侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法与流程

本发明涉及海滩维护的
技术领域：
，具体涉及一种侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法。
背景技术：
：目前，我国有三分之一的海岸已遭受或正在遭受海岸侵蚀。海滩养护作为一种生态的“软性”防护，正逐渐成为防治海岸侵蚀的一个有力工具。国内进行的海滩修复往往是通过构建“静态岬湾”的方式来维持养护海滩的稳定，但这种方式仅适用于沿岸净输沙率较小的岸段，或者需要修建大量“硬式”附属工程，如修建离岸防波堤。这些硬式附属工程的修建，不仅会严重影响当地的景观效果，而且会改变当地的水动力条件，对临近海域的海洋生态环境会产生较大的影响。公开号为cn109577272a的中国专利申请，其公开了一种砂质岸线修复方法，涉及海岸修复
技术领域：
，包括如下步骤：确定补沙粒径、沙滩平均坡度、滩肩高程和补沙厚度；计算补沙量；根据补沙量进行补沙，缓解了现有砂质岸线修复难以避免沙滩泥质化或被侵蚀的技术问题，能够确保修复后的岸线能够形成稳定的生态结构，实现沙滩自然冲淤平衡，避免沙滩泥质化或被侵蚀，并根据所需的补沙量进行补沙作业，无需多次施工修补，有利于自然砂质岸线的形成，且能够提高砂质岸线的持久稳定性，降低岸线维护成本。但是该专利申请采用单一粒径的中粗砂进行养护，仅适用于弱侵蚀海岸或沿岸侵蚀状况相差不大的岸段。针对外凸型的强侵蚀海岸，或者海岸侵蚀有显著差异的复杂岸段进行修复时，无法有效降低整个岸段或局部侵蚀热点处砂石的流失率，从而造成人力和砂石资源的浪费。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法，以解决现有技术中单一粒径的砂石进行养护，不能够实现针对海岸的侵蚀严重程度进行动态调整的技术问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法，包括如下步骤：将岸线划分成若干个子单元；获取所述子单元内的有效破波波高hb和破波角度θb；计算每个所述子单元的沿岸净输沙率以及每个所述子单元的砂石粒径；按照沿岸净输沙率和砂石粒径向各所述子单元内填充砂石，并定期将下游的砂石搬运至上游。进一步地，所述子单元的沿岸净输沙率的计算公式如下：其中，q为沿岸净输沙率；hb为有效破波波高；θb为破波角度。进一步地，所述子单元的砂石粒径的选择计算公式如下：d50＝9.45×10-7q5/3其中，d50为沉积物中值粒径；q为沿岸净输沙率。进一步地，所述子单元的划分根据岸线形态、走向、岬角分布、波浪遮蔽的情况划分，且每个所述子单元内的岸线的长度为50至500m。进一步地，在所述按照沿岸净输沙率和砂石粒径向各所述子单元内填充砂石前，将所述子单元合并为若干维护单元，且合并后的所述维护单元的数量为2至5个。进一步地，所述子单元的合并方法为：将长度较短的所述子单元合并到相邻的所述子单元；和/或将净输沙率较低的所述子单元合并到相邻的净输沙率较高的所述子单元。进一步地，在所述子单元之间建立拦沙堤。进一步地，所述定期将下游的砂石搬运至上游的步骤中，将位于所述拦沙堤位置的砂石搬运至上游。本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法，充分考虑强侵蚀海岸和弱侵蚀海岸不同的沿岸净输沙率，对整个海岸划分为若干个子单元并进行复合式设计，对每个子单元的砂石粒径和沿岸净输沙率进行计算，可以通过采用不同的沉积物粒径来降低整个岸段的沿岸净输沙率，拓宽了传统海滩养护的范围，在海岸侵蚀相对严重的区域同样适用，这大大促进了强侵蚀海岸的防护能力的提高和景观效果的提升，且达到沿岸养护粒径不同但沿岸净输沙率都显著降低的目的，使得沿岸净输沙率均低于2000m3/a。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的结构示意图一；图3为本发明实施例提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的结构示意图二。附图标记说明：1-子单元；2-拦沙堤。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法进行说明。所述侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法，包括如下步骤：s1.将岸线划分成若干个子单元1，所述子单元1的划分根据岸线形态、走向、岬角分布、波浪遮蔽的情况划分，且每个所述子单元1内的岸线的长度为50至500m。其中，子单元1的个数一般大于5个，如图2将含有强侵蚀平直海岸的复杂岸段分成7个子单元1，图3将含有外凸形强侵蚀海岸的复杂岸段分成9个子单元1。s2.获取所述子单元1内的有效破波波高hb和破波角度θb，其中，有效破波波高hb和破波角度θb可通过数值模型由深水波要素进行推算，也可根据《港口与航道水文规范》(jts145-2015)由经验公示进行估算。s3.计算每个所述子单元1的沿岸净输沙率以及每个所述子单元1的砂石粒径；其中，所述子单元1的沿岸净输沙率的计算公式如下：其中，q为沿岸净输沙率；hb为有效破波波高；θb为破波角度。子单元1的砂石粒径的选择计算公式如下：d50＝9.45×10-7q5/3其中，d50为沉积物中值粒径；q为沿岸净输沙率。或者，还可以根据沿岸净输沙率对照经验表格直接得到每个子单元1的粒径选择：沿岸净输沙率m3/a分段粒径(mm)0～20000.32000～40001.04000～100005.010000～2000025.020000～4000050.040000～60000100.060000～80000150.0s4.按照沿岸净输沙率和砂石粒径向各所述子单元1内填充砂石，并定期将下游的砂石搬运至上游。此时每年的砂石需搬运的沉积物量小于2000m3，并且由于采用多种规格粒径的砂石进行海滩修复，且多种粒径的砂石混合，使得整个海岸的沿岸净输沙率均降低至可接受的水平。本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法，与现有技术相比，充分考虑强侵蚀海岸和弱侵蚀海岸不同的沿岸净输沙率，对整个海岸划分为若干个子单元1并进行复合式设计，对每个子单元1的砂石粒径和沿岸净输沙率进行计算，可以通过采用不同的沉积物粒径来降低整个岸段的沿岸净输沙率，拓宽了传统海滩养护的范围，在海岸侵蚀相对严重的区域同样适用，这大大促进了强侵蚀海岸的防护能力的提高和景观效果的提升，且达到沿岸养护粒径不同但沿岸净输沙率都显著降低的目的，使得沿岸净输沙率均低于2000m3/a。其中，砂石可以为中细砂、粗砂、卵石或砾石等可以实现海岸修复的材质。其中，采用复合式海滩修复设计方法，对沿岸净输沙率较小的岸段采用中细砂养护，对沿岸净输沙率较大的岸段采用粗砂甚至卵石或砾石进行养护。进一步地，请一并参阅图1，作为本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的一种具体实施方式，在所述按照沿岸净输沙率和砂石粒径向各所述子单元1内填充砂石前，还包括如下步骤：s3.1将所述子单元1合并为若干维护单元，且合并后的所述维护单元的数量为2至5个。在s4步骤之前，综合考虑岸线形态、景观需求等因素，将整个养护岸段上的各子单元1进行合并，从而减小整个养护岸段需要的不同粒径的种类。一般来说，整个养护岸段，粒径的种类控制在2至3个为宜。此时将多个子单元1合并，能够实现多个子单元1共同管理，有利于降低维护成本。对多个子单元1内所需要的粒径不一致的情况，在合并时，补沙粒径应选择多个子单元1内所需的粒径较大的砂石。为减小不同养护粒径之间的混合，在不同养护粒径之间增加一个拦沙堤，用以拦截一年的沉积物输移。虽然每年需定期将拦沙堤2淤积处的养护物输运至上游，但这种循环养护的成本并不高，每年养护物搬运量尚不足2000m3。进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的一种具体实施方式，所述子单元1的合并方法为：将长度较短的子单元1合并到相邻的子单元1；和/或将沿岸净输沙率较低的子单元1合并到相邻的沿岸净输沙率较高的子单元1。具体的，在对子单元1进行合并时，其需要综合考虑岸线形态、景观需求等因素，且在合并时将长度较短的子单元1合并到相邻的单元可以避免子单元1划分过多不便于管理。将净输沙率较低的子单元1合并到相邻的净输沙率较高的子单元1，可以在一个维护单元内实现平衡，且一个维护单元内的砂石可以进行物质交换，可以保证一个维护单元内的沿岸净输沙率不会过高。进一步地，参阅图1，作为本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的一种具体实施方式，在所述子单元1或所述维护单元之间建立拦沙堤2。具体的，为减小不同子单元1或维护单元之间养护物的混合从而增加维护成本，在不同单元之间增加一个拦沙堤2，用以拦截一年的沉积物输移。能够避免砂石过多的流至拦沙堤下游，减少砂石的搬运距离。并且，拦沙堤2的尺寸较现有技术中的拦沙堤2的尺寸小，不需要设置较多和较长的构筑物，如较长的拦沙堤2、离岸防波堤。修复时，只需在不同粒径的养护岸段之间修复较小的拦砂堤，这对当地海洋环境的影响明显降低，从而降低对当地的水动力环境和生物生态环境产生的不可逆的影响。进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的侵蚀海岸平面复合式海滩修复方法的一种具体实施方式，所述定期将下游的砂石搬运至上游的步骤中，将位于所述拦沙堤2位置的砂石搬运至上游。具体的，砂石在向下游的输运过程中被拦沙堤2阻挡，拦沙堤2可以拦截一年的沉积物，通过将拦沙堤2处的沉积物搬运至上游既可以实现对海滩的循环修复。其中，不同养护粒径之间拦沙堤2长度的设置会影响循环养护的周期。如希望间隔更长时间来将拦沙堤2淤积处的养护物输运至上游，可适当延长养护粒径之间的拦沙堤2长度。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页1 2 3