泥化沙滩的修复研究

发布时间：2020-10-31 11:04

　　 沙滩是海岸带的重要组成部分,随着人们对海岸带管理的重视,各国都积极展开了沙滩方面的研究。学者们在沙滩侵蚀防治和人工养滩等方面取得了 一定的成果,然而对沙滩泥化问题研究甚少。本文将以宁波新鹤沙滩为例,从水沙动力学角度分析沙滩泥化原因并提出修复方法。本文基于实测潮流、悬沙和床沙数据分析了新鹤沙滩及其附近海域的水沙条件。利用Delft3D建立了包含新鹤沙滩的三重嵌套模型,对潮流、波浪和悬沙输移场进行模拟,揭示了泥化沙滩的成因。发现涨潮流输沙大于落潮流、波浪较弱和缺少粗颗粒泥沙来源是新鹤沙滩泥化的主要原因。据此提出滩外清淤和滩面补沙的修复方法,以达到增大波高、削弱涨潮流向岸输沙和增加粗颗粒泥沙的目的。数值模拟了不同滩外清淤方案下滩前波高和滩面悬沙落淤的变化。结果表明滩外清淤可有效增加滩前波高,减少滩面悬沙落淤。随着清淤高程的降低,滩前波高逐渐增大,滩面悬沙淤积量不断减小。对新鹤沙滩来说,-7 m为最佳滩外清淤高程,与未清淤情形相比,该清淤高程下滩面悬沙年淤积量减少了 56.6%,滩前有效波高约增大了 10%。针对补沙方案,基于XBeach建立了沙滩剖面形态模型,数值模拟了不同泥沙粒径、孔隙率、滩面坡度、滩肩宽度和高程下补沙剖面的冲淤变化。结果表明常浪下泥沙颗粒粗细和孔隙率大小对剖面冲淤影响较小,而当入射波高1.2 m时,影响较大。滩肩宽度对剖面冲淤影响较小,而滩肩高程则影响较大。对于新鹤沙滩,在入射波高≤1.6m的条件下,当滩肩高程为3.0m时补沙剖面的冲刷深度和冲刷量最小。设计滩面坡度对补沙剖面冲淤影响更大,当坡度从1/10变缓至1/30时,常浪和强浪下的单宽冲刷量分别减小了 4/5和1/2左右。综合考虑剖面稳定性、补沙量和修复效果,确定新鹤沙滩补沙设计参数为泥沙粒径0.5 mm、孔隙率0.3、滩肩宽度150 m、滩肩高程3.0 m和滩面坡度1/30。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P748
【部分图文】：

１．３．１需解决问题??新鹤沙滩为典型的泥化沙滩，大量淤泥在滩面落淤，滩面淤泥质含董较高，??对沙滩活动项目设置带来限制，影响其旅游价值，沙滩滩面现状如图１．１所示。??现状沙滩地形也不利于波浪和潮水将淤泥带走，对沙滩整体景观效果产生了负面??影响。特别是在低潮位时，海底泥滩露出水面，观赏性差。因此，弄清滩面泥化??７??

石浦港约１０公里。沙滩两侧岬角间距１４５０ｍ，为典型的岬湾沙滩。沙滩纵向长??度约为９３０ｍ，横向宽度为１８０？３００?ｍ，中部有一小岬角把新鹤沙滩分为南滩和??北滩两个部分，如图２．１所示。??２９－５°ｎ｜＾＾?＇?＇?汾??／?扪??２９．４０ｎ３＊??丨ｉ??２９．１°Ｎ?４?＼?ｄＸＸ＾??Ｉ２１．９°Ｅ?Ｉ２２．０°Ｅ?Ｉ２２．１°Ｅ?１２２．２°Ｅ??图２．１新鹤沙滩示意图??２．１新鹤沙滩水动力条件??２．１．１波浪??根据新鹤沙滩以北１３公里处大目涂水文站１９８１？１９９６年的实测波浪数据，??新鹤沙滩主要受涌浪作用，涌浪常浪向为东向Ｅ，出现频率为９２．２３％。全年平??均有效波高为０．４?ｍ，十分之一大波波高为２．１?ｍ，月平均波高在０．２？０．５?ｍ之间，??平均周期在６．８？７．５?ｓ之间。该区域常风向为东北向ＮＥ，其次为南向Ｓ和东南??向ＳＥ，风浪常浪向为东北向ＮＥ，具有明显的季节性，冬半年以北向浪为主，夏??半年以南向浪为主，浪向转换时间在５月及９？１０月。??２．１．２潮汐??收集到大目涂水文站１９８１？２０１０年共３０年的潮位资料，特征值统计见表??１１??

２．３．２粒度空间分布??在新鹤沙滩及其附近海域选取了?５条断面进行底沙取样和级配分析，中值粒??径和分选系数的空间分布如图２．３所示，图中坐标为相对坐标，ｙ向为正北方向。??从图中可明显看出，研究区域存在明显沙泥分界线。沙泥分界线以内泥沙颗粒较??粗，取样点中值粒径在１４２．５？１８６．１?ｐｍ之间，平均中值粒径为１６９．７ｐｍ，为细??沙。沙泥分界线以外为淤泥质滩涂，取样点中值粒径在３．１？１０．３?ｐｍ之间，平均??中值粒径为５．９?ｐｍ，为粉沙。??分选系数也以沙泥分界线为界，呈现出较大差异。沙泥分界线以内区域，分??选系数在１．２６？１．３６之间，平均值为１．３０，分选好；沙泥分界线以外区域，分选??系数在１．３７？４．５５之间，平均值为２．１９，分选很差。??４?＜
【参考文献】

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本文编号：2863862