董麗紅，梁書秀，孫昭晨

（大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室 大連 116024）

海灘養(yǎng)護理論與試驗研究進展

董麗紅，梁書秀，孫昭晨

（大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室 大連 116024）

海灘養(yǎng)護是近年來國內(nèi)外備受推崇的海岸防護措施。我國“十二五”規(guī)劃中對于海岸防護及岸線恢復(fù)工作更加重視，加強海灘養(yǎng)護相關(guān)理論和技術(shù)問題的總結(jié)和評估是進一步做好此項工作的關(guān)鍵。文章回顧了海灘養(yǎng)護法在國內(nèi)外的開展情況及有關(guān)海灘養(yǎng)護剖面設(shè)計的理論、物理和數(shù)值試驗研究進展，分析了目前在海灘養(yǎng)護剖面研究及設(shè)計中存在的問題并指出：目前我國海灘剖面演變研究主要應(yīng)用地質(zhì)、地形學分析方法，應(yīng)強調(diào)從水動力學角度研究泥沙與岸灘沖淤變化過程的關(guān)系；海灘養(yǎng)護設(shè)計中簡單應(yīng)用Dean的平衡剖面模式對補灘剖面進行設(shè)計存在很大不足，應(yīng)從實際海灘剖面地形結(jié)構(gòu)、灘面泥沙組成與輸移和波浪運動特征等方面尋求改進與提高。

海灘養(yǎng)護；岸灘演變模擬；平衡剖面；剖面設(shè)計

近年來，我國主海岸線總長度逐年縮短，砂礫質(zhì)海岸從1975年的3 653.63 km減少到2007年的2 815.64 km，32年減少了22.3%。濱海沙灘遭受侵蝕嚴重，海灘灘面變窄、變陡、海灘沙粗化問題嚴重，海岸線遭受侵蝕而逐漸后退［1］。海灘養(yǎng)護（beach nourishment）或稱海灘喂養(yǎng)、人造沙灘將泥沙補給于被侵蝕海岸段，除了有效緩解侵蝕狀況外，由于本身的可侵蝕性使其可以維持當?shù)睾透浇０兜妮斏称胶?，而且因為沒有長久性建筑物的存在，使其對生態(tài)環(huán)境的影響降至最低。實踐經(jīng)驗表明，海灘養(yǎng)護是應(yīng)對海岸侵蝕最為經(jīng)濟的工程措施。不僅可以用于侵蝕岸段的應(yīng)急處理，而且能長效地防治海岸侵蝕。目前，海灘養(yǎng)護作為海灘的軟性防護方法逐漸被國內(nèi)外海岸工程學家用于海岸防護和海灘保護［2］。筆者首先對海灘養(yǎng)護這一海岸防護方法在我國及歐美國家的開展情況做了簡要回顧，總結(jié)了養(yǎng)護剖面設(shè)計的理論、物理及數(shù)值試驗研究，指出了存在的問題，以期為此領(lǐng)域研究者提供參考。

1 海灘養(yǎng)護

1.1 海灘養(yǎng)護定義

海灘養(yǎng)護是指當海灘自然供沙相對不足時，對海灘進行人工補沙，即將一定顆粒級配的砂石通過水力或機械搬運的方法放置到某些遭受侵蝕的海灘的一定部位，迅速增加海岸在平均高潮位以上的海灘后濱寬度，同時視海岸環(huán)境的特點輔以導堤促淤或外防波堤（或潛堤）掩護，以達到旅游沙灘或抵御風暴潮的目的。補灘后，每隔3～5年對補沙的海灘進行定期監(jiān)測，及時補入所缺的沙，以保證人工海灘不受侵蝕。其工程理念是對缺乏泥沙的海岸營造一種補沙的環(huán)境，而不是抵御自然力量來防止泥沙流失，該法不僅可以用于侵蝕岸段的應(yīng)急處理，而且可以長效地防治海岸侵蝕。

海灘養(yǎng)護通常包括調(diào)查、重建和修補3個階段［3］，工程規(guī)?？勺詭浊Я⒎矫字翈装偃f立方米。根據(jù)泥沙堆積在海岸剖面上位置的不同，一般可分為以下4種形式。

（1）沙丘補沙，將所有補給泥沙堆積在平均高潮位以上，不直接增加干灘寬度，能夠阻擋風暴浪期間的泥沙越頂遷移，流失小、拋沙技術(shù)低。

（2）灘肩補沙（干灘補沙），將補給泥沙主要堆積在平均潮位以上，增加干灘寬度，效果顯著，拋沙技術(shù)中等，流失量較大，為目前使用較為頻繁的拋沙方案。

（3）剖面補沙，將補給泥沙吹填在整個海灘剖面上，施工時直接按照剖面的平衡形態(tài)拋沙，短期效果顯著，拋沙技術(shù)較高且易遭受風暴潮的破壞。

（4）近岸補沙（水下沙壩補沙），將補給泥沙拋置在近岸平均低潮位以下，形成平行于海岸的若干條水下人工沙壩，依靠自然波浪的作用將泥沙向岸灘輸移。

較大規(guī)模的海灘補沙通常是從水上進行填筑的，最經(jīng)濟的方法是用絞吸式挖泥船進行水力吹填。一般要求海底取沙坑的距離不超過10 km，海灘補沙若能與海港的港池、航道開挖相結(jié)合，則更為經(jīng)濟合理。

由于對海灘進行人工補沙是一種經(jīng)濟而有效的方案，且對相鄰海岸地區(qū)的影響又較小，因此日益普遍地被各國所采用。1985年第26屆國際航運會議有一個議題組專門討論沙質(zhì)海岸有關(guān)人工海灘補沙技術(shù)和設(shè)備的最新發(fā)展［4］，1991年國際海岸工程學報出了一期“人工海灘補沙”專集［5］，由此可見，國際上對這種海岸保護方法的重視。幾十年的實踐經(jīng)驗表明，此法已成為當前防護海灘侵蝕最有效的措施，已為歐美國家廣泛應(yīng)用。

1.2 海灘養(yǎng)護開展情況

1922年，美國最早在紐約實施了柯尼島公共岸灘計劃［6］。1956年國會逐步將人造海灘及養(yǎng)灘工程作為美國防止海岸侵蝕的主要手段。至1980年美國大陸海岸已有155處采用了人造海灘。佛羅里達州南部的邁阿密養(yǎng)灘開展規(guī)模最大，也最為有名，養(yǎng)灘岸線總長17 km，鋪沙量1 000萬m3。即使是中等強度的颶風亦未對此海灘造成顯著侵蝕，再次證明了海灘喂養(yǎng)的效果［7］。大規(guī)模的海灘喂養(yǎng)與人工沙灘工程不僅有效保護海岸免遭侵蝕，降低了颶風帶來的海岸帶風暴潮災(zāi)害，而且在改善海岸環(huán)境與發(fā)展旅游業(yè)方面作出了重大貢獻［8］。

目前歐洲每年的補沙量達2 800萬m3，與美國聯(lián)邦政府項目的總量相當。歐洲的人造沙灘始于1950年的荷蘭，主要目的是為防止沙灘消失，保護旅游資源。荷蘭在海灘養(yǎng)護方面發(fā)展迅速，從1952—1989年完成了50個工程，并于1987年定制《人工海灘養(yǎng)灘手冊》，是繼美國1984年《海濱防護手冊》后該領(lǐng)域研究的新進展。

歐洲其他國家，如德國、法國、西班牙和愛爾蘭也有大規(guī)模的養(yǎng)灘工程。目前，德國、荷蘭和丹麥已將人工養(yǎng)灘作為長期策略來防治海岸侵蝕，后兩國更是將其納入了法律體系，對岸線的長期變化進行系統(tǒng)的定期監(jiān)測。

日本作為島國也逐漸以養(yǎng)灘作為海岸防護的主要措施，年平均海灘喂養(yǎng)工程數(shù)約5個。東京灣東岸大多數(shù)造陸工程是在1966年后完成的，其中北部規(guī)劃為人工海灘和海濱公園。最早的是1975年開始的Inage濱海公園，擁有長1 200 m，寬200 m的海灘。養(yǎng)灘用沙全部來自3 km近海，厚度達30 cm以防止岸灘侵蝕。Makuhari海灘應(yīng)用水力輸沙方法實施喂養(yǎng)，并輔以潛堤工程，每年為維護沙灘喂養(yǎng)沙量為15 000 m3，并于1979年出版了《人工海灘手冊》。

我國的海灘養(yǎng)護實踐以香港淺水灣為最早。1990年香港對香港島南岸的淺水灣海灘實施填沙護灘工程，以期增加海灘的寬度來滿足旅游業(yè)發(fā)展的需要。其工程不僅美化了城市環(huán)境，也為旅游業(yè)的發(fā)展提供了必要條件。20世紀70年代，我國大陸海岸的青島、茂名一帶開展了小規(guī)模的養(yǎng)灘工程，連年補沙但連年被侵蝕掉。正規(guī)的養(yǎng)灘工程始于1994年大連市星海灣海灘整治工程［9］，利用丁壩和灣口潛堤抵浪，拋沙31.5萬m3，試圖將原礫石質(zhì)海灘改造成砂質(zhì)。2001年，秦皇島市北戴河東海灘用丁壩護沙，拋沙4 000 m3，營造了人造海灘，每年再補沙400 m3，效果較好［10］。2007年5—9月的廈門五通—香山一期養(yǎng)灘工程是大規(guī)模的養(yǎng)灘工程。在1.5 km的海灘上拋沙74萬m3，干灘增寬100 m，1年后蝕退狀況不明顯［11］。2007年，海南三亞白排人工海灘總長度400 m，寬度40～50 m，總填沙量48 000 m3［12］。2008年5—6月，北戴河西海灘六、九浴場對0.7 km嚴重侵蝕的海灘實施養(yǎng)護，以岸外沙袋潛壩拒浪，向灘肩拋沙11萬m3，建成寬闊海灘，1年后效果很好［13］。此外，山東招遠、北戴河中海灘以及天津港東疆港區(qū)人工沙灘等也相繼完工。

從國內(nèi)外海灘治理的經(jīng)驗來看，人工海灘是防止岸線侵蝕、維持海岸動態(tài)輸沙平衡的有效措施。隨著我國對海岸生態(tài)資源的重視以及濱海旅游業(yè)的不斷發(fā)展，海灘養(yǎng)護將越來越受到重視，成為今后海岸防護的重要工程措施。這也要求有關(guān)養(yǎng)灘的理論和技術(shù)問題得到進一步的總結(jié)和評估。

1.3 海灘養(yǎng)護設(shè)計

海灘養(yǎng)護的設(shè)計包括平面設(shè)計和橫斷面設(shè)計。在平面布置上，常輔以導堤促淤或外防波堤（或潛堤），視海岸具體環(huán)境特點而定。岸線布設(shè)越接近自然穩(wěn)定形態(tài)，拋沙后沙灘的過渡期越短。應(yīng)用較多的是借助人工突堤或離岸堤與沙岸構(gòu)成一種靜態(tài)平衡岬灣的布置，即借助人工岬角創(chuàng)造穩(wěn)定海岸形態(tài)。橫斷面設(shè)計是進行補灘施工和計算拋沙量的關(guān)鍵，設(shè)計的合理與否直接關(guān)系著養(yǎng)灘工程建成后，新養(yǎng)護沙灘與當?shù)厮沫h(huán)境的適應(yīng)能力以及工程是否能夠滿足規(guī)劃時的使用要求。中剖面有海灘的原始剖面，設(shè)計剖面和施工模板。原始剖面指前剖面形態(tài)，通常需要水下地形勘探測量得出；設(shè)計剖面是指根據(jù)當?shù)氐乃畡恿l件和原沙、補沙粒徑等因素，結(jié)合一定的設(shè)計準則（如，Dean平衡剖面模式）所確定的海灘穩(wěn)定時的平衡剖面，是優(yōu)良海灘最終達到的剖面形態(tài)；施工模板是指在進行工程施工時，所依據(jù)的補灘施工文件，是工程開展的依據(jù)性文件，包括灘肩高程和寬度以及一個或多個向海底坡的設(shè)計［14］。圖1顯示了某處養(yǎng)灘工程中各剖面形態(tài)分布。海灘養(yǎng)護橫斷面設(shè)計方法主要有超沙法和平衡剖面法。

圖1 海灘養(yǎng)護中各剖面示意圖［15］

1.3.1 超沙設(shè)計法

早期的工程中，通過確定一個超填沙系數(shù)RA（overfill factor）來反映在不同填沙粒徑下，給定海灘需超填的沙量。他們假定填沙在當?shù)睾０秳恿^程作用下，會經(jīng)過一個自然的分選過程，在足夠長的時間后，將逐步達到與當?shù)睾０董h(huán)境相適應(yīng)的平衡岸灘剖面。James［16］將該理論發(fā)展成為兩個系數(shù)的確定：超填沙系數(shù)RA，重復(fù)填沙系數(shù)RJ（renourishment factor）。超沙設(shè)計法并不關(guān)心具體的填沙位置和設(shè)計橫斷面形狀，多見于荷蘭等歐洲早期工程中。目前的研究及相關(guān)工程經(jīng)驗實踐表明，僅僅依據(jù)基于填沙粒徑的兩個參數(shù)RA和RJ來估計養(yǎng)護效果并不是很科學［17］。現(xiàn)行的指導性文件更推薦基于平衡剖面概念的設(shè)計方法。

1.3.2 平衡剖面設(shè)計法

養(yǎng)灘工程主要設(shè)計參數(shù)包括：橫斷面設(shè)計和欲達到設(shè)計剖面所需補沙量。典型養(yǎng)護設(shè)計方案包括不同寬度灘肩和沙丘高程的組合；灘肩寬度和高程，沙丘高程、頂寬和邊坡的確定；灘肩下平衡剖面形狀設(shè)計。

灘肩高程通常與自然海灘灘肩頂高程一致。自然灘肩高程由現(xiàn)存和歷史條件的施工地海灘剖面調(diào)查確定。通常低能波浪作用下，夏季末海灘灘肩完全成長良好，可以作為確定海灘設(shè)計灘肩高程參考。

目前比較成熟的實用方法是利用BMAP（beach morphology analysis package）軟件［18］進行數(shù)據(jù)分析，確定最優(yōu)灘肩高度。灘肩寬度與工程目的有關(guān)，通常受工程經(jīng)濟因素、環(huán)境問題等影響。如果是抵御風暴潮為目的的海灘，通常要經(jīng)過減少風暴潮損失最優(yōu)化分析的過程來確定；SBEACH［19］軟件可以用來計算不同寬度灘肩的海灘在風暴潮作用下剖面的響應(yīng)，在設(shè)計中提供輔助作用。對于以旅游開發(fā)為目的的海灘，灘肩部分設(shè)計除滿足旅游沙灘寬度標準外，還應(yīng)滿足灘肩高程大于或等于設(shè)計重現(xiàn)期內(nèi)波浪最大爬高與大潮高潮。沙丘的設(shè)計高程由經(jīng)濟優(yōu)化確定，頂寬和邊坡由施工限制和泥沙特性等共同決定。平衡剖面形狀可依據(jù)平衡剖面模式（如，Bruun－Dean）進行設(shè)計。

2 海灘養(yǎng)護的相關(guān)物理和數(shù)值實驗研究

2.1 物理模型實驗研究進展

國外研究機構(gòu)在海灘演變尤其是剖面演變方面展開的實驗研究很多。鑒于實驗室小型設(shè)備在實際海灘剖面變化試驗所得到的數(shù)據(jù)資料，受尺度限制；對于海灘剖面變化的有效實測資料不易獲得，所以大型波浪水槽提供近乎原型試驗環(huán)境，解決了小尺度波浪水槽實驗的不足。

國外研究機構(gòu)從1955年起就針對不同波浪和水位條件下水下剖面和沙丘的發(fā)展變形、泥沙的運移開展了試驗研究。研究在不同的波浪條件與水位的組合下海灘的剖面形態(tài)、坡度及其穩(wěn)定性之間的關(guān)系，以評估在不同岸灘坡度下灘肩補沙設(shè)計指標，以及在不同波浪條件下灘肩補沙的響應(yīng)。1956—1957年，大型波浪水槽（large wave tank，簡稱LWT）實驗開始于美國工程師兵團（CERC），后來日本中央電力工業(yè)中心（CRIEPI）和德國Hanove大學（UH）也相繼進行了試驗，其成果已由Kajima等［20］、Kraus等［21］、Larson等［19］及Dette等［22］整理發(fā)表。這些試驗系統(tǒng)地測試了剖面變化與理想化的廣域入射波高及波長、水位、海灘初始坡度及粒徑大小等之間的關(guān)系。Dette等［23］總結(jié)了大型波浪水槽海灘剖面實驗在中的應(yīng)用。

國內(nèi)學者近年來也開展了不同規(guī)模的實驗研究，馮衛(wèi)兵、李冰［24－25］、楊燕雄和鄒志利等［26］均各自獨立開展了二維沙質(zhì)海灘形態(tài)試驗研究，通過系列試驗分析對于不同泥沙粒徑、不同重現(xiàn)期波浪及來波方向影響下人工沙灘平衡剖面的形態(tài)特征。這些實驗都是在分析海灘演變規(guī)律、優(yōu)化人工海灘設(shè)計方面的有益嘗試。但總體上看，我國在海灘養(yǎng)護方面進行的系統(tǒng)性、有針對性的研究還比較少，應(yīng)提倡合理開展養(yǎng)灘工程的科學實驗精神，從物理及數(shù)值試驗兩方面入手，加強對于養(yǎng)灘工程預(yù)測能力，提高工程的科學性和可靠性。

2.2 數(shù)值模擬研究進展

國外該方面的研究較多，Swart［27］將計算橫向輸沙率的概化方法加以完善，建立了一個模型，該模型將海灘剖面分為3個水平層，對無沙壩海灘能給出良好的結(jié)果。Swain等［28］對這個模型加以改進，使之能適用于有潮汐水位變化的情況。Dally等［29］提出一個將水體分成兩層的模型，可以模擬海灘沖淤變化及沙壩形成，但輸沙計算時并沒有考慮推移質(zhì)且剖面經(jīng)長時段模擬不能達到平衡?；贐agnold［30］的輸沙概念，Bailard［31］假定瞬時輸沙率正比于床面區(qū)域單位水體的能量耗散率，得到了計算時均沿岸和橫向輸沙率公式。Stive［32］應(yīng)用并改進了Bailard輸沙模型，得到了UNIBEST－TC模型。

此外，Nairn［33］也從計算推移質(zhì)邊界層速度及懸移質(zhì)的上層速度算法上發(fā)展了Bailard模型。Kriebel等［34］假定海灘剖面總是朝著Bruun等平衡剖面方向發(fā)展，得到了與能量耗散率有關(guān)輸沙模型。Delft Hydraulics［35］提出了有、無護面層情況下橫向輸沙公式。DHI［36］開發(fā)了基于內(nèi)波周期的懸移質(zhì)和推移質(zhì)輸沙模型，可以考慮護面、泥沙喂養(yǎng)條件下剖面的演變，但波高沿斷面的分布是經(jīng)驗性計算法。Larson等［37］建立了求解養(yǎng)護海灘在風暴作用下的數(shù)學模型得到了風暴作用下養(yǎng)護海灘演變的定性和定量特征。Marie－Helene基于時間和深度平均的二維N－S方程，開發(fā)了波流作用下準三維岸灘演變模型［38］。Srinivas等［39］基于物理原理提出了一個相對完整的剖面輸沙模型。Rakha［40］建立了內(nèi)部波浪（intra－wave）泥沙輸運模型，通過求解泥沙守恒方程來預(yù)測岸灘剖面的變化。Larson等［41］基于Madsen的推移質(zhì)輸沙模型開發(fā)了沖流帶內(nèi)剖面演變模型，但是與破碎帶模型的耦合結(jié)果還有待提高，Meule［42］基于Martinez和Harbaugh的SEDSIM模型開發(fā)了用于模擬風暴潮的泥沙水動力模型。Yin Lu Young［43］建立了沙質(zhì)岸灘上孤立波破碎模型。

我國海灘剖面研究，主要采用定性分析或統(tǒng)計方法［44－46］，而在地形和水動力之間耦合機制方面的數(shù)值研究相對較少。沈劍平、李國謙［47－48］分別建立的沙質(zhì)海灘剖面演變的數(shù)學模型，為我國學者在此領(lǐng)域的有益嘗試。

由此可見，國內(nèi)外學者開發(fā)的岸灘剖面演變模型很多，Seymour、Broker、Schoonees和Van Rijn［49－52］等分別從輸沙率計算方法、邊界條件和計算結(jié)果的可靠性等方面對這些模型做了分類比較和評價，指出了各個模型的優(yōu)缺點及適用范圍，為模型實際應(yīng)用提供指導。LITCROSS、Larson和Kraus模型在海灘養(yǎng)護中均得到了實際應(yīng)用，用于海灘養(yǎng)護的方案設(shè)計和評估。

2.3 海灘平衡剖面模式研究進展

海灘養(yǎng)護的剖面設(shè)計主要依據(jù)平衡剖面的概念。因此，如何合理確定給定水動力和泥沙條件下的穩(wěn)定岸灘形態(tài)是至關(guān)重要的。早期針對平衡剖面的實驗研究證明［53－55］，在較陡前灘的海灘上呈現(xiàn)上凹形，沿離岸方向坡度逐漸變緩。Bruun［56］提出了能量法則，將這種試驗和理論上的上凹性聯(lián)系起來，并將水深看做離岸距離的函數(shù)。Dean［57］在理論上證明了Bruun的能量法則，并假定平衡剖面直接與單位水體的穩(wěn)定能量耗散率有關(guān)，得出了一個經(jīng)驗數(shù)——形狀參數(shù)A來表達兩者聯(lián)系，提出用y＝Axm描述平衡剖面形態(tài)。Moore［58］定義了形狀參數(shù)A與泥沙中值粒徑的關(guān)系。

另外，Vellinga［59］用近岸帶封閉輸沙平衡的概念描述平衡剖面?？紤]前灘的線性陡坡段Dean的平衡剖面模式經(jīng)發(fā)展，成為Dean－Moore－Wiege模式［60－62］。Wang［63］提出的三段海灘剖面形態(tài)模式，Dean［64］提出的多段海灘剖面模式。Bodge和Komar提出了冪指數(shù)形式［65－66］，并指出Dean的平衡剖面缺陷在于在前灘（x＝0）處坡面出現(xiàn)無窮大情況。Lee［67］基于為微幅波理論，以顯式形式給出了聯(lián)系波周期（波長）的平衡剖面的幾何形狀。Lee討論了Dean剖面模式指出Dean的理論中把質(zhì)點運動與能耗聯(lián)系起來不科學，因為能量是標量而非矢量。印萍等［68］通過日照海灘實測資料與Dean模式對比分析也發(fā)現(xiàn)，將海灘剖面在水深3.5m處分成兩段分別進行線性回歸分析，與Dean模式符合良好，而3.5m水深正好是中粗砂與沙質(zhì)粉砂的分界水深。Bernabeu［69］的剖面模式將潮位影響考慮進去，對于受潮汐影響較大的海灘更具指導意義。

從上述平衡剖面的發(fā)展可知，目前仍然沒有詳盡的方法來描述具體海岸環(huán)境因素對給定原始岸灘的作用。Bruun和Dean對海灘平衡剖面做了開創(chuàng)性研究，尤其Dean從能量平衡角度闡述了該模式的理論基礎(chǔ)，成為后人提出的其他平衡剖面模式的依據(jù)。目前，該模式已被廣泛應(yīng)用到在海灘養(yǎng)護剖面的設(shè)計和相關(guān)理論研究中。

Dean平衡剖面模式形式簡潔、應(yīng)用方便，但其中參數(shù)物理意義不明確，由于實際海灘動力環(huán)境差別較大，因而此模式在全世界不同的海岸動力環(huán)境下難以普遍適用。

3 海灘養(yǎng)護研究中存在問題

（1）總體上看，我國海岸演變的研究側(cè)重于運用地質(zhì)、地形學方法分析海底剖面的變化情況，此方法嚴重依賴于長期的海底地形實測資料，以及數(shù)據(jù)采集點和典型海底剖面的選取，給實際操作帶來諸多不便；在海灘剖面研究中，很少從水動力學方面去研究泥沙與岸灘沖淤變化過程的關(guān)系，主要是因為泥沙橫向輸運計算涉及因素很多，如，離岸沙壩、過度沖刷過程、海墻、海灘喂養(yǎng)及泥沙粒徑變化等的合理考慮都是模型需要解決的問題。因此，加強泥沙動力學研究是問題的關(guān)鍵所在。隨著海岸工程應(yīng)用需要及相關(guān)理論和技術(shù)的發(fā)展，針對岸灘演變的水動力模型研究將是一種趨勢。

（2）在海灘養(yǎng)護設(shè)計中，簡單應(yīng)用Dean的平衡剖面模式對補灘剖面進行設(shè)計存在很大不足：在水深為0處，前灘坡度出現(xiàn)無窮大的情形，且由其回歸結(jié)果顯示等號左右長度因次并不一致；不能描述平衡海灘剖面上可能出現(xiàn)的灘肩和沙壩；形狀參數(shù)A僅考慮了泥沙參數(shù)的作用，并沒有考慮波高、波向、波周期和粒徑在灘面的分布、潮位變動等影響。由于實際海灘動力環(huán)境差別較大，因此該模式在全世界不同的海灘環(huán)境下難以普遍適用。應(yīng)鼓勵從實際海灘剖面地形結(jié)構(gòu)、灘面泥沙組成與輸移、波浪運動特征等方面尋求改進。

4 結(jié)束語

海灘資源合理的利用及保護已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)的一項重要工程技術(shù)內(nèi)容。我國的“十二五”發(fā)展規(guī)劃更是把岸線恢復(fù)及岸灘保護作為今后發(fā)展的重要任務(wù)。國外針對海灘在波浪、風暴潮作用下的試驗研究很多，許多寶貴經(jīng)驗值得借鑒。國內(nèi)對于養(yǎng)灘試驗開展較少且多是針對具體工程進行的設(shè)計方案適宜性和耐久性研究，對于海灘養(yǎng)護的一般規(guī)律性研究很少，還沒有得出適用于我國特定岸灘環(huán)境的指導性方法與規(guī)則。因此，學習和借鑒國外實例調(diào)查及實驗室原型試驗研究的方法和養(yǎng)灘工程實施經(jīng)驗，針對我國海灘泥沙及水動力環(huán)境特點開展基礎(chǔ)性研究工作，分析不同岸灘類型的切實可行的造灘、養(yǎng)灘方案，是實現(xiàn)沿海自然資源的可持續(xù)利用和濱海旅游業(yè)的發(fā)展的一條必經(jīng)之路。

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