CN116927136A - 一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，包括：根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性；若判定养护可行则，基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；否则不进行养护。本发明采用本发明设计的海滩修复工程，竣工后能在深水陡坡海岸形成的砂质海滩，该海滩具有良好的稳定性，在风暴浪等强动力条件下填砂不会大量流失而导致损毁，同时海滩具备良好的防护效果。能够为海滩资源紧缺的海岸和海岛提供滨海旅游空间，提升海岸景观价值，促进滨海旅游业发展。相对于传统砂质海滩养护，该技术基于海滩动力地貌特征塑造了海滩自然发育的环境，保证了修复海滩的自然性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及深水陡坡岬湾海岸建设技术领域，尤其涉及一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法。
背景技术
海岸侵蚀是当今海岸带面临的共同问题，为此我国修筑了大量的堤防工程进行抵御，通过固定岸线的方式防止海岸持续蚀退。但这类工程导致潮间带滩地不断下蚀破坏，局部甚至完全裸露。近几十年来，海滩养护作为砂质海岸软式防护技术被广泛推广和应用，该技术通过人为地将沉积物补充到某设计高程位置，使海滩或浅滩向海增宽，提升和恢复其海滩功能，海滩养护顺应海岸地形地貌演变的规律，补偿人为活动对海岸带来的负面影响，是一种生态、和谐的砂质海岸修复方式。海滩养护还可以增加滨海沙滩旅游空间，提升海滩社会功能，促进沿海地区旅游业发展。近十年来，海滩养护技术不断得以应用，促进了我国海岸带生境保护、可持续开发和综合管理的提升，促进我国海岸保护理念的革新和技术的进步，成为我国生态修复和保护工程的重要支撑技术。
海滩养护技术作为砂质海岸修复的重要技术得以广泛应用，其应用需求和应用前景也断提升。在基岩海岸和海岛区域，海岸坡度陡、水深大，由于其地形地貌、岸线形态、动力环境和物源条件等因素，海滩不能天然形成，常规的补砂养护的方式不能实现这类岸段修复的目标。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，采用岬头控制、水下岸坡构建、填砂防溢设计配合海滩填砂养护在深水陡坡海岸塑造砂质海滩，增强海岸防护能力，提供海岸休闲空间，改善滨海景观效果。
根据本发明的一个方面，提供一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，包括：
根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性；
若判定养护可行则，
基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；
否则不进行养护。
在上述技术方案中，采用本发明设计的海滩修复工程，竣工后能在深水陡坡海岸形成的砂质海滩，该海滩具有良好的稳定性，在风暴浪等强动力条件下填砂不会大量流失而导致损毁，同时海滩具备良好的防护效果。能够为海滩资源紧缺的海岸和海岛提供滨海旅游空间，提升海岸景观价值，促进滨海旅游业发展。相对于传统砂质海滩养护，该技术基于海滩动力地貌特征塑造了海滩自然发育的环境，保证了修复海滩的自然性和稳定性。通过岬头控制塑造岬湾平面形态，保证海滩养护的平面稳定性，通过水下岸坡构建，形成具有合适厚度和良好稳定性砂质岸滩，通过填砂防溢设计，保证填砂不轻易流失，确保海滩稳定性。利用该技术形成的海岸，具备海滩“防护、旅游和生态”三大基本功能，具备自我调整能力，是一种可持续的海岸保护方式。
在一些实施例中，根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性，具体的：
岬湾深度C0与口门宽度L0的比值不低于0.6，则可以进行海滩养护；C0/L0低于0.6不适宜开展养滩修复。
在上述技术方案中，对修复工程区进行水动力环境、地形地貌、工程地质条件分析，进行深水陡坡海岸海滩养护的可行性判定。根据全国岬湾海岸发育基本特征，岬湾越浅则湾内波浪动力越强，不利于沙滩地貌形态维持。岬湾深浅采用岬湾深度C0与口门宽度L0(图2)的比值来表示，依据工程经验C0/L0≥0.6时适宜开展深水陡坡岬湾海岸海滩养护。
在一些实施例中，所述水下岸坡包括垫高台地及养护海滩，具体的：
采用天然碎石、块石充填深水陡坡(图3)，自极端低潮面(Z2)向海抛填，形成坡度较缓(坡度β2介于1:30～1:80为宜)、表面平整的垫高台地。天然碎石、块石材质自然且透水性好、强度高，形成的台地基础稳定性强且具备一定的生态效益；
在垫高台地基础上进行补沙构建养护海滩(图3)，海滩滩肩高程(Z1)和前滨坡度(β1)依据《海滩养护与修复技术指南》(HY/T 255-2018)进行设计。
在上述技术方案中，基于海滩发育特征，构建适合深水陡坡海滩形成的水下岸坡。采用碎石、块石充填深水陡坡，形成坡度较缓、表面平整的垫高台地。在砾石台地基础上进行补沙养护，养护海滩的滩肩高程和前滨坡度依据《海滩养护与修复技术指南》(HY/T 255-2018)设计，《海滩养护与修复技术指南》(HY/T255-2018)里给出了明确的滩肩高程的计算公式和前滨坡度推荐值(1/8～1/15)。
在一些实施例中，根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢措施，具体的：
在垫高台地的向海端构建水下潜堤(图3)，该潜堤高度(h)不低于1m，有效防止海滩沙向深水区流失；堤顶高程(Z3)位于平均低潮面以下0.5-1m，保证堤身长堤没于水中；堤顶宽度不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度，防止波浪越过、有效削减传入岸滩的波浪能量。
在上述技术方案中，根据海滩填砂设计，开展海侧填砂防溢设计。在垫高台地的向海端构建水下潜堤，阻断海滩沙向深水区的流失通道。潜堤高度h不小于1m，堤顶位于平均低潮面以下0.5～1m，保证低潮时潜堤不露水海面；堤顶宽度一般不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度，防止波浪越过、有效削减传入岸滩的波浪能量。
在一些实施例中，基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；之后还包括：
对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计。
在上述技术方案中，在前述工程的基础上，对修复工程区进行水质、水深、水动力环境及底栖生境等条件分析，开展牡蛎礁或珊瑚礁生态修复适宜性评估。满足修复条件情况下，开展牡蛎礁、珊瑚礁生态修复设计，提升海岸活力。
在一些实施例中，对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计，具体的：
在潜堤顶面和外坡面布放牡蛎固着基，形成牡蛎礁；适宜珊瑚生长和珊瑚礁形成的岸段，垫高台地向海延伸、形成二级台阶，用于造礁珊瑚附着和生长，该二级台阶的顶面与平均低潮面间的距离小于20m。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明深水陡坡岬湾生态海岸设计方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明深水陡坡岬湾生态海岸设计方法一实施例的岬湾海滩修复平面图；
图3是本发明深水陡坡岬湾生态海岸设计方法一实施例的深水陡坡水下岸坡、海滩养护及潜堤设计断面图；
图4是本发明深水陡坡岬湾生态海岸设计方法一实施例的牡蛎礁、珊瑚礁生态修复设计断面图。
图中，1：原始海岸地形；2:施工滩肩外缘线；3：施工前滨坡脚线；4：自然动力作用下的岸滩平衡剖面；5：潜堤；6：垫高台地；7：牡蛎礁生态修复；8：珊瑚礁生态修复，A：岬头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，采用岬头控制、水下岸坡构建、填砂防溢设计配合海滩填砂养护在深水陡坡海岸塑造砂质海滩，增强海岸防护能力，提供海岸休闲空间，改善滨海景观效果。
请参见图1，图1是本发明深水陡坡岬湾生态海岸设计方法一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该方法包括如下步骤：
根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性；
在本实施例中，根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性，具体的：岬湾深度C0与口门宽度L0的比值不低于0.6，则可以进行海滩养护；C0/L0低于0.6不适宜开展养滩修复。
在本实施例中，对修复工程区进行水动力环境、地形地貌、工程地质条件分析，进行深水陡坡海岸海滩养护的可行性判定。根据全国岬湾海岸发育基本特征，岬湾越浅则湾内波浪动力越强，不利于沙滩地貌形态维持。岬湾深浅采用岬湾深度C0与口门宽度L0(图2)的比值来表示，依据工程经验C0/L0≥0.6时适宜开展深水陡坡岬湾海岸海滩养护。
若判定养护可行则，
基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；否则不进行养护。
在本实施例中，所述水下岸坡包括垫高台地及养护海滩，具体的：
采用天然碎石、块石充填深水陡坡(图3)，自极端低潮面(Z2)向海抛填，形成坡度较缓(坡度β2介于1:30～1:80为宜)、表面平整的垫高台地6。天然碎石、块石材质自然且透水性好、强度高，形成的台地基础稳定性强且具备一定的生态效益；在垫高台地基础上进行补沙构建养护海滩(图3，图中标4的位置)，海滩滩肩高程(Z1)和前滨坡度(β1)依据《海滩养护与修复技术指南》(HY/T 255-2018)进行设计。需要注意的是，坡度较缓(坡度β2介于1:30～1:80为宜)这一条件需要针对沙滩的实际情况而定，但可以理解的是，在这个范围内的所选的参数为最优方案。
在本实施例中，基于海滩发育特征，构建适合深水陡坡海滩形成的水下岸坡。采用碎石、块石充填深水陡坡，形成坡度较缓、表面平整的垫高台地。在砾石台地基础上进行补沙养护，养护海滩的滩肩高程和前滨坡度依据《海滩养护与修复技术指南》(HY/T 255-2018)设计。
在本实施例中，根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢措施，具体的：
在垫高台地6的向海端构建水下潜堤5(图3)，该潜堤高度(h)不低于1m，有效防止海滩沙向深水区流失；堤顶高程(Z3)位于平均低潮面以下0.5-1m，保证堤身长堤没于水中；堤顶宽度不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度，防止波浪越过、有效削减传入岸滩的波浪能量。
在本实施例中，根据海滩填砂设计，开展海侧填砂防溢设计。在垫高台地的向海端构建水下潜堤，阻断海滩沙向深水区的流失通道。潜堤高度h不小于1m，堤顶位于平均低潮面以下0.5～1m，保证低潮时潜堤不露水海面；堤顶宽度一般不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度，防止波浪越过、有效削减传入岸滩的波浪能量。
在本实施例中，基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；之后还包括：对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计，提升海岸整体活力。
在本实施例中，在前述工程的基础上，对修复工程区进行水质、水深、水动力环境及底栖生境等条件分析，开展牡蛎礁或珊瑚礁生态修复适宜性评估。满足修复条件情况下，开展牡蛎礁、珊瑚礁生态修复设计，提升海岸活力。
在本实施例中，对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计，具体的：
在潜堤顶面和外坡面布放牡蛎固着基，形成牡蛎礁；适宜珊瑚生长和珊瑚礁形成的岸段，垫高台地向海延伸、形成二级台阶，用于造礁珊瑚附着和生长，该二级台阶的顶面与平均低潮面间的距离小于20m。
基于上述实施例方案，针对实际场景(珠海市万山岛锦塘湾海滩修复区)的修复步骤具体如下：
S1，对珠海市万山岛锦塘湾海滩修复区进行水动力环境、地形地貌、工程地质条件分析，进行深水陡坡海岸海滩养护的可行性判定，判定依据为岬湾深度C0与口门宽度L0(图2)的比值不低于0.6。经测算，万山岛锦塘湾C0/L0＝0.8，适宜开展海滩养护修复。
S2，基于海滩发育特征，构建适合锦塘湾深水陡坡海滩形成的水下岸坡。采用碎石、块石充填深水陡坡，自极端低潮面向海抛填，形成坡度较缓(1:30)、表面平整的垫高台地6(图3)。在砾石台地基础上进行补沙养护，养护海滩(图3中标4的位置)的海滩滩肩高程(Z1)和前滨坡度(β1)依据《海滩养护与修复技术指南》(HY/T 255-2018)进行设计。
S3，根据海滩填砂设计，开展海侧填砂防溢设计。在垫高台地的向海端构建水下潜堤(图3)，阻断海滩沙向深水区的流失通道。潜堤高度h不小于1m，堤顶位于平均低潮面以下0.5～1m，保证低潮时潜堤不露水海面；堤顶宽度不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度。
S4，适当开展牡蛎礁、珊瑚礁生态修复设计，提升海岸活力。对修复工程区进行水质、水深、水动力环境及底栖生境等条件分析，开展牡蛎礁或珊瑚礁生态修复适宜性评估。满足修复条件情况下，在潜堤顶面和外坡面布放牡蛎固着基，形成生态化的潜堤-牡蛎礁复合结构体(图4)；适宜珊瑚生长和珊瑚礁形成的岸段，在原砾石垫高台地基础上向海延伸形成二级台阶，供造礁珊瑚附着和生长。依据造礁珊瑚生长的最佳水深范围(20m以浅)，二级台阶的顶面与平均低潮面间的距离小于20m(图4)。本发明的有益效果是，采用本发明设计的海滩修复工程，竣工后能在深水陡坡海岸形成的砂质海滩，该海滩具有良好的稳定性，在风暴浪等强动力条件下填砂不会大量流失而导致损毁，同时海滩具备良好的防护效果。能够为海滩资源紧缺的海岸和海岛提供滨海旅游空间，提升海岸景观价值，促进滨海旅游业发展。
本发明还具有以下优点：(1)相对于传统砂质海滩养护，该技术基于海滩动力地貌特征塑造了海滩自然发育的环境，保证了修复海滩的自然性和稳定性。(2)通过岬头控制塑造岬湾平面形态，保证海滩养护的平面稳定性，通过水下岸坡构建，形成具有合适厚度和良好稳定性砂质岸滩，通过填砂防溢设计，保证填砂不轻易流失，确保海滩稳定性。(3)利用该技术形成的海岸，具备海滩“防护、旅游和生态”三大基本功能，具备自我调整能力，是一种可持续的海岸保护方式。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，包括：
根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性；
若判定养护可行则，
基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；
否则不进行养护。
2.如权利要求1所述的一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，
根据岬湾深度与口门宽度的比值，判定养护可行性，具体的：
岬湾深度C0与口门宽度L0的比值不低于0.6，则可以进行海滩养护；C0/L0低于0.6不适宜开展养滩修复。
3.如权利要求1所述的一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，
所述水下岸坡包括垫高台地及养护海滩，具体的：
采用碎石、块石充填深水陡坡，自极端低潮面向海抛填，形成坡度1:30～1:80、表面平整的垫高台地；
在垫高台地基础上进行补沙构建养护海滩。
4.如权利要求3所述的一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，
根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤，具体的：
在垫高台地的向海端构建水下潜堤，该潜堤高度不低于1m，堤顶位于平均低潮面以下0.5-1m，堤顶宽度不小于工程海域多年统计的一个特征波长长度。
5.如权利要求4所述的一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，
基于海滩发展特征构建水下岸坡；根据海滩填砂设计构建海侧填砂防溢潜堤；之后还包括：
对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计。
6.如权利要求5所述的一种深水陡坡岬湾生态海岸设计方法，其特征在于，
对潜堤和垫高台地进行牡蛎礁和珊瑚礁生态修复设计，具体的：
在潜堤顶面和外坡面布放牡蛎固着基，形成牡蛎礁；
适宜珊瑚生长和珊瑚礁形成的岸段，垫高台地向海延伸、形成二级台阶，用于造礁珊瑚附着和生长，该二级台阶的顶面与平均低潮面间的距离小于20m。
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| Publication number | Publication date |
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