一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法技术

本发明专利技术提供了一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，包括确定养护海滩对应区域的补沙沉积物和补沙沉积物的粒径、确定养护海滩干滩宽度、坡度和高程以及确定养护海滩后滨干滩内陆侧绿化防风带的步骤。本发明专利技术提供的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，针对强风区海岸风沙活动特征，通过合理的强风区海岸海滩养护剖面和后滨防风带设计，可有效抑制滩面风沙，降低海滩风沙强度，提升养护海滩品质。克服了现有养护海滩设计技术的不足，减少了滩面沉积物的风蚀亏损，降低了滩面风沙作用，保护了海岸环境。

【技术实现步骤摘要】
一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法
本专利技术涉及海滩养护的
，具体涉及一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法。
技术介绍
我国沿海地区尤其华南海岸风沙活动强烈，现代海岸风沙活动区面积高达2.378×105hm2，风沙海岸长度约300km，是全球海岸风沙十分活跃的国家。进入21世纪以来，随着我国海岸生态修复的全面实施，已开展了100多项海滩养护工程。海滩养护工程的实施增加了滩面沉积物，形成新的砂质地貌堆积单元，从而扩大了海滩风区、增加了风沙物源、提升了滩面高程，引起了养护海滩风沙运动过程的变化。尤其在强风区海岸海滩风沙活动强度增大，造成新的环境问题，给海岸带生产和居民生活带来了不利影响。国内外开展的海滩养护设计主要关注养护海滩工程的稳定性，工程设计考虑的重点是水动力作用下的养护海滩演变与沉积物流失。对于养护海滩剖面形态的设计要素以背景侵蚀率、沿岸输沙、近岸地形、波浪动力等为主，但是目前全球各国的海滩养护设计手册或指南皆未在其工程设计中考虑抑制滩面风沙作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，以解决现有技术中强风区的海滩养护在设计时均未考虑抑制滩面风沙作用的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，包括如下步骤：确定养护海滩对应区域的补沙沉积物，在区域内的全年大风天的滩面平均风速条件下，养护海滩的补沙沉积物的平均粒径不小于原始海滩，且大于所述全年大风天的滩面平均风速下的风沙可起动沉积物粒径；确定养护海滩干滩宽度、坡度和高程，结合全年大风天的平均风速和养护海滩的滩面沉积物平均粒径，使得全年大风天的平均风速的条件下的风区长度小于或等于临界风区长度，且养护海滩干滩的设计高程高于正常水动力所能作用的上限；以及确定养护海滩的滩肩外缘部分补沙沉积物粒径，在不改变其他地貌要素的前提下，增大该区域的沉积物粒径。进一步地，还包括如下步骤：确定后滨干滩内陆侧绿化防风带，结合海岸风沙流垂向分布高度、养护海滩的景观效果、绿化的占地面积以及海岸砂生植被群落结构特征对绿化防风带进行设计。进一步地，所述绿化防风带一般采用灌草结合的方式。进一步地，灌木丛的高度为0.5至1.0m，密度不低于50％，草丛的高度为0.1至0.2m，密度不低于80％。进一步地，所述灌木丛的宽度占所述绿化防风带总宽度的1/3，所述草丛的宽度占所述绿化防风带总宽度的2/3。进一步地，所述绿化防风带的宽度与全年大风天的平均风速成正比，且所述绿化防风带的宽度为干滩宽度的1/5至1/10。进一步地，所述养护海滩干滩的宽度的确定的方法为：根据养护海滩的岸线走向与养护区全年大风天常风向的夹角、全年大风天的平均风速以及养护海滩的滩面沉积物平均粒径确定养护海滩干滩的宽度。进一步地，所述养护海滩干滩的设计坡度为1:30至1:50。进一步地，所述养护海滩干滩的高程的公式如下：干滩高程H＝多年平均大潮高潮位h+毛细作用高度δ。进一步地，所述养护海滩干滩的滩肩外缘的风速为滩面的1.5-2倍，位于滩肩外缘的沉积物粒径为滩面填沙粒径的2至3倍。本专利技术提供的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法的有益效果在于：1、增大了滩面补沙沉积物平均粒径，使得养护海滩的补沙沉积物的平均粒径不小于原始海滩，沉积物粒径越大，沉积物在起动时的所要求的剪切应力就越大。滩面的气流与下垫面形成的底摩擦力主要取决于风速，当滩面的沉积物粒径的起动风速大于工程区大风天的平均风速时，一年内大部分时间均不产生风蚀作用，可以有效减少滩面起沙。2、设计合适的干滩宽度，使得全年大风天的平均风速的条件下的风区长度小于或等于临界风区长度，尽量的抑制了风沙流向饱和状态发育的趋势，能够降低携沙量。3、通过合适的干滩滩肩坡度设计，能够营造有利于滩面沉积物稳定的仿自然滩肩，有助于抑制风沙起动，维持养护海滩的自然属性。合理的滩肩外缘高程设计，使得滩肩地貌不受常规水动力条件最高值时的冲刷作用而破坏，通过海滩内部毛细作用的使得盐分在滩面形成结壳，产生防护效应。4、通过在后滨干滩内陆侧设计的绿化防风带，能够改变近地表的边界层流场分布，降低风力作用，起到阻沙和固沙效果。由于植被覆盖的存在,下垫面的粗糙度增大，植被覆盖的沙面上的风速低于相同高度上光沙面风速，迅速降低风的携沙能力，使得风沙沉降于绿化带前，形成风沙防护的最后一道防线。5、针对强风区海岸风沙活动特征，通过合理的强风区海岸海滩养护剖面设计，可有效抑制滩面风沙，降低海滩风沙强度，提升养护海滩品质。克服了现有养护海滩设计技术的不足，减少了滩面沉积物的风蚀亏损，降低了滩面风沙作用，保护了海岸环境。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施例提供的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面的结构示意图。附图标记说明：1-滩肩外缘区；2、绿化防风带。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。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。在本专利技术的描述中，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专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术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，现对本专利技术提供的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法进行说明。所述降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，包括如下步骤：S1，确定养护海滩对应区域的补沙沉积物；在对应区域内的全年大风天的滩面平均风速下，养护海滩的补沙沉积物的平均粒径不小于原始海滩，且大于所述全年大风天的滩面平均风速条件下的风沙可起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，其特征在于：包括如下步骤：/n确定养护海滩对应区域的补沙沉积物，在区域内的全年大风天的滩面平均风速条件下，养护海滩的补沙沉积物的平均粒径不小于原始海滩，且大于所述全年大风天的滩面平均风速下的风沙可起动沉积物粒径；/n确定养护海滩干滩宽度、坡度和高程，结合全年大风天的平均风速和养护海滩的滩面沉积物平均粒径，使得全年大风天的平均风速的条件下的风区长度小于或等于临界风区长度，且养护海滩干滩的设计高程高于正常水动力所能作用的上限；以及/n确定养护海滩滩肩外缘部分的补沙沉积物粒径，在不改变其他地貌要素的前提下，增大该区域的沉积物粒径。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
确定养护海滩对应区域的补沙沉积物，在区域内的全年大风天的滩面平均风速条件下，养护海滩的补沙沉积物的平均粒径不小于原始海滩，且大于所述全年大风天的滩面平均风速下的风沙可起动沉积物粒径；
确定养护海滩干滩宽度、坡度和高程，结合全年大风天的平均风速和养护海滩的滩面沉积物平均粒径，使得全年大风天的平均风速的条件下的风区长度小于或等于临界风区长度，且养护海滩干滩的设计高程高于正常水动力所能作用的上限；以及
确定养护海滩滩肩外缘部分的补沙沉积物粒径，在不改变其他地貌要素的前提下，增大该区域的沉积物粒径。


2.如权利要求1所述的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，其特征在于：还包括如下步骤：
确定后滨干滩内陆侧的绿化防风带，结合海岸风沙流垂向分布高度、养护海滩的景观效果、绿化的占地面积以及海岸砂生植被群落结构特征对绿化防风带进行设计。


3.如权利要求2所述的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，其特征在于：所述绿化防风带一般采用灌草结合的方式。


4.如权利要求3所述的降低滩面风沙强度的养护海滩剖面设计方法，其特征在于：灌木丛的高度为0.5至1.0m，密度不低于50％，草丛的高度为0.1至0.2m，密度不低于80％。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘建辉，蔡锋，何岩雨，朱君，戚洪帅，雷刚，郑吉祥，张弛，曹惠美，
申请(专利权)人：自然资源部第三海洋研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35