茅家港離岸堤丁壩組合工程對岸灘地貌的影響.doc

茅家港離岸堤丁壩組合工程對岸灘地貌的影響王軻道基金項目：山東省自然科學基金項目（ZR2009EM008）；華東師范大學河口海岸學國建重點實驗室開放基金項目（200912）；臨沂師范學院博士啟動基金（BS07009）。作者簡介：王軻道（1968），男，山東臨沂人，博士，臨沂師范學院副教授，研究方向：海岸工程地貌與海岸環(huán)境演變。E-mail：，王金華2 （1. 臨沂師范學院，化學與資源環(huán)境學院，山東臨沂，276005; 2. 臨沂師范學院，圖書館，山東臨沂，276005;）摘要：運用一手資料研究了離岸堤丁壩組合工程對附近岸灘的影響，研究發(fā)現(xiàn)工程區(qū)內(nèi)堤內(nèi)灘面由原來的沖刷變?yōu)橛俜e，形成了與原始灘面傾斜方向相反的新灘面。灘面淤積達到動態(tài)平衡之后，灘面泥沙在波浪作用下，以推移質(zhì)形式運動，使離岸堤內(nèi)的灘面泥沙重新調(diào)整，波影區(qū)的灘面繼續(xù)淤高。形成靠近主海堤和離岸堤的灘面都淤積的新淤積形態(tài)，灘面因淤積而形成鞍形的地形。 關(guān)鍵詞：離岸堤；岸灘；鞍形地形；茅家港；江蘇省引言茅家港所在的江蘇省呂四岸段為侵蝕性細沙粉沙質(zhì)海岸，在自然狀況下，灘面的侵蝕嚴重。海岸防護工程建成后，灘面環(huán)境發(fā)生了很大的變化。該岸段有眾多的海岸防護工程，其中茅家港離岸堤丁壩組合工程是其中的一例。在離岸堤內(nèi)波能減弱，促使潮流從上游側(cè)輸入的泥沙沉積下來，離岸堤內(nèi)的灘面不斷淤積，離岸堤內(nèi)的岸線逐漸形成沙嘴，岸灘地貌發(fā)生變化。茅家港離岸堤丁壩組合工程建成后，有效地保護海灘免遭海浪的侵蝕。離岸堤內(nèi)的灘面環(huán)境發(fā)生了變化。到目前，國內(nèi)外在離岸堤、丁壩等海岸工程對海岸地貌的影響研究，在沙質(zhì)海岸和淤泥質(zhì)海岸上研究的較多，缺乏在細沙粉砂質(zhì)海岸上的研究。因此，研究離岸堤丁壩組合工程對細沙粉砂質(zhì)岸灘面的影響，對海岸開發(fā)和海岸防護工程管理具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。1茅家港岸段和離岸堤丁壩組合工程概況茅家港岸段海灘地貌總的特點是平坦而寬闊，潮間淺灘的平均寬度在5km，岸灘坡度不到千分之一，沉積物主要為細沙粉沙，灘面上潮水溝縱橫交錯，而這些潮水溝愈向海愈大，最后匯入深泓。近百年來，由于長江入海泥沙北上數(shù)量的減少，岸灘在波浪的沖擊下表現(xiàn)出強烈的侵蝕過程?，F(xiàn)為加糙混凝土護坡形式的海堤，能抵禁較大風浪的襲擊。但海堤前緣海灘的進一步刷深卻是無法制止的。茅家港離岸堤丁壩組合促淤工程是在原有兩條丁壩的基礎(chǔ)上建立起來的，工程于1984年10月份開始施工，1985年初完工，離岸堤和丁壩長度為200m，離岸堤距岸200m，離岸堤和丁壩的高度為高潮大浪能越過。工程的布置如圖4-1所示。圖1 呂四海灘離岸堤丁壩組合工程示意圖（劉家駒，1997）2 離岸堤內(nèi)的地形變化圖2 茅家港離岸堤工程前后灘面地形比較圖圖3 2003年12月離岸堤地形圖圖4 2004年7月茅家港灘面地形圖離岸堤丁壩組合工程建成后，離岸堤丁壩組合工程區(qū)內(nèi)的灘面淤積存在著很大的差異，且越靠近離岸堤，灘面淤積厚度越大，灘面越高，且形成了向陸傾斜的新灘面。高潛堤內(nèi)的灘面淤積也較大，并且也形成了向陸傾斜的新灘面。低潛堤內(nèi)的灘面雖有所淤積，但淤積量小，灘面高程較低，形成的新灘面也有向陸傾斜的趨勢（如圖2所示）。2003年12月實測的地形（圖3）與1986年9月的地形相比，靠近離岸堤的灘面高程無明顯變化，只是近岸部分普遍淤高，并且西北低、東南高的格局未發(fā)生根本性改變，只是中部離岸堤內(nèi)側(cè)近岸略高于高于兩側(cè)，淤積沙嘴從靠近主海堤和離岸堤內(nèi)側(cè)的位置同時淤積，灘面地形有形成靠近主海堤和離岸堤的灘面都在淤高的馬鞍形趨勢。2004年7月的地形（圖4）比2003年12月的地形又有所淤積。靠近離岸堤和主海堤的位置灘面淤積明顯，灘面高程比2003年12月的明顯增加，鞍形的淤積形態(tài)更加明顯。取三條不同橫斷面分別在離岸堤、高潛堤和低潛堤的中央位置，繪成的橫剖面如圖5、6、7所示。從離岸堤的橫斷面的高程變化來看，建壩之前，灘面為比較平緩的向海傾斜的自然海灘，到1986年9月，形成了向陸傾斜的新灘面，灘面平均淤高50cm，總體上越靠近離岸堤，灘面淤積厚度越大。2003年12月測量的結(jié)果與1986年9月的地形對比來看，灘面的淤積變化的總量仍然不大，靠近主海堤的位置有灘面被淤高的趨勢。2004年7月的測量結(jié)果看，灘面又有一定的淤積，灘面落淤的分布是靠近主海堤落淤量大，同時靠近離岸堤落淤也較多，形成靠近主海堤和靠近離岸堤的灘面都較高的特點，灘面地形成鞍形的形態(tài)。從高潛堤的橫斷面，建壩之前，灘面為比較平緩的向海傾斜的自然海灘，到1986年9月，即形成了向陸輕微傾斜的新灘面，且其高度淤高平均30cm，此時灘面已基本達到平衡狀態(tài)。2003年12月測量的結(jié)果看，灘面的淤積變化不大，2004年7月的測量結(jié)果看，灘面又有一定的淤積。兩次新的測量結(jié)果還看出靠近高潛堤，灘面被侵蝕。圖4-8 離岸堤內(nèi)灘面橫剖面變化圖4-9 高潛堤內(nèi)灘面橫剖面變化圖4-10 低潛堤內(nèi)灘面橫剖面變化圖15 茅家港海岸離岸堤內(nèi)的淤積形態(tài)從低潛堤的橫斷面，建壩之前，灘面為比較平緩的向海傾斜的自然海灘，到1986年9月灘面有所淤積，形成了仍向海傾斜的灘面，且其高度平均淤高近15cm。2003年12月測量的結(jié)果看，灘面的淤積變化仍然不大，2004年7月的測量結(jié)果看，灘面又有一定的淤積。兩次新的測量結(jié)果還看出靠近低潛堤，灘面被侵蝕，是由于波浪越過低潛堤后仍然很強，對灘面沖刷形成深槽。3 原因機制分析茅家港岸段為細沙粉沙質(zhì)海岸，泥沙落淤既有懸沙落淤，又有推移質(zhì)落淤。工程建成后，離岸堤內(nèi)的泥沙淤積是懸沙落淤，潮流攜帶的推移質(zhì)泥沙由于受離岸堤和丁壩的阻擋而不能進入到工程區(qū)，而僅有懸移質(zhì)泥沙才能隨潮流進入工程區(qū)內(nèi)，泥沙淤積在離岸堤的波影區(qū)內(nèi)，泥沙落淤類似淤泥質(zhì)海岸離岸堤內(nèi)的泥沙落淤，泥沙緊靠離岸堤落淤形成淤積沙嘴，泥沙淤積形成的灘面與原始灘面傾向相反，即向陸傾斜。但淤積到一定程度后灘面淤積達到平衡狀態(tài)，灘面的泥沙落淤仍然是懸移質(zhì)落淤，緊靠離岸堤的位置灘面繼續(xù)淤積，同時灘面泥沙在波浪的作用下重新被掀起并運動，灘面的泥沙重新調(diào)整。由于在離岸堤后靠近離岸堤和主海堤都為波影區(qū)，在波影區(qū)內(nèi)落淤，形成了靠近主海堤和離岸堤都落淤的淤積形式。因此泥沙重新調(diào)整的結(jié)果是岸邊落淤多，同時有淤積沙嘴從岸向海伸展。形成總的淤積趨勢是靠近海堤和離岸堤的灘面都淤高，逐漸形成鞍形灘面。4結(jié)論茅家港岸段為細沙粉沙質(zhì)海岸，丁壩離岸堤組合工程建成后，茅家港離岸堤內(nèi)灘面淤積所形成淤積沙嘴：在建壩初期緊靠離岸堤背后，泥沙落淤形成的新灘面向陸傾斜；后來泥沙落淤到一定程度，灘面淤積達到平衡狀態(tài)之后，灘面泥沙的淤積是在緊靠主海堤和離岸堤的位置都淤積，即淤積沙嘴由海向陸和由陸向海同時淤長，灘面形成鞍型的地形。茅家港丁壩離岸堤組合工程影響下的岸灘地貌演變規(guī)律，對細沙粉砂質(zhì)海岸帶的開發(fā)和海岸工程管理都具有重要的指導作用。參考文獻：1 喻國華，陸培東. 江蘇呂四小廟洪淹沒性潮汐漢道的穩(wěn)定性J. 地理學報，1996（2）：127-1342 徐敏. 侵蝕性細沙粉沙質(zhì)海岸平衡剖面的塑造C, 第八屆全國海岸工程學術(shù)會議3 王艷紅，張忍順等，淤泥質(zhì)海岸的形成過程及其機制，海洋工程，2003.54 馮金良. 人類工程活動對秦皇島海灘侵蝕及淤積的影響J. 海岸工程, 1997,(3):42-465 賀松林主編. 海岸工程與環(huán)境概論M. 北京：海洋出版社，2003.6 Stephenson, Wayne J. et al, Coastal geomorphology into the twenty-first century J. 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