海滩养护工程

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1、海滩养护工程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。海滩养护工程的实质实际上是补沙养滩的过程。养滩工

2、程包括大量技术性问题,如抛沙位置、成分、数量、沙源等,哪一项处理不当都影响整个工程的进展和效益。抛沙位置海滩是近岸浅水波浪作用下的沙滩,地貌上包括后滨沙丘带,高潮滩肩带,潮间平滩带,低潮带,破波带及其以外的闭合深度带等。不同地貌单元波浪作用不同,所抛沙的稳定度也有差异。抛沙成分海滩沙的粒度成分与浪力相适应,强浪的海滩坡度陡,以粗沙砾石为主;弱浪的海滩坡度缓,以中、细沙为主。养滩沙应比原海滩沙稍粗些,这样不至于被海水悬移而带出海滩。我国大连星海湾浴场原为砾石质海滩,为了发展旅游事业,从秦皇岛黄金海岸运来风砂,抛于海滩上,外侧加筑丁坝消浪,

3、但暴风浪时,细沙(风砂为细砂)全被裂流带出海滩,随后仍成砾石质海滩。抛沙数量修补阶段,再补沙沙量的大小,视再侵蚀的强弱而定,以能恢复重建后的海滩宽度为原则,依剖面监测得到的抛沙效率系数(抛沙前后海滩侵蚀率之比),保存系数(抛沙后海滩实际寿命与设计寿命之比),改造系数(抛沙前后海滩宽度之比)等[5]来确定。西方发达国家只有极少数的海滩补沙重建后,数年基本稳定,几乎不需要再补沙。大多数工程都需要再补沙,也有极少数养滩工程,重建后连年再补沙,补沙量越来越大,这就要靠构建硬工程加以护沙。辅以硬工程补沙养滩在那些浪高、沙少、岩礁裸露的海滩上,单靠

4、抛沙难以重建海滩,为了拦护所抛的沙,就需要辅以硬工程,包括顺岸坝、丁坝和岸外坝等。它们消浪阻沙的力度大,在其形成的波影区里,常可增加抛沙的稳定性达到扩宽海滩的目的,但也有侵蚀邻区的缺陷。顺岸坝(Seawalls)在强蚀岸段,顺岸建水泥围墙,或抛石、打桩,建造直立式或斜坡式顺岸坝(防波堤)波浪击坝消能。世界上较早的顺岸坝工程算是美国的德克萨斯州加尔韦斯顿港一带,1904年完工5.3km的顺岸坝,1915年被浪摧跨。我国建顺岸坝防侵蚀的例子很多,如青岛前海一线,乳山的银滩开发区等,统称为防潮坝,其优点是可以立刻阻止严重侵蚀岸段的蚀退,但缺点

5、也十分明显:(1)破环了海与陆环境的联系;(2)引起上、下游岸段的更严重侵蚀或淤积;(3)顺岸坝前的反射流将掏空和破坏坝基,强烈侵蚀坝前的狭窄海滩。目前,发达国家一般不主张再用此法护岸。丁坝(GroyneorJetty)丁坝垂直海岸延伸,在砂质海岸上可引起坝的上游侧堆积沙,下游侧侵蚀。丁坝很少单独使用,为了护岸,常用多个丁坝组成的丁坝群。两丁坝间为一个坝格,在斜向波的作用下,岸线倾向于与波峰线交成最小角度,即岸、浪、沙呈静态平衡,达到岸线稳定。以拦沙护岸为目的的丁坝参数有坝长、坝距和最小干滩宽度等。坝长视浪、沙状况和海滩宽度而定,为了减

6、少下游段侵蚀,可减少下游最末个丁坝长度。坝距等于2~4个坝长,坝距愈短,坝间淤沙越多,太近,又容易泥化。最小干滩宽度与波浪入射方向,丁坝方向有关,丁坝只能自然拦截少量沿岸输沙,所以仍须人工抛大量沙,补沙宽度一般应小于预测的干滩宽度,可按螺线理论抛物线模型计算出。丁坝群拦沙一般效果较好,以下海岸上丁坝群拦沙护岸效果不好:高潮差强潮流通过的岸段,泥沙强烈横向运移岸段,以及海滩较硬,裂流较强的岸段。离岸岛坝(含潜坝)(OffshoreSubmergedBarrier)岸外浅水区平行岸线修建的岛坝,称为离岸坝,可以使一部分波浪在岸外破碎,另一部

7、分波浪从岛坝之间的水域传至坝后,发生绕射,使泥沙堆于坝后波影区,以增宽海滩。离岸岛坝群的主要相关参数有坝长,邻坝间距,坝岸距,最小干滩宽度,常浪下最大侵蚀宽等。美国东北部切萨皮克湾詹姆斯河附近以12个岛坝组成岛坝群,坝内发育宽阔的旅游海滩,人称琵琶工程目前,我国沙岸侵蚀灾害日益加剧,伴随着世纪性的全球海面上升,人类活动的加剧,海滩因长期亏损而呈愈来愈退化的趋势,一些海滩已由变窄、砂粗化而发展成岩礁裸露,失去了旅游价值。有关方面应尽早抛弃单靠硬工程护岸的观念,尽快开展以抛沙养滩为主辅以硬工程的护岸工作。