强潮动力条件下厦门湾低潮阶地型沙滩剖面变形的模拟研究

以厦门湾沙滩为研究对象,对强潮动力条件下低潮阶地型沙滩剖面变形进行模拟研究.厦门湾沙滩是一种典型的具有低潮阶地的海湾型沙滩,它具有低波浪能量和大潮差的特征.基于这种类型的沙滩剖面侵蚀和淤积机制提出一个基于过程的一维计算模型,对在通常波浪条件下沙滩中长期的剖面演变进行预测.采用厦门湾观音山沙滩剖面变化的实测数据对模型进行验证,两者具有较好的一致性,其最大相差在0.4 m以内.该一维计算模型能够较好地预测低潮阶地型沙滩剖面侵蚀和淤积的一般趋势和程度.模型计算表明,在波浪和潮汐共同作用下,沙滩滩面斜坡带的上部发生侵蚀,而斜坡带的下部则产生淤积,从而在一段较长的时间内使滩面形态趋于平缓.单是由潮汐引起的剖面泥沙输运虽然很小,但是在潮汐的作用下,破波带沿着沙滩上下变动,从而引起潮差范围内一个较宽区域的剖面侵蚀.

无人机及三维激光扫描仪技术在沙滩剖面动态监测中的应用及测量精度分析

沙滩剖面动态监测是沙滩整治修复工程效果评价的基础性工作,同时也是工程实践中及时发现问题并提出解决方案的关键步骤。由于常规测量手段存在工作效率低、周期长、难以全面覆盖测区等局限性,新型技术在沙滩剖面动态监测中的应用研究显得尤为重要。本研究以厦门天泉湾沙滩养护工程为案例,通过无人机航拍技术和三维激光扫描仪获取沙滩数字正射影像和高程数据,与人工测量结果进行比对和统计分析,研究两种技术的应用价值。研究结果表明,无人机平面坐标精度较高,但高程精度有所偏离;三维激光扫描仪测量数据满足沙滩剖面地形测量精度要求,但易受视场角限制,结果存在扫描噪点和盲区。因此,采用无人机及三维激光扫描仪技术,结合传统测量手段进行沙滩剖面动态监测,在我国广泛分布的沙滩养护工程实践中,具有良好的应用价值。

楮岛沙滩不同时间尺度变化特征与波能流密度相关性探讨

在波浪和水流的作用下,泥沙在不同时间尺度下的运动会引起沙滩的冲淤演变,对海岸资源有重要的影响。因此,了解沙滩季节性演变规律,并采取针对性的防护措施,是近岸沙滩亟须解决的问题。目前,现场观测是研究沙滩剖面冲淤演变的重要方法,通过沉积物组成、岸滩坡度及波浪动力的时空变化,了解沙滩剖面的变化特性,对于沙滩管理和海岸保护具有十分重要的意义。基于2017年9月—2019年11月在荣成楮岛南岸沙滩每个月采集一次的剖面数据,以及波浪动力数据,分别探究了沙滩在不同时间尺度下的变化特征,并对沙滩变化特征与波浪动力因素的相关性进行了探讨。研究发现:楮岛南岸沙滩形态变化具有较强的季节性特征,春季沙滩比较稳定;夏季沙滩受台风影响侵蚀严重,但在风暴过后的短时间内,沙滩泥沙恢复较快;冬季沙滩恢复速度逐渐减缓并趋于稳定。在夏季和冬季期间,波能流密度的向岸分量对楮岛南沙滩的演变产生重要作用,而且波能流密度向岸分量的均值(选取数据采集前15d的波浪条件参与计算)与沙滩体积的相关性最好,并给出了两者的线性拟合公式。

厦门岛东南岸沙滩近期剖面变化研究

根据厦门岛东南岸沙滩剖面1999年2月—2002年11月4年的观测资料,分析了该剖面上平均高潮位、平均海平面、平均低潮位的位置变化,绘制了冲淤变化曲线,研究剖面的形态特征及季节和长周期变化趋势。结果表明,风暴潮影响后沙滩剖面呈风暴型剖面,而常浪季节均表现为滩肩型复式剖面。受滨外地形、岸线走向、季节性风浪和潮汐活动等因素影响,沙滩剖面的季节变化比较复杂,长周期变化及风暴潮后剖面的恢复过程各岸段有所不同:泥沙流上游的岸段供沙不足,呈侵蚀状态,剖面恢复较慢;下游则呈基本稳定或淤长状态,剖面恢复相对较快。暴风浪和季节性常风浪交替作用控制着本区沙滩剖面的长周期循环变化过程,该过程一般包括风暴侵蚀期、快速恢复期、稳定恢复期和基本稳定期4个阶段。

沙滩修复技术与应用实践

沙滩修复是改善沙滩现状、营造沙滩可持续发展的重要手段。本文概述了国内外沙滩修复技术研究进展以及沙滩修复的设计要点,包括沙滩剖面设计、补沙方式、补沙沉积物、人工构筑物以及监测与维护,并利用数值模型分析了南澳岛赤石湾沙滩修复后的岸线演变趋势,结果显示受沙滩附近防波堤和局部岩石滩的影响,补沙后沙滩整体呈向海侧淤积的趋势,局部由于沿岸输沙减少出现侵蚀后退的特征。

2000—2020年东海岛龙海天沙滩海岸线时空变迁

海岸是滨海旅游的重要资源,海岸线变化会对滨海发展产生较大影响.对东海岛龙海天沙滩进行卫星遥感影像及沙滩剖面实地测量分析,以探究20年来的海岸线变化.结果表明,该处海岸线2000—2013年整体向海一侧推移,2013—2020年缓慢向陆推移.在季节上,从春到冬,沙滩剖面的变化呈“堆积—侵蚀—局部侵蚀—局部堆积”的规律.海平面变动、季节风向转变和浪潮作用是其变化的主要驱动因素.

威海湾海域治理工程物理模型试验研究

针对威海湾合庆山庄至东山宾馆区段综合治理工程中的护岸部分,进行局部整体稳定和人工沙滩剖面物理模型试验,验证各部分结构在不同水位波浪条件下的稳定性、顶高程的合理性,并提出优化方案。通过模型试验可知,饭店段内凹处、外凸端部,斜坡护岸段与两端结构相交处,由于波能集中严重,原设计护底块石失稳,且上水严重,通过增加块体重量、抬高护底块石顶高程和抛填礁石等措施,可保证结构安全;人工沙滩土工袋在各种水位和波浪条件下均能保持稳定,极端高水位、50 a一遇波浪作用下,部分泥沙越过充填土工袋和胸墙,大部分的泥沙冲淤局限在沙滩段,沙滩最大的冲刷深度约1.5 m,淤积厚度约为0.9 m。