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.     

近岸波、流作用下结构物附近海岸演变的数值模拟

针对与砂质海岸在波浪作用下的演变有关的波浪、近岸流及输沙问题进行了系统的研究,并对结构物附近海岸演变进行了数值模拟。考虑了波浪折射-绕射及波浪破碎的综合作用,在近岸流场的模拟中用沿水深积分形成的K方程模型确定涡粘系数。计算岸滩地形变化时,综合波浪、近岸流作用的底沙和悬沙输沙率,并考虑波浪对泥沙作用的影响。模型对防波堤和近岸沉船附近地形变化进行了模拟,效果良好。     

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.     

水位变化对近岸人工沙坝养滩效果影响的试验研究

海滩侵蚀已经成为全球性的大问题,不仅引起了学术界广泛关注,也引起了民众的普遍关心。当前防护海滩侵蚀最有效的措施为海滩喂养,即人工补沙。本文采用极端高水位、设计高水位和0.00m水位,进行近岸人工沙坝二维断面试验,研究不同水位下人工沙坝以及岸滩的变化,探究不同水位对人工补沙养滩防护效果的影响。试验结果表明:不同水位条件下,水位低时,人工沙坝顶部在形成的沙槽,随着水位升高,沙槽消失;岸滩受到波浪侵蚀区域向岸移动,侵蚀区域面积在扩大,岸滩的淤积区域也向岸移动。本文对所研究内容利用Flow-3D进行了数值模拟研究,其结果与物理试验吻合,可为近海补沙养滩工程提供理论依据。     

莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程岸线数值模拟以及模型的验证方

以乐东莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程为例,其完工1年后的岸线监测结果,表明需要进一步对人工沙滩后的海滩岸线演变进行研究分析。通过GENESIS岸线演变模型模拟人工沙滩后的岸线变化,并尝试采用3种方法对模型进行验证。经过验证后,对人工沙滩工程后1年、3年、5年岸线变化进行了模拟分析。研究结果表明:GENESIS岸线演变模型对于包围型(拦沙堤和离岸堤结合方式)人工沙滩工程是适用的。工程完工1年后,补沙岸线形成了侵淤变化的凹凸弯曲岸线,侵淤幅度不大,5年后侵淤幅度变缓,开始逐渐趋于平衡。据此,也为人工沙滩后期的养护、补沙防护工作起到重要的参考作用。     

莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程岸线数值模拟以及模型的验证方法

以乐东莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程为例,其完工1年后的岸线监测结果,表明需要进一步对人工沙滩后的海滩岸线演变进行研究分析。通过GENESIS岸线演变模型模拟人工沙滩后的岸线变化,并尝试采用3种方法对模型进行验证。经过验证后,对人工沙滩工程后1年、3年、5年岸线变化进行了模拟分析。研究结果表明:GENESIS岸线演变模型对于包围型(拦沙堤和离岸堤结合方式)人工沙滩工程是适用的。工程完工1年后,补沙岸线形成了侵淤变化的凹凸弯曲岸线,侵淤幅度不大,5年后侵淤幅度变缓,开始逐渐趋于平衡。据此,也为人工沙滩后期的养护、补沙防护工作起到重要的参考作用。     

河口海岸二维悬沙数学模型挟沙力公式修正及应用

在河口海岸二维悬沙数学模型中,半潮或全潮平均的潮流挟沙能力并不能完全反映其逐时的实际情况,为此进行了分析研究。研究结果表明:1)应用半潮或全潮平均的潮流挟沙力公式进行悬沙数值模拟时,应引入一个修正系数;2)该修正系数与公式中的指数成反比,与相对水深成正比,且与相位角也存在一定联系;3)该修正系数理论正确、实用方便、验证成果良好,实例计算表明能够较好地复演天然悬沙场分布。     

杭州湾淤泥质海岸岸线变化及其动态模拟

通过对杭州湾北岸南竹港-龙泉岸段实测岸滩断面资料的统计分析,进而对淤泥质海岸岸线变化、影响因素及其动态模拟预报进行探讨。结果表明:因长江来沙减少以及侵蚀/淤积波自东向西移动,导致近10a来该岸段岸滩处于侵蚀状态,其中岸线整体后退;因季节性的波侯作用,岸滩具有冬淤夏冲的特征,岸线则表现为冬涨夏退,因局部工程作用影响的岸线则具有冬退夏涨的特征。此外,基于-3m和-8m等深线构建的径向基函数神经网络模型预报岸线的变化是可行的。     

海岸工程对渤海湾风暴潮高潮位影响分析

渤海湾是全世界受风暴潮灾害最严重的地区之一。近年来渤海湾建设了大量的大型海岸工程,为研究其建设以后风暴潮可能发生的变化,采用大-中-小区域多重嵌套方法,建立渤海风暴潮二维数值模型。以对渤海海域影响最显著的9216、9711台风和2003年10月三次风暴潮为例,对渤海湾大型工程实施前、后的风暴潮过程进行模拟,分析工程实施后风暴潮高潮水位变化,为工程实施可能对风暴潮防护带来的影响提供基础。计算表明,由于沿岸围垦减小海域的纳潮受水面积,海水被挤压抬升,渤海湾海域工程后风暴潮高潮位普遍抬升。在特大风暴潮作用下,水位最大升高可达0.10 m以上,在堤防设计中需引起重视。     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

粉砂淤泥质海岸人造沙滩效果——以上海金山城市沙滩为例

上海市金山区位于杭州湾北岸,发育典型的粉砂淤泥质海岸,潮滩低平、颗粒极细,下陷0.1～0.2 m,且风暴潮期间海水泥沙含量极高,泥层易滑塌。2005年,在金山潮滩构筑3.3 km封闭式围堰围海成湖1.72 km~2,近岸抛沙15.6万m~3并设防泥网建成长度1.4 km的人造沙滩进行跳相养滩,后经多次补沙和围堰加固,将"黄水黑滩"变为"碧海金沙",成为金山城市沙滩。该人造沙滩是中国首个泥岸养滩成功案例,后有天津东疆浴场、潍坊央子人造沙滩、南通启东碧海银滩等10余个人造沙滩建成。金山城市沙滩封闭式围堰消浪护沙、稳定沙滩,结合"沉泥碧水"技术维持海水清洁且防止新滩泥化;固定式防泥网较为坚固,保证游人安全。其围海成湖、沉泥碧水、抛沙建滩及泥沙界网等工程技术为中国粉砂淤泥质海岸人造沙滩建设提供了实践经验。     

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。     

厦门同安湾鳄鱼屿海岸侵蚀与防护对策

在2009年3月对鳄鱼海岸线测量的基础上,利用ArcGIS软件分析比较了现有海岸线与厦门市集美区地形图（1988年版,图号：7-50-129甲-）中鳄鱼屿海岸线位置的变化.结果表明21a来,鳄鱼屿海岸最大侵蚀率为2.0 m/a,东南侧最大侵蚀宽度达42 m,侵蚀总面积达14 000 m2;其东北侧海岸侵蚀后退约35 m,侵蚀总面积达4 100 m2;其西北侧海岸最大侵蚀宽度达30 m,侵蚀面积达12 000 m2.文中就厦门市鳄鱼屿海岸侵蚀的成因进行了分析,提出了工程防护、人工补沙、红树林修复以及加强海岛及其周边海域资源综合管理等方面的防护对策.这可为我国其他无居民海岛的海岸侵蚀防护提供经验借鉴.     

冀东潟湖系统演进与人类干预影响

研究了冀东滦河口潟湖、废滦河口潟湖和曹妃甸潟湖的形成、演化、形成条件和形态发生学过程.同时还详细分析了温室气体排放导致全球变暖引发的海平面上升以及本区滨线工程和不合理开发造成的海岸侵蚀;特别分析了相对海平面上升和潮位抬升导致的近30 a来严重风暴潮频发造成的海岸环境退化以及流域、河口等拦水截沙工程导致的河口输沙锐减和沿岸海水悬沙含量减少.同时还指出,贮水槽和曹妃甸嘴岸下深槽不淤,水深,使其具有建设国际深水大港的前景,当前港口和油气工程圈滩造陆应结合汊道稳定性(P-A关系)分析进行.     

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。     

鲁南沙质海岸的侵蚀量及其影响因素

近数十年来,鲁南海岸持续侵蚀,与20世纪60年代相比,该段岸线平均蚀退率1 m/a左右,海滩沙侵蚀量约20.79×104 m3/a.其中,近28年陆源输沙平均减少6.47×104 m3/a,人为前滨采沙8.9×104 m3/a,海平面上升引起海滩侵蚀量约为1.67×104 m3/a,该三因素影响力度之比为4∶5∶1.     

厦门岛东北岸海岸风沙运动观测研究

厦门岛东北海岸是台湾海峡西岸风沙最活跃的岸段之一,其中香山-五通岸段由于新建设了宽阔的人造海滩,风沙更加肆虐.为了解该岸段海岸风沙的运动特征和影响程度,分别于2007年11月22日、12月31日和2008年1月13日使用捕沙器定时取样和同步风速观测的方法进行风沙观测.结果如下:(1)人造海滩的风沙起沙风速约为6.9m/s,该风速以上,风沙随风速的增加而增加;(2)海岸风沙在离地面1m高度内运动,其中的94.8%在0.25m高度下运行;(3)人造海滩的风沙粗于自然海滩的风沙,随风沙运动高度从低到高,平均粒径由细到粗,分选性变好;(4)本岸段>6.9m/sNE风时平均输沙率约为2.776kg/m2h,单宽输沙量约为374.84kg/h,即8.995t/d.     

中小型建闸河口的闸下水体悬沙输运过程: 以新洋港河口为例

河口建闸使河口区沉积动力条件发生剧烈改变,常产生航道淤浅、泄洪不畅的危害。以新洋港河口为例,于2012 年8 月18-24 日在对新洋港闸下河口进行全潮锚系观测,分析水位、流速及悬沙浓度时空变化和悬沙输运特征。结果表明, 建闸河口区为不规则半日潮,大潮期间涨潮历时短、潮流强,落潮历时长、流速相对较小;潮周期内沉积物发生强烈的再悬 浮和沉降作用,再悬浮通量数量级可达到10-3 kg m-2s-1;小潮期间流速、悬沙浓度和再悬浮通量均小于大潮期间的数值。大 潮期间的强涨潮流导致水体不但能够产生强烈再悬浮,同时还将高浓度悬沙水体向上游输送、抵达闸下区域,这是造成建闸 河口水道淤积的主要原因。在上游开闸初期和后期,存在较强的盐度垂向梯度,水体层化特征显著;但当上游淡水量较大 时,流速迅速增强、再悬浮较为显著,水流可将高悬沙水体向外海输送,对河口水深的维持有利。     

深圳龙岐湾海滩资源调查与开发建议

文章基于2022年春、秋季开展的龙岐湾沙滩资源调查数据,分析较场尾沙滩、大塘角沙滩、黄泥湾沙滩和桔钓沙沙滩的剖面特征、沉积物粒径和裂流发生情况。研究结果表明：4处沙滩剖面的坡度秋缓春陡,剖面受风浪和潮汐直接作用时坡度变化大,受遮蔽时坡度变化小,整体呈冬春淤积、夏秋侵蚀;沙滩沉积物以中砂、粗砂和砾石为主,粒径变化不大;沙滩均无明显裂流发生,为低风险等级。建议开发沙滩旅游应考虑季节性的补沙方案,开展围垦养殖和海岸工程应注意削弱ESE向和SE向的波浪作用。     

亚太海岸工程研究进展——第三届亚太海岸会议论文简介

简要介绍2005年9月在韩国举行的第三届亚太海岸会议(APAC2005)论文概貌。分析会议论文内容和特点,从而透视亚太海岸工程研究进展。会议论文特点可概括为:波浪理论研究与工程应用密切结合,海岸灾害和环境研究,海洋动力因素观测与预报关注恶劣海况、海况变化和预报精度,泥沙运动与河口海岸演变注重机理研究,海岸动力特性数值模拟新发展,波浪-结构-地基相互作用关注随机性和地基土特性研究,工程案例与其他。初步讨论了我国这一领域发展水平及主要差距。