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。 １３ 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］ １３１ 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。 １３２ 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，ＢｒｕｕｎＤｅａｎ）进行设计