潍坊人工沙滩海滩剖面演变特征及应用经验正交函数分析

对潍坊人工沙滩二期工程竣工后海滩实测地形剖面进行研究,应用经验正交函数(EOF)提取海滩2013年5月至2015年11月6次剖面监测数据中的前3个模态的空间特征函数和时间特征函数,分析竣工养护后海滩剖面的时空演变特征及海滩的平面变化特征。第一特征函数表示竣工后海滩的总体冲淤变化,受到东西两侧丁坝加长和中间T型坝修建的影响,剖面的侵蚀程度较一期工程明显减小;第二特征函数表示受地形和水动力作用影响,前滨带出现滩肩剖面和沙坝剖面的相互转化;第三特征函数反映风暴潮、人为因素等偶然因素的影响;从平面特征来看,人工沙滩中部、东部较西部侵蚀严重。可见,二期工程建设起到了优化的目的,大大改善了人工沙滩的侵蚀,但仍需要持续有规律的对海滩进行监测,进一步深化对人工养护沙滩建设和维护的认识。     

厦门香山至长尾礁沙滩修复实践及理论探讨

以厦门香山～长尾礁沙滩修复工程为例,研究了海滩的修复和改造技术.香山～长尾礁沙滩位于厦门东海岸,岸段原始沙滩已消失殆尽,于2007年10月完成海滩修复的一期工程,海滩的宽度和质量经一年来的监测,改造基本稳定,并明显好于历史时期的海滩.从选址条件、海滩设计要素及施工方法等方面,探讨了人造海滩修复的主要内容及修复后海滩的成长过程.     

强潮动力条件下厦门湾低潮阶地型沙滩剖面变形的模拟研究

以厦门湾沙滩为研究对象,对强潮动力条件下低潮阶地型沙滩剖面变形进行模拟研究.厦门湾沙滩是一种典型的具有低潮阶地的海湾型沙滩,它具有低波浪能量和大潮差的特征.基于这种类型的沙滩剖面侵蚀和淤积机制提出一个基于过程的一维计算模型,对在通常波浪条件下沙滩中长期的剖面演变进行预测.采用厦门湾观音山沙滩剖面变化的实测数据对模型进行验证,两者具有较好的一致性,其最大相差在0.4 m以内.该一维计算模型能够较好地预测低潮阶地型沙滩剖面侵蚀和淤积的一般趋势和程度.模型计算表明,在波浪和潮汐共同作用下,沙滩滩面斜坡带的上部发生侵蚀,而斜坡带的下部则产生淤积,从而在一段较长的时间内使滩面形态趋于平缓.单是由潮汐引起的剖面泥沙输运虽然很小,但是在潮汐的作用下,破波带沿着沙滩上下变动,从而引起潮差范围内一个较宽区域的剖面侵蚀.     

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。     

港口扩建影响下近岸沙滩稳定防护三维水动力模型试验研究

面向日本海的韩国东海港(Donghae)位于朝鲜半岛东部的江原道海岸,该港在原有基础上扩建新港区,为了降低该工程对邻近沙滩稳定性影响,拟建用于进行岸滩防护的突堤与离岸堤群。本文主要研究了工程实施前后沙滩剖面变化以及工程对岸线的影响。试验结果表明,当波浪持续作用达到沙滩剖面基本稳定时,不同角度布置的离岸堤群和突堤所共同构成的防护措施可以对沙滩岸段进行有效防护,根据波浪作用下的泥沙动床试验结果,入射波在传至离岸堤后能量有所衰减,对于削弱波浪侵蚀力的改善效果是非常明显的,结合试验现象和测试结果可见,离岸堤在减少附近海滩的侵蚀和侵蚀海滩上起到了一定的作用。     

台风"艾利"对福建沙质海滩影响过程研究

通过对福建沙质海滩地形地貌现场调查,对比分析0418号台风“艾利”登陆福建前后各沙滩剖面的蚀淤变化,探讨了福建沙滩对台风“艾利”响应规律。研究结果表明,2004年8月底台风“艾利”过境期间,福建沿海砂质海岸显出了较强烈的地貌响应。沙滩剖面地形变化,冲淤相间,以冲蚀为主;后滨沙丘蚀退、滩肩蚀低、岸线向陆迁移是地貌响应的主要特征;沙滩沉积物的总收支趋于亏损。不同海岸类型的沙滩剖面对台风“艾利”的响应特征不同。岬湾型沙滩剖面地貌响应以前滨滩面侵蚀为主要特征。夷直型的长乐江田下沙剖面,对“艾利”台风的主要地貌响应特征为后滨沙丘、高潮带侵蚀,岸线后退超过16m,出现高度近1 m的直立侵蚀陡坎。沙坝-泻湖型沙滩剖面冲淤变化的主要特征是中潮带形成次一级沙坝。各沙滩的地貌风暴效应有自北往南依次减弱的趋势。     

山东半岛东部典型砂质海岸侵蚀特征及其影响因素

利用岸滩剖面高程监测、沉积物粒度变化和动力环境分析的方法,以海阳市沙滩侵蚀演化过程为例分析了山东半岛东部典型砂质海岸的侵蚀特征和影响因素。结果表明,海阳市沙滩整体以侵蚀为主,2018—2019年沙滩总侵蚀量为2.48×10⁴m³。其中,丁字嘴沙滩以侵蚀为主,但两侧受河口的影响呈现局部滩面稳定和后滨弱淤积的现象;潮里—庄上—羊角畔沙滩滩面侵蚀从西向东逐渐增强;万米沙滩中部侵蚀严重,两端相对较弱。表层沉积物由陆向海逐渐变细,但整体上呈现粗化的趋势。波浪和极端天气是控制沙滩侵蚀变化的重要动力因素,而坡度则是导致沙滩剖面形态变化和表层沉积物差异的重要因素之一。     

人工沙滩与潜堤结合岸滩防护工程数值研究

人工沙滩与潜堤结合是沙质岸滩软硬防护相结合的防护技术。本文在利用实验室物模试验结果对XBeach水沙运动数值模型进行了有效性检验的基础上,应用该模型对月亮湾沙滩修复工程人工沙滩与潜堤相结合的岸滩防护技术,进行岸滩剖面演变数值分析。通过对风暴海况波浪作用下,该工程有、无潜堤以及潜堤不同位置和不同高度的5个工况数值计算结果分析,得出潜堤的设置,可以使沙滩侵蚀有不同程度的减轻或范围缩小,对人工沙滩防护具有良好的效果;潜堤的位置和高度影响其对沙质岸滩防护效果,潜堤的位置后移和高度升高都会使波浪的冲泄区下移,从而减少对上部沙滩的侵蚀,对人工沙滩的防护效果更好。     

二维沙质海滩剖面形态试验研究

海滩形态是近岸过程与海岸工程的一个重要研究内容,为探讨人工沙滩平衡剖面的形成及其形态特征和波浪作用下的滩面泥沙运动,从泥沙与波浪运动的相似规律出发,采用天然沙以正态整体模型进行二维沙质海滩的形态试验.试验证明人工沙质海滩在波浪作用一定时间之后,其剖面基本趋于一种平衡状态,沙源的向岸推移和向海下拉的情况也基本稳定.试验显示混合波的冲刷要大于单纯斜向波,单纯斜向波的冲刷大于单纯正向波,因此人工沙质海滩施工时应考虑到不同来波方向对剖面的影响.对比各个系列的整个人工沙质海滩剖面变化情况,可以看出整个沙滩剖面呈冲刷形态:从岸向海方向,在滩肩平台上形成一定的沙源堆积体;在滩肩缘到斜坡中部侵蚀最大,在斜坡下部侵蚀较小且向海呈逐渐减小趋势.     

厦门岛东南岸沙滩近期剖面变化研究

根据厦门岛东南岸沙滩剖面1999年2月-2002年11月4年的观测资料,分析了该剖面上平均高潮位、平均海平面、平均低潮位的位置变化,绘制了冲淤变化曲线,研究剖面的形态特征及季节和长周期变化趋势。结果表明,风暴潮影响后沙滩剖面呈风暴型剖面,而常浪季节均表现为滩肩型复式剖面。受滨外地形、岸线走向、季节性风浪和潮汐活动等因素影响,沙滩剖面的季节变化比较复杂,长周期变化及风暴潮后剖面的恢复过程各岸段有所不同：泥沙流上游的岸段供沙不足,呈侵蚀状态,剖面恢复较慢;下游则呈基本稳定或淤长状态,剖面恢复相对较快。暴风浪和季节性常风浪交替作用控制着本区沙滩剖面的长周期循环变化过程,该过程一般包括风暴侵蚀期、快速恢复期、稳定恢复期和基本稳定期4个阶段。     

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。     

基于多源数据的福建东山岛海岸侵蚀及其不同时空尺度成因分析

海岸侵蚀对海岛紧缺的陆地资源及旅游价值较大的沙滩危害巨大。基于卫星遥感、有人航空摄影、无人机航测、GPS和现场调查等多源数据,利用GIS分析了东山岛海岸线类型、位置与长度变化及滩面冲蚀演变。研究表明,东山岛多处曲折自然岸线转化为较为平直的人工岸线致使整体岸线长度减少,无人机高程反演满足滩面排水冲蚀监测精度要求,乌礁湾和山南湾不同养殖排水方式形成不同特征的滩面冲沟,改变了沙滩微地貌形态。海平面上升和台风风暴潮是长期趋势性和短期突发性侵蚀因素的代表,当前短时间尺度的人类活动已成为滩面冲蚀的最主要因素,且有可能转变为长期趋势性因素。     

基于无人机平台的海域监管关键技术及其应用

随着无人机测绘技术的迅速发展,其在近海海域监管领域发挥越来越重要的作用。文章介绍无人机高精度定位和倾斜摄影关键技术,结合先进的计算机软件技术和数据库管理技术,开展海面和海岸一体化的近海海域综合监测应用。研究结果表明:无人机测绘技术能够满足监测作业的精度要求,极大地提高海域监测智能化的程度,其应用可为广州市海域监管提供实时有效的数据支撑,并为海洋资源的可持续发展提供有力的技术保障。     

Assessment and integration of conventional,RTK-GPS and image-derived beach survey methods for daily to decadal coastal monitoring

Coastal monitoring across a broad range of time-scales was recognized in the latest report by the Intergovernmental Panel on Climate Change as key to better understanding the likely impacts of climate change at the coast. A unique and historic coastal monitoring program undertaken at the Collaroy–Narrabeen embayment in south-eastern Australia comprises: 1) 30 years of monthly conventional (Emery method) surveys of five cross-shore profile lines; 2) three years of monthly three-dimensional surveys of the entire embayment using RTK-GPS mounted to an all-terrain vehicle (ATV); and 3) four years of hourly shoreline measurements using coastal imaging technology (ARGUS). This study evaluates the strengths and limitations of conventional, RTK-GPS and image-derived surveys for coastal monitoring at daily to decadal coastal time-scales. High-accuracy RTK-GPS was used to first assess the accuracy of the conventional and image-derived survey methods. The magnitude of daily to decadal coastal variability was then characterized by calculating the temporal semivariogram of the integrated survey dataset. With both measurement errors and the degree of beach variability quantified, the corresponding signal-to-noise ratios (SNR) of each survey method at different time-scales were determined. The value of the simple and cost-effective Emery method was verified by this analysis, with measurement error significantly smaller than the degree of overall beach variability (SNR = 8.4). The accuracy, speed and efficiency of ATV-mounted RTK-GPS meanwhile make it suitable for three-dimensional beach surveys. Image-derived surveys were found to be an effective means of remotely measuring the considerable degree of beach variability identified at time-scales of less than one month. These measurements however become indistinguishable from survey noise (i.e. SNR ≤ 1) when considering typical weekly (or smaller) variations at large distances from the cameras.     

海域海岛监视监测体系研究及在南沙区的应用

海域海岛动态监视监测业务是加强海域海岛管理的有效手段。文章对海域海岛监视监测业务体系进行研究梳理,分析无人机低空遥感技术在监视监测工作中的优势,设计建立无人机监视监测业务管理系统,应用于南沙区海域海岛监视监测工作,并介绍了监视监测工作中的几个实际应用。采用无人机低空遥感技术为主并建立无人机监视监测平台的办法,拓展和丰富了监视监测成果,有效促进了海域海岛监管能力提升。     

Monitoring and comparison to predictive models of the Perdido Key beach nourishment project, Florida, USA

This paper summarizes the results of over 8 years of data describing the performance of a large beach nourishment project on Perdido Key, immediately adjacent to Pensacola Pass in Escambia County, FL, USA. As a result of a major excavation of the entrance channel to Pensacola Bay, over 7 million m³ of beach-quality sand were placed along the easternmost 7.5 km of Perdido Key, adjoining the entrance channel at Pensacola Pass. The project included the placement of 4.1 million m³ of sand directly upon the shoreline in 1989–1990, followed by the placement of an additional 3 million m³ as an underwater berm just offshore of the beach nourishment project in water depths of roughly 6 m. Monitoring of the performance of the beach nourishment project and the offshore berm has been conducted since 1989, beginning with a pre-construction survey of the project area. Monitoring surveys have been conducted on an annual or biennial basis since that time, with the most recent survey occurring in July/August, 1998. Over 8 years of monitoring data indicate that the beach nourishment project has retained approximately 56% of the original volume placed within the 7.5-km project length. In addition, according to the latest monitoring survey, the dry beach width of the project, initially constructed as 135 m on average, is still 53 m wider than pre-project conditions. Approximately 41% of the originally placed dry planform area remains as of July 1998. The most recent monitoring surveys in 1995, 1997, and 1998 encompass the effects of two major storm systems, Hurricanes Erin (August 1995) and Opal (October 1995). Monitoring of the offshore berm area indicates only a slight landward migration of the berm, accompanied by a minor decrease in volume, over the entire monitoring period. The performance of both the beach nourishment project and the offshore berm appear to be significantly related to the two storm events, particularly Hurricane Opal, and the proximity of the project to the tidal entrance at Pensacola Pass. Comparison of the documented performance of the beach nourishment project to simple existing analytical models of beach-fill evolution have yielded encouraging results in terms of preliminary design aids for future beach nourishment projects in the vicinity of deep tidal entrances.     

海域无人机带状网络接力测控系统研究

为解决目前海域无人机单点作业模式难以满足海域大范围监测和无人机系统规模化运行需求的问题,提出了无人机接力测控方案。结合现有的通信测控技术,提出了4种切实可行的接力测控方案:双通道接力测控、基于FDMA的接力测控、基于CDMA的接力测控、基于TDMA的接力测控。通过对比各方案之间的优缺点,结合目前现有条件,在保证方案安全性和可实施性的情况下,最终提出了一套多种技术结合的过渡型接力测控实施方案。     

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.     

基于无人机低空拍摄图像的垃圾监测——以青岛石雀滩为例

日益增加的海滩垃圾已经成为全球性环境问题,开展海滩垃圾监测是治理海滩垃圾污染、改善海岸带生态环境的基础环节。基于无人机低空拍摄技术开展了青岛石雀滩全区域的垃圾调查,从数量和面积两个角度研究了石雀滩垃圾的空间与特征分布,并分析其来源情况。结果表明:石雀滩的垃圾在空间分布上具有差异性,近岸区的垃圾明显多于中间区和远岸区;研究区域内,小型、中型垃圾在数量上占优,大型、特大型垃圾在面积上占比较高;塑料类垃圾是石雀滩垃圾的优势类别;白色和绿色是石雀滩垃圾的主色调;人类海岸活动和航运/渔业类活动是石雀滩垃圾的重要来源。研究从技术上提供了一种基于无人机低空拍摄图像定量监测海滩垃圾的新方法,该方法效率高、成本低、流程简单,具有明显的优越性以及潜在的推广和应用价值,可为市政管理部门治理海滩垃圾污染、改善海岸带环境提供基础资料。     

航空遥感在海域动态监视监测工作中的应用

本文立足于烟台市海域使用动态监视监测实际情况,通过分析航空遥感在海域动态监管工作中的优缺点,将航空遥感技术应用于海域使用动态监测中。监测结果表明:航空遥感可以实现海域空间资源监测、区域建设用海规划监测和重点项目监测等海域使用动态监测,可以满足海域动态监管的各类型监视监测工作要求。