浅谈人工沙滩的改造设计

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1、浅谈人工沙滩的改造设计摘要：结合工程实例，简要介绍建造人工海滩必须遵循的自然规律,依据海域潮汐、波浪等动力条件和泥沙运动状况，计算确定人工海滩的长宽比、铺设部位、预定点高度、海滩坡度以及选用砂的粒度等参数。关键词：人工沙滩;改造;设计屮图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1人工沙滩的概念和发展状况海滩喂养和人工沙滩对海岸防护和滨海旅游是很重要的。当海滩自然供沙不足时，可进行人工补沙，即沙滩喂养，并辅以导堤促淤或外防波堤（或潜堤）掩护，这已成为当前防护海滩侵蚀最有效的措施，已为欧、美、日等国广泛应用。沙滩喂养是指将界地一定

2、粒径的砂石通过水力或机械搬运到某些遭受侵蚀的海滩的一定部位放置，以求很快地增加沙滩后滨带宽度的一种手段。海滩是一个很活跃的地貌单元，因此，建造人工海滩必须遵循海岸演变的自然规律，依据海域潮汐、波浪等动力条件和泥沙运动状况，计算确定人工海滩的长宽比、铺设部位、预定点高度、海滩坡度以及选用砂的粒度等参数，以防止海滩沙子被冲走破坏。美国是世界大规模实施海滩喂养工程的国家，最早的海滩养护工程可以追溯到1923年美国纽约州柯耐岛公共道路与海滩改造工程，其中人工海滩工程取得巨大成功，纽约市因此获得颇为理想的社会经济效益，更重要的是工程实施

3、之后海岸灾害降低，并为居民和游客提供了休闲空间。纵观美国在大西洋、太平洋、墨西哥湾、五大湖沿岸的海滩喂养工程，一个显著的特征就是造滩与海岸防护密切结合起来。人规模的海滩喂养工程不仅保护了美国的东海岸免受侵蚀，降低了大西洋飓风带来的海岸带风暴潮灾害，而且在改善美国东部海焊环境、发展旅游业等方面发挥了巨大的作用。我国国内现阶段沿海地带尚未进行过大规模的沙滩改造工程，其中规模稍人的有厦门观音山海滨浴场，一期人造沙滩面积16万平方米，沙滩滩肩宽度山原来的30〜50米增加到50〜80米。其他的还有天津东疆人工沙滩、上海金山城市海滩、深圳

4、大梅沙人工沙滩、三亚悦榕山庄人工沙滩等。2项目所在区沙滩改造的必要性项目区岸滩的滨海阶地高程在5〜10m,沙丘和近岸带防风林已被破坏，目前沙丘处于不断的侵蚀后退状态，沙丘根部形成侵蚀陡坎，滩面变窄变陡，滩面物质粗化，滩肩地貌单元缺失，防风林倾倒在滩面上，沙丘上防风林所剩无几。由于海滩后方将建设高标准的度假酒店，而现有的沙滩无论是滩面宽度还是沙滩颗粒本身的质地、粒径、色泽远不能满足该项目的配套需求，所以拟对现有的海滩进行改造，对其表层沙滩进行挖除、筛选，并采取人T喂养补沙治理措施，使其表观和手感都得到较大的改善。3沙滩改造依托理

5、论和设计方案3.1沙滩剖面形态机理影响沙滩坡度的变量主要有以下儿种：(1)海滩沉积物粒度海滩沉积物粒度是其屮最重要的影响因素之一，沉积物较粗的海滩具有较陡的海滩坡度。海滩的动态平衡状态坡度主耍取决丁渗透于海滩内部的损失水量，渗漏的速率基本上受海滩沉积物的粒度控制，海水渗漏到砾石或沙砾海滩的速率要比渗漏到细沙海滩的速率快得多，结果在沙砾海滩上回流的强度大大减小，因此莫坡度明显地大于细沙海滩的坡度。许多野外研究(Bascom,1951；Wicgcl,1964；McLeanandKirk,1969；Dubois,1972)和波槽实验

6、(Bagnold,1940；Rector,1954)已经证实,前滨坡度随着粒度变粗而增大。图1是根据巴斯科姆(1951)和威格而(1964)的资料绘制的，它表示在“参考点”(滩面中潮位附近易受波浪作用部分)处滩面坡度与沉积物粒度的关系，“参考点”统一了取样的位置，消除由于粒度的变化造成曲线的误差。图1滩面坡度与海滩沉积物平均粒度的关系(1)海滩沉积物的分选度沙滩的渗漏速率除了受沉积物粒度本身的影响外，同时还受到其分选程度的影响。克伦宾和格雷比尔(KrumbeinandGraybill,1965)证实，分选良好的粗沙海滩比分选粗

7、劣的粗砂海滩具有更陡的坡度。这是因为当各个种类、粒度的沙单独出现时，沉积物的分选就好，渗透作用就好，所形成的海滩坡度就较陡；反之，当各种粒级混合组成时，分选就差，渗透作用就差，所形成的海滩坡度就较缓。（3）波陡海滩剖面是长期系统变化和短期变动的，主要有“夏季剖面”（风暴剖面）和“冬季剖面”（涌浪剖面）的年变化，海滩剖面由风暴状态向涌浪状态的变化，即泥沙的横向运动一般与波陡Hg/Lg有关，风暴浪山于浪高较大，周期较短，而具有较高的波陡值，长涌浪的波陡值则比较低。迪安（1973）根据悬浮泥沙颗粒向底部沉降轨迹的研究，提出了从风暴剖

8、面向涌浪剖面转变的模式：如果沉降到底部所需的时间比波浪周期短，那么该颗粒将主要受向岸速度作用。另一方面，如果沉降速度缓慢，那么泥沙颗粒将趋于离岸搬运。迪安发现，无量纲比值1.77iw/gT明显控制着临界波陡（夏季坡面向冬季坡面转变），这里w是颗粒的沉降速度。当波陡超过某一临界