強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)海岸不同型式柵欄積沙效應(yīng)研究

強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)海岸不同型式柵欄積沙效應(yīng)研究摘要

柵欄因其獨(dú)特的防護(hù)效果被廣泛用于海岸沙丘地區(qū)的防風(fēng)固沙工程中。近年來，隨著氣候變化和全球海平面上升的影響，強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)事件頻繁發(fā)生，對(duì)海岸地區(qū)造成了更加嚴(yán)重的威脅。本文以不同型式的柵欄為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)地測(cè)量和數(shù)值模擬的方法，從柵欄的布置形式、柵欄頂部設(shè)計(jì)等方面對(duì)其防風(fēng)固沙能力進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的柵欄能夠有效減小強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)潮對(duì)海岸沙丘的侵蝕和破壞，極大地提高了防護(hù)效果。本研究為海岸柵欄設(shè)計(jì)提供了參考和借鑒，同時(shí)也為探索海岸沙丘固沙機(jī)理提供了一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：海岸柵欄；強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)；防風(fēng)固沙；數(shù)值模擬；實(shí)地觀測(cè)

Abstract

Barrierfencesarewidelyusedinwindandsandcontrolprojectsincoastaldunesduetotheiruniqueprotectiveeffect.Withtheimpactofclimatechangeandglobalsealevelriseinrecentyears,strongtidalcurrentsandwindshaveoccurredfrequently,posingamoreseriousthreattocoastalareas.Thispapertakesdifferenttypesofbarrierfencesastheresearchobject,andcombinesfieldmeasurementsandnumericalsimulationstostudytheirwindandsandcontrolcapabilitiesfromthearrangementoffencesandthedesignofthetopofthefence.Theresultsshowthatoptimizedbarrierfencescaneffectivelyreducetheerosionanddestructionofstrongwindsandtidalcurrentsoncoastaldunes,greatlyimprovingtheprotectioneffect.Thisstudyprovidesreferenceandreferenceforthedesignofcoastalbarrierfencesandalsoprovidesacertaintheoreticalbasisforexploringthemechanismofsandfixationincoastaldunes.

Keywords:coastalbarrierfences;strongtidalcurrentsandwinds;windandsandcontrol;numericalsimulation;fieldobservations

引言

海岸地區(qū)是世界上獨(dú)有的自然景觀，其獨(dú)特的自然風(fēng)光吸引了眾多游客的目光。然而，隨著人類大規(guī)模開發(fā)和城市化進(jìn)程的加速，海岸地區(qū)的生態(tài)環(huán)境也受到了極大的破壞。尤其中外源污染物和生物入侵加劇了海岸生態(tài)環(huán)境的惡化。與此同時(shí)，強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)等自然災(zāi)害事件也時(shí)刻威脅著海岸地區(qū)的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，如何保護(hù)海岸地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和安全問題已成為當(dāng)今社會(huì)亟待解決的問題。

柵欄因其獨(dú)特的防護(hù)效果被廣泛用于海岸沙丘地區(qū)的防風(fēng)固沙工程中。柵欄可以有效阻擋風(fēng)沙的沖刷，形成內(nèi)部水平風(fēng)蝕區(qū)域，增加風(fēng)沙堆積，對(duì)于防止風(fēng)沙對(duì)內(nèi)陸地區(qū)的危害非常有效。同時(shí)，柵欄還可以降低沙丘頂部面積，減少對(duì)風(fēng)力的抵抗，從而減小被風(fēng)吹走的沙子量。與傳統(tǒng)的防風(fēng)林相比，柵欄防護(hù)效果更明顯，設(shè)計(jì)和施工也更加簡(jiǎn)便。但是，隨著氣候變化和全球海平面上升的影響，強(qiáng)潮強(qiáng)風(fēng)事件頻繁發(fā)生，對(duì)海岸地區(qū)造成了更加嚴(yán)重的威脅?，F(xiàn)有的柵欄設(shè)計(jì)理論和技術(shù)不能很好地適應(yīng)這種變化，因此，有必要對(duì)柵欄的防風(fēng)固沙能力進(jìn)行深入研究。

本文選取了不同型式的柵欄作為研究對(duì)象，從柵欄的形式、布置方式、尺寸等方面進(jìn)行實(shí)地考察并進(jìn)行數(shù)值模擬。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和對(duì)模擬結(jié)果的驗(yàn)證，研究了不同型式柵欄的防風(fēng)固沙能力?；诒疚牡难芯拷Y(jié)果，可以為今后海岸柵欄設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，同時(shí)也為探查海岸沙丘固沙機(jī)理提供了一定的理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用有腳的"T"形柵欄和縱向布置的"U"形柵欄對(duì)防風(fēng)固沙效果最為顯著。這是因?yàn)橛心_的"T"形柵欄可以在風(fēng)沙流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻礙，使沙子停留在內(nèi)部形成風(fēng)蝕區(qū)，增加沙丘的高度和穩(wěn)定性。而縱向布置的"U"形柵欄可以直接阻擋風(fēng)沙的沖刷，同時(shí)也能夠減小沙丘的侵蝕面積，增加沙丘的密度和耐風(fēng)性。

此外，在柵欄的尺寸方面，高度和間距是影響防風(fēng)固沙效果的重要因素。高度過低或過高都不利于防風(fēng)固沙效果的提高，而合適的高度可以使柵欄形成較好的風(fēng)蝕區(qū)。間距過小會(huì)導(dǎo)致防風(fēng)固沙效果的降低，過大則會(huì)造成資源浪費(fèi)。因此，高度和間距的選擇應(yīng)該根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行合理配置。

總之，本文的研究為海岸防風(fēng)固沙工程提供了技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，同時(shí)也揭示了柵欄的防風(fēng)固沙機(jī)理，為今后的相關(guān)研究提供了一定的理論基礎(chǔ)此外，柵欄的材料也是影響防風(fēng)固沙效果的重要因素。目前常使用的材料有木材、竹材、鐵材、塑料等。不同材料的耐久性、強(qiáng)度、阻擋效果等都不同，因此在選擇柵欄材料時(shí)需要結(jié)合具體的情況進(jìn)行選擇。

在實(shí)際的海岸防風(fēng)固沙工程中，除了柵欄的設(shè)置，還需要考慮其他方面的因素，比如植物、運(yùn)沙道路等。植物的種植可以增加海岸的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也可以起到防風(fēng)固沙的作用。運(yùn)沙道路的設(shè)置可以有效地防止沙丘向內(nèi)陸移動(dòng)，避免沙粒的浪費(fèi)。

另外，海岸防風(fēng)固沙工程是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，需要進(jìn)行不斷的維護(hù)和管理。及時(shí)的柵欄修復(fù)、植物養(yǎng)護(hù)以及清理運(yùn)沙道路等工作都是必要的，這樣才能夠保持海岸的穩(wěn)定性和防風(fēng)固沙效果。

總之，海岸防風(fēng)固沙工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要從多方面進(jìn)行考慮和綜合運(yùn)用。柵欄的設(shè)置是其中一個(gè)重要的方面，通過研究柵欄的防風(fēng)固沙機(jī)理以及合理的配置，可以為海岸防風(fēng)固沙工程提供有效的技術(shù)支持和理論指導(dǎo)除了柵欄、植物和運(yùn)沙道路等措施外，海岸防風(fēng)固沙工程中還有其他的技術(shù)手段可以使用。例如，海岸保護(hù)墻是一種直接抵御風(fēng)浪侵襲的結(jié)構(gòu)，可以起到有效的防風(fēng)固沙作用。此外，人工深水堤、沙井、草墊子等措施也可以用于海岸防風(fēng)固沙，具體應(yīng)根據(jù)不同的情況進(jìn)行選擇和施工。

在海岸防風(fēng)固沙工程中，需要考慮到自然因素、人為因素和經(jīng)濟(jì)因素等多方面的因素。自然因素包括風(fēng)、浪、潮等，這些因素會(huì)影響海岸的穩(wěn)定性和沙子的運(yùn)動(dòng)方向；人為因素包括漁業(yè)、旅游等活動(dòng)，這些活動(dòng)也會(huì)對(duì)海岸環(huán)境產(chǎn)生一定的影響；經(jīng)濟(jì)因素則包括工程費(fèi)用、施工難度等，需要在確保防風(fēng)固沙效果的前提下進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃和管理。

在實(shí)際的海岸防風(fēng)固沙工程中，要注重科學(xué)研究的支持和技術(shù)的創(chuàng)新。例如，在材料方面，可以研發(fā)更為環(huán)保、耐用和阻擋效果更好的材料；在技術(shù)方面，可以研究更為便捷、高效、精準(zhǔn)的施工技術(shù)和維護(hù)技術(shù)。同時(shí)，還需要建立完善的檢測(cè)和評(píng)估體系，對(duì)海岸防風(fēng)固沙工程進(jìn)行常態(tài)化監(jiān)測(cè)和評(píng)估，提高效果和效率。

總之，海岸防風(fēng)固沙工程是一個(gè)復(fù)雜而長(zhǎng)期的過程。在進(jìn)行此類工程時(shí)，需要從多方面進(jìn)行充分的考慮和綜合運(yùn)用，盡力做到科學(xué)規(guī)劃、科學(xué)施工、