【正文】 轄的海域約 300 萬 km，有 4 億多人口生活在沿海地區(qū)，海域遼闊，海 洋資源豐富，具有巨大的開發(fā)潛力。因此可用此模式于同一剖面不同時間的變化對比或不同 海灘剖面反射性或耗損性的對比。由于這些控制要素的時間變化或空間差異性，平衡剖面只是理論上的理想形態(tài)，上述各種平衡剖面模式正是實際海岸環(huán)境復(fù)雜性和多樣性的反映。因此， Dean 將 Rector 推薦的參數(shù)和 Nayak 推薦的參數(shù)組合成一個新的參淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 共 31 頁 數(shù) ( /g? )(w/T)用以區(qū)別剖面的形式： 00HL gT?????? 00HL gT?????? 沙壩 型海灘剖面 階梯型海灘剖面 式中： 00HL 深水波陡， T 為波浪周期； w 為泥沙沉降速度； g 為重力加速度。以 H。 / L。 / L。侵蝕下來的泥沙被搬運到離岸區(qū)，使近岸區(qū)海灘坡度變小，從而泥沙在離岸區(qū)堆積成沿岸沙壩。階梯型海灘是沒有沿岸沙壩的海灘剖面， Johnson(1952)給這種海灘取名為正常海灘或夏季海灘 。在中立線（點）岸側(cè)方向上，底部物質(zhì)向岸運動，中立線（點）海側(cè)方向上，底部物質(zhì)向海運動，中立線（點）上的物質(zhì)只在中立線（點）附近來回擺動。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 著眼于國際研究，針對 關(guān)于海岸工程以及建設(shè)前后對海域工程環(huán)境的影響的研究 ，歐美等發(fā)達(dá)國家早在上世紀(jì)就投入了大量的現(xiàn)場實測和理論研究，發(fā)表了許多有關(guān)的論文和報告。 70年代以來，伴隨著科學(xué)的發(fā)展、測驗技術(shù)進(jìn)步、計算機的廣泛應(yīng)用和海岸工程建設(shè)的需要，對海灘剖面的研究取得了長足的進(jìn)展?；春９W(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 共 31 頁 1 引言 海岸帶是陸地與海洋的連接地帶 ， 由陸地 、 灘涂和淺海三部分組成 。 從本質(zhì)上看，海灘過程是三維地形演變的地貌形態(tài)學(xué)和泥沙動力 學(xué)問題。國內(nèi)近些年來也加強了這方面的研究工作 . 目前，在國外海岸工程環(huán)境領(lǐng)域的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢主要集中在如下幾個方面。這一論點提出來以后，引起了研究人員的極大興趣。沙壩型海灘是有沿岸沙壩的海灘剖面， Johnson 給這種海灘取名為風(fēng)暴海灘或冬季海灘。沿岸沙壩的形成，使波浪在離岸較遠(yuǎn)的地方破碎，傳至近岸的波浪減弱，從而使海岸受到了保護(hù)。 (H。的臨界 值為 ～ 。 / L。 (下同 ) 在 Dean 實驗的基礎(chǔ)上， Krebel， Dally 和 Dean(1986)對原型 (prototype)和大規(guī)模的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)劃分剖面的判別公式： 0HT? ????? 0HT? ????? 沙壩型海灘剖面 階梯型海灘剖面 Kraus， Larson 和 Kriebel(1991)對大型造波水槽的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，提出了沙壩形成的關(guān)系式： 30 20HL gT??????? ? 或 00HL ? ???? ??????? ?? Dalrymple(1992)認(rèn)為以上兩個模型可以用一個簡單的剖面參數(shù) P 來表達(dá)： 203gHP T?? 當(dāng) p≥ 10000 時，形成沙壩型剖面 。 不可否認(rèn) ， Bruun 和 Dean 對海灘平衡剖面做了開創(chuàng)性研究，尤其是后者從能量 平衡角度闡述了其模式的理論基礎(chǔ)，不但為此平衡剖面模式在海岸工程中的應(yīng)用或有關(guān)研究提供了理論依據(jù)，而且成為后人提出不同海灘平衡剖面模式的基礎(chǔ)。 海灘平衡剖面的塑造過程是泥沙向、離岸運動的長時期綜合結(jié)果，盡管有研究人員對此作了有益的嘗試，但泥沙橫向輸運計算涉及許多目前還無法解決的理論問題，長時段的輸沙累積計算結(jié)果完全可能大大偏離實際情況，因此，加強泥沙動力學(xué)研究是解決此問題的關(guān)鍵。開發(fā)海洋資源己成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，海洋經(jīng)濟(jì)將成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中新的增長點 .然而，現(xiàn)代化海洋開發(fā)活動在迅速展現(xiàn)其巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時也給海洋環(huán)境帶來更大的沖擊，使海洋環(huán)境面臨更為嚴(yán)峻的考驗。海岸工程設(shè)施本身要承受環(huán)境動力因素的作用，需要適應(yīng)其環(huán)境條件。這 是因為以前許多重大的海岸工程，如海岸防護(hù)工程、海岸筑港工程、河口治理工程、圍海工程等都是在大陸海岸或河口進(jìn)行的。各沿海漁業(yè)資源豐富的省份為提高人民收入、促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，也非常重視海洋漁業(yè)資源的開發(fā)，建設(shè)或擴(kuò)建現(xiàn)有漁港成為新的建設(shè)目標(biāo)，而眾多的群眾漁港也在海島上興建。 (3)我國的海洋技術(shù)研發(fā)投入受經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，力度不大。 湄州島 在 田湄州灣灣口的北部，是一個面積約為 16 平方公里的小島 ，人口 萬，海岸線長 公里 。年平均氣溫 20℃以上，是全國年平均氣溫比較 高的區(qū)域。黃干島灣湄大竹島盤嶼洲臺灣峽?！?18 54176。湄洲島磚1室船候狗 頭 尾礁 石對臺碼頭研究區(qū)119 18118 54 119 6176。25′176。此后 ， 在風(fēng)力的持續(xù)作用下 ， 東部海岸的沙大部分被 吹向西南 ， 使西南海岸堆積砂體增加 ， 形成連島沙壩 ， 陸域面積增加了 40km2以上 ， 在狗頭尾南側(cè)形成了一片優(yōu)質(zhì)的沙灘。 海水溫度、鹽度 該海域溫鹽分布比較均勻，除了夏季外，表底層 溫、鹽差異不大。其氣候特征與地理環(huán)境、大氣環(huán)流、太陽輻射這三個最基本的因素密切相關(guān)。 湄洲島 觀測站記錄的最大風(fēng)速瞬時 46m/s。 ″′1 1 9 5 2 0 1 1 9 5 5 0″′176?！濉?76。 05′ ″ E 025176。 05′ ″ E 025176。 05′ ″ E 025176。 05′ ″ E 025176。 05′ ″ E 025176。 06′ ″ E 025176。 06′ ″ E 025176。 06′ ″ E 025176。 ′ ″″″″′′″″176。176。灘坎由于波浪侵蝕，在海灘剖面上切割而成的近于垂 直的陡崖。 前濱上部坡度較陡，常呈波狀。物源豐富、潮差很大且地形很平坦時，沙壩可分布在前濱下段；潮差小到中等時，沙壩將分布在內(nèi)濱。 （ 2）海灘剖面地形測量： ① 確定固定監(jiān)測剖面的觀測點位置和剖面方向： 海灘砂質(zhì)松軟，易受波浪沖擊，不宜直接用測量海灘 剖面 地形。 淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 31 頁 （ 3）在潮上帶和潮間帶進(jìn)行表層沉積物采樣，并進(jìn)行編號和描述。第一期在大潮低潮時進(jìn)行觀測。將兩期同名剖面曲線一一進(jìn)行對比研究，便可了解相應(yīng)區(qū)域海灘侵蝕狀況。根據(jù)實測海灘地形特征 ， 結(jié)合野外地貌成果 ， 可將整個研究區(qū)海灘分為碼頭工程區(qū)、過渡區(qū)和正常區(qū)三個區(qū)段 (圖 7)， 并結(jié)合圖 4，進(jìn)行海灘剖面地形的 季節(jié)變化分析 。 ″′ 11 9 5 5011 9 5 2025 2 5 0″′176。 7月份 1～ 2 海灘 剖面 的 后濱和高潮帶灘面 呈現(xiàn)出了 侵蝕 狀態(tài) ， 而 中 潮帶 、低潮帶和淺水區(qū) 海灘 灘面 呈現(xiàn)出 淤積 現(xiàn)象 ， 3～ 4 海灘 剖面前 濱 、后濱和淺水區(qū) 的海灘 灘面 也呈現(xiàn)了 淤積 現(xiàn) 象。 淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 31 頁 (m)(m)1062261014200 400 600 8007 (m )(m )106226101418200 400 600 8008 (m )(m )106226101418200 400 600 800 10009 淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 共 31 頁 (m )(m )1062261 01 41 820 0 40 0 60 0 80 0 10 00 12 0010 正常區(qū) 海灘 剖面 （見 11～ 16圖） :11～ 16 海灘 剖面 圖代表的是 正常區(qū) 的海灘剖面 ， 正常區(qū)的海灘 剖面形態(tài) 是比較 正規(guī) 的 。然而，能夠了解海灘剖面的唯一途徑是依據(jù)這種平衡剖面，研究它是如何受到波浪和水流條件以淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 共 31 頁 及組成海灘的沉積物的制約的。 海灘剖面能夠看作造成波浪破碎和消耗波能的一種有效的自然機理，就這方面看，海灘剖面的作用是重要的。根據(jù)剖面的反復(fù)觀測，實際上能夠描繪出一年內(nèi)灘肩的破壞和再現(xiàn)。在涌浪盛行季節(jié) ， 海灘剖面出現(xiàn)上部淤積 (后濱和高潮帶 )下部侵蝕(低潮帶和淺水區(qū) )， 表現(xiàn)為后濱發(fā)育灘肩 ， 淺水區(qū)無沙壩等堆積地貌 ； 在風(fēng)浪作用季節(jié) ，海灘剖面出現(xiàn)上部侵蝕下部淤積 ， 表現(xiàn)為后濱灘肩蝕低或無灘肩 ， 淺水區(qū)形成沙壩等堆積地貌。 夏季 SSW和 ESE向浪傳至近岸發(fā)生破碎 ， 帶動沉積物大致向 NW方向運動 ， 遇到碼頭的阻擋沉積下來 ，而碼頭工程區(qū)的沉積物由于碼頭的阻擋 ， 無法有效的被波浪搬運 。這就可以將研究區(qū)域分為三個部分：碼頭工程區(qū)、過渡區(qū)、正常區(qū)。 2) 過渡區(qū)的海灘剖面跟工程區(qū)比較淤積程度也減弱 ， 而且 部分剖面還表現(xiàn)為侵蝕趨勢 ，這種趨勢 總體逐漸向正常海灘剖面的季節(jié)變化的特征這一方向發(fā)展 。 據(jù)蔡鋒等研究 ， 湄洲島西南部海灘的沿岸輸沙為 NW向 ， 而碼頭前沿的沿岸輸沙為 S向 ，加上落潮輸沙量大于漲潮輸沙量 ， 其全潮凈輸沙量方向也為 S向 ， 兩個方向的輸沙在碼頭區(qū)匯合 ， 造成碼頭工程區(qū)海灘剖面的淤積 。通過海灘剖面地形的季節(jié)變化特征 (表 4和圖 7)可以發(fā)現(xiàn) ， 碼頭工程區(qū) 1 剖面的季節(jié)變化小 ， 且變化正常 ， 其位置位于工程區(qū)的邊緣 ， 2～ 4 剖面則表現(xiàn)為不斷淤積 ，且季節(jié)變化明顯。而在較小的涌浪作用時期產(chǎn)生相反的情況：泥沙向岸回移而使灘肩增長。 可以明顯對比出變化的：夏季剖面、冬季剖面?？堪兑粋?cè)的沙粒向岸移動，堆積在岸坡上部，形成堆積海灘，結(jié)果使上部岸坡變陡，沙粒向岸和向海啟動速度的差值隨之增大，沙粒向岸移動的趨勢逐漸減弱；靠海一側(cè)的沙粒向海移動，堆積在岸坡的下 部，使坡度變緩，啟動速度的差值隨之減小，沙粒向海移動的趨勢也逐漸減弱。 7月份 11～ 16 海灘 剖面 的 后濱和高潮帶 海灘 灘面 呈現(xiàn) 侵蝕 狀態(tài) ， 中 潮帶 、低潮帶 海灘 灘面 出現(xiàn) 淤積 的情況 ， 淺水區(qū) 的海灘 灘面 則是 蝕淤互有 ， 表現(xiàn)為上段 以 侵蝕為主 ， 下段 以 淤積為主 。 12月份 1 海灘 剖面在 10月份的蝕淤狀態(tài)下繼續(xù)變化 ， 2 海灘 剖面除 了在 高潮帶 呈現(xiàn)出侵蝕狀態(tài)外 ， 在海灘 其它 的 灘面 出現(xiàn) 淤積加重 的現(xiàn)象 ， 3～ 4 海灘 剖面前 濱 、后濱和淺水區(qū) 的海灘 灘面 則出現(xiàn) 淤積進(jìn)一步加重 的情況 。 ′ ″25 3 2 0176。25 3 2 025 2 5 025 2 2 0″176。 （ 4）水下地形數(shù)據(jù)的處理：使用中海達(dá)的海洋成圖軟件 （ HaiDa ） 輸入水深數(shù)據(jù)和對應(yīng)的坐標(biāo)，可以得到相應(yīng)的水深圖，生成 AutoCAD 數(shù)據(jù)。 同時，用米尺測量出木樁圓頭釘頂端到地面的高度，即樁高，與各樁位的高程一一對應(yīng)進(jìn)行記錄。點的布設(shè)沿水上的剖面線向海延伸，每隔30m 測量一次。故此必須對剖面觀測點進(jìn)行埋樁。 （ 4）濱面：又 稱臨濱、濱外，位于破波帶和內(nèi)陸架之間，是近岸帶的邊界。灘角常呈現(xiàn)尖角形或舌形。 （ 2）前濱：位于平均高低潮線之間，常呈一向海傾的斜面，坡度多為 3～ 8度，但也可大到 20度，這取決于沉積物的類型及作用過程。25 2 20 176。176。 05′ ″ E 1800m 沉積物基本特征 海灘存在 大致 3種沉積物類型 (圖 5):中細(xì)砂、粉砂質(zhì)砂、粘土質(zhì)粉砂。 05′ ″ E 1700m 15 025176。 05′ ″ E 1350m 13 025176。 05′ ″ E 1150m 11 025176。 05′ ″ E 800m 9 025176。 05′ ″ E 450m 7 025176。 05′ ″ E 400m 5 025176。 05′ ″ E 400m 3 025176。 ′1 1 9 6 2 0 圖 4 海灘剖面位置分布 淮海工學(xué)院二○○八屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 共 31 頁 表 1 剖面起點、 終點 坐標(biāo)和剖面長度 剖面序列 起點坐標(biāo) 終點坐標(biāo) 剖面長度 1 025176。2 5 2 2 0176。潮下帶和淺水區(qū)利用 在 當(dāng)?shù)刈庥玫男嵨荒敬诖蟪备叱蔽粫r ， 使用回聲測深儀 (HD27T/HD28T 測深儀 )和水深數(shù)字化裝置進(jìn)行水深測量 ， 采用 中海達(dá)的