日照港退岸還海項目人工沙灘攔沙堤布置研究

邵鐵政，郭富林

(1.中交水運規(guī)劃設計院有限公司，北京100007；2.中交疏浚(集團)股份有限公司，上海 200092)

砂質海岸經(jīng)常被自然岬角所分割，在風浪作用下，一般會將其塑造成穩(wěn)定的不對稱的弧形海岸-岬灣海岸。岬灣弧形海岸是指沙源不充足的岬灣在常年優(yōu)勢浪向的波浪作用下，岬角后的岸線成弧形，遠離岬角的下方岸線呈現(xiàn)與盛行主波向垂直的切線形，在這類岸線的演化中，最終呈現(xiàn)出螺線型或拋物線型岸線。

根據(jù)岸灘的穩(wěn)定性特征，岬灣沙質海灘一般可分為靜態(tài)平衡、動態(tài)平衡和不穩(wěn)定三種狀態(tài)。當上游來沙或陸域來沙與海灣輸出泥沙平衡時為平衡狀態(tài)，稱之為“動態(tài)平衡”；當岸線侵蝕到極限位置，波浪沿海岸邊界同時破碎，沿岸輸沙為零時稱之為“靜態(tài)平衡”[1]。

岬灣海灘地貌以往的研究主要集中在特定區(qū)域的經(jīng)驗模擬，形態(tài)模型主要有對數(shù)螺線型、雙曲線型、拋物線型、橢圓模型等。然而大多數(shù)的形態(tài)模型只考慮了海岸的幾何要素，忽略了波浪和岬角位置，拋物線模型作為判定岸線穩(wěn)定性應用最廣泛的平面模型，充分考慮了以上因素，是評價岸灘穩(wěn)定和預測人工構筑物引起岸線變化方面較好的理論機制[2]。

根據(jù)Hsu 和Evans[1]對27個實際海岸的現(xiàn)場形態(tài)擬合，提出天然條件下的岬灣平衡岸線地貌多具有拋物線型結構，也可稱為拋物線型平衡岸線理論(Parabolic Model)[3]。

由于拋物線型岬灣平衡岸線理論能較好地擬合岸線平衡后的形態(tài)，目前該理論已應用于實際養(yǎng)灘、造灘工程中。特別是對人工沙灘設計而言，解鳴曉等[3-4]指出由于其缺乏外界沙源補充，宜采用岬灣弧形海岸理論進行設計，并成功修復了濰坊濱海人工沙灘，該沙灘已成功運行多年，穩(wěn)定性良好，證實了其理論是正確的。

鑒于以上原因，本文結合日照退岸還海項目中人工沙灘的使用需求，采用拋物線型岬灣弧形平衡理論，通過數(shù)學模型分析的手段對南攔沙堤的布置方案及鋪沙范圍加以研究，并通過物理模型試驗對攔沙堤的布置進行了驗證，優(yōu)化了北攔沙堤的長度，闡述了本項目攔沙堤設計的思路，為同類型項目提供參考。

1 項目概況

圖1 本工程地理位置示意圖

本工程所處位置為石臼港區(qū)煤炭堆場，整治岸線長度1 882.7 m，其東北側緊鄰日照市著名的萬平口旅游風景區(qū)，西側為城市居民區(qū)。煤堆場貨物在作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵對周邊風景區(qū)及居民生活區(qū)均造成了一定不利的影響，呈現(xiàn)城市風景區(qū)與港口散貨作業(yè)區(qū)“一墻之隔”的尷尬局面。其堆場外側為人工直立式或拋石斜坡護岸，與北側游海岸線的整體形象不協(xié)調，不利于旅游海岸線整體形象的塑造，影響了城市旅游業(yè)的發(fā)展。為了把海岸線更科學地回歸自然，本項目擬將現(xiàn)有煤堆場護岸修復成一段人工沙灘(圖1)。

工程所在海域處于弧形海灣基巖岬角區(qū)，兩側海灣弧度小，在遠離岬角的岸段近于平直，岬角兩側在原自然狀態(tài)下發(fā)育沙灘。波浪是沙灘沙活動運移的主要動力因素，根據(jù)波浪作用下的沿岸輸沙計算，由于工程岸線為NNW-SSE向，SSE-E向浪對海岸作用較強，工程岸段海岸泥沙總體凈運移趨勢為由南向北運移。若形成人工沙灘，在沒有掩護條件下，人工補沙打造而成的人工沙灘將持續(xù)由南向北輸運，難以存留。且工程區(qū)人工直立護岸會加強波浪反射作用，尤其在臺風季節(jié)，波浪對海底作用較強，使泥沙向海橫向流失嚴重。工程區(qū)余流方向為由北向南，且余流流速較大，當較強的波浪作用海底掀起泥沙時，潮流會將部分懸移質沉積物由向南輸運。且工程岸段處于基巖岬角附近，海底坡度較大，不利于泥沙的存留。因此，在波、流共同作用下，海底沙也難以存留。

由上述分析表明，在現(xiàn)狀情況下，工程岸段依靠自然力量形成沙灘較難，如不采取工程措施，泥沙將難以存留。根據(jù)工程區(qū)的水動力泥沙條件及開發(fā)現(xiàn)狀，打造人工沙灘并使其得以維持需解決以下幾個問題：

(1)阻擋南、東南向向浪，截斷泥沙由南向北的沿岸運移趨勢，防止泥沙沿岸流失；

(2)阻止泥沙在強流作用下由北向南的輸運，防止海底泥沙流失；

(3)結合沙灘的功能及景觀需求確定沙灘平衡形態(tài)，進而確定沙灘的鋪沙范圍；

(4)對侵蝕嚴重岸段進行保護，滿足沙灘的使用需求，降低北側沙灘流失對景區(qū)水環(huán)境的影響。

圖2 拋物線平面形態(tài)模型示意

目前，拋物線型岬灣平衡岸線理論已應用到很多養(yǎng)灘、造灘的工程中。實際工程中，可根據(jù)該理論擬合的平衡岸線形態(tài)來確定人工沙灘的鋪沙范圍，也可根據(jù)該理論確定對沙灘起保護作用的人工構筑物的范圍和長度。本項目擬建沙灘主要用于景觀娛樂，擬在工程區(qū)護岸前建設人工沙灘。在現(xiàn)狀情況下，工程岸段依靠自然力量形成沙灘較難，如不采取工程措施，泥沙將難以保持穩(wěn)定，會有大量的泥沙流失，因此需要根據(jù)工程區(qū)的水動力泥沙條件及開發(fā)現(xiàn)狀，合理地布置攔沙堤穩(wěn)定沙灘形態(tài)，防止泥沙的流失。本項目參考天然岬灣海灘形態(tài)特點，利用拋物線型岬灣平衡岸線理論，通過建設攔沙堤等人工構筑物保證沙灘的穩(wěn)定性，同時確定合理的補沙范圍，對侵蝕嚴重的區(qū)域進行掩護，達到沙灘的使用需要(圖2)。

1.1 水文氣象概況

工程區(qū)域常風向、次常風向分別為N向、NNE向，強風向、次強風向分別為N向、NNE向。潮流為正規(guī)半日潮，潮流往復運動主流向為NE-SW。常浪向E向，次常浪向為ENE向、ESE向，強浪向為ENE向，該向H1/10≥3.0 m的波高出現(xiàn)頻率為0.09%，次強浪向為E向，該向H4%≥3.0 m的波高出現(xiàn)頻率為0.03%[5]。

1.2 地形地貌

日照陸域地貌為侵蝕剝蝕低山丘陵，屬于基巖砂礫質海岸，基巖岬角與砂礫質海灣相間分布，凸出水中的基巖岬角自北向南有出風島、胡家欄和石臼咀，岬角之間發(fā)育沙質海岸。在石臼港煤碼頭引橋至煤堆場段基本全部為基巖海岸，低潮時未出露。日照港煤堆場夾角處有一段凹入的長約100 m、寬約20 m的沙灘，主要成分為細砂，其成因可能是煤堆場建成后形成夾角海岸侵蝕的來沙堆積。

1.3 泥沙來源

(1)河流來沙。

本區(qū)泥沙凈運移方向為自北向南，工作區(qū)南部的河流輸沙非常少。在工作區(qū)北部有王戈莊河、兩城河、白馬河等入海。礦物分析表明，本區(qū)水下岸坡屬兩城、白馬河礦物組合區(qū)，因此本區(qū)河流來沙主要是兩城、白馬河所致。兩城、白馬河年均輸沙量分別為38萬t、32.7萬t。加上近年來，流域來水減少及挖沙，輸沙量應該有所減少，因此，每年河流輸沙到達工程區(qū)泥沙遠小于70萬t。

(2)海岸侵蝕來沙。

本區(qū)水下岸坡的松散沉積物厚度比較小。據(jù)鉆孔分析，冰后期海侵以來海相沉積層的平均厚度為8～11 m，最大不過20 m，其下為陸相沖洪積物和基巖風化殼。這說明長期地質歷史時期所形成的松散沉積物儲備并不充沛。冰后期以來水下岸坡的沉積速率非常低，平均每年在1 mm以下。

1.4 海底沉積物

工程區(qū)海底沉積物砂含量為20%～30%，粉砂含量為60%～80%，粘土含量小于10%，說明工程區(qū)海底沉積物主要以粉砂質及砂質顆粒物質為主。其中砂主要分布在石臼港南側港池外側及帆船航道北側沙灘，砂含量為30%～50%。粉砂分布范圍較廣，幾乎在整個研究區(qū)域均有分布。粘土含量主要分布在南側港區(qū)港池內及海底5 m以深的海域，含量為10%～40%。

1.5 人工沙灘的基本設計參數(shù)

(1)人工沙灘的粒徑選取。

根據(jù)《日照萬平口與石臼港疏浚砂樣分析報告》，萬平口高潮灘沉積物中值粒徑為0.624 mm，中潮灘沉積物中值粒徑在0.340～0.378 mm之間，低潮灘沉積物中值粒徑為0.201 mm。選取中潮灘沉積物，中值粒徑在0.340～0.378 mm之間的泥沙作為補沙最為理想，采用石臼港航道疏浚沉積物，中值粒徑在0.408～0.629 mm之間，由于波浪的分選作用，中潮灘沉積物也會調整為0.35 mm左右的泥沙。因此選擇中值粒徑為0.35 mm[6]。

(2)人工沙灘坡度。

根據(jù)搜集到的部分天然沙灘的物質組成及沙灘坡度，海灘坡度和沙灘沙顆粒存在正相關關系，基本呈沙灘沙粒度越粗，海灘坡度越陡的趨勢。本項目區(qū)沙灘粒徑中值粒徑選為0.35 mm泥沙，因此根據(jù)天然海灘坡度的經(jīng)驗，坡度為海灘前濱坡度33.3‰～67.2‰。

根據(jù)Dean平衡剖面理論[7]

h(y)=Ay2/3

(1)

式中：h為距離海岸線y處的水深，A為剖面尺度參數(shù)。根據(jù)Moor給出的A與沉積物粒徑D的關系確定。

由圖3和圖4可知，中值粒徑為0.35 mm左右時，人工沙灘的平均坡度為1/32～1/55，綜合坡度按1/40考慮。

2 南攔沙堤的布置

為阻擋工程區(qū)南向浪向北側沿岸輸沙，以及潮流向南側的懸沙輸運，需要在工程區(qū)南側建設一定規(guī)模的攔沙堤，以截斷泥沙沿岸流失。

圖3 剖面尺度參數(shù)的變量A和沉積物粒徑D關系

Fig.3 Relationship between variableAof profile scale parameter and sediment particle sizeD

圖4 理論平衡剖面圖

Fig.4 Theoretical equilibrium profile

2.1 南攔沙堤比選方案的提出

圖5 南攔沙堤方案一

Fig.5 Scheme I of south debris dam

圖6 南攔沙堤方案二

Fig.6 Scheme II of south debris dam

圖7 南攔沙堤方案三

Fig.7 Scheme III of south debris dam

根據(jù)波浪統(tǒng)計資料，作用在工程海區(qū)的波浪有明顯的季節(jié)變化，綜合來說，常浪向和強浪向均為E向浪，出現(xiàn)頻率為23.85%，因此，南攔沙堤的布置對沙灘的掩護起到了主要作用，同時可以阻斷沙灘的南向輸沙。因此在南攔沙堤的設計過程中，結合工程海域的地形，考慮了三種攔沙堤的長度，通過數(shù)學模型試驗對沙灘的平衡形態(tài)進行預測，三個方案的攔沙堤長度不同，對工程區(qū)起作用的浪向進行矢量合成，作為主浪向，方案一及方案二合成后主浪向均為E偏N 9°，方案三合成后主浪向為E偏N 14°。通過對三個方案岸線形態(tài)及建設后泥沙運動情況的分析，確定最優(yōu)的攔沙堤布置方案(圖5～圖7)。

為了有效地保護人工沙灘的穩(wěn)定性，擬在工程區(qū)域南側考慮了三種不同長度的擋沙堤方案進行比選。

(1)方案一。

方案一南側的攔沙堤長度較短，堤頭位于約11 m水深處，設置弧形擋沙堤1 220 m，該方案對南向浪和東南偏南方向波浪掩護較為明顯，掩護后對內側岸線的主浪向為東向。作用在整個近岸工程區(qū)域的波浪波高大致在0.7～0.8 m的范圍內；因攔沙堤較短，掩護區(qū)域較小，不足三分之一的沙灘岸線在攔沙堤的掩護區(qū)域內，掩護區(qū)內波高在0.08～0.6 m范圍內。

(2)方案二。

為了更好地對東南向浪形成掩護條件，方案二的攔沙堤長度較方案一稍長，堤頭位于約10 m水深處，設置弧形擋沙堤1 440 m，作用在整個近岸工程區(qū)域的波浪波高大致在0.7～0.8 m的范圍內；三分之二的沙灘岸線在攔沙堤掩護區(qū)內，波高在0.08～0.7 m范圍內。

(3)方案三。

方案三攔沙堤與方案一、方案二西側起點相同，堤頭位于約8 m水深處，軸線走向略向外海推移，同時東端點向東北偏移，堤頭位于-8 m水深處，總長2 000 m。整個沙灘岸線均在攔沙堤的掩護區(qū)內，波高在0.0～0.72 m范圍內。

2.2 沙灘平衡形態(tài)預測

根據(jù)沙灘設計的要求，護岸應保持一定寬度的干沙灘。采用MEPBay數(shù)學模型試驗[6]對人工沙灘長期穩(wěn)定后的平衡岸線形態(tài)進行模擬預測(圖8～圖10)。

圖8 方案一平衡岸線形態(tài)

Fig.8 Scheme I balance shoreline shape

圖9 方案二平衡岸線形態(tài)

Fig.9 Scheme II balance shoreline shape

圖10 方案三平衡岸線形態(tài)

Fig.10 Scheme III balance shoreline shape

方案一為短攔沙堤方案，本方案輸沙方向總體上呈自南向北的趨勢，南側輸沙強度較弱。穩(wěn)定后雖然南、北側均能保留部分沙灘，但是中間岸段侵蝕較為嚴重，最窄處干沙灘寬度不足20 m，不能滿足沙灘的功能需求。

方案二較方案一堤頭向北延長約220 m。由于攔沙堤延長后對岸線的掩護區(qū)域較方案一范圍更大，有利于沙灘的穩(wěn)定，穩(wěn)定岸線干沙灘邊緣較方案一向海側推進。方案二輸沙方向北部為自南向北，南部為自北向南，南側沙灘在擋沙堤根部有淤積趨勢，北側岸線及中部岸線雖然仍有部分侵蝕，但是平均干沙灘寬度在40～60 m范圍，侵蝕的強度較方案一明顯減弱。

方案三為長攔沙堤方案，相對于方案二，堤頭位置向北側延伸約560 m，對整段岸線形成了掩護，雖然對于沙灘的穩(wěn)定更為有利，但是由于攔沙堤過長，基本形成了半封閉的水域，南向波浪作用較弱，輸沙方向總體呈由北向南趨勢，在南側形成了較大范圍的淤積，干灘寬度大部分超過了120 m，不利于岸線景觀功能的實現(xiàn)。

2.3 工程后泥沙運動情況分析

根據(jù)《港口與航道水文規(guī)范》(JTS 145-2015)規(guī)定：當岸線比較平直時，可采用波能法確定沙質海岸沿岸輸沙率，按以下公式計算

(2)

(3)

(4)

式中：q為沿岸輸沙率，m3/s；δ0為深水波陡；Cb為破碎波速；αb為波浪破碎時波鋒線與等深線之間的夾角，(°)，恒小于90°；D取中值粒徑。

計算參數(shù)所選用的波浪數(shù)據(jù)為石臼港1997～2011年波浪數(shù)據(jù)基礎上推算得出的，破碎波高小于2.2 m，破波帶在3.5 m以淺[6]。

工程區(qū)域范圍內由北向南選取5個剖面分別計算工程區(qū)各段沿岸輸沙方向及輸沙量，計算結果如表1。

表1 工程后各方案沿岸輸沙率計算結果輸沙量

注：“-”為南向北輸沙，“+”為北向南輸沙。

圖11 方案一輸沙方向示意圖

Fig.11 Scheme I sand transport direction

圖12 方案二輸沙方向示意圖

Fig.12 Scheme II sand transport direction

圖13 方案三輸沙方向示意圖

Fig.13 Scheme III sand transport direction

由計算結果可知，平面方案一凈輸沙方向均為南向北，年凈輸沙量約21.3萬m3；而平面方案三輸沙方向均為北向南，年凈輸沙量130.7萬m3。兩種方案均會造成泥沙偏向一個方向的流失，不利于沙灘沙的存留(圖11～圖13)。

平面方案二防波堤建設完成后沿岸凈輸沙方向南側已形成北向南的輸沙，尤其在中間段位置基本已達到輸沙平衡的結果，南北向均有一定程度的輸沙，但各點的輸沙量并不是很大。

2.4 南攔沙堤推薦方案

綜合分析以上方案，南側建設擋沙堤能對沙灘起到一定的保護作用。方案一和方案二沙灘中段均表現(xiàn)為部分侵蝕，其中方案一侵蝕較嚴重，方案二較方案一的平衡岸線向海推進；方案三平衡岸線繼續(xù)向海推進，能使得護岸前保持較寬的干沙灘，但南攔沙堤過長，導致擬建沙灘南部會產(chǎn)生較強淤積，鋪沙量較大，也不適宜休閑娛樂。綜合以上分析，方案二沙灘平衡后的效果較好，南攔沙堤采用方案二的布置形式，沙灘鋪沙線也參考該方案的平衡岸線形態(tài)來設計考慮。

3 北攔沙堤的布置

通過以上的研究初步確定了南攔沙堤的布置形式及沙灘的鋪沙范圍，數(shù)模試驗成果顯示南攔沙堤的布置基本可以起到阻擋南、東南向向浪，截斷泥沙由南向北的沿岸運移趨勢的作用，但是工程區(qū)域北側是已有風景區(qū)，對水質的要求較高，沙灘的建設應該盡量降低對北側景區(qū)的影響。同時，根據(jù)2.2節(jié)對平衡岸線的分析，在北側岸線及中部岸線侵蝕較為嚴重，需要增加人工建筑物降低北側沙灘的流失。

3.1 北部沙灘掩護形式的選擇

根據(jù)以往人工沙灘設計經(jīng)驗考慮了以下幾種方式：

(1)在沙灘中部設置擋沙堤，設計過程中分別考慮了在沙灘中部設擋沙堤的方案，并進行了數(shù)學模型試驗對比分析，通過數(shù)模試驗結論得知，該方案雖會使得擋沙堤附近沙灘較寬，但也阻攔了泥沙隨季節(jié)的南北運移，破壞了沙灘的整體動態(tài)平衡狀態(tài)，使得北段沙灘處于侵蝕狀態(tài)，而南段沙灘處于淤積狀態(tài)[8]。而且沙灘中段加擋沙壩也會影響整個沙灘的景觀，因而不推薦中間布置擋沙堤方案。

(2)設置離岸堤，該形式可以達到中段沙灘寬度增加的效果，且對泥沙南北運移影響較小，因此作為比選方案之一考慮。

(3)在北側布置攔沙堤，與南攔沙堤形成凹形弧形沙灘，該形式經(jīng)濟性和景觀性均較好，而且可以在一定程度上防止客沙向北側流失，避免流沙對北側景區(qū)水域的影響。

為了對比島堤方案和北攔沙堤案方案，與南攔沙堤共同作用下，哪一種更適合本項目，進行了物理模型試驗[8]，通過對比穩(wěn)定岸灘的寬度、泥沙的流失情況選擇合理的布置方式。

物理模型對以下幾個方案進行了分析：

方案一：北側無攔沙堤、島堤(圖14)。

方案二：北側增加離岸島堤，島堤設置在距離連接平臺區(qū)堤頭約160 m位置，長度約360 m(圖15)。

方案三：北側布置410 m的直立攔沙堤，堤頭位于-7 m水深處(圖16)。

圖14 無攔沙堤、島堤

Fig.14 Original scheme

圖15 離岸堤方案

Fig.15 Island breakwater scheme

圖16 北攔沙堤方案

Fig.16 North breakwater scheme

表2 各方案常海況1 a作用后沙灘流失量及灘肩寬度

注：整個沙灘流失統(tǒng)計主要分為3部分，第1部分為沙灘沙受波、流影響，形成橫向輸移至沙灘坡腳以外無法恢復區(qū)域的沙量；第2部分為沙灘沙越過南側潛堤進入南側灣內的沙量；第3部分為沙灘沙繞過側堤頭進入景區(qū)的沙量。

根據(jù)模型試驗結論：在常海況下作用1 a后，沙灘流失方面：方案一及方案二總體流失量相當，方案二略小，說明島堤方案對控制沙灘流失的控制并不明顯，而且方案一與方案二對北側沙灘繞過堤頭進入景區(qū)的流失量較大，對北側景區(qū)影響較為明顯，方案三沙灘流失量明顯較少，且很好地控制了北側沙灘向景區(qū)的流失。灘肩寬度方面：方案一及方案二沙灘寬度沿南北變化較大，最窄的沙灘均出現(xiàn)在北側端部及南側端部，方案三沙灘寬度分布較均勻，最窄處出現(xiàn)在沙灘北側端部，經(jīng)過分析，該處的沖刷主要是由于直立堤段的波浪反射引起的，可通過對北攔沙堤長度及結構形式的優(yōu)化進行調整。因此，推薦北側布置攔沙堤的方式，與南攔沙堤共同作用維持良好的沙灘平面形態(tài)，并能夠起到較好的控制泥沙流失的作用(表2)。

3.2 北攔沙堤的優(yōu)化

考慮到北攔沙堤的直立段引起的波浪反射對沙灘根部造成了沖刷影響，因此對北攔沙堤的結構形式和長度進行了調整、優(yōu)化。北攔沙堤取消直立沉箱段和部分斜坡段，對北攔沙堤長度300 m、280 m、250 m分別進行了試驗。其中對300 m長度的北攔沙堤的總體灘肩寬度及流失量進行了分析，由于280 m、250 m北攔沙堤長度的調整較小，對總體的流失量及灘肩寬度影響不大，重點在于對北側景區(qū)沙灘流失的影響，對后兩個方案第3部分的流失量進行了分析[9-10]，為攔沙堤長度的優(yōu)化提供支持(表3)。

表3 優(yōu)化方案常海況1 a作用后沙灘流失量及灘肩寬度

通過模型試驗結果可知，當北攔沙堤長度縮短至300 m，取消直立段后沙灘總流失量變化不大，但是明顯改善了對北側沙灘的沖刷情況，沙灘寬度分布區(qū)域平均，最窄處灘肩寬度約40 m，可滿足沙灘的使用需求，且工程經(jīng)濟性更佳。隨著北攔沙堤長度的縮短，繞過堤頭向北側景區(qū)流失的沙量增加，因此通過對比分析，結合工程的經(jīng)濟性，推薦北攔沙堤長度為300 m。

4 沙灘的維護方案

通過岸線變化的分析以及以往人工沙灘工程的經(jīng)驗得知，攔沙堤的布置減少泥沙的流失，保證沙灘的穩(wěn)定，人工沙灘的補沙通常不是一勞永逸的，而是一種人工沙灘的維護，因此，通過物理模型試驗[8]對推薦平面方案進行了對沙灘的泥沙輸移變化、沖淤、海灘平衡等方面的驗證并給出了維護方案。

結果表明在常海況連續(xù)作用3 a，前2 a變化較大，第3年基本達到穩(wěn)定，每年流失率在0.7萬m3左右，表明攔沙堤的布置能有效保護整個沙灘，沙灘內的泥沙基本是在攔沙堤之間輸移。

常海況浪、流作用，在第4年時則沙灘需要開始維護；重現(xiàn)期波浪作用，重現(xiàn)期10 a后，則沙灘需要維護，尤其是在ESE和ENE向浪過后；重現(xiàn)期50 a波流作用，則沙灘需要立即進行維護。維護位置主要在沙灘中間位置，維護量為每年平均約為0.7萬m3，但考慮到受人類活動和自然條件(風、降雨等)聯(lián)合作用的影響，沙灘的流失量將會增加，因此需定期對沙灘進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的結果及時補充沙量，保證沙灘寬度。

5 結語

本工程的建設條件為在近于平直的岸線建設人工沙灘，人工沙灘的設計要關注兩個方面：(1)人工沙灘必須遵循海岸演變的自然規(guī)律，根據(jù)海域的水動力條件和泥沙運動情況合理地考慮掩護措施和鋪沙范圍；(2)對掩護方式的選擇，需要結合工程的實際情況對比分析出適宜、可行的布置形式。

本項目在設計過程中，通過進行數(shù)學模型試驗分析工程前后的波浪潮流情況，作為分析泥沙活動、沙灘平衡形態(tài)基礎資料，在沒有掩護的條件下，人工補沙打造的人工沙灘將持續(xù)由南向北輸運，沙灘難以留存，因此本文基于拋物線型岬灣平衡岸線理論，通過數(shù)學模型試驗確定了沙灘的鋪沙范圍和南攔沙堤適宜長度的布置。南攔沙堤長度在1 440 m左右情況下，長期穩(wěn)定的沙灘岸線作為沙灘的鋪沙范圍的參考，該方案下泥沙的掩護效果良好，且沙灘的灘肩寬度景觀適應性較強。針對侵蝕比較嚴重的北側和中部位置，通過對比分析中部擋沙堤、離岸島堤、北部攔沙堤等不同的掩護形式的景觀性和對泥沙運動的影響，比選出設置北攔沙堤進行掩護。對北攔沙堤的長度也通過模型試驗的方式進行了優(yōu)化，對比沙灘流失情況及穩(wěn)定后的灘肩寬度確定了300 m的北攔沙堤的長度作為推薦方案。同時，人工沙灘工程是要保持沙灘的動態(tài)平衡，不能期望通過人工構筑物的布置實現(xiàn)一勞永逸的效果，在設計過程中對維護方案進行充分考慮是十分必要的。攔沙堤的布置直接影響人工沙灘的穩(wěn)定后的沙灘灘肩寬度及沙灘流失，關系到沙灘建成后的使用效果及對周邊環(huán)境的影響，希望本項目關于攔沙堤的布置設計思路可以為而其他類似人工沙灘工程的設計和建設提供可借鑒的經(jīng)驗。