海灘養(yǎng)護工程

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1、海灘養(yǎng)護工程海灘養(yǎng)護是根據(jù)設(shè)計方案,向海灘大量拋沙,或者同時輔以硬工程,使受蝕海灘增寬和穩(wěn)足的工程,是抵御海岸侵襲災害的最佳措施。上世紀末發(fā)達國家已普遍開展,我國目前尚屬起步,但近年發(fā)展迅速。該工程分調(diào)查,重建和修補3個階段,三者相互補充和制約。重建前必須充分調(diào)查目標岸段,以為設(shè)計養(yǎng)護方案提供依據(jù);重建階段應注重拋沙位置、沙成分、拋沙量和沙源選擇等工序;重建后應進行多年的剖面監(jiān)測和再拋沙的修補。在那些浪大,沙少和巖礁裸露的侵蝕岸段,應輔以丁壩或岸外潛壩等硬工程加以抵浪,維持所填沙的穩(wěn)定。海灘養(yǎng)護工程的實質(zhì)實際上是補沙養(yǎng)灘的過程。養(yǎng)灘工

2、程包括大量技術(shù)性問題,如拋沙位置、成分、數(shù)量、沙源等,哪一項處理不當都影響整個工程的進展和效益。拋沙位置海灘是近岸淺水波浪作用下的沙灘,地貌上包括后濱沙丘帶,高潮灘肩帶,潮間平灘帶,低潮帶,破波帶及其以外的閉合深度帶等。不同地貌單元波浪作用不同,所拋沙的穩(wěn)定度也有差異。拋沙成分海灘沙的粒度成分與浪力相適應,強浪的海灘坡度陡,以粗沙礫石為主;弱浪的海灘坡度緩,以中、細沙為主。養(yǎng)灘沙應比原海灘沙稍粗些,這樣不至于被海水懸移而帶出海灘。我國大連星海灣浴場原為礫石質(zhì)海灘,為了發(fā)展旅游事業(yè),從秦皇島黃金海岸運來風砂,拋于海灘上,外側(cè)加筑丁壩消浪,

3、但暴風浪時,細沙(風砂為細砂)全被裂流帶出海灘,隨后仍成礫石質(zhì)海灘。拋沙數(shù)量修補階段,再補沙沙量的大小,視再侵蝕的強弱而定,以能恢復重建后的海灘寬度為原則,依剖面監(jiān)測得到的拋沙效率系數(shù)(拋沙前后海灘侵蝕率之比),保存系數(shù)(拋沙后海灘實際壽命與設(shè)計壽命之比),改造系數(shù)(拋沙前后海灘寬度之比)等[5]來確定。西方發(fā)達國家只有極少數(shù)的海灘補沙重建后,數(shù)年基本穩(wěn)定,幾乎不需要再補沙。大多數(shù)工程都需要再補沙,也有極少數(shù)養(yǎng)灘工程,重建后連年再補沙,補沙量越來越大,這就要靠構(gòu)建硬工程加以護沙。輔以硬工程補沙養(yǎng)灘在那些浪高、沙少、巖礁裸露的海灘上,單靠

4、拋沙難以重建海灘,為了攔護所拋的沙,就需要輔以硬工程,包括順岸壩、丁壩和岸外壩等。它們消浪阻沙的力度大,在其形成的波影區(qū)里,常可增加拋沙的穩(wěn)定性達到擴寬海灘的目的,但也有侵蝕鄰區(qū)的缺陷。順岸壩(Seawalls)在強蝕岸段,順岸建水泥圍墻,或拋石、打樁,建造直立式或斜坡式順岸壩(防波堤)波浪擊壩消能。世界上較早的順岸壩工程算是美國的德克薩斯州加爾韋斯頓港一帶,1904年完工5.3km的順岸壩,1915年被浪摧跨。我國建順岸壩防侵蝕的例子很多,如青島前海一線,乳山的銀灘開發(fā)區(qū)等,統(tǒng)稱為防潮壩,其優(yōu)點是可以立刻阻止嚴重侵蝕岸段的蝕退,但缺點

5、也十分明顯:(1)破環(huán)了海與陸環(huán)境的聯(lián)系;(2)引起上、下游岸段的更嚴重侵蝕或淤積;(3)順岸壩前的反射流將掏空和破壞壩基,強烈侵蝕壩前的狹窄海灘。目前,發(fā)達國家一般不主張再用此法護岸。丁壩(GroyneorJetty)丁壩垂直海岸延伸,在砂質(zhì)海岸上可引起壩的上游側(cè)堆積沙,下游側(cè)侵蝕。丁壩很少單獨使用,為了護岸,常用多個丁壩組成的丁壩群。兩丁壩間為一個壩格,在斜向波的作用下,岸線傾向于與波峰線交成最小角度,即岸、浪、沙呈靜態(tài)平衡,達到岸線穩(wěn)定。以攔沙護岸為目的的丁壩參數(shù)有壩長、壩距和最小干灘寬度等。壩長視浪、沙狀況和海灘寬度而定,為了減

6、少下游段侵蝕,可減少下游最末個丁壩長度。壩距等于2~4個壩長,壩距愈短,壩間淤沙越多,太近,又容易泥化。最小干灘寬度與波浪入射方向,丁壩方向有關(guān),丁壩只能自然攔截少量沿岸輸沙,所以仍須人工拋大量沙,補沙寬度一般應小于預測的干灘寬度,可按螺線理論拋物線模型計算出。丁壩群攔沙一般效果較好,以下海岸上丁壩群攔沙護岸效果不好:高潮差強潮流通過的岸段,泥沙強烈橫向運移岸段,以及海灘較硬,裂流較強的岸段。離岸島壩(含潛壩)(OffshoreSubmergedBarrier)岸外淺水區(qū)平行岸線修建的島壩,稱為離岸壩,可以使一部分波浪在岸外破碎,另一部

7、分波浪從島壩之間的水域傳至壩后,發(fā)生繞射,使泥沙堆于壩后波影區(qū),以增寬海灘。離岸島壩群的主要相關(guān)參數(shù)有壩長,鄰壩間距,壩岸距,最小干灘寬度,常浪下最大侵蝕寬等。美國東北部切薩皮克灣詹姆斯河附近以12個島壩組成島壩群,壩內(nèi)發(fā)育寬闊的旅游海灘,人稱琵琶工程目前,我國沙岸侵蝕災害日益加劇,伴隨著世紀性的全球海面上升,人類活動的加劇,海灘因長期虧損而呈愈來愈退化的趨勢,一些海灘已由變窄、砂粗化而發(fā)展成巖礁裸露,失去了旅游價值。有關(guān)方面應盡早拋棄單靠硬工程護岸的觀念,盡快開展以拋沙養(yǎng)灘為主輔以硬工程的護岸工作。