结果表明,研究海滩地貌主要组成部分包括反射型高潮滩-滩坎-消散型低潮滩,其中低潮滩多发育有近岸沙坝和水下沙坝。绥中南江屯、皮家屯及兴城新立屯海滩侵蚀明显,多数海滩持续侵蚀,调查期内最大平均下蚀速率达53.2cm/a。分析发现,海滩地形及断面蚀淤量有较明显的季节或区域差异。海滩冬季近岸沙坝消失、水下沙坝离岸距离小于夏季。六股河口南侧夏季海滩断面侵蚀量增加、淤积量减少,而六股河口北侧相反。研究认为,岸线自然形态差异及其造成的沿岸输沙差异是导致不同岸段蚀淤差异的主要自然原因。海岸封闭性建筑物(尤其是突堤)影响了海滩局部断面蚀淤变化。海滩地貌及蚀淤的季节或区域变化的主要原因为沿岸波浪特征等因素的季节性和区域性差异。     

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.     

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。     

北戴河海滩养护中的原滩环境调查

从海岸演变、沉积过程、动力条件、泥沙运移等多角度阐述了北戴河海滩养护区域自然环境条件.北戴河海岸属于岬湾沙质海岸,具备岬湾养滩的天然条件,发育多条断续分布的水下沙坝,原滩剖面为侵蚀性剖面;西海滩蚀退速率＞2 m/a,属于严重侵蚀岸段;波浪的强浪向NNE和ENE,常浪向S,潮流为NE —SW向的往复流,沿岸泥沙净输沙方向为NE— SW向.洋河浅海泥沙中值粒径为0.31～0.58 mm,物化性质均符合养滩需求,为理想沙源.通过构建合适的人工岬头和离岸潜堤配合人工养滩可以恢复受蚀的海滩.     

荣成湾典型沙坝-潟湖海岸地貌演变研究

20世纪70年代末以来,荣成湾月湖沙坝-潟湖海岸地貌发生了巨大变化。研究沙坝-潟湖海岸地貌的演化过程可进一步掌握其演化规律,对保护和修复沙坝-潟湖海岸地貌体系具有重要的现实意义和理论依据。本文以1975-2021年47期遥感影像和1934-2014年4期不同时期测量的海图为数据源,通过遥感(Remote Sensing,RS)技术和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)对月湖沙坝岸线进行提取,并用数字岸线分析系统对岸线变迁进行定量分析,最后通过构建水下岸坡数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对不同时期的等深线进行提取。结果显示：(1) 1975-2021年沙坝处于侧蚀变窄和切蚀变短的状态,坝尾内弯显著。1975年以来沙坝侵蚀后退较显著,从坝根到坝尾侵蚀速率逐渐增加。其中,1979-1986年沙坝侵蚀最严重,最大后退距离达95.7 m,平均蚀退速率为8.32 m/a。(2) 1975-2021年,沙坝面积逐渐减少,潮汐通道逐年展宽。其中,1979-1986年沙坝面积急剧减少,平均减少速率为0.014 2 km<...     

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。     

渤海现代海进现象剖析

渤海沿岸的许多岸段近期遭受侵蚀后退,海水向陆进侵,海进现象既出现在基岩岬湾岸,也出现在砂砾质的堤坝潟湖岸,以至粉砂淤泥质的贝壳堤平原岸;既见于构造下降岸,又见于构造上升岸.致使老的潟湖泥层出露于现代砂砾质海滩上,水下岸坡底质分布出现异常,淤泥质潮滩衰退,沿岸建筑物遭受破坏.引起海进的原因是地区性的构造下沉、陆源碎屑减少及全球性的海面上升.