海滩养护是指当海滩自然供沙相对不足时,对海滩进行人工补沙,即将一定颗粒级配的砂石通过水力或机械搬运的方法放置到某些遭受侵蚀的海滩的一定部位,迅速增加海岸在平均高潮位以上的海滩后滨宽度,同时视海岸环境的特点辅以导堤促淤或外防波堤 (或潜堤)掩护,以达到旅游沙滩或抵御风暴潮的目的。
基本概念海滩养护是指当海滩自然供沙相对不足时,对海滩进行人工补沙,即将一定颗粒级配的砂石通过水力或机械搬运的方法放置到某些遭受侵蚀的海滩的一定部位,迅速增加海岸在平均高潮位以上的海滩后滨宽度,同时视海岸环境的特点辅以导堤促淤或外防波堤 (或潜堤)掩护,以达到旅游沙滩或抵御风暴潮的目的。补滩后,每隔3-5年对补沙的海滩进行定期监测,及时补入所缺的沙,以保证人工海滩不受侵蚀。其工程理念是对缺乏泥沙的海岸营造一种补沙的环境,而不是抵御自然力量来防止泥沙流失,该法不仅可以用于侵蚀岸段的应急处理,而且可以长效地防治海岸侵蚀1。
海滩养护的形式海滩养护通常包括调查、重建和修补3个阶段,工程规模可自几千立方米至几百万立方米。根据泥沙堆积在海岸剖面上位置的不同,一般可分为以下4种形式。
1、沙丘补沙,将所有补给泥沙堆积在平均高潮位以上,不直接增加干滩宽度,能够阻挡风暴浪期间的泥沙越顶迁移,流失小、抛沙技术低。
2、滩肩补沙 (干滩补沙),将补给泥沙主要堆积在平均潮位以上,增加干滩宽度,效果显著,抛沙技术中等,流失量较大,为目前使用较为频繁的抛沙方案。
3、剖面补沙,将补给泥沙吹填在整个海滩剖面上,施工时直接按照剖面的平衡形态抛沙,短期效果显著,抛沙技术较高且易遭受风暴潮的破坏。
4、近岸补沙 (水下沙坝补沙),将补给泥沙抛置在近岸平均低潮位以下,形成平行于海岸的若干条水下人工沙坝,依靠自然波浪的作用将泥沙向岸滩输移2。
海滩养护开展情况1992年,美国最早在纽约实施了柯尼岛公共岸滩计划。1956年国会逐步将人造海滩及养滩工程作为美国防止海岸侵蚀的主要手段。至1980年美国大陆海岸已有155处采用了人造海滩。佛罗里达州南部的迈阿密养滩开展规模最大,也最为有名,养滩岸线总长17km,铺沙量1000万立方。即使是中等强度的飓风亦未对此海滩造成显著侵蚀,再次证明了海滩喂养的效果。大规模的海滩喂养与人工沙滩工程不仅有效保护海岸免遭侵蚀,降低了飓风带来的海岸带风暴潮灾害,而且在改善海岸环境与发展旅游业方面作出了重大贡献。
目前欧洲每年的补沙量达2800万立方,与美国联邦政府项目的总量相当。欧洲的人造沙滩始于1950年的荷兰,主要目的是为防止沙滩消失,保护旅游资源。荷兰在海滩养护方面发展迅速,从1952-1989年完成了50个工程,并于1987年定制 《人工海滩养滩手册》,是继美国1984年 《海滨防护手册》后该领域研究的新进展。
欧洲其他国家,如德国、法国、西班牙和爱尔兰也有大规模的养滩工程。目前,德国、荷兰和丹麦已将人工养滩作为长期策略来防治海岸侵蚀,后两国更是将其纳入了法律体系,对岸线的长期变化进行系统的定期监测。
日本作为岛国也逐渐以养滩作为海岸防护的主要措施,年平均海滩喂养工程数约5个。东京湾东岸大多数造陆工程是在1966年后完成的,其中北部规划为人工海滩和海滨公园。最早的是1975年开始的Inage滨海公园,拥有长1200m,宽200m的海滩。养滩用沙全部来自3km近 海,厚度达30cm 以 防 止 岸 滩 侵 蚀。Makuhari海滩应用水力输沙方法实施喂养,并辅以潜堤工程,每年为维护沙滩喂养沙量为15000立方,并于1797年出版了 《人工海滩手册》。
我国的海滩养护实践以香港浅水湾为最早。1990年香港对香港岛南岸的浅水湾海滩实施填沙护滩工程,以期增加海滩的宽度来满足旅游业发展的需要。其工程不仅美化了城市环境,也为旅游业的发展提供了必要条件。20世纪70年代,我国大陆海岸的青岛、茂名一带开展了小规模的养滩工程,连年补沙但连年被侵蚀掉。正规的养滩工程始于1994年大连市星海湾海滩整治工程,利用丁坝和湾口潜堤抵浪,抛沙31.5万立方,试图将原砾石质海滩改造成砂质。2001年,秦皇岛市北戴河东海滩用丁坝护沙,抛沙4000立方,营造了人造海滩,每年再补沙400立方,效果较好。2007年5-9月的厦门五通—香山一期养滩工程是大规模的养滩工程。在1.5km的海滩上抛沙74万 立方,干滩增宽100m,1年后蚀退状况不明显。2007年,海南三亚白排人工海滩总长度400m,宽度40-50m,总 填 沙 量48000立方。2008年5-6月,北戴河西海滩六、九浴场对0.7km严重侵蚀的海滩实施养护,以岸外沙袋潜坝拒浪,向滩肩抛沙11万立方,建成宽阔海滩,1年后效果很好。此外,山东招远、北戴河中海滩以及天津港东疆港区人工沙滩等也相继完工3。
从国内外海滩治理的经验来看,人工海滩是防止岸线侵蚀、维持海岸动态输沙平衡的有效措施。随着我国对海岸生态资源的重视以及滨海旅游业的不断发展,海滩养护将越来越受到重视,成为今后海岸防护的重要工程措施。
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郝庆菊 - 副教授 - 西南大学