海洋开发与管理 012年第5期 海滩养护理论与试验研究进展 董丽红,梁书秀,孙昭晨 (大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024) 摘要:海滩养护是近年来国内外备受推崇的海岸防护措施。我国“十二五”规 划中对于海岸防护及岸线恢复工作更加重视,加强海滩养护相关理论和技术问题的总结和 评估是进一步做好此项工作的关键。文章回顾了海滩养护法在国内外的开展情况及有关海 滩养护剖面设计的理论、物理和数值试验研究进展,分析了目前在海滩养护剖面研究及设 计中存在的问题并指出:目前我国海滩剖面演变研究主要应用地质、地形学分析方法,应 强调从水动力学角度研究泥沙与岸滩冲淤变化过程的关系;海滩养护设计中简单应用Dean 的平衡剖面模式对补滩剖面进行设计存在很大不足,应从实际海滩剖面地形结构、滩面泥 沙组成与输移和波浪运动特征等方面寻求改进与提高。 关键词:海滩养护;岸滩演变模拟;平衡剖面;剖面设计 近年来,我国主海岸线总长度逐年缩短,对海滩进行人工补沙,即将一定颗粒级配的砂 砂砾质海岸从1975年的3653.63km减少到石通过水力或机械搬运的方法放置到某些遭受 2007年的2815.64km,32年减少了22.3%。侵蚀的海滩的一定部位,迅速增加海岸在平均 滨海沙滩遭受侵蚀严重,海滩滩面变窄、变陡、高潮位以上的海滩后滨宽度,同时视海岸环境 海滩沙粗化问题严重,海岸线遭受侵蚀而逐渐的特点辅以导堤促淤或外防波堤(或潜堤)掩 后退。海滩养护( beach nourishment)或称护,以达到旅游沙滩或抵御风暴潮的目的。补 海滩喂养、人造沙滩将泥沙补给于被侵蚀海岸滩后,每隔3~5年对补沙的海滩进行定期监 段,除了有效缓解侵蚀状况外,由于本身的可测,及时补入所缺的沙,以保证人工海滩不受 侵蚀性使其可以维持当地和附近海岸的输沙平侵蚀。其工程理念是对缺乏泥沙的海岸营造 衡,而且因为没有长久性建筑物的存在,使其种补沙的环境,而不是抵御自然力量来防止泥 对生态环境的影响降至最低。实践经验表明 沙流失,该法不仅可以用于侵蚀岸段的应急处 海滩养护是应对海岸侵蚀最为经济的工程措施。理,而且可以长效地防治海岸侵蚀 不仅可以用于侵蚀岸段的应急处理,而且能长 海滩养护通常包括调查、重建和修补3个 效地防治海岸侵蚀。目前,海滩养护作为海滩阶段口,工程规模可自几千立方米至几百万立 的软性防护方法逐渐被国内外海岸工程学家用 方米。根据泥沙堆积在海岸剖面上位置的不同 于海岸防护和海滩保护[。笔者首先对海滩养 般可分为以下4种形式 护这一海岸防护方法在我国及欧美国家的开展 (1)沙丘补沙,将所有补给泥沙堆积在平 情况做了简要回顾,总结了养护剖面设计的理均高潮位以上,不直接增加干滩宽度,能够阻 论、物理及数值试验研究,指出了存在的问题 挡风暴浪期间的泥沙越顶迁移,流失小、抛沙 技术低。 以期为此领域研究者提供参考。 (2)滩肩补沙(干滩补沙),将补给泥沙主 1海滩养护 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 1.1海滩养护定义 用较为频繁的抛沙方案 海滩养护是指当海滩自然供沙相对不足时 (3)剖面补沙,将补给泥沙吹填在整个海
４４ 海洋开发与管理 ２０１２年 第５期 海滩养护理论与试验研究进展 董丽红，梁书秀，孙昭晨 （大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室 大连 １１６０２４） 摘 要：海滩养护是近年来国内外备受推崇的海岸防护措施。我国 “十二五”规 划中对于海岸防护及岸线恢复工作更加重视，加强海滩养护相关理论和技术问题的总结和 评估是进一步做好此项工作的关键。文章回顾了海滩养护法在国内外的开展情况及有关海 滩养护剖面设计的理论、物理和数值试验研究进展，分析了目前在海滩养护剖面研究及设 计中存在的问题并指出：目前我国海滩剖面演变研究主要应用地质、地形学分析方法，应 强调从水动力学角度研究泥沙与岸滩冲淤变化过程的关系；海滩养护设计中简单应用 Ｄｅａｎ 的平衡剖面模式对补滩剖面进行设计存在很大不足，应从实际海滩剖面地形结构、滩面泥 沙组成与输移和波浪运动特征等方面寻求改进与提高。 关 键 词：海滩养护；岸滩演变模拟；平衡剖面；剖面设计 近 年 来，我 国 主 海 岸 线 总 长 度 逐 年 缩 短， 砂砾质 海 岸 从 １９７５ 年 的 ３６５３．６３ｋｍ 减 少 到 ２００７年的 ２８１５．６４ｋｍ，３２ 年 减 少 了 ２２．３％。 滨海沙滩遭受侵蚀严重，海滩滩面变窄、变陡、 海滩沙粗化问题严重，海岸线遭受侵蚀而逐渐 后退［１］。海 滩 养 护 （ｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔ） 或 称 海滩喂养、人造沙滩将泥沙补给于被侵蚀海岸 段，除了有效缓解侵蚀状况外，由于本身的可 侵蚀性使其可以维持当地和附近海岸的输沙平 衡，而且因为没有长久性建筑物的存在，使其 对生态环 境 的 影 响 降 至 最 低。实 践 经 验 表 明， 海滩养护是应对海岸侵蚀最为经济的工程措施。 不仅可以用于侵蚀岸段的应急处理，而且能长 效地防治海岸侵蚀。目前，海滩养护作为海滩 的软性防护方法逐渐被国内外海岸工程学家用 于海岸防护和海滩保护［２］。笔者首先对海滩养 护这一海岸防护方法在我国及欧美国家的开展 情况做了简要回顾，总结了养护剖面设计的理 论、物理及数值试验研究，指出了存在的问题， 以期为此领域研究者提供参考。 １ 海滩养护 １１ 海滩养护定义 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。 海滩养护通常包括调查、重建和修补 ３ 个 阶段［３］，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
第5期 董丽红,等:海滩养护理论与试验研究进展 滩剖面上,施工时直接按照剖面的平衡形态抛国1984年《海滨防护手册》后该领域研究的新 沙,短期效果显著,抛沙技术较高且易遭受风进展。 暴潮的破坏。 欧洲其他国家,如德国、法国、西班牙和 (4)近岸补沙(水下沙坝补沙),将补给泥爱尔兰也有大规模的养滩工程。目前,德国 沙抛置在近岸平均低潮位以下,形成平行于海荷兰和丹麦已将人工养滩作为长期策略来防治 岸的若干条水下人工沙坝,依靠自然波浪的作海岸侵蚀,后两国更是将其纳入了法律体系, 用将泥沙向岸滩输移。 对岸线的长期变化进行系统的定期监测。 较大规模的海滩补沙通常是从水上进行填 日本作为岛国也逐渐以养滩作为海岸防护 筑的,最经济的方法是用绞吸式挖泥船进行水的主要措施,年平均海滩喂养工程数约5个 力吹填。一般要求海底取沙坑的距离不超过东京湾东岸大多数造陆工程是在1966年后完成 10km,海滩补沙若能与海港的港池、航道开挖的,其中北部规划为人工海滩和海滨公园。最 相结合,则更为经济合理 早的是1975年开始的 Inage滨海公园,拥有长 由于对海滩进行人工补沙是一种经济而有1200m,宽200m的海滩。养滩用沙全部来自 效的方案,且对相邻海岸地区的影响又较小,3km近海,厚度达30cm以防止岸滩侵蚀。 因此日益普遍地被各国所采用。1985年第26届 Makuhari海滩应用水力输沙方法实施喂养,并 国际航运会议有一个议题组专门讨论沙质海岸辅以潜堤工程,每年为维护沙滩喂养沙量为 有关人工海滩补沙技术和设备的最新发展,15000m2,并于1979年出版了《人工海滩手 1991年国际海岸工程学报出了一期“人工海滩册》。 补沙”专集,由此可见,国际上对这种海岸 我国的海滩养护实践以香港浅水湾为最早 保护方法的重视。几十年的实践经验表明,此1990年香港对香港岛南岸的浅水湾海滩实施填 法已成为当前防护海滩侵蚀最有效的措施,已沙护滩工程,以期增加海滩的宽度来满足旅游 为欧美国家广泛应用 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 1.2海滩养护开展情况 1922年,美国最早在纽约实施了柯尼岛公年代,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 共岸滩计划。1956年国会逐步将人造海滩及 正规的养滩工程始于1994年大连市星海湾海滩 养滩工程作为美国防止海岸侵蚀的主要手段。 整治工程,利用丁坝和湾口潜堤抵浪,抛沙 至1980年美国大陆海岸已有155处采用了人造31.5万m2,试图将原砾石质海滩改造成砂质 海滩。佛罗里达州南部的迈阿密养滩开展规模2001年,秦皇岛市北戴河东海滩用丁坝护沙 最大,也最为有名,养滩岸线总长17km,铺沙抛沙4000m,营造了人造海滩,每年再补沙 量1000万m3。即使是中等强度的飓风亦未对400m3,效果较好1。2007年5-9月的厦门 此海滩造成显著侵蚀,再次证明了海滩喂养的五通一香山一期养滩工程是大规模的养滩工程 效果口。大规模的海滩喂养与人工沙滩工程不在1.5km的海滩上抛沙74万m3,干滩增宽 仅有效保护海岸免遭侵蚀,降低了飓风带来的100m,1年后蚀退状况不明显]。2007年,海 海岸带风暴潮灾害,而且在改善海岸环境与发南三亚白排人工海滩总长度400m,宽度40~ 展旅游业方面作出了重大贡献 50m,总填沙量48000m3[12。2008年5-6 目前欧洲每年的补沙量达2800万m2,与月,北戴河西海滩六、九浴场对0.7km严重侵 美国联邦政府项目的总量相当。欧洲的人造沙蚀的海滩实施养护,以岸外沙袋潜坝拒浪,向 滩始于1950年的荷兰,主要目的是为防止沙滩滩肩抛沙11万m3,建成宽阔海滩,1年后效果 消失,保护旅游资源。荷兰在海滩养护方面发很好[。此外,山东招远、北戴河中海滩以及 展迅速,从1952-1989年完成了50个工程,并天津港东疆港区人工沙滩等也相继完工 于1987年定制《人工海滩养滩手册》,是继美 从国内外海滩治理的经验来看,人工海滩
第５期 董丽红，等：海滩养护理论与试验研究进展 ４５ 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。 较大规模的海滩补沙通常是从水上进行填 筑的，最经济的方法是用绞吸式挖泥船进行水 力吹 填。一 般 要 求 海 底 取 沙 坑 的 距 离 不 超 过 １０ｋｍ，海滩补沙若能与海港的港池、航道开挖 相结合，则更为经济合理。 由于对海滩进行人工补沙是一种经济而有 效的方案，且 对 相 邻 海 岸 地 区 的 影 响 又 较 小， 因此日益普遍地被各国所采用。１９８５年第２６届 国际航运会议有一个议题组专门讨论沙质海岸 有关人 工 海 滩 补 沙 技 术 和 设 备 的 最 新 发 展［４］， １９９１年国际海岸工程学报出了一期 “人工海滩 补沙”专集［５］，由此可见，国际上 对 这 种 海 岸 保护方法的重视。几十年的实践经验表明，此 法已成为当前防护海滩侵蚀最有效的措施，已 为欧美国家广泛应用。 １２ 海滩养护开展情况 １９２２年，美国最早在纽约实施了柯尼岛公 共岸滩计划［６］。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 ｍ３。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［７］。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［８］。 目前欧洲每年的补沙量达２８００万 ｍ３，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 １５０００ｍ３，并于 １９７９ 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［９］，利用丁坝和湾口潜堤抵浪，抛沙 ３１．５万 ｍ３，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４０００ｍ３，营造了人造海滩，每年再补沙 ４００ｍ３，效 果 较 好［１０］。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 ｍ３，干 滩 增 宽 １００ｍ，１年后蚀退状况不明显［１１］。２００７年，海 南三亚白排人工海滩总长度４００ ｍ，宽度４０～ ５０ｍ，总 填 沙 量 ４８０００ ｍ３［１２］。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 ｍ３，建成宽阔海滩，１年后效果 很好［１３］。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。 从国内外海滩治理的经验来看，人工海滩
海洋开发与管理 2012年 是防止岸线侵蚀、维持海岸动态输沙平衡的有1.3.1超沙设计法 效措施。随着我国对海岸生态资源的重视以及 早期的工程中,通过确定一个超填沙系数 滨海旅游业的不断发展,海滩养护将越来越受RA( overfill factor)来反映在不同填沙粒径下 到重视,成为今后海岸防护的重要工程措施。给定海滩需超填的沙量。他们假定填沙在当地 这也要求有关养滩的理论和技术问题得到进一海岸动力过程作用下,会经过一个自然的分选 步的总结和评估。 过程,在足够长的时间后,将逐步达到与当地 1.3海滩养护设计 海岸环境相适应的平衡岸滩剖面。 James16将该 海滩养护的设计包括平面设计和横断面设理论发展成为两个系数的确定:超填沙系数 计。在平面布置上,常辅以导堤促淤或外防波KA,重复填沙系数R1( renourishment factor)。 堤(或潜堤),视海岸具体环境特点而定。岸线 超沙设计法并不关心具体的填沙位置和设计横 布设越接近自然稳定形态,抛沙后沙滩的过渡断面形状,多见于荷兰等欧洲早期工程中。目 期越短。应用较多的是借助人工突堤或离岸堤前的研究及相关工程经验实践表明,仅仅依据 与沙岸构成一种静态平衡岬湾的布置,即借助基于填沙粒径的两个参数RA和R来估计养护 人工岬角创造稳定海岸形态。横断面设计是进效果并不是很科学。现行的指导性文件更推 行补滩施工和计算抛沙量的关键,设计的合理荐基于平衡剖面概念的设计方法 与否直接关系着养滩工程建成后,新养护沙滩1.3.2平衡剖面设计法 与当地水文环境的适应能力以及工程是否能够 养滩工程主要设计参数包括:横断面设计 满足规划时的使用要求。中剖面有海滩的原始和欲达到设计剖面所需补沙量。典型养护设计 剖面,设计剖面和施工模板。原始剖面指前剖方案包括不同宽度滩肩和沙丘高程的组合;滩 面形态,通常需要水下地形勘探测量得出;设肩宽度和高程,沙丘高程、顶宽和边坡的确定 计剖面是指根据当地的水动力条件和原沙、补滩肩下平衡剖面形状设计 沙粒径等因素,结合一定的设计准则(如, 滩肩高程通常与自然海滩滩肩顶高程一致。 Dean平衡剖面模式)所确定的海滩稳定时的平自然滩肩高程由现存和历史条件的施工地海滩 衡剖面,是优良海滩最终达到的剖面形态;施剖面调查确定。通常低能波浪作用下,夏季末 工模板是指在进行工程施工时,所依据的补滩海滩滩肩完全成长良好,可以作为确定海滩设 施工文件,是工程开展的依据性文件,包括滩计滩肩高程参考 肩高程和宽度以及一个或多个向海底坡的设 目前比较成熟的实用方法是利用BMAP 计。图1显示了某处养滩工程中各剖面形态( beach morphology analysis package)软件进 分布。海滩养护横断面设计方法主要有超沙法行数据分析,确定最优滩肩高度。滩肩宽度与 和平衡剖面法 工程目的有关,通常受工程经济因素、环境问 题等影响。如果是抵御风暴潮为目的的海滩, 通常要经过减少风暴潮损失最优化分析的过程 来确定; SBEACH1软件可以用来计算不同宽 度滩肩的海滩在风暴潮作用下剖面的响应,在 设计中提供辅助作用。对于以旅游开发为目的 的海滩,滩肩部分设计除满足旅游沙滩宽度标 准外,还应满足滩肩高程大于或等于设计重现 期内波浪最大爬高与大潮高潮。沙丘的设计高 00500程由经济优化确定,顶宽和边坡由施工限制和 距离基线的距离/m 泥沙特性等共同决定。平衡剖面形状可依据平 图1海滩养护中各剖面示意图 衡剖面模式(如, Bruun-Dean)进行设计
４６ 海洋开发与管理 ２０１２年 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。 这也要求有关养滩的理论和技术问题得到进一 步的总结和评估。 １３ 海滩养护设计 海滩养护的设计包括平面设计和横断面设 计。在平面布置上，常辅以导堤促淤或外防波 堤 （或潜堤），视海岸具体环境特点而定。岸线 布设越接近自然稳定形态，抛沙后沙滩的过渡 期越短。应用较多的是借助人工突堤或离岸堤 与沙岸构成一种静态平衡岬湾的布置，即借助 人工岬角创造稳定海岸形态。横断面设计是进 行补滩施工和计算抛沙量的关键，设计的合理 与否直接关系着养滩工程建成后，新养护沙滩 与当地水文环境的适应能力以及工程是否能够 满足规划时的使用要求。中剖面有海滩的原始 剖面，设计剖面和施工模板。原始剖面指前剖 面形态，通常需要水下地形勘探测量得出；设 计剖面是指根据当地的水动力条件和原沙、补 沙粒 径 等 因 素， 结 合 一 定 的 设 计 准 则 （如， Ｄｅａｎ平衡剖面模式）所确定的海滩稳定时的平 衡剖面，是优良海滩最终达到的剖面形态；施 工模板是指在进行工程施工时，所依据的补滩 施工文件，是工程开展的依据性文件，包括滩 肩高程 和 宽 度 以 及 一 个 或 多 个 向 海 底 坡 的 设 计［１４］。图１显示了某处养滩工程中各剖面形态 分布。海滩养护横断面设计方法主要有超沙法 和平衡剖面法。 图１ 海滩养护中各剖面示意图［１５］ １３１ 超沙设计法 早期的工程中，通过确定一个超填沙系数 犚Ａ （ｏｖｅｒｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ）来反映在不同填沙粒径下， 给定海滩需超填的沙量。他们假定填沙在当地 海岸动力过程作用下，会经过一个自然的分选 过程，在足够长的时间后，将逐步达到与当地 海岸环境相适应的平衡岸滩剖面。Ｊａｍｅｓ［１６］将该 理论 发 展 成 为 两 个 系 数 的 确 定：超 填 沙 系 数 犚Ａ，重复填沙系数 犚Ｊ （ｒｅｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔｆａｃｔｏｒ）。 超沙设计法并不关心具体的填沙位置和设计横 断面形状，多见于荷兰等欧洲早期工程中。目 前的研究及相关工程经验实践表明，仅仅依据 基于填沙粒径的两个参数 犚Ａ 和 犚Ｊ 来估计养护 效果并不是很科学［１７］。现行的指导性文件更推 荐基于平衡剖面概念的设计方法。 １３２ 平衡剖面设计法 养滩工程主要设计参数包括：横断面设计 和欲达到设计剖面所需补沙量。典型养护设计 方案包括不同宽度滩肩和沙丘高程的组合；滩 肩宽度和高程，沙丘高程、顶宽和边坡的确定； 滩肩下平衡剖面形状设计。 滩肩高程通常与自然海滩滩肩顶高程一致。 自然滩肩高程由现存和历史条件的施工地海滩 剖面调查确定。通常低能波浪作用下，夏季末 海滩滩肩完全成长良好，可以作为确定海滩设 计滩肩高程参考。 目前 比 较 成 熟 的 实 用 方 法 是 利 用 ＢＭＡＰ （ｂｅａｃｈｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎａｌｙｓｉｓｐａｃｋａｇｅ）软件［１８］进 行数据分析，确定最优滩肩高度。滩肩宽度与 工程目的有关，通常受工程经济因素、环境问 题等影响。如 果 是 抵 御 风 暴 潮 为 目 的 的 海 滩， 通常要经过减少风暴潮损失最优化分析的过程 来确定；ＳＢＥＡＣＨ［１９］软件可以用来计算不同宽 度滩肩的海滩在风暴潮作用下剖面的响应，在 设计中提供辅助作用。对于以旅游开发为目的 的海滩，滩肩部分设计除满足旅游沙滩宽度标 准外，还应满足滩肩高程大于或等于设计重现 期内波浪最大爬高与大潮高潮。沙丘的设计高 程由经济优化确定，顶宽和边坡由施工限制和 泥沙特性等共同决定。平衡剖面形状可依据平 衡剖面模式 （如，ＢｒｕｕｎＤｅａｎ）进行设计
第5期 董丽红,等:海滩养护理论与试验研究进展 2海滩养护的相关物理和数值实验研究 沙坝海滩能给出良好的结果。 Swain等21对这 个模型加以改进,使之能适用于有潮汐水位变 2.1物理模型实验研究进展 化的情况。 Dally等[提出一个将水体分成两层 国外研究机构在海滩演变尤其是剖面演变的模型,可以模拟海滩冲淤变化及沙坝形成, 方面展开的实验研究很多。鉴于实验室小型设但输沙计算时并没有考虑推移质且剖面经长时 备在实际海滩剖面变化试验所得到的数据资料 段模拟不能达到平衡。基于 Bagnold0的输沙概 受尺度限制;对于海滩剖面变化的有效实测资念, Ballard假定瞬时输沙率正比于床面区域 料不易获得,所以大型波浪水槽提供近乎原型单位水体的能量耗散率,得到了计算时均沿岸 试验环境,解决了小尺度波浪水槽实验的不足。 和横向输沙率公式。 Stivel3应用并改进了 国外研究机构从1955年起就针对不同波浪 Bailard输沙模型,得到了 UNIBEST一TC 和水位条件下水下剖面和沙丘的发展变形、泥模型。 沙的运移开展了试验研究。研究在不同的波浪 此外,Nain3也从计算推移质边界层速度 条件与水位的组合下海滩的剖面形态、坡度及 及悬移质的上层速度算法上发展了 Bailard模 其稳定性之间的关系,以评估在不同岸滩坡度 型。 Kriebel等[3假定海滩剖面总是朝着Brun 下滩肩补沙设计指标,以及在不同波浪条件下 等平衡剖面方向发展,得到了与能量耗散率有 滩肩补沙的响应。1956-1957年,大型波浪水关输沙模型。 Delft hydraulic提出了有、无 槽( (large wave tank,简称LWT)实验开始于护面层情况下横向输沙公式。DHI泂开发了基 美国工程师兵团(CERC),后来日本中央电力于内波周期的悬移质和推移质输沙模型,可以 工业中心( CRIEPI)和德国 Hanove大学考虑护面、泥沙喂养条件下剖面的演变,但波 (UH)也相继进行了试验,其成果已由 Kajima 高沿断面的分布是经验性计算法。 Larson等 建立了求解养护海滩在风暴作用下的数学模型 等、 Kraus等t、 Larson等及Dete等[2 得到了风暴作用下养护海滩演变的定性和定量 整理发表。这些试验系统地测试了剖面变化与 特征。 Marie- Helene基于时间和深度平均的 始坡度及粒径大小等之间的关系。Dte等总维NS方程,开发了波流作用下准三维岸滩演 结了大型波浪水槽海滩剖面实验在中的应用。 变模型。 Srinivas等基于物理原理提出了 个相对完整的剖面输沙模型。 Rakha0建立 国内学者近年来也开展了不同规模的实验 了内部波浪( Intra-wave)泥沙输运模型,通过 研究,冯卫兵、李冰(3、杨燕雄和邹志利求解泥沙守恒方程来预测岸滩剖面的变化。Lar 等均各自独立开展了二维沙质海滩形态试验 son等[基于 Madsen的推移质输沙模型开发了 研究,通过系列试验分析对于不同泥沙粒径 冲流带内剖面演变模型,但是与破碎带模型的 不同重现期波浪及来波方向影响下人工沙滩平 衡剖面的形态特征。这些实验都是在分析海滩 耦合结果还有待提高, Mulet4基于 Martinez 和 Harbaugh的 SEDSIM模型开发了用于模拟 演变规律、优化人工海滩设计方面的有益尝试 风暴潮的泥沙水动力模型。 Yin Lu young建 但总体上看,我国在海滩养护方面进行的系统 立了沙质岸滩上孤立波破碎模型 性、有针对性的研究还比较少,应提倡合理开 展养滩工程的科学实验精神,从物理及数值试 我国海滩剖面研究,主要采用定性分析或 统计方法[-,而在地形和水动力之间耦合机 验两方面入手,加强对于养滩工程预测能力 制方面的数值研究相对较少。沈剑平、李国 提高工程的科学性和可靠性 谦[3分别建立的沙质海滩剖面演变的数学模 2.2数值模拟研究进展 型,为我国学者在此领域的有益尝试。 国外该方面的研究较多, Swart将计算横 由此可见,国内外学者开发的岸滩剖面演 向输沙率的概化方法加以完善,建立了一个模变模型很多, Seymour、 Broker、 Schooners和 型,该模型将海滩剖面分为3个水平层,对无 Van rijn49-3等分别从输沙率计算方法、边界
第５期 董丽红，等：海滩养护理论与试验研究进展 ４７ ２ 海滩养护的相关物理和数值实验研究 ２１ 物理模型实验研究进展 国外研究机构在海滩演变尤其是剖面演变 方面展开的实验研究很多。鉴于实验室小型设 备在实际海滩剖面变化试验所得到的数据资料， 受尺度限制；对于海滩剖面变化的有效实测资 料不易获得，所以大型波浪水槽提供近乎原型 试验环境，解决了小尺度波浪水槽实验的不足。 国外研究机构从１９５５年起就针对不同波浪 和水位条件下水下剖面和沙丘的发展变形、泥 沙的运移开展了试验研究。研究在不同的波浪 条件与水位的组合下海滩的剖面形态、坡度及 其稳定性之间的关系，以评估在不同岸滩坡度 下滩肩补沙设计指标，以及在不同波浪条件下 滩肩补沙的响应。１９５６—１９５７ 年，大型波浪水 槽 （ｌａｒｇｅｗａｖｅｔａｎｋ，简称 ＬＷＴ）实验开始于 美国工程师兵团 （ＣＥＲＣ），后来日本中央电力 工业 中 心 （ＣＲＩＥＰＩ） 和 德 国 Ｈａｎｏｖｅ 大 学 （ＵＨ）也相继进行了试验，其成果已由 Ｋａｊｉｍａ 等［２０］、Ｋｒａｕｓ等［２１］、Ｌａｒｓｏｎ等［１９］及 Ｄｅｔｔｅ等［２２］ 整理发表。这些试验系统地测试了剖面变化与 理想化的广域入射波高及波长、水位、海滩初 始坡度及粒径大小等之间的关系。Ｄｅｔｔｅ等［２３］总 结了大型波浪水槽海滩剖面实验在中的应用。 国内学者近年来也开展了不同规模的实验 研究， 冯 卫 兵、 李 冰［２４－２５］、 杨 燕 雄 和 邹 志 利 等［２６］均各自独立开展了二维沙质海滩形态试验 研究，通过 系 列 试 验 分 析 对 于 不 同 泥 沙 粒 径、 不同重现期波浪及来波方向影响下人工沙滩平 衡剖面的形态特征。这些实验都是在分析海滩 演变规律、优化人工海滩设计方面的有益尝试。 但总体上看，我国在海滩养护方面进行的系统 性、有针对性的研究还比较少，应提倡合理开 展养滩工程的科学实验精神，从物理及数值试 验两方面 入 手，加 强 对 于 养 滩 工 程 预 测 能 力， 提高工程的科学性和可靠性。 ２２ 数值模拟研究进展 国外该方面的研究较多，Ｓｗａｒｔ［２７］将计算横 向输沙率的概化方法加以完善，建立了一个模 型，该模型将海滩剖面分为 ３ 个水平层，对无 沙坝海滩能给出良好的结果。Ｓｗａｉｎ等［２８］对这 个模型加以改进，使之能适用于有潮汐水位变 化的情况。Ｄａｌｌｙ等［２９］提出一个将水体分成两层 的模型，可 以 模 拟 海 滩 冲 淤 变 化 及 沙 坝 形 成， 但输沙计算时并没有考虑推移质且剖面经长时 段模拟不能达到平衡。基于Ｂａｇｎｏｌｄ［３０］的输沙概 念，Ｂａｉｌａｒｄ［３１］假定瞬时输沙率正比于床面区域 单位水体的能量耗散率，得到了计算时均沿岸 和横 向 输 沙 率 公 式。Ｓｔｉｖｅ［３２］ 应 用 并 改 进 了 Ｂａｉｌａｒｄ 输 沙 模 型， 得 到 了 ＵＮＩＢＥＳＴ － ＴＣ 模型。 此外，Ｎａｉｒｎ［３３］也从计算推移质边界层速度 及悬移 质 的 上 层 速 度 算 法 上 发 展 了 Ｂａｉｌａｒｄ 模 型。Ｋｒｉｅｂｅｌ等［３４］假定海滩剖面总是朝着 Ｂｒｕｕｎ 等平衡剖面方向发展，得到了与能量耗散率有 关输沙模型。ＤｅｌｆｔＨｙｄｒａｕｌｉｃｓ［３５］提出了有、无 护面层情况下横向输沙公式。ＤＨＩ［３６］开发了基 于内波周期的悬移质和推移质输沙模型，可以 考虑护面、泥沙喂养条件下剖面的演变，但波 高沿断面的分布是经验性计算法。Ｌａｒｓｏｎ等［３７］ 建立了求解养护海滩在风暴作用下的数学模型 得到了风暴作用下养护海滩演变的定性和定量 特征。ＭａｒｉｅＨｅｌｅｎｅ基于时间和深度平均的二 维 Ｎ－Ｓ方程，开发了波流作用下准三维岸滩演 变模型［３８］。Ｓｒｉｎｉｖａｓ等［３９］基于物理原理提出了 一个相对完整的剖面输沙模型。Ｒａｋｈａ［４０］建立 了内部波浪 （ｉｎｔｒａｗａｖｅ）泥沙输运模型，通过 求解泥沙守恒方程来预测岸滩剖面的变化。Ｌａｒ ｓｏｎ等［４１］基于 Ｍａｄｓｅｎ的推移质输沙模型开发了 冲流带内剖面演变模型，但是与破碎带模型的 耦合 结 果 还 有 待 提 高，Ｍｅｕｌｅ［４２］基 于 Ｍａｒｔｉｎｅｚ 和 Ｈａｒｂａｕｇｈ 的 ＳＥＤＳＩＭ 模型开发了用于模拟 风暴潮的泥沙水动力模型。ＹｉｎＬｕＹｏｕｎｇ［４３］建 立了沙质岸滩上孤立波破碎模型。 我国海滩剖面研究，主要采用定性分析或 统计方法［４４－４６］，而在地形和水动力之间耦合机 制方面 的 数 值 研 究 相 对 较 少。 沈 剑 平、 李 国 谦［４７－４８］分别建立的沙质海滩剖面演变的数学模 型，为我国学者在此领域的有益尝试。 由此可见，国内外学者开发的岸滩剖面演 变模 型 很 多，Ｓｅｙｍｏｕｒ、Ｂｒｏｋｅｒ、Ｓｃｈｏｏｎｅｅｓ和 ＶａｎＲｉｊｎ［４９－５２］等分别从输沙率计算方法、边界
海洋开发与管理 2012年 条件和计算结果的可靠性等方面对这些模型做原始岸滩的作用。 Bruun和Dean对海滩平衡剖 了分类比较和评价,指出了各个模型的优缺点面做了开创性研究,尤其Dean从能量平衡角度 及适用范围,为模型实际应用提供指导。LIT-阐述了该模式的理论基础,成为后人提出的其 CROS、 Larson和 Kraus模型在海滩养护中均他平衡剖面模式的依据。目前,该模式已被广 得到了实际应用,用于海滩养护的方案设计和泛应用到在海滩养护剖面的设计和相关理论研 评估 究中 2.3海滩平衡剖面模式研究进展 Dean平衡剖面模式形式简洁、应用方便, 海滩养护的剖面设计主要依据平衡剖面的但其中参数物理意义不明确,由于实际海滩动 力环境差别较大,因而此模式在全世界不同的 概念。因此,如何合理确定给定水动力和泥沙环境差别较 条件下的稳定岸滩形态是至关重要的。早期针 海岸动力环境下难以普遍适用。 对平衡剖面的实验研究证明13-,在较陡前滩3海滩养护研究中存在问题 的海滩上呈现上凹形,沿离岸方向坡度逐渐变 缓。 Bruun5提出了能量法则,将这种试验和理 (1)总体上看,我国海岸演变的研究侧重于 论上的上凹性联系起来,并将水深看做离岸距 运用地质、地形学方法分析海底剖面的变化情 况,此方法严重依赖于长期的海底地形实测资 离的函数。Dean57在理论上证明了 Bruun的能 料,以及数据采集点和典型海底剖面的选取, 量法则,并假定平衡剖面直接与单位水体的稳 定能量耗散率有关,得出了一个经验数——形 给实际操作带来诸多不便;在海滩剖面研究中 很少从水动力学方面去研究泥沙与岸滩冲淤变 状参数A来表达两者联系,提出用y=Ax描化过程的关系,主要是因为泥沙横向输运计算 述平衡剖面形态。Moor3定义了形状参数A 涉及因素很多,如,离岸沙坝、过度冲刷过程、 与泥沙中值粒径的关系。 另外, Velling)近岸带封闭输沙平衡的海墙、海滩喂养及泥沙粒径变化等的合理考虑 都是模型需要解决的问题。因此,加强泥沙动 概念描述平衡剖面。考虑前滩的线性陡坡段力学研究是问题的关键所在。随着海岸工程应 Dean的平衡剖面模式经发展,成为Deam用需要及相关理论和技术的发展,针对岸滩演 Moore-Wiege模式0.wang提出的三段变的水动力模型研究将是一种趋势 海滩剖面形态模式,Dean[的提出的多段海滩剖 (2)在海滩养护设计中,简单应用Dean的 面模式。 Bodge和 Komar提出了幂指数形平衡剖面模式对补滩剖面进行设计存在很大不 式-,并指出Dean的平衡剖面缺陷在于在足:在水深为0处,前滩坡度出现无穷大的情 前滩(x=0)处坡面出现无穷大情况。Lec基形,且由其回归结果显示等号左右长度因次并 于为微幅波理论,以显式形式给出了联系波周不一致;不能描述平衡海滩剖面上可能出现的 期(波长)的平衡剖面的几何形状。Lee讨论了滩肩和沙坝;形状参数A仅考虑了泥沙参数的 Dean剖面模式指出Dean的理论中把质点运动作用,并没有考虑波高、波向、波周期和粒径 与能耗联系起来不科学,因为能量是标量而非在滩面的分布、潮位变动等影响。由于实际海 矢量。印萍等通过日照海滩实测资料与Dean滩动力环境差别较大,因此该模式在全世界不 模式对比分析也发现,将海滩剖面在水深3.5m同的海滩环境下难以普遍适用。应鼓励从实际 处分成两段分别进行线性回归分析,与Dean模海滩剖面地形结构、滩面泥沙组成与输移、波 式符合良好,而3.5m水深正好是中粗砂与沙质浪运动特征等方面寻求改进 粉砂的分界水深。 Bernabeu6的剖面模式将潮 位影响考虑进去,对于受潮汐影响较大的海滩 4结束语 更具指导意义 海滩资源合理的利用及保护已经成为世界 从上述平衡剖面的发展可知,目前仍然没范围内的一项重要工程技术内容。我国的“十 有详尽的方法来描述具体海岸环境因素对给定 五”发展规划更是把岸线恢复及岸滩保护作
４８ 海洋开发与管理 ２０１２年 条件和计算结果的可靠性等方面对这些模型做 了分类比较和评价，指出了各个模型的优缺点 及适用范围，为模型实际应用提供指导。ＬＩＴ ＣＲＯＳＳ、Ｌａｒｓｏｎ和 Ｋｒａｕｓ模型在海滩养护中均 得到了实际应用，用于海滩养护的方案设计和 评估。 ２３ 海滩平衡剖面模式研究进展 海滩养护的剖面设计主要依据平衡剖面的 概念。因此，如何合理确定给定水动力和泥沙 条件下的稳定岸滩形态是至关重要的。早期针 对平衡剖面的实验研究证明［５３－５５］，在较陡前滩 的海滩上呈现上凹形，沿离岸方向坡度逐渐变 缓。Ｂｒｕｕｎ［５６］提出了能量法则，将这种试验和理 论上的上凹性联系起来，并将水深看做离岸距 离的函数。Ｄｅａｎ［５７］在理论上证明了 Ｂｒｕｕｎ的能 量法则，并假定平衡剖面直接与单位水体的稳 定能量耗散率有关，得出了一个经验数———形 状参数犃 来表达两者联系，提出用狔＝犃狓犿 描 述平衡剖面形态。Ｍｏｏｒｅ［５８］定义了形状参数 犃 与泥沙中值粒径的关系。 另外，Ｖｅｌｌｉｎｇａ［５９］用近岸带封闭输沙平衡的 概念 描 述 平 衡 剖 面。考 虑 前 滩 的 线 性 陡 坡 段 Ｄｅａｎ 的 平 衡 剖 面 模 式 经 发 展， 成 为 Ｄｅａｎ ＭｏｏｒｅＷｉｅｇｅ模 式［６０－６２］。Ｗａｎｇ［６３］提 出 的 三 段 海滩剖面形态模式，Ｄｅａｎ［６４］提出的多段海滩剖 面 模 式。Ｂｏｄｇｅ 和 Ｋｏｍａｒ 提 出 了 幂 指 数 形 式［６５－６６］，并指出 Ｄｅａｎ 的平衡剖面缺陷在于在 前滩 （狓＝０）处坡面出现无穷大情况。Ｌｅｅ［６７］基 于为微幅波理论，以显式形式给出了联系波周 期 （波长）的平衡剖面的几何形状。Ｌｅｅ讨论了 Ｄｅａｎ剖面模式指出 Ｄｅａｎ的理论中把质点运动 与能耗联系起来不科学，因为能量是标量而非 矢量。印萍等［６８］通过日照海滩实测资料与 Ｄｅａｎ 模式对比分析也发现，将海滩剖面在水深３．５ｍ 处分成两段分别进行线性回归分析，与 Ｄｅａｎ模 式符合良好，而３．５ｍ 水深正好是中粗砂与沙质 粉砂的分界水深。Ｂｅｒｎａｂｅｕ［６９］的剖面模式将潮 位影响考虑进去，对于受潮汐影响较大的海滩 更具指导意义。 从上述平衡剖面的发展可知，目前仍然没 有详尽的方法来描述具体海岸环境因素对给定 原始岸滩的作用。Ｂｒｕｕｎ和 Ｄｅａｎ对海滩平衡剖 面做了开创性研究，尤其 Ｄｅａｎ从能量平衡角度 阐述了该模式的理论基础，成为后人提出的其 他平衡剖面模式的依据。目前，该模式已被广 泛应用到在海滩养护剖面的设计和相关理论研 究中。 Ｄｅａｎ平衡 剖 面 模 式 形 式 简 洁、应 用 方 便， 但其中参数物理意义不明确，由于实际海滩动 力环境差别较大，因而此模式在全世界不同的 海岸动力环境下难以普遍适用。 ３ 海滩养护研究中存在问题 （１）总体上看，我国海岸演变的研究侧重于 运用地质、地形学方法分析海底剖面的变化情 况，此方法严重依赖于长期的海底地形实测资 料，以及数 据 采 集 点 和 典 型 海 底 剖 面 的 选 取， 给实际操作带来诸多不便；在海滩剖面研究中， 很少从水动力学方面去研究泥沙与岸滩冲淤变 化过程的关系，主要是因为泥沙横向输运计算 涉及因素很多，如，离岸沙坝、过度冲刷过程、 海墙、海滩喂养及泥沙粒径变化等的合理考虑 都是模型需要解决的问题。因此，加强泥沙动 力学研究是问题的关键所在。随着海岸工程应 用需要及相关理论和技术的发展，针对岸滩演 变的水动力模型研究将是一种趋势。 （２）在海滩养护设计中，简单应用 Ｄｅａｎ的 平衡剖面模式对补滩剖面进行设计存在很大不 足：在水深为 ０ 处，前滩坡度出现无穷大的情 形，且由其回归结果显示等号左右长度因次并 不一致；不能描述平衡海滩剖面上可能出现的 滩肩和沙坝；形状参数 犃 仅考虑了泥沙参数的 作用，并没有考虑波高、波向、波周期和粒径 在滩面的分布、潮位变动等影响。由于实际海 滩动力环境差别较大，因此该模式在全世界不 同的海滩环境下难以普遍适用。应鼓励从实际 海滩剖面地形结构、滩面泥沙组成与输移、波 浪运动特征等方面寻求改进。 ４ 结束语 海滩资源合理的利用及保护已经成为世界 范围内的一项重要工程技术内容。我国的 “十 二五”发展规划更是把岸线恢复及岸滩保护作
第5期 董丽红,等:海滩养护理论与试验研究进展 为今后发展的重要任务。国外针对海滩在波浪、[1]曹惠美,蔡锋,陈峰·厦门滨海沙滩的养护与海洋 风暴潮作用下的试验研究很多,许多宝贵经验 旅游业发展的探讨[冂].海洋开发与管理,2009,26 值得借鉴。国内对于养滩试验开展较少且多是 (7):58-62. 针对具体工程进行的设计方案适宜性和耐久性 [12]季小梅,张永战,朱大奎.三亚海岸演变与人工海 研究,对于海滩养护的一般规律性研究很少 滩设计研究[J].第四纪研究,2007,27(5):853 还没有得出适用于我国特定岸滩环境的指导性 方法与规则。因此,学习和借鉴国外实例调查13]邱若峰,杨燕雄,庄振业,等·河北省沙质海岸侵蚀 灾害和防治对策[J].海洋湖沼通报,2009(2) 及实验室原型试验研究的方法和养滩工程实施 162-167 经验,针对我国海滩泥沙及水动力环境特点开[14] CHRISTOPHER O. CREED P E. KEVIN R.et 展基础性研究工作,分析不同岸滩类型的切实 al. Construction slopes for beach nourishment pro- 可行的造滩、养滩方案,是实现沿海自然资源 jects[J]. Waterway, Port, Coastal and Ocean Eng 的可持续利用和滨海旅游业的发展的一条必经 neering,2000,126(1):57-62. 之路。 [15] USACE(U S Army Corps of Engineers).Coastal Engineering Manual[ M]. Washington,D.C:US- 参考文献 ACE.. 2002: PartV--4, 8 [1]赵玉灵.近30年来我国海岸线遥感调查与演变分[16] JAMES J R. Techniques in evaluating suitability of 析[门]·国土资源遥感,2010(S1):174-177 borrow material for beach nourishment [R]. Vicks [2]任美锷·海平面研究的最近进展[门]南京大学学 burg: Coastal Engineering Research Center, 1975. 报:自然科学版,2000,36(3):269-280. [17] DEAN R G Beach Nourishment Design: considera [3]庄振业,王水红,包敏,等,海滩养护过程和工程技 tion of sediment characteristics [R]. Gainesville 术[.中国海洋大学学报:自然科学版,2009,39 University of Florida, 2000 (5):1019-1024. [18] SOMMERFELD B G, MASON J M, KRAUS N [4] Permanent International Association of Navigation C, et al. BFM: Beach fill module, report 1, beach Congresses. Proceedings of 26 h International navi- morphology analysis package BMAP)-user's gation congress [Z] Brussels The Association Guide[R]. Vicksburg: U. S. Army Engineer Wa 1985:55-60. terways Experiment Station, 1994 [5] ASCE. Artificial beach nourishments[z]. New York: [19] LARSON M, KRAUS N CSBEACH:numerical ASCE,1991. model for simulating storm-induced beach change [63 TODD D A, ROBERT. J N, STEPHEN P Leath- report 1-empirical foundation and model develop- erman beach nourishment as a coastal management ment[R]. Vicksburg: Coastal Engineering Research tool[J]. Coastal Research, 1992.8(4):984-1022 Center,1989:89-98. [7] HANSON H. Beach nourishment projects, prac- [20] KAJIMA R, SAITO S, SHIMIZU T, et al. Sand tices and objectives: an European overview [J] transport experiments performed by using a large Coast Engineering, 2002, 47(2): 81-1ll water wave tank[R]. Japanese: Research Inst. of [8] BRYANT CC, KARI D F, JULIANA M, et al. Electric Power Industry, 1983 Beach Nourishment: global perspectives and local [21] KRAUS N C, LARSON M. Beach profile change applications to the north carolina coastline Carolina measured in the Tank for Large Waves 1956-1957 environmental program[M]. Carolina: UNC Chapel and 1962. [R]. U.S. Army Eng. Waterw. Exp Hill Institute of Marine Sciences, 2003: 7-8 Stn.,1988:88-94. [9]宋向群,郭子坚,陈士荫.星海湾人工海滨浴场的[22] DETTE HH, ULICZKA O. Velocity and sediment 规划设计研究[.土木工程学报,2005,38(4) concentration fields across surf zones [C]//Proc al Eng. Conf. New York: ASCE. 198 [10]潘毅,匡翠萍,杨燕雄,等.北戴河西海滩养护工程 方案研究[J.水运工程,2008(7):23-28. [23] DETTE HH. Application of prototype flume tests
第５期 董丽红，等：海滩养护理论与试验研究进展 ４９ 为今后发展的重要任务。国外针对海滩在波浪、 风暴潮作用下的试验研究很多，许多宝贵经验 值得借鉴。国内对于养滩试验开展较少且多是 针对具体工程进行的设计方案适宜性和耐久性 研究，对于 海 滩 养 护 的 一 般 规 律 性 研 究 很 少， 还没有得出适用于我国特定岸滩环境的指导性 方法与规则。因此，学习和借鉴国外实例调查 及实验室原型试验研究的方法和养滩工程实施 经验，针对我国海滩泥沙及水动力环境特点开 展基础性研究工作，分析不同岸滩类型的切实 可行的造滩、养滩方案，是实现沿海自然资源 的可持续利用和滨海旅游业的发展的一条必经 之路。 参考文献 ［１］ 赵玉灵． 近３０年来我国海岸线遥感调查与演变分 析［Ｊ］． 国土资源遥感，２０１０（Ｓ１）：１７４－１７７． ［２］ 任美锷． 海平面研究的最近进展［Ｊ］． 南京大学学 报：自然科学版，２０００，３６（３）：２６９－２８０． ［３］ 庄振业，王永红，包敏，等． 海滩养护过程和工程技 术［Ｊ］． 中 国 海 洋 大 学 学 报：自 然 科 学 版，２００９，３９ （５）：１０１９－１０２４． ［４］ ＰｅｒｍａｎｅｎｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＮａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｃｏｎｇｒｅｓｓｅｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ２６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｎａｖｉ ｇａｔｉｏｎｃｏｎｇｒｅｓｓ［Ｚ］Ｂｒｕｓｓｅｌｓ ：Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， １９８５：５５－６０． ［５］ ＡＳＣＥ．Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔｓ［Ｚ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： ＡＳＣＥ，１９９１． ［６］ ＴＯＤＤＤＡ，ＲＯＢＥＲＴ，ＪＮ，ＳＴＥＰＨＥＮＰ．Ｌｅａｔｈ ｅｒｍａｎｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔａｓａｃｏａｓｔａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｏｏｌ［Ｊ］．ＣｏａｓｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９２，８（４）：９８４－１０２２． ［７］ ＨＡＮＳＯＮ Ｈ．Ｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｐｒａｃ ｔｉｃｅｓａｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ：ａｎ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ［Ｊ］． ＣｏａｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，４７（２）：８１－１１１． ［８］ ＢＲＹＡＮＴＣＣ，ＫＡＲＩＤＦ，ＪＵＬＩＡＮＡＲ Ｍ，ｅｔａｌ． Ｂｅａｃｈ Ｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔ：ｇｌｏｂａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓａｎｄｌｏｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｎｏｒｔｈｃａｒｏｌｉｎａｃｏａｓｔｌｉｎｅ：Ｃａｒｏｌｉｎａ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｇｒａｍ［Ｍ］．Ｃａｒｏｌｉｎａ：ＵＮＣＣｈａｐｅｌ ＨｉｌｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００３：７－８． ［９］ 宋向群，郭子坚，陈士荫． 星海湾人工海滨浴场的 规划 设 计 研 究 ［Ｊ］． 土 木 工 程 学 报，２００５，３８（４）： １３４－１４０． ［１０］ 潘毅，匡翠萍，杨燕雄，等． 北戴河西海滩养护工程 方案研究［Ｊ］． 水运工程，２００８（７）：２３－２８． ［１１］ 曹惠美，蔡锋，陈峰． 厦门滨海沙滩的养护与海洋 旅游业发展的探讨［Ｊ］． 海洋开发与管理，２００９，２６ （７）：５８－６２． ［１２］ 季小梅，张永战，朱大奎． 三亚海岸演变与人工海 滩设计研究［Ｊ］． 第四纪研究，２００７，２７（５）：８５３－ ８６１． ［１３］ 邱若峰，杨燕雄，庄振业，等． 河北省沙质海岸侵蚀 灾害和防 治 对 策 ［Ｊ］． 海 洋 湖 沼 通 报，２００９（２）： １６２－１６７． ［１４］ＣＨＲＩＳＴＯＰＨＥＲ Ｇ，ＣＲＥＥＤＰＥ，ＫＥＶＩＮ Ｒ，ｅｔ ａｌ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｌｏｐｅｓｆｏｒｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔｐｒｏ ｊｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒｗａｙ，Ｐｏｒｔ，ＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｃｅａｎＥｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇ，２０００，１２６（１）：５７－６２． ［１５］ ＵＳＡＣＥ（Ｕ．Ｓ．ＡｒｍｙＣｏｒｐｓｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）．Ｃｏａｓｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｎｕａｌ［Ｍ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．：ＵＳ ＡＣＥ．，２００２：ＰａｒｔＶ－４，８３． ［１６］ＪＡＭＥＳＪＲ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆ ｂｏｒｒｏｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔ［Ｒ］．Ｖｉｃｋｓ ｂｕｒｇ：ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，１９７５． ［１７］ＤＥＡＮＲＧ．ＢｅａｃｈＮｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔＤｅｓｉｇｎ：ｃｏｎｓｉｄｅｒａ ｔｉｏｎｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ［Ｒ］． Ｇａｉｎｅｓｖｉｌｌｅ： ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｌｏｒｉｄａ，２０００． ［１８］ＳＯＭＭＥＲＦＥＬＤ Ｂ Ｇ，ＭＡＳＯＮＪ Ｍ，ＫＲＡＵＳ Ｎ Ｃ，ｅｔａｌ．ＢＦＭ：Ｂｅａｃｈｆｉｌｌｍｏｄｕｌｅ，ｒｅｐｏｒｔ１，ｂｅａｃｈ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎａｌｙｓｉｓ ｐａｃｋａｇｅ （ＢＭＡＰ）－ ｕｓｅｒｓ Ｇｕｉｄｅ［Ｒ］． Ｖｉｃｋｓｂｕｒｇ：Ｕ．Ｓ． ＡｒｍｙＥｎｇｉｎｅｅｒＷａ ｔｅｒｗａｙｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｔａｔｉｏｎ，１９９４． ［１９］ＬＡＲＳＯＮ Ｍ，ＫＲＡＵＳ Ｎ Ｃ．ＳＢＥＡＣＨ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｔｏｒｍ－ｉｎｄｕｃｅｄｂｅａｃｈｃｈａｎｇｅ， ｒｅｐｏｒｔ１－ｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄｅｌｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔ［Ｒ］． Ｖｉｃｋｓｂｕｒｇ：ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，１９８９：８９－９８． ［２０］ＫＡＪＩＭＡ Ｒ，ＳＡＩＴＯＳ，ＳＨＩＭＩＺＵ Ｔ，ｅｔａｌ．Ｓａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｌａｒｇｅ ｗａｔｅｒｗａｖｅｔａｎｋ［Ｒ］．Ｊａｐａｎｅｓｅ：ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔ．ｏｆ ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙ，１９８３． ［２１］ ＫＲＡＵＳ Ｎ Ｃ，ＬＡＲＳＯＮ Ｍ．Ｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｃｈａｎｇｅ ｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｔｈｅＴａｎｋｆｏｒＬａｒｇｅＷａｖｅｓ１９５６－１９５７ ａｎｄ１９６２．［Ｒ］． Ｕ．Ｓ． ＡｒｍｙＥｎｇ． Ｗａｔｅｒｗ． Ｅｘｐ． Ｓｔｎ．，１９８８：８８－９４． ［２２］ＤＥＴＴＥ Ｈ Ｈ，ＵＬＩＣＺＫＡＣ．Ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｓａｃｒｏｓｓｓｕｒｆｚｏｎｅｓ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃ， ２０ｔｈ ＣｏａｓｔａｌＥｎｇ． Ｃｏｎｆ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＳＣＥ，１９８６： １０６２－１０７６． ［２３］ＤＥＴＴＥ Ｈ Ｈ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｏｔｙｐｅｆｌｕｍｅｔｅｓｔｓ
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５０ 海洋开发与管理 ２０１２年 ｆｏｒｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＣｏａｓｔａｌＥｎ ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，４７：１３７－１７７． ［２４］ 冯卫兵，李冰． 二维沙质海滩剖面形态 试 验 研 究 ［Ｊ］． 海洋通报，２００８，２７（５）：１１０－１１５． ［２５］ 李 冰． 厦 门 同 安 湾 二 维 沙 质 海 滩 剖 面 试 验 研 究 ［ＥＢ／ＯＬ］．（２００７－１０－１９）［２０１１－０５－３１］．ｈｔ ｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐａｐｅｒ．ｅｄｕ．ｃｎ． ［２６］ 杨燕雄，邱若峰，邹志利，等． 北戴河海滩养护方 案实验研究［Ｊ］． 水运工程，２０１０（４）：１８－２３． ［２７］ＳＷＡＲＴＤ Ｈ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｒｅｇａｒｄｉｎｇｃｏａｓｔ ａｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｓ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃ，１５ｔｈ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒ ｅｎｃｅｏｎ ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＳＣＥ．， １９７６：１１１３－１１３２． ［２８］ＳＷＡＩＮ Ａ，ＨＯＵＳＴＯＮ ＲＪ．Ｔｈｅｎｅａｒｓｈｏｒｅｓｅｄｉ ｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒｗ．ＰｏｒｔＣｏａｓｔａｌＯ ｃｅａｎＥｎｇ．，１９８４，１１０（１）：１３０－１３３． ［２９］ ＤＡＬＬＹ Ｗ Ｒ，ＤＥＡＮ Ｒ Ｇ．Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒｗ． ＰｏｒｔＣｏａｓｔａｌＯｃｅａｎＥｎｇ．，１９８４，１１０（１）：１５－３３． ［３０］ＢＡＧＮＯＬＤＲＡ．Ｔｈｅｐｈｙｓｉｃｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｙｗｉｎｄａｎｄｗａｔｅｒ［Ｍ］．ＵＳＡ：ＬｉｂｒａｒｙｏｆＣｏｎｇｒｅｓｓ Ｃａｔａｌｏｇｉｎｇ－ｉｎＰｕｂｌｉｃＤａｔａ，１９８８：１８８－１９６． ［３１］ＢＡＩＬＡＲＤＪＡ．Ａｎｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓｔｏｔａｌｌｏａｄｓｅｄｉｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｆｏｒａｐｌａｎｅｓｌｏｐｉｎｇｂｅａｃｈ［Ｊ］．Ｇｅｏ ｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９８１，８６：１０９３８－１０９５４． ［３２］ＳＴＩＶＥ Ｍ ＪＦ．Ａ ｍｏｄｅｌｆｏｒｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｓｅｄｉｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃ，２０ｔｈ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＳＣＥ．，１９８６： １５５０－１５６４． ［３３］ ＮＡＩＲＮ Ｒ Ｂ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｓｅｄｉｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｌｏｎｄｏｎ： ＩｍｐｅｒｉａｌＣｏｌｌｅｇｅ，１９９０． ［３４］ＫＲＩＥＢＥＬＤＬ，ＤＥＡＮ Ｒ Ｇ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｉｍｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｅａｃｈ ａｎｄ ｄｕｎｅｅｒｏｓｉｏｎ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｌＥｎｇ．，１９８５，９（３）：２２１－２４５． ［３５］ Ｄｅｌｆｔ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ． ＤＵＲＯＳＴＡ： Ｔｉｊｄａｆｈａｎｋｌｉｊｋ ｄｗａｒｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｖｏｏｒｅｘｔｒｅｍｅｃｏｎｄｉｔｉｅｓ［Ｒ］． Ｄｅｌｆｔ：ＤｅｌｆｔＨｙｄｒａｕｌｉｃｓ，１９９０：ＰａｒｔＩＩＩ． ［３６］ ＤＨＩ．ＬＩＴＰＡＣＫ：Ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒｌｉｔｔｏｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｃｏａｓｔｌｉｎｅｋｉｎｅｔｉｃｓ［Ｒ］．Ｃｏ ｐｅｎｈａｇｅｎ：ＤａｎｉｓｈＨｙｄｒａｕｌｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，１９９１． ［３７］ＬＡＲＳＯＮ Ｍ，ＫＲＡＵＳＮＣ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆｔｈｅｆａｔｅｏｆｂｅａｃｈｆｉｌｌ［Ｊ］．ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９１，１６（１）：８３－１１４． ［３８］ ＭａｒｉｅＨｅｌｅｎｅＧ Ｂｒｉａｎｄ．Ａ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｂａｓｅｄ ｑｕａｓｉ３Ｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｃｏａｓｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９３，２０（１－２）：１０１－１３４． ［３９］ ＳＲＩＮＩＶＡＳ Ｒ，ＤＥＡＮ Ｒ Ｇ．Ｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｈｙｄｒｏｄｙ ｎａｍｉｃｓａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｏｄｅｌｉｎｇ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６（２７）：１９５－２２１． ［４０］ ＲＡＫＨＡ Ｋ Ａ，ＤＥＩＧＡＡＲＤ Ｒ，ＢｒΦｋｅｒ．Ａ ｐｈａｓｅ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｆｏｒ ｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９７，３１（１－４）：２３１－２６１． ［４１］ＬＡＲＳＯＮ Ｍ，ＫＵＢＯＴＡＳ，ＥＲＩＫＳＯＮＬ．Ａ ｍｏｄｅｌ ｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅ ｓｗａｓｈｚｏｎｅ［Ｃ］∥ＨＡＮＳＯＮ Ｈ，ＬＡＲＳＯＮ Ｍ．Ｃｏａｓｔ ａｌＤｙｎａｍｉｃｓ′０１：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．Ｒｅｓｔｏｎｖａ：ＡＳＣＥ，２００１： ９０８－９１７． ［４２］ ＭＥＵＬＥＳ，ＰＩＮＡＺＯＣ，ＤＥＧＩＯＶＡＮＮＩＣ．Ｎｕｍｅｒｉ ｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｉｍｐａｃｔｏｆａｓｔｏｒｍ ｏｎａ ｓａｎｄｂｅａｃｈｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｅｄｉ ｍｅｎｔａｒｙｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．ＯｃｅａｎｏｌｏｇｉｃａＡＣＴＡ，２００１，２４ （５）：４１７－４２４． ［４３］ ＹＩＮ Ｌｕ Ｙｏｕｎｇ，ＨＥＮＧ Ｘｉａｏ，ＴＩＭＯＴＨＹ Ｍａｄ ｄｕｘ． Ｈｙｄｒｏ－ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｂｒｅａｋｉｎｇｓｏｌｉｔａｒｙｗａｖｅｓｏｖｅｒａｆｉｎｅｓａｎｄｂｅａｃｈ．Ｐａｒｔ Ｉ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ［Ｊ］． ＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｙ，２０１０， ２６９（３－４，１５）：１０７－１１８． ［４４］ 戴志军，陈子遷，李春初． 岬间海滩剖面短期变化 的动力 作 用 分 析 ［Ｊ］． 海 洋 科 学，２００１，２５（１１）： ３８－４１． ［４５］ 戴志军，陈子饺，欧素英． 粤东汕尾呷间海滩剖面 月内日 变 化 过 程 特 征 分 析 ［Ｊ］． 热 带 海 洋 学 报， ２００２，２１（１）：２７－３２． ［４６］ 李志强，陈子遷． 几种典型海滩平衡剖面模型中参 数意义的探讨［Ｊ］． 水道港口，２００８，２９（４）：２３３－ ２３８． ［４７］ 沈剑平，王梅芬． 海岸水下剖面演变过程数值模拟 的探讨［Ｊ］． 海岸工程，１９８３，２（１）：４６－５９． ［４８］ 李国谦，李瑞杰，魏守林． 波浪作用下沙质海滩剖 面演变数值模拟［Ｊ］． 南昌水专学报，１９９４（Ｓ１）：２０９ －２１６． ［４９］ＳＥＹＭＯＵＲ ＲＪ，ＫＩＮＧ ＤＢ．Ｆｉｅｌｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆ ｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒｗ．Ｐｏｒｔ ＣｏａｓｔａｌＯｃｅａｎ Ｄｉｖ． Ｐｒｏｃ． ，１９８６，１ＯＳ（ＷＷ２）： １６３－１７９． ［５０］ＢＲＯＫＥＲ ＨＩ，ＲＯＥＬＶＩＮＫＪＡ，ＳＯＵＴＨＧＡＴＥ Ｈ Ｎ，ｅｔａｌ．Ｉｎｔｅｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏａｓｔａｌｐｒｏｆｉｌｅｍｏｄ ｅｌｓ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃ，２３ｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆ． Ｃｏａｓｔａｌ
第5期 董丽红,等:海滩养护理论与试验研究进展 Engineering. New York: ASCE., 1992: 2108 terway, Port, Coastal and Ocean Engineering 1993,119:204-226 [51] SCHOONESS J S, THERON A K Evaluation of [61] FOSTER G A, HEALY T R, LANGE W P Sedi 10 cross-shore sediment transport/ morphological ment budget and equilibrium beach proles applied models[J]. Coastat Engineering, 1995,25(1):1 renourishment of an Ebb Tidal Delta adjacent beach, Mt Maunganui, New Zealand [J].Coastal [52] VAN R L C, WALSTRA D J R, GRASMEIJER Research,1994,10:564-575 B,et al. The predictability of cross-shore bed evolu- [62] WORK A P, DEAN R G. Assessment and predic- tion of sandy beaches at the time scale of storms tion of beach-nourishment evolution [J]. Water and seasons using process-based Profile models[J] way, Port, Coastal and Ocean Engineering, 1995 Coastal Engineering, 2003. 47(3): 295-32 121:182-189 [53] WATERS C H Equilibrium slopes of sea beaches [63] WANG P, DAVIS R A. A beach profile for a [D]. Berkeley: University of California, 1939. arred coast case study from Sand Key, West-cen- [54] RECTOR R L Laboratory study of equilibrium tral Florida [J]. Coastal Res.,1998, 14(3):981 proles of beaches[R]. Vicksburg: U. S. Army En- gineer Waterway. Experiment Station, 1954 [64] DEAN R G, HEALY T R, ALBERT D. A blind- [55] SAVILLE T Scale effects in two dimensional beach lded'test of equilibrium beach profile concepts studies[C]//Transactions from the Seventh Gener- with New Zealand[J]. Geol., 1993, 109: 253-266. al Meeting of the International Association of Hy- [65] BODGE K R. Representing equilibrium beach pro- draulic Research. Lisbon: IAHR. 1957: A3-1 files with an exponential expression[J]. Journal of Coastal Research, 1995.8(1):47-55 [56] BRUUN P Coast erosion and the development of [66] KOMAR P D, MCDOUGAL W G. The analysis of beach proles[R]. Vicksburg: U.S. Army Engineer exponential beach proles [J].Coastal Research Waterway. Experiment Station, 1954 1994.10(1):59-69 [57] DEAN R G. Equilibrium beach proles: U. S. Atlan- [67] LEE P Z. The submarine equilibrium profile: a tic and gulf coasts, ocean engineering [R]Newark physical model [J]. Coastal Research, 1994,1 [58】 MOORE B. Beach profile evolution in response to[68]印萍,吕京福,夏东兴.海滩均衡剖面的概念及相 changes in water level and wave height[D].Dela 关问题的讨论[J].黄渤海洋,2001,19(2):39 ware University of Delaware, 1982. [59] VELLINGA P Beach and dune erosion during [69] BERNABEU A M, MEDINA R, VIDAL C A mor- storm surges[D]. Delft, The Netherlands: Delft U phological model of the beach profile integrating niversity of Technology, 1986 wave and tidal influences [J]. Marine Geology [60] KRIEBEL D L, DEAN R G Convolution method 2003,197:95-116. for time-dependent beach prole response[J].Wa-
第５期 董丽红，等：海滩养护理论与试验研究进展 ５１ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： ＡＳＣＥ．，１９９２：２１０８ － ２１２１． ［５１］ＳＣＨＯＯＮＥＳＳＪＳ，ＴＨＥＲＯＮ Ａ Ｋ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆ １０ｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ／ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９５，２５（１）：１－ ４１． ［５２］ ＶＡＮ ＲＬＣ，ＷＡＬＳＴＲＡ ＤＪＲ，ＧＲＡＳＭＥＩＪＥＲ Ｂ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｒｏｓｓｓｈｏｒｅｂｅｄｅｖｏｌｕ ｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｙｂｅａｃｈｅｓａｔｔｈｅｔｉｍｅｓｃａｌｅｏｆｓｔｏｒｍｓ ａｎｄｓｅａｓｏｎｓｕｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂａｓｅｄＰｒｏｆｉｌｅｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，４７（３）：２９５－３２７． ［５３］ ＷＡＴＥＲＳＣ Ｈ．Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｓｌｏｐｅｓｏｆｓｅａｂｅａｃｈｅｓ ［Ｄ］．Ｂｅｒｋｅｌｅｙ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａ，１９３９． ［５４］ ＲＥＣＴＯＲ Ｒ Ｌ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙ ｏｆｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｐｒｏｌｅｓｏｆｂｅａｃｈｅｓ［Ｒ］． Ｖｉｃｋｓｂｕｒｇ：Ｕ．Ｓ． ＡｒｍｙＥｎ ｇｉｎｅｅｒＷａｔｅｒｗａｙ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｔａｔｉｏｎ，１９５４． ［５５］ＳＡＶＩＬＬＥＴ．Ｓｃａｌｅｅｆｆｅｃｔｓｉｎｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｂｅａｃｈ ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｃ］∥ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｆｒｏｍｔｈｅＳｅｖｅｎｔｈＧｅｎｅｒ ａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＨｙ ｄｒａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ．Ｌｉｓｂｏｎ：ＩＡＨＲ，１９５７：Ａ３－１－ Ａ３－１０． ［５６］ＢＲＵＵＮ Ｐ．Ｃｏａｓｔｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｂｅａｃｈｐｒｏｌｅｓ［Ｒ］． Ｖｉｃｋｓｂｕｒｇ：Ｕ．Ｓ． ＡｒｍｙＥｎｇｉｎｅｅｒ Ｗａｔｅｒｗａｙ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｔａｔｉｏｎ，１９５４． ［５７］ＤＥＡＮＲＧ．Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｂｅａｃｈｐｒｏｌｅｓ：Ｕ．Ｓ．Ａｔｌａｎ ｔｉｃａｎｄｇｕｌｆｃｏａｓｔｓ，ｏｃｅａｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｒ］Ｎｅｗａｒｋ： ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｌａｗａｒｅ，１９７７． ［５８］ ＭＯＯＲＥＢ．Ｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏ ｃｈａｎｇｅｓｉｎｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｗａｖｅｈｅｉｇｈｔ［Ｄ］． Ｄｅｌａ ｗａｒｅ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｌａｗａｒｅ，１９８２． ［５９］ ＶＥＬＬＩＮＧＡ Ｐ．Ｂｅａｃｈ ａｎｄ ｄｕｎｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅｓ［Ｄ］．Ｄｅｌｆｔ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ：ＤｅｌｆｔＵ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８６． ［６０］ ＫＲＩＥＢＥＬ Ｄ Ｌ，ＤＥＡＮ Ｒ Ｇ．Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｅａｃｈｐｒｏｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅ［Ｊ］．Ｗａ ｔｅｒｗａｙ，Ｐｏｒｔ，Ｃｏａｓｔａｌ ａｎｄ Ｏｃｅａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９３，１１９：２０４－２２６． ［６１］ＦＯＳＴＥＲＧＡ，ＨＥＡＬＹＴＲ，ＬＡＮＧＥ Ｗ Ｐ．Ｓｅｄｉ ｍｅｎｔｂｕｄｇｅｔａｎｄｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｂｅａｃｈｐｒｏｌｅｓａｐｐｌｉｅｄｔｏ ｒｅｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ Ｅｂｂ Ｔｉｄａｌ Ｄｅｌｔａ ａｄｊａｃｅｎｔ ｂｅａｃｈ，Ｍｔ Ｍａｕｎｇａｎｕｉ，Ｎｅｗ Ｚｅａｌａｎｄ［Ｊ］．Ｃｏａｓｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９４，１０：５６４－５７５． ［６２］ ＷＯＲＫ Ａ Ｐ，ＤＥＡＮ Ｒ Ｇ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｐｒｅｄｉｃ ｔｉｏｎｏｆｂｅａｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒ ｗａｙ，Ｐｏｒｔ，Ｃｏａｓｔａｌａｎｄ Ｏｃｅａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９５， １２１：１８２－１８９． ［６３］ ＷＡＮＧ Ｐ，ＤＡＶＩＳ Ｒ Ａ． Ａ ｂｅａｃｈｐｒｏｆｉｌｅｆｏｒａ ｂａｒｒｅｄｃｏａｓｔｃａｓｅｓｔｕｄｙｆｒｏｍＳａｎｄＫｅｙ，Ｗｅｓｔｃｅｎ ｔｒａｌＦｌｏｒｉｄａ［Ｊ］．ＣｏａｓｔａｌＲｅｓ．，１９９８，１４（３）：９８１－ ９９１． ［６４］ＤＥＡＮＲＧ，ＨＥＡＬＹＴＲ，ＡＬＢＥＲＴＤ． Ａｂｌｉｎｄ ｆｏｌｄｅｄｔｅｓｔｏｆｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｂｅａｃｈ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｗｉｔｈＮｅｗＺｅａｌａｎｄ［Ｊ］．Ｇｅｏｌ．，１９９３，１０９：２５３－２６６． ［６５］ＢＯＤＧＥ Ｋ Ｒ．Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｂｅａｃｈｐｒｏ ｆｉｌｅｓｗｉｔｈａｎｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ ＣｏａｓｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９５，８（１）：４７－５５． ［６６］ＫＯＭＡＲＰＤ，ＭＣＤＯＵＧＡＬ Ｗ Ｇ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｂｅａｃｈ ｐｒｏｌｅｓ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ， １９９４，１０（１）：５９－６９． ［６７］ ＬＥＥ Ｐ Ｚ．Ｔｈｅｓｕｂｍａｒｉｎｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｐｒｏｆｉｌｅ：ａ ｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ［Ｊ］． ＣｏａｓｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９４，１０： １－１７． ［６８］ 印萍，吕京福，夏东兴． 海滩均衡剖面的概念及相 关问题的讨论［Ｊ］． 黄 渤 海 洋，２００１，１９（２）：３９－ ４５． ［６９］ＢＥＲＮＡＢＥＵ Ａ Ｍ，ＭＥＤＩＮＡ Ｒ，ＶＩＤＡＬＣ．Ａ ｍｏｒ ｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｅａｃｈ ｐｒｏｆｉｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｗａｖｅａｎｄ ｔｉｄａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ， ２００３，１９７：９５－１１６．