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1.26~1.98 m/a之间,最大可达3.86 m/a,海滩宽度为40~90 m,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.     

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。     

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。     

海滩养护的功效和寿命——以北戴河海滩养护工程为例

以北戴河海滩养护工程作为实例,通过养滩前后3年的监测剖面数据,不仅计算了干滩宽度、中潮滩宽度、低潮滩宽度与单宽蚀淤量4个主要参数变量,分析了海滩剖面形态的演化特征,而且还计算了养护海滩效率系数和保存系数,结果显示:近3年来北戴河养护海滩干滩、中潮滩、低潮滩效率系数分别为5.37、2.88、1.47,保存系数分别为1.01、0.67、0.75。初步总结了北戴河养护海滩的短期功效,其中西海滩养滩寿命为10~12 a,延长养滩工程寿命包括养滩砂岸的长度,平面护岸体系,抛沙方量和破波高度等因素。     

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.     

北戴河人工喂养海滩的演化特征

以北戴河西海滩为例,通过对海滩养护后近岸地形以及表层沉积物的变化进行研究,分析海滩人工喂养后的演化特征:明显遭受侵蚀,平均单宽侵蚀量为44.8 m3/m,滩肩平均蚀退距离15m,东部侵蚀速率大于西部;新海滩沉积物整体细化,分选变好,喂养4个月后沉积物净输移趋势以沿岸搬运为主,运移方向NE—SW向;离岸潜堤形成的波影区以外海滩明显受到侵蚀,形成侵蚀热点.喂养1年后,填沙保存76％,海滩形态与预期形态较为相近,养滩效果良好.     

北戴河西海滩潜堤岬头养滩功效研究

根据北戴河西海滩人工养滩后实际监测数据,对养滩工程中潜堤岬头的养滩功效进行分析,并通过数值模拟的方法进行验证。结果表明,潜堤岬头起到了很好的消浪促淤效果。岬头建成后,沙滩整体以淤积为主,局部岸段发生侵蚀,但侵蚀量不大,低潮滩以上沙滩平均单宽淤积量为21.3 m^3/m,其中,M4剖面单宽淤积量最大,为98.3m^3/m;数值模拟结果肯定了岬头的消波减能功效,其预测的岸线形态与实测岸线基本一致。     

欧洲各国海滩养护概观和启示

20世纪70年代以来,欧洲沿海各国普遍采取了以抛沙养滩为中心辅以硬工程的护岸措施,淤宽了海滩,抵御了海岸侵蚀灾害.我国海岸侵蚀十分严重,海滩均以退化、变窄、蚀低,且岩礁裸露,实施抛沙养滩扩岸工程是大趋势.养滩工程分调查、重建和修补3个阶段,正确对待了阶段施工,常能得到较好的效果,采取政府为主,多方筹资,法制管理等方法是欧洲各国海滩管理的经验.     

北戴河新区养滩工程岸线稳定性模拟

随着砂质海岸侵蚀的日益加剧和人类对海滩资源的保护意识的增强,越来越多的养滩工程措施在北戴河地区陆续开展,海滩养护工程后岸线的稳定性是养滩工程成功与否的关键。以北戴河新区洋河—葡萄岛岸段海滩养护工程为例,通过数值模拟和物理模型试验,对养护工程后岸线的稳定性进行了模拟分析,研究结果表明:人工养滩结合突堤和人工沙坝的方式能够起到很好的保护和扩展海滩的作用,能够有效保持北戴河新区岸线的稳定性。     

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。     

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/m,大部分养滩工程均可稳定30~60 m宽的干滩,个别养护工程不尽人意,存在砾化、泥化和快速蚀退等隐患。与国外养滩业比较,我国养滩工程具有规模小,发展快,类型齐全和软、硬工程兼顾的特点。目前来看,在养滩分类、养滩标准和寿命预测等法制管理措施方面尚需加强。