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海岸工程 I 河海大学港口航道专业 海岸及海洋工程研究所 本课程教学要求 了解海岸工程的一些概念 能够独立设计海堤等工程 了解海岸工程研究的热点和难点 参考文献 严恺等编著 中国海岸工程 河海大学出版社港口规范严恺等编著 围海工程中国围海工程 中国水利水电出版社 第一章海岸防护概论 本章需要掌握内容 1 了解我国海岸带情况2 掌握海岸带冲淤影响因素3 了解我国海岸防护及围海工程现状 第一节海岸带概况 1 海岸带概念 1 海岸带定义 海洋与陆地相接的地带 是自然界水圈 岩石圈 大气圈和生物圈四个圈层相互作用最频繁 最活跃之处 具有独特的兼有海 陆两种不同属性的环境特征 2 范围 海岸线向陆10公里 向海至 15 20m高程 也有文献定义至 10 15米 3 组成 潮上带 潮间带 潮下带38 7 55 图1 1 1海滩剖面图 2 海岸带类型中国海岸的基本情况 从辽宁的鸭绿江口到广西北仑河口 总长18000km 岛屿岸线长是14000km 纵跨温带 亚热带和热带三个气候带 我国海岸带面积为28万km2 海岸带类型A 基岩海岸B 砂砾质海岸C 淤泥质海岸D 红树林海岸E 珊瑚礁海岸 A 基岩海岸 RockyCoast A 基岩海岸 rockycoast 分布 我国有5000多km 占了总海岸线的1 4 我国的山东半岛 辽东半岛及杭州湾以南的浙 闽 台 粤 桂 琼等省 基岩海岸广为分布 主要特点 1 岸线曲折 岬湾相间 侵蚀和堆积交错变化 2 岸坡陡峭 岸滩甚窄 地形横向变化显著 3 海岸动力因素以波浪为主 在不同高度上海蚀形态发育 A 基岩海岸 A 基岩海带 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 A 基岩海岸 海蚀拱桥 海蚀穴 海蚀柱 当波浪冲击基岩海岸时 由于岩层抗蚀力的差异 海岸的后退通常是不均匀的 海岸岩层抗蚀愈强则后迟愈慢 并以岬角 海蚀柱和沿岸岛屿酌形式残留下来 而较弱的岩层则被切割后退形成岬角与岬角之间的海湾 B 砂砾质海岸 砾质海岸和砂质海岸 sandcoast分布 砾质海岸 我国主要分布辽东半岛 山东半岛 台湾 广东 广西及海南都有这种海岸分布 砂质海岸 我国主要分布青岛 海南 广东 台湾等地区 特点 岸线平直 岸滩较基岩段宽 岸坡比较缓 堆积地貌发育 常伴有岸坝和离岸坝构成的沙坝构成泻湖形态 以波浪为主要动力因素 泥沙有沿岸运动和横向运动 旅游佳地 B 砂砾质海岸 B 砂砾质海岸 B 砂砾质海岸 B 砂砾质海带 B 砂砾质海岸 B 砂砾质海岸 C 淤泥质海岸 muddycoast 特点 岸线平直 坡度十分平坦 一般在1 左右 潮滩发育 潮滩地貌单调 从陆向海有明显的分带性 组成物质比较细 中值粒径小于0 06毫米 主要由粘土 粉沙质粘土 粘土质粉沙和粉沙组成 潮流与波浪作用显著 常以潮流作用为主 潮滩冲淤变化频繁 分布 我国淤泥质海岸分布在渤海的辽东湾 渤海湾 莱州湾及黄海的苏北平原海岸 淤泥质海岸与河流有密切的关系 河流是淤泥质海岸的生命源 C 淤泥质海岸 D 红树林海岸 mangrovecoast 东寨港红树林自然保护区 位于琼山市东北部的东寨港 绵延50公里 面积4000多公顷 是我国建立的第一个红树林保护区 红树林是热带 亚热带滨海泥滩上特有的常绿灌木或乔木植物群落 大部分树种属于红树科 生态学上通称为红树林 是能生长于海水上的绿色植物 很多红树具有奇特的 胎生 现象 这里的红树林生长良好 丛林茂密 涨潮时分 红树林的树干被潮水淹没 只露出翠绿的树冠随波荡漾 成为壮观的 海上森林 有水鸟展翅其间 游人可乘小舟深入林中 红树林是热带海岸的重要标志之一 能防浪护岸 又是鱼虾繁衍栖息的理想场所 具有重要经济价值和药用价值 观赏价值 特点 红树植物在淤泥质海岸发育最好 在珊瑚礁后缘的洼地或陆源碎屑和生物屑混合堆积物上以及砂土上也能生长 红树林形成群落并具有明显的分带性 由陆向海可以划分为陆生植物带 半红树林带 滩地红树林带和水下岸坡上部带 红树林有明显的消浪 阻流 促淤作用 其间潮沟系发育 是海洋生物栖息的优良场所 分布 主要分布在福建 台湾的基隆 淡水和台北 两广 E 珊瑚礁海岸 coralcoast 珊瑚对生长地有着严格的要求 最适宜生长的海水温度需在20 以上 它洁身自好 对于不清净的海水难以忍受 它既不嗜盐如命 又不喜欢清淡的海水 要求海水盐度保持在35 左右 它喜欢海水中具有新鲜而充足的氧气 它生长的深度不超过40 60米 在河流入海口 因有淡水和泥沙的侵入 那里就没有珊瑚礁群体生长 在海水过于平静的海湾中 因氧气不充足 珊瑚群体生长十分缓慢 奄奄一息 由于珊瑚对生长条件的要求比较严格 所以珊瑚只能生长在具备它所需条件的热带 亚热带海区 以及暖流影响到的温带地区 所以 珊瑚生长界线 主要在赤道两侧南纬28度到北纬28度之间 E 珊瑚礁海岸 美国普林斯顿大学通过计算机模拟分析发现 大面积的浅海珊瑚礁在减弱海啸对火山岛的冲击方面尤其有效 年的印度洋大海啸 当地珊瑚礁的作用不会太大 因为那次海啸掀起的海浪过大 而且珊瑚礁离岸太近 相对而言 许多海岛周边的珊瑚礁都离岸较远 能够比较明显地消耗海啸能量 从而有效减弱海啸上岸时对陆地的冲击力 E 珊瑚礁海岸 澳大利亚大堡礁 一项调查显示 由于地球温室效应令海水温度上升 大堡礁绝大部分在2050年消失 澳洲昆士兰大学海洋研究中心就此进行了两年研究 指出大堡礁的美丽珊瑚礁景色将永远消失 取而代之的只是大片水草 报告说 地球温室效应正令海水温度升高 导致珊瑚褪色及死亡 报告强调 这种命运无可挽回 因为即使海水温度只上升1 也会出现上述情况 而本世纪的海水温度估计将会上升2 6 目前没有证据显示珊瑚能迅速适应海水温度的上升 而依靠珊瑚生活的他海洋生物也会随珊瑚的死亡而愈来愈少 甚至绝种 报告说 最乐观的估计 到本世纪中期 大堡礁的珊瑚将只剩不到5 即使未来环境好转 大堡礁也需50至100年才能恢复原貌 GreatbarrierReef 大堡礁位于澳大利亚东北岸 是世界上最大的珊瑚礁区 是世界七大自然景观之一 生存着400余种不同类型的珊瑚礁 其中有世界上最大的珊瑚礁 鱼类1500种 软体动物达4000余种 聚集的鸟类242种 有着得天独厚的科学研究条件 这里还是某些濒临灭绝的动物物种 如人鱼和巨型绿龟 的栖息地 主要分布 南海诸岛 台湾 澎湖列岛和两广分类 岸礁 离岸礁 环礁 台礁 隆起礁 溺礁 3 我国海岸带环境特征海岸线的形态变化以及海岸带地貌的演变是海 陆二者动力作用的结果 所以强烈的太平洋风浪和潮汐 多变的大陆海岸物质组成和构造 陆地的地理纬度差异以及长期频繁的人类活动是影响海岸带自然环境的重要因素 我国海岸带的环境特征 A 季风控制下的过渡性气候B 土壤 植被的地带性和非地带性C 大陆与海洋作用强烈D 人类活动影响显著 A 季风控制下的过渡性气候一般地域的气候控制通常以纬度区分 北冷南热 季风气候特点显著 海岸带的小气候不以纬度区分 气候变化 温度 风力平行于海岸 东西变化 冬季受蒙古冷高压控制 寒冷干燥 夏季为太平洋副热带高压控制 潮湿闷热 春秋为过渡时期 过渡性气候特点 海岸带处于大陆和海洋的过渡带 其气候也具有大陆性和海洋性气候的过渡型或混合型 气象要素变化剧烈 主要是纬度与海岸带的分布不一致导致气象变化复杂 灾害性天气频繁 也是设计的主要参考依据 灾害性天气 灾害性天气包括寒潮 台风 暴雨 大雾等 主要是前两者 寒潮定义 是冷空气过境 其温度降低10度以上 台风的定义 在热带海洋上的一种强烈的气旋性风暴 暴雨定义 日降雨 50mm 我国分布不均匀 大风定义 最大风速 8级 17m s 设计海岸工程时特别关注的因素 1 寒潮的破坏性北方海岸工程所特别关注的 唐山曹妃甸2 台风的破坏性 风暴潮了解一碰头 三碰头 唐山曹妃甸矿石码头 曹妃甸为一带状沙岛 距离大陆岸线约20KM 从甸头向前延伸500米 水深即达2米 甸前深槽水深达36米 是渤海最深点 由曹妃甸向渤海海峡延伸 有一条水深达27米的天然水道 直经海峡 通向黄海 水道与深槽的天然结合 构成了曹妃甸建设大型深水港口得天独厚的优势 这里30米水深岸线长达6公里之多 且不冻不淤 是渤海唯一不开挖航道和港池即可建设30万吨级大型泊位的天然港址 台风的破坏性 台风的破坏性 台风的破坏性 B 土壤 植被的地带性和非地带性 地带性 与纬度有关 北冷南热 不同纬度其气温不同 海岸带随纬度改变 海岸带植物和土壤类型成地带性特征 非地带性 与本地区的小气候有关 平行于海岸 不同纬度带 不同岸段的潮间带生物同一潮区在同一潮区属相同种 C 大陆与海洋作用强烈 海岸建筑物需重点考虑的因素 陆相作用因素 径流和泥沙我国主要河系年平均径流量为1 6亿方 泥沙17 5亿方 6亿溶解物 海相作用因素 潮汐 黑潮 风浪和涌浪 海啸我国海相动力主要来自太平洋 包括太平洋潮汐 黑潮 太平洋风浪和涌浪等动力因素其他因素 气候 海域地形 入海河流等 C 大陆与海洋作用强烈 实例 黄河口 黄河每年挟带泥沙11亿吨 2 3沉积在河口三角洲 河口时常发生变动摆移 形成渤海湾和莱洲湾淤泥质海岸 历史上 1128 1855 黄河改道淮河在苏北地区形成100多公里黄河三角洲 但恢复以后 苏北每年都在后退 特别是整治前 根据史料记载 黄河曾有数次侵夺淮河流域 但为时较短 对淮河流域改变不大 唯1194年第四次大改道起 淮河流域的豫东 皖北 苏北和鲁西南地区成了黄河洪水经常泛滥的地区 黄河长达661年的侵淮 使得淮河流域的水系 发生了重大变化 黄河夺淮图 江苏苏北沿海 辐射沙洲 辐射沙洲的范围北是射阳河口 南至长江口 达 多公里 宽 多公里 多条沙脊 呈辐射状 其中有 条是露滩 辐射沙洲的形成机理 主要由太平洋来的前进潮波与山东半岛反射形成的黄海旋转潮波自北向南辐聚会合塑造而成 属于潮流地貌 长江年均流量为2 9万m3 s 每年挟带泥沙5亿t 清末至现在年淤积面积达9万km2 5000年前 其入海后在镇江扬州 现在延伸了100km以上 面积增加了4万km2 目前存在的问题 潮流也在大大冲击着岸滩的边缘 潮汐不仅助长了波浪对海岸的冲蚀作用 其本身 特别是在强潮区个别岸段的潮流也能对岸滩冲刷起到主导作用 大陆沿海的强潮区 潮差 4m 多出现在一些海湾岸段 大西洋沿岸的加拿大芬迪湾潮差是世界上最大的 朔望大潮可达18m 沿海各个岸段或地点 因更强潮流的冲刷作用 也能造成严重的海岸侵蚀与后退 加拿大芬迪湾 D 人类活动影响显著 人类活动对上游流域的影响 径流和入海泥沙实例 黄河长江海岸工程对海岸带的影响建港 丁坝 挡潮闸 围垦实例 珠江口 钱塘江 长江口深水航道整治 大小洋山等等 1978 11 02 珠江口 1987年1月6日 1994年10月24日 2002年4月13日 珠江口变窄了 导致珠江口变窄的重要原因就是珠江口城市群的围海造地 珠江口是广东围填海最多的区域 据统计 近年广州 东莞 深圳 珠海 中山等市沿海围垦总面积已达6666 7公顷 围海造地阻碍了一些天然泄洪出口 造成地下水位局部上升 使得泄洪出口以上城市出现内涝 进而造成土地松软 地下水系遭到破坏等 而可怕的是 珠江三角洲地区地势低洼 软地基广布 事实上 有专家在经过调研后发布信息说 广州 深圳近年来发现不少楼房基础受浸 甚至开裂 以及地下室冒水等现象都与地下水位抬高有关 中山的横门1996年后又多了1 3的面积 在洪奇沥水道方向扩展出一个巨大的长方形 这也就是说 1996年 2003年间中山横门朝海里最远延展出了6 3公里的距离 最大块的填海面积达到了8 6平方公里 填出的土地大多用来种香蕉等经济作物 这就像是另一个番禺 伶仃洋萎缩变小以至最终消失 这在科学界并没有争议 现在主要研究的是会在多长时间消失的问题 目前有七八十年和一百多年两种说法 港口变小 潮差也会随着变小 这样潮汐的冲刷能力降低 港内纳潮就会减少 海水的自净能力随之减弱 导致水质日益恶化 从而可能引发赤潮 自1990年以来 全省有记录的赤潮共发生22次 对当地渔业生产造成极大破坏 在珠江口海域存在着大量的浅滩 往往造成船只搁浅 钱塘江口围垦 东汉初年 王充最早论述了钱塘江涌潮形成的天文和地形条件 为了抵御涌潮的侵袭 唐代以来 陆续修建了海塘工程 工程规模宏大 20世纪50年代以来 对河口区的水文泥沙 河槽演变等进行了系统的调查研究 20世纪60年代末期开始的大规模围垦工程对涌潮河段的演变产生了显著影响 钱塘江属于典型的游荡性河流 主槽频繁摆动 危及两岸 几十年来 钱塘江治理工作一直没有停止过 人们用围垦的方法 渐渐地把钱江潮水流经的路线基本稳定在一条主槽上 解决了闸口淤泥堆积的问题 围垦目的是为了治理钱塘江 约束河道 使河道更畅通 并没有使潮水变小 20世纪60年代迄今 已围垦滩涂90万亩 使海宁县八堡以上60余公里的河道束窄了四分之三 杭州湾南岸金塘水道两侧具有优良的天然深水港址 现已建成10万吨级的北仑港码头 北岸已建成上海石油化工基地 长江和钱塘江等河流不断供应丰富的营养盐物质 使湾口南面的海域成为我国最大的渔场 钱塘江口围垦 长期以来 长江口由于受到巨大的潮量 迳流量和流域来沙量的影响 河口河槽演变复杂 长江口通航航道所处的拦门沙河段 自然水深仅 米 成为通航的瓶颈 制约了上海 长江三角洲及长江流域经济的发展 从 年起 长江口依靠疏浚维持 米水深 为进一步开放长江沿岸城市 尽快把上海建成国际经济 金融 贸易中心 带动长江三角洲和整个长江流域地区经济新飞跃 提出长江口深水航道治理工程 工程包括在长江口南港北槽内建筑南 北导堤和丁坝等整治建筑物 其中北导堤49公里 南导堤48公里 分流口南线堤1 6公里和潜堤3 2公里 南北导堤间丁坝19座 以上述整治建筑物为依托 疏浚航道近80公里 工程分三期建设 使航道水深分阶段增深到8 5米 10米及12 5米 航道底宽350 400米 可满足第三 第四代集装箱全天候通航和第五代集装箱及10万吨级散货船乘潮进港的要求 这为提高进出上海港的集装箱船舶的装载量 加快上海国际航运中心的建设 推进上海及长江下游地区的经济建设和社会发展产生巨大作用 上海国际航运中心 缺少深水良港一直是上海的心头之痛 洋山开港前 5万吨以上的巨轮要在涨潮时才能进入上海港 进入上海港的第四代集装箱船只能在嵊泗的绿华山岛港口减载才能进入外高桥 由于没有深水港 上海流失了大量内地货源 港口缺陷正在制约着上海成为长江流域真正的龙头 为了扫除上海建设国际航运中心道路上的这一障碍 洋山深水港于2002年6月开工建设 大小洋山岛距离上海芦潮港以东32公里 水深达15米 是优良的天然深水港 可进出第五第六代集装箱船 它向东直通外海 距国际海运航线约104公里 该工程主要包括大小洋山深水港区 连接港区与陆地的东海大桥和芦潮港地区临港新城的港口配套工程 上海港有望超过新加坡港 成为全球最大的货运港口 上海国际航运中心洋山深水港区位于杭州湾口 长江口外上海南汇芦潮港东南 距离南汇芦潮港27 5公里 距离国际航线仅104公里 是离上海最近的具备15米以上水深的合理港址 具体来说 有四点 一是具备建设 15米水深港区和航道的优越条件 洋山海域潮流强劲 泥沙不易落淤 海域海床近百年来基本稳定 二是能确保船舶航行及靠离泊安全 港区工程方案经过模型试验反复论证 表明工程实施后 对自然条件基本无影响 能维持原有水深 而且大小洋山岛链形成天然屏障 泊稳条件良好 三是工程技术经济可行 工程水域地质条件良好 具备建港条件 另外 建设长距离跨海大桥世界上也有先例 四是符合世界港口向外海发展的规律 荷兰有32公里长的拦海大堤 形成面积达1250km2的淡水湖 围垦造地16 5万公顷 众所用知的印度马德拉斯港 建于1825年 突堤从原始岸线向外延伸约1000m 该海岸有由南向北的沿岸漂沙 随着突堤的建筑 泥沙受阻淤积到港口南侧 使这里的岸线逐年向海推进 1876 1912年的36年终 新淤陆地100多万平方米 港口北侧 波浪仍继续抄沙向北输运 但泥沙已被拦截在突堤南侧 导致港口北侧所需泥沙得不到补充 5km处的岸线迅速地蚀退 后来为了维护港口水深 将突堤向外延伸并设置吸泥泵站将泥沙排到港北侧 该处的这种人工旁通输沙设施已取代波浪作用所形成的自然输沙系统 4 海岸带资源A 空间资源海域 用于建设港口 深水深用 浅水浅用土地B 物质资源淡水资源 海水资源 海洋生物资源 植物资源 矿石资源 海洋能资源C 环境资源旅游资源 自然保护区 第二节海岸线冲淤变化的影响因素 海岸工程建筑物设计必须特别关注的几个因素1 长期因素 海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退 以及河道改道使海岸的泥沙补给条件剧烈变化而出现海岸变迁2 短期因素 波浪 沿岸流 潮流 风 人类活动等 A 海平面上升起因 温室气体过度排放现状 mm y 未来危害 年升 cm以上 预测今后 年海平面上升至 cm 危害 原来海平面以上的陆地受冲刷而消失 有些地方海平面上升引起的冲刷要比直接淹没的陆地数量大的多 将引起低地排水困难 陆地容易形成内涝 咸水沿江河上溯能力增强 土地盐碱化 河床抬高 影响航运 危害实例 荷兰 上海等将受淹没海平面上升将成为我们海岸水利工程技术人员和其他相关研究人员重要研究内容 作为一种破坏力巨大的灾难性海浪 海啸是由海底下 千米以内 里氏震级 以上的海底地震引起 海浪以震荡波的形式向四周扩散 到达岸边造成的破坏程度却与海平面的高低有密切关系 近半个世纪以来 随着全球日益变暖 全球主要冰盖区融化 冰川退缩 海平面上升 海平面上升不仅淹没了沿海土地 而且使得诸如海啸 风暴潮等海洋灾害更容易发生 造成的损失也更大 近日发生在南亚 东南亚强烈地震引发的特大海啸灾难与全球气候变化导致的海平面升高有重要关系 世纪我国沿海海平面将可能上升 将对我国社会经济可持续发展构成严重威胁 此外 专家们根据国内外最新气候变化研究成果 总结出三条主要结论 一是 世纪我国的地表温度将明显升高 研究表明 与 年的 年平均温度相对比 到 年全国年平均温度将增加 摄氏度 到 年将增加到 摄氏度 二是 世纪我国沿海海平面将可能上升 专家们表示 气候变暖直接导致海平面的进一步升高 现有观测数据表明 世纪全球海平面上升速度是近 年来最快的 从 年至今 全球海平面高度平均上升了 厘米 到 年将比 年高出 厘米 近 年来我国近海海平面平均上升了约 厘米 且上升速率逐渐加快 气候模式预估结果表明 到 年 我国沿海海平面将上升约 厘米 大于全球平均海平面上升幅度 其中珠江三角洲 长江三角洲和环渤海湾地区等几个重要沿海经济带附近的海平面约上升 厘米 与此相关的某些极端天气气候事件 如热带气旋强风事件 发生的频率可能增加 未来类似强震引发的海啸也极可能对我国某些沿海城市造成极其严重的影响 三是我国社会经济的可持续发展面临严重威胁 国家统计局 年公布的数据显示 我国沿海地区的面积占全国的 人口占全国的 而 占全国的 其中我国沿海低洼地区约占整个海岸地区的 约有 以上的大城市 以上的人口和近 的国民经济集中在这些地区 海平面上升必将对这些地区的社会 经济产生重大影响 表现在许多沿海低洼地区将被海水淹没 现有海防设施的防御能力将大大降低 沿海地区的人居环境和经济建设将面临更大的风险 且遭受洪水危害的机会增大 遭受海啸 风暴潮影响的程度和严重性加大 特别是在珠江三角洲 长江三角洲和环渤海湾地区等经济相对发达地区 我国沿海地区地处环太平洋火山地震带 发生强烈地震的可能性很大 在目前的海平面高度上 若在我国近海地区也发生类似于此次东南亚地震引发的海啸 则在我国沿海地区造成的人员伤亡及经济损失将难以估量 河流改道的影响起因 河道在水沙作用下 不断演变 影响海岸的泥沙 径流补给实例 黄河 黄河是我国第二大河 被誉为中华民族的母亲河 但是 黄河给我们中华民族带来不光是好处 黄河也给我们带来很多的灾难 历史上 三年两决口 百年一改道 是一条即可以兴利又可以为害的河流 历史上黄河两岸以水灾严重而著称 黄河下游河道由于泥沙不断淤积 形成河床高出两岸地面的 地上悬河 一旦洪水破堤决口后 往往不再回归原河道 而走新辟的河道入海 形成河流改道 每次改道 都要冲毁当地的村舍田园 破坏原有的水系和交通设施等 给人民带来巨大灾难 所以决口改道是黄河水灾一大特征 据1959年黄河水利委员会的统计 历史时期见于记载的黄河决口泛滥总计有1500余次 较大的改道有26次 在这26次较大的改道中 又有6次影响巨大的改道 所涉及的地区有今河南 河北 山东 安徽 江苏五省 黄河所以决徙改道 有自然原因 也有社会原因 而洪水量和泥沙量则是造成黄河决徙的主要因素 首先 黄河连贯青藏高原 黄土高原 蒙古高原 华北高原河道陡降 一泻千里 到了平原后 水流缓慢 泥沙沉淀 河床不断抬升 容易决溢泛滥 其次 黄河流域大部分地区的气候比较干燥 全年降雨量的70 集中在夏 秋两季 容易造成山洪爆发 河流猛涨 第三 黄土高原是黄河泥沙的大本营 陕 晋两省黄河峡谷两岸约十万平方公里的土地 是黄河粗沙的主要出产地 今天黄土高原纵横交错的沟壑都有其生成和发展的历史 第四 中游地区的植被不断遭到破坏 最后 人为影响 从水土流失的情况来看 除了黄土高原本身易于水上流失的自然因素外 人为的自觉和不自觉地乱垦乱伐 从而加剧了水土流失 代战争中 为了夺取胜利 常以水代兵 人为地决口为患 早在春秋战国时期 各诸侯国互相攻伐 以水代兵的人为决口事件就不断出现 公元前332年 齐 魏联合攻打赵国 赵国决河灌敌 1938年6月 国民党政府为阻止日本侵略军西进 扒开郑州花园口黄河大堤 豫 皖 苏三省44县沦为泽国 受灾1250万人 300万人背井离乡 流离失所 死亡89万人 黄河改道海岸的动力泥沙条件产生突变 对海岸的冲淤平衡发生变化 改道时间 在 年 年是由淮河入海 在此期间形成了苏北大平原 年淤长距离是 米 年 但是以后改道后 每年有 公里的退后 经过整治 才基本保持平衡 波浪作用以及沿岸流泥沙运动方式 横向和沿岸导致海岸变化形式 横向运动引起的岸滩剖面变化一般表现为泥沙在离岸区和岸边之间来回往复搬运 岸线也是在平均岸线之间周期性摆动 有风暴剖面 沙坝剖面 和常浪剖面 滩肩剖面 之分 研究的难点 波 流相互作用下的泥沙运动机理一般需要通过物理模型目前数学模型有困难 D 潮流作用潮流动力对于淤泥质平缓海岸起了重要的作用 其可以引起大规模的泥沙水平搬运 特别是在波浪掀沙情况下 所谓波浪淘沙 潮流输沙实例 江苏苏北海岸的动力环境就是这种 其潮差达 米 流速达 米 s 风作用下的泥沙作用风作用下的泥沙运动规律 参考钱宁的 泥沙运动力学 和 河流动力学 风作用下的泥沙运动与水流作用下的泥沙运动存在着相似或相同的运动形式 主要危害是海滩发生侵蚀 人类活动影响海岸侵蚀人类工程活动对沿岸的波浪 水流和泥沙运移将产生不同程度的影响 导致岸滩剖面改变 岸线调整或者岸滩冲淤平衡 在有沿岸泥沙运动的海岸修建丁坝或干扰海岸的冲淤积 实例 黄骅港 围海工程 围海会显著改变当地的海域流场 若规划不当 很容易破坏当地附近的岸滩平衡 原来的地貌形态和底质分布发生改变 还可能使局部生态环境恶化 导致某些水产资源的衰退甚至灭绝 胶洲湾 年内围垦 多平方公里 是湾内纳潮量减少导致青岛港口淤积 航道发生萎缩和西移 河口建闸 河口建闸的利弊实例 江苏苏北的挡潮闸的淤积问题 特例灌河 曹娥江口建挡潮闸的争论 灌河 从20世纪50年代开始 应工农业生产和人民生活的需要 在我国沿海大部分中小入海河口都已建闸挡卤蓄淡 但是建闸后闸下发生了严重淤积 河道的过水面积减少 天然防洪能力降低 进入90年代以来各地经济发展需要 沿海河口提出了通航能力要求 河口建闸不但使闸下淤积加剧 防洪排涝能力降低 并且降低了通航能力 限制了当地河口资源的开发和利用 在海相来沙河口 径流是维持河床生命的动力 如无径流则在外海来沙的作用下 可使河床淤至高潮位 甚至死亡 灌河口及建闸位置示意图 20世纪60年代初曾酝酿在灌河口建闸 解决防咸蓄淡解决灌溉问题 因有射阳河建闸后的淤积教训 故未进行 经过多年的探索和实践 决定在河口内潮区界处建闸 70年代初 在灌河较大的支流 一帆河口建闸 1980年又在东三汊处建武漳河闸 义泽河闸和陈集闸 通称盐东控制工程 运行后 闸下河段略有淤积 但不影响灌河口主要河段的断面积和航道水深 灌河口的实践表明 从水利与航道考虑 海相来沙河口 需要建闸时 宜在支流及潮区界附近建闸以达到水利与航道都能兼顾 曹娥江口 曹娥江是钱塘江河口的第二大支流 干流全长197 km 总流域面积6080km2 为了防潮御咸 蓄淡供水 改善通航条件和提高曹娥江两岸土地资源的使用价值 拟在曹娥江河口口门建闸 规划的曹娥江河口大闸是一项综合利用的枢纽工程 具有防洪 治涝 水资源利用 航运 改善平原河网环境 水产养殖等多方面的效益 曹娥江大闸效果图 浙东萧绍宁舟杭州湾南翼一带一直是人口密集 经济活跃的地区 但是 老天爷给它的却总是不够 据有关资料显示 宁波 绍兴 舟山的多年平均水资源总量仅占全省水资总量的16 人均水资源量仅为全省平均的72 水资源不足成为了制约地区经济社会展的 软肋 早在上世纪60年代 为解决浙东地区的缺水问题 水利专家提出了一个大胆的设想 把清澈丰富的富春江水 通过水利工程引到绍兴 宁波 舟山这些浙东缺水区 进行一次水资源的大调配 1971年出现大旱后 有关部门开始有组织地对 富春江引水工程 进行前期研究 考察和论证工作 但是不久 水利专家们就在具体实施方案中遇到了难题 最大的问题就出现在这里 从地图上看 曹娥江水自南向北一路蜿蜒 是浙东地区通往钱塘江唯一的河流 只要在曹娥江口建一处大闸 就可以使曹娥江由外江变为内河 使富春江 杭甬运河 曹娥江和姚江之间形成一个相对封闭的内河流域 水资源就可以在广袤的浙东平原进一步合理调配 但水利专家在考察后发现 在曹娥江河口建大闸 将存在一个致命的隐患 大闸可能会有一天因为泥沙堆积而无法开启 曹娥江口的位置非常特殊 它正好处在钱江潮的入口处 每年这里都会因为潮水冲进大量的泥沙 在曹娥江口以及中下游堆积 如果设置大闸 势必会加重淤泥的堆积 直至最终影响大闸正常开启 所以 关键的问题是要解决曹娥江口淤泥堆积的问题 探讨 三峡工程对长江口的影响 无序开采海岸带资源 无序开采海岸带资源将导致海岸动力的改变 影响整体海岸的演变 案例 采沙 采珊瑚礁 第三节我国海岸防护和围海工程现状 海岸防护 保护海岸线免遭波浪 水流的侵蚀和防止风暴潮对滨海地区的袭击 具体工程包括 海堤 护岸和保滩促淤等工程 海堤在浙江也叫海塘 比较著名的钱塘江海塘 据 水经注 载 东汉初载土石筑钱塘 隋 唐以后 历经修筑 至五吴越 以 石囤木桩法 筑捍海塘 元代沿江海塘方成 明嘉靖二十一年 1542 浙江按察使司佥事黄光升在海盐创筑五纵五横鱼鳞石塘 清康熙五十九年 1720 海宁 仁和一线海塘受岸崩塘毁的威胁 成为清代防守 修筑的重点 有关专家表示 钱塘江海塘规模宏大 与长城 大运河一起被誉为我国古代最著名的三大建筑工程 其砌筑技术在世界海塘史上都是一项杰出的创造 演示 钱塘江海塘目前 海堤规范已经于 年颁布 海堤主要形式 斜坡式 直立式 混合式 其他形式各种的优 缺点 工程实例 一期北导堤工程设计 一期工程整治建筑物主要工程结构和规模为 1 北导堤结构为袋装砂堤心模袋混凝土压顶钩连块体护面斜坡堤 堤长27 89km 包括老堤修复段 试验段和导堤 过渡段及超前护底软体排2 11km 2 南导