大連金州灣人工沙灘建設(shè)條件研究

李文丹，解鳴曉，張義豐，李 鑫

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所港口水工建筑技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300456）

大連金州灣人工沙灘建設(shè)條件研究

李文丹，解鳴曉，張義豐，李 鑫

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所港口水工建筑技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300456）

文章通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘、水力特性試驗(yàn)、波浪潮流數(shù)學(xué)模型、波生沿岸流數(shù)學(xué)模型及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算等多種手段，對(duì)大連金州灣沙灘改造工程實(shí)施后人工沙灘穩(wěn)定性及泥化的可能性進(jìn)行了初步分析。研究結(jié)果表明：擬建人工沙灘從選址來(lái)說(shuō)是可行的，岸線可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)，且無(wú)泥化風(fēng)險(xiǎn)。從方案比選來(lái)看，兩方案動(dòng)力條件差異不大，采用出水堤對(duì)沿岸輸沙攔截效果更好。建議在現(xiàn)有基礎(chǔ)上適時(shí)開(kāi)展波浪泥沙整體物理模型試驗(yàn)，進(jìn)一步確定沙灘正常及風(fēng)暴潮條件下的侵蝕量、沙灘平衡岸線及平衡剖面形態(tài)，為設(shè)計(jì)方提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

人工沙灘；穩(wěn)定性；泥化；波生流；數(shù)值模擬；水力特性

隨著沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)海岸景觀有了新的要求。我國(guó)優(yōu)質(zhì)天然沙灘少之又少，因此，很多地方開(kāi)始建設(shè)人工沙灘來(lái)發(fā)展當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)。例如，天津東疆港人工沙灘、濰坊人工沙灘、贛榆人工沙灘、廈門(mén)同安灣人工沙灘、撫仙湖人工沙灘等［1］。

人工沙灘建成后，波浪掀沙、波生流輸沙是沙灘地貌響應(yīng)的主要?jiǎng)恿C(jī)制。此時(shí)，支配泥沙運(yùn)移的主要因素是波浪，而潮流所起的作用很小。所謂波生流是指波浪破碎后形成的定向流動(dòng)。波生流主要在破碎帶內(nèi)發(fā)揮作用，形成原因是波浪以一定的角度沖擊海岸破碎所產(chǎn)生。波生流直接影響沿岸輸沙，其中波浪強(qiáng)度決定灘面泥沙是否起動(dòng)，而波生流則決定了泥沙運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和輸沙方向。海岸工程建設(shè)引起沿岸流的改變會(huì)導(dǎo)致沿岸輸沙強(qiáng)度或者方向的變化。對(duì)人工沙灘而言，地貌的塑造包括岸線（縱向輸沙）與剖面（橫向輸沙）的改變。

本文所研究的大連金州灣沙灘改造工程位于大連市金州灣海區(qū)東北岬角附近的姚家套（圖1）。沙灘改造工程位于典型岬灣弧形沙質(zhì)海岸，目前沙灘寬度較窄，難以滿足進(jìn)一步發(fā)展的旅游需求，擬通過(guò)填沙形成人工沙灘。

然而，人工沙灘建成后，其穩(wěn)定性如何是值得關(guān)注的問(wèn)題。此外，大連新機(jī)場(chǎng)正在建設(shè)（圖1），新機(jī)場(chǎng)建成后，沙灘前緣的波浪條件將發(fā)生顯著變化，造成弱動(dòng)力環(huán)境，在此基礎(chǔ)上，人工沙灘是否出現(xiàn)泥化現(xiàn)象也是值得關(guān)注的問(wèn)題。本文主要采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘、水沙環(huán)境分析、水力特性試驗(yàn)、波浪數(shù)值模擬、潮流數(shù)值模擬、波生流數(shù)值模擬以及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算等多種研究手段，對(duì)擬建姚家套人工沙灘工程建設(shè)進(jìn)行初步分析，并對(duì)方案進(jìn)行初步比選評(píng)判。

圖1 工程及測(cè)點(diǎn)位置圖Fig.1 Location of project and measuring point

1 水沙環(huán)境

1.1 金州灣整體地形地貌

金州灣為砂礫質(zhì)基巖海岸上的一個(gè)原生灣，侵蝕和堆積地形并存。灣口南北兩側(cè)岬角地區(qū)，基巖裸露，深水逼岸，海水侵蝕作用強(qiáng)烈，海蝕崖、巖脊灘、海蝕柱、海蝕洞穴等海蝕地形較發(fā)育。灣頂?shù)貐^(qū)則表現(xiàn)為堆積地形占優(yōu)勢(shì)。

金州灣水下地形呈近岸坡度較陡峭，外海坡度較平緩?？傮w來(lái)說(shuō)，整個(gè)金州灣水深不大，至灣口地形高程亦不超過(guò)-10.0 m，總體呈堆積型水下地貌。

1.2 沙灘局部地形地貌

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及地形測(cè)量可知（圖1）：沙灘兩岬角外幾乎無(wú)沙源補(bǔ)充。上岬角附近沙礫石較多，呈典型海蝕地貌。近上岬角的弧形段，其坡度較陡，屬侵蝕型海灘地貌。沙灘切線段，與弧形岸段相比，沙灘展寬，坡度亦稍緩，可能由上段沿岸輸沙引起，但其差異不顯著，在長(zhǎng)期的波浪與沙灘動(dòng)力地貌相互作用下，沙灘基本形成侵蝕性的動(dòng)態(tài)平衡。

整個(gè)沙灘段均存在顯著的韻律沙壩地貌，且沙壩中脊線位置均與岸線基本垂直，體現(xiàn)出橫向輸沙為主的整體規(guī)律。在切線段現(xiàn)場(chǎng)觀察到三級(jí)重疊沙脊，各層沙脊的中脊線方向不同，指引出當(dāng)?shù)匮匕遁斏撤较蛟谝欢ǔ潭壬峡墒芨飨蝻L(fēng)浪影響，方向可有所偏轉(zhuǎn)。盡管如此，從各層中脊線與水面線的偏角來(lái)看，沿岸輸沙總量不大。從動(dòng)力地貌格局總體判斷，凈輸沙方向總體以向南為主。

姚家套沙灘從剖面形態(tài)上來(lái)看屬典型沙質(zhì)海岸地貌，地形呈近岸陡峭、外海平緩。沙灘坡腳外水深較淺，表明波浪即使在正常天氣下，亦多在觸及岸線前波能即可損耗，屬“消能性”海灘，亦可初判沙灘岸線應(yīng)較為穩(wěn)定。

總體來(lái)說(shuō)，沙灘現(xiàn)狀條件下較為穩(wěn)定，泥沙運(yùn)動(dòng)以橫向輸沙為主，沿岸輸沙應(yīng)很弱（動(dòng)態(tài)平衡），方向以向南側(cè)為主。

1.3 潮汐潮流

工程海域潮汐屬不正規(guī)半日潮型。潮流屬非正規(guī)半日潮流，并以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流為主，受海灣地形制約，漲、落潮流主流向的走向大致呈NE—SW向和NNE—SSW向，與等深線或岸線走向相一致?？傮w來(lái)說(shuō)，金州灣內(nèi)平均潮差較小，且潮流流速不大，垂線平均流速均在0.20 m/s以內(nèi)。

1.4 波浪

金州灣屬于渤海東部水域伸入陸地的一個(gè)較大型海灣，該灣三面為陸地環(huán)抱，風(fēng)區(qū)均較短，唯其灣口朝西北敞向渤海，尤以W—N向風(fēng)區(qū)較長(zhǎng)。

根據(jù)灣外雙島灣測(cè)站2003年全年實(shí)測(cè)波浪資料來(lái)看，本工程海域主要以風(fēng)浪為主，海域常浪向?yàn)镹W，頻率11.78%，次常浪向?yàn)镾，頻率11.56%；強(qiáng)浪向?yàn)镹W，次強(qiáng)浪向出現(xiàn)在N向。

根據(jù)灣內(nèi)棋盤(pán)磨測(cè)站2005年4月1日～12月31日9個(gè)月實(shí)測(cè)波浪資料來(lái)看，N向平均波高為0.9 m，NNW向?yàn)?.7 m，NW向?yàn)?.6 m。其余各向均在0.5 m之內(nèi)。最大波高介于0.4～2.7 m，其中N向最大波高2.7 m，其次NW、NNE向最大波高分別為1.9 m和1.7 m，NNW、W向最大波高分別為1.6 m和1.0 m。

1.5 底質(zhì)及含沙量

金州灣底質(zhì)以粉砂為主，其次為砂，黏土含量較低。人工沙灘靠近北岬角區(qū)域，沙灘底質(zhì)較粗，局部可超過(guò)2 mm，而中段區(qū)域底質(zhì)相對(duì)較細(xì)，多在0.2～0.3 mm?？傮w而言，整個(gè)姚家套沙灘及水下區(qū)域底質(zhì)均為中沙及粗砂，呈現(xiàn)典型沙質(zhì)海岸特征。

圖2 波浪玫瑰圖Fig.2 Wave rose

金州灣海域懸沙中值粒徑較細(xì)，但從組分來(lái)看，均以粉砂為主，黏土含量很低，一般均在10%以內(nèi)。本文采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及衛(wèi)星遙感手段分析可知，正常天氣下工程海域懸沙含量不高，平均一般在0.05 kg/m3以內(nèi)。

2 沙灘改造方案

根據(jù)建設(shè)單位要求，對(duì)原有沙灘進(jìn)行整治改造需結(jié)合該區(qū)域的自然條件和岸線功能使用要求，共布置2個(gè)方案（圖3）。

（1）方案一：人工沙灘弧形岸線長(zhǎng)度約378 m。東側(cè)通過(guò)回填形成一個(gè)觀景平臺(tái)，標(biāo)高+2.5 m（85黃?；妫峦?。平臺(tái)頂部設(shè)有一道擋砂堤（+1.5 m），長(zhǎng)約46 m。沙灘坡腳處新建一道攔沙堤約425 m（高程-1.5 m），以阻擋泥沙流失。

（2）方案二：人工沙灘弧形岸線長(zhǎng)度約450 m。東側(cè)設(shè)置一道由卵石回填的丁壩，寬30 m，丁壩坡度為1：30，整體高度比沙灘高0.5 m。沙灘和丁壩坡腳處新建一道攔沙堤約428 m（高程為-1.5 m），以阻擋泥沙流失。

（3）人工沙灘斷面坡度均為1：30，設(shè)計(jì)粒徑均為1.0 mm。另外，根據(jù)設(shè)計(jì)院要求，對(duì)兩平面方案攔沙壩外側(cè)水域進(jìn)行清淤（清淤深度-1.5 m），清淤范圍參見(jiàn)圖3。

圖3 沙灘改造方案示意圖Fig.3 Sketch of modification project

3 灘上潮流流速計(jì)算

除波生流外，潮流亦可能在一定程度上參與輸沙過(guò)程。本文采用二維潮流運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，對(duì)沙灘上方的流速量級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，亦對(duì)大連新機(jī)場(chǎng)建成后，沙灘上方潮流動(dòng)力的變化程度加以討論。二維潮流運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算理論及模型建立與驗(yàn)證情況受篇幅限制，不在此贅述。經(jīng)模擬研究：沙灘灘面流速很低，即使在大潮條件下，平均流速亦僅在0.02～0.03 m/s，與波生流強(qiáng)度相比為小量，對(duì)泥沙的輸送作用很弱，可近似忽略。

4 灘上波要素計(jì)算

本文中關(guān)于波浪傳播模擬計(jì)算采用swan計(jì)算模型并采用三角形網(wǎng)格對(duì)計(jì)算域進(jìn)行剖分（局部加密，最小網(wǎng)格尺度為5 m）。考慮到人工沙灘位于典型沙質(zhì)海岸，床面摩阻較小，因此，底摩擦系數(shù)取值范圍介于0.004～0.008。此外，本次人工沙灘鋪設(shè)坡度為1：30，根據(jù)規(guī)范［2］，選取破碎系數(shù)0.78。模型采用雙島灣及棋盤(pán)磨測(cè)站處實(shí)測(cè)資料進(jìn)行波浪要素驗(yàn)證。

4.1 沙灘前緣波浪推算

擬建人工沙灘局部灣口朝向偏W—S向，在對(duì)沙灘波浪要素研究中，更應(yīng)關(guān)注沙灘外緣。然而，外海水域波浪要素，特別是波向要素?zé)o法直接應(yīng)用于沙灘前緣。因此，擬通過(guò)大范圍波浪模型將外海深水波浪玫瑰關(guān)系推求至沙灘前緣。經(jīng)推算：盡管外海來(lái)浪方向多變，但對(duì)人工沙灘前緣海域而言，主要受W向和WSW向波浪影響。在統(tǒng)計(jì)沙灘前緣波浪玫瑰關(guān)系時(shí)，其中NW向、WNW向出現(xiàn)頻率計(jì)入W向，而SW向和SSW向計(jì)入WSW向，并進(jìn)行相應(yīng)波高折算。此外，亦考慮了S向考風(fēng)成浪。

4.2 灘上波要素計(jì)算

在對(duì)沙灘方案波浪要素計(jì)算中，本文擬采用年平均波浪和各計(jì)算水位組合以及10 a一遇波浪和極端高水位組合進(jìn)行計(jì)算。可知：

（1）現(xiàn)狀條件下，人工沙灘主要承受W向和WSW向波浪作用，其中WSW向波高略小于W向，但兩者差異不大；S向風(fēng)成浪波高則很小，對(duì)沙灘地貌塑造應(yīng)不起控制性作用。當(dāng)波浪由外海傳播至工程區(qū)域時(shí)，受姚家套北岬角遮蔽影響，波浪繞射進(jìn)入灣內(nèi)，使得人工沙灘上方波高分布呈自西向東逐漸增大的趨勢(shì)。

（2）年均波浪作用下，沙灘大部分區(qū)域露灘，其中東側(cè)約100 m左右沙灘前沿波高最大可達(dá)0.60 m以上。10 a一遇波浪作用下，沙灘前沿波高最大可達(dá)0.90 m。

（3）大連新機(jī)場(chǎng)建成后，受機(jī)場(chǎng)人工島有效掩護(hù)，WSW向波浪得到阻擋，人工沙灘主要承受W向波浪作用；此外，由于外海來(lái)浪得到消減，從而人工沙灘上方波高亦有所減小。

（4）兩個(gè)設(shè)計(jì)方案除東側(cè)攔砂措施不同外，人工沙灘布置形式均基本相同，使得兩方案人工沙灘區(qū)域波高分布差異微弱。

4.3 灘上泥沙活躍性分析

本文采用水槽試驗(yàn)對(duì)人工沙灘所鋪1.0 mm灘沙進(jìn)行了臨界起動(dòng)試驗(yàn)，總體來(lái)說(shuō)，由于人工灘沙粒徑選取為1.0 mm，屬較粗的灘沙類型，且顯著大于姚家套天然沙灘的底質(zhì)粒徑。因此，其在年均及10 a一遇波浪條件下的活躍性不強(qiáng)，沙灘西段灘沙難以起動(dòng)，而沙灘東段灘沙雖可起動(dòng)，但難以大量起動(dòng)，沙灘應(yīng)較為穩(wěn)定。

5 灘上波生流速計(jì)算

本文采用平面二維波生流數(shù)學(xué)模型，對(duì)不同工況、不同波浪作用下的波生沿岸流流速、流向進(jìn)行研究，可輔助判斷泥沙運(yùn)動(dòng)的宏觀量級(jí)及凈輸沙方向［3-6］。

波生流數(shù)學(xué)模型計(jì)算范圍參見(jiàn)圖1并采用三角形網(wǎng)格進(jìn)行剖分。為精確分辨沙灘地形，最小網(wǎng)格間距在1.5 m左右。經(jīng)計(jì)算：

（1）波生流分布均呈灘上水域流速高，外海流速低的趨勢(shì)。在W向和WSW2個(gè)主導(dǎo)波向作用下，沿岸流方向自西向東，平面分布呈現(xiàn)一定的不均勻性，其中沙灘西段相對(duì)較低，而東段較高。正常條件下，灘上波生流速在0.15～0.40 m/s；10 a一遇波浪作用下，灘上波生流速達(dá)0.15～0.60 m/s，其中擋沙堤局部甚至可超過(guò)1.0 m/s。新機(jī)場(chǎng)建成后波生流速可有所降低。

（2）方案一東側(cè)采用出水堤，沿岸流運(yùn)動(dòng)至堤前時(shí)受阻，從而波生流沿堤向外海流動(dòng)，可能造成堤前堆積，部分可能繞過(guò)堤頭繼續(xù)向海輸送；方案二東側(cè)采用潛堤，在水位較高時(shí)，波生流可直接漫過(guò)堤身向東繼續(xù)運(yùn)移，可能造成灘沙的一定損失，這一差異在強(qiáng)浪作用下尤為明顯。因此，從波生沿岸流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及強(qiáng)度來(lái)看，方案一可更好的攔截沿岸輸沙，效果應(yīng)較方案二更佳。

（3）人工沙灘西段由于沿岸流速很低，以橫向輸沙為主，預(yù)計(jì)其岸線形態(tài)應(yīng)不致明顯變化；而在沙灘東段，沿岸流速相對(duì)較強(qiáng)，可能將對(duì)岸線進(jìn)行重新塑造，建議在鋪砂時(shí)加以適當(dāng)考慮。

圖4 波生流場(chǎng)分布圖（設(shè)計(jì)高水位、年均WSW向浪）Fig.4 Wave?induced nearshore curren（thigh reservoir level，annual average wave）

6 沿岸輸沙率估算

人工沙灘建設(shè)后的沿岸輸沙率采用文獻(xiàn)［2］推薦公式，所采用的理論為波能流法。其表達(dá)式為

式中：δ0為深水波陡；D為泥沙中值粒徑。

公式中考慮了泥沙底質(zhì)粒徑和入射波陡對(duì)沿岸輸沙的影響。沿岸輸沙計(jì)算中，沙灘前緣波高、波向均自波浪數(shù)學(xué)模型中提取。估算結(jié)果顯示，人工沙灘建成后，沿岸年輸沙量不超過(guò)0.7萬(wàn)m3/a，量級(jí)屬較低，其中沙灘西段輸沙率較低，而沙灘東段則相對(duì)較高。

7 沙灘剖面合理性初判

相對(duì)于沿岸輸沙而言，橫向輸沙的內(nèi)在機(jī)理更為復(fù)雜。對(duì)橫向輸沙及其地貌響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模擬至今仍處在發(fā)展階段，無(wú)通用的模式。因此，對(duì)沙灘剖面的研究多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行定性分析，或通過(guò)波浪水槽實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行物理模擬。本次研究中考慮到是對(duì)剖面的初判，從而選用經(jīng)驗(yàn)公式的手段。

目前對(duì)平衡剖面的經(jīng)驗(yàn)研究主要為Dean和Dalrymple提出的波能平衡理論，Dean?Dalrymple剖面表達(dá)式形式簡(jiǎn)單，易于計(jì)算，并通過(guò)對(duì)美國(guó)502個(gè)沙灘的實(shí)測(cè)剖面形態(tài)驗(yàn)證，具有良好的實(shí)用價(jià)值。其理論認(rèn)為剖面前方波浪處于破碎狀態(tài)，并將其與泥沙運(yùn)動(dòng)建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，其形式如式（4）

式中：h為水深；y為向海距離；F=ECg為波群能量；為波能；Cg= gh為淺水波群速度；κ為破波系數(shù)；D?(d)為泥沙作用下的能量耗散率，可表示為

經(jīng)推導(dǎo)，得到平衡剖面表達(dá)式為

圖5 沙灘平衡剖面預(yù)測(cè)Fig.5 Balanced section prediction

式中：A(d)為與泥沙特性相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)Dean的研究結(jié)論，其與泥沙沉速ω（單位采用cm/s）相關(guān)，見(jiàn)式（7）

本文通過(guò)對(duì)人工沙灘所鋪灘沙進(jìn)行的沉速實(shí)驗(yàn)來(lái)看，人工沙灘的灘沙樣品平均沉速為9.85 cm/s，可求得A=0.183 3，與Dean的推薦值量級(jí)相符（0.1～0.2）。

通過(guò)計(jì)算可知（圖5）：在天然沙灘平衡剖面條件下，人工沙灘高灘處岸坡較為陡峭，可達(dá)1：12，并隨向外海逐漸放緩?？傮w來(lái)說(shuō)，平衡坡度在1：32左右，與設(shè)計(jì)坡度（1：30）十分接近。因此，經(jīng)初步分析，所設(shè)計(jì)的岸灘剖面是較為合理的。

8 人工沙灘建設(shè)條件綜合分析

8.1 沙灘選址合理性

對(duì)人工沙灘建設(shè)而言，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題：其一為預(yù)防侵蝕，即灘沙應(yīng)具有一定的抗侵蝕性，沿岸輸沙及橫向輸沙不應(yīng)太強(qiáng)；其二為預(yù)防泥化，即灘沙上方不致由于動(dòng)力環(huán)境過(guò)弱導(dǎo)致黏土沉積。綜合考慮本次研究各專題成果，對(duì)沙灘選址合理性進(jìn)行初步分析：

（1）從地貌學(xué)角度，金州灣水深較淺，坡度平緩，屬消能性海灘。潮差小、潮流流速不強(qiáng)，且海域波高總體不大。擬建沙灘方案又進(jìn)一步位于天然岬灣弧形海岸的上岬角內(nèi)側(cè)，來(lái)自外海的波浪可在一定程度上掩護(hù)，沿岸輸沙不強(qiáng)，岸線可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，岸灘剖面設(shè)計(jì)是較為合理的。

（2）從選沙角度，設(shè)計(jì)灘沙粒徑相對(duì)原沙灘更粗，抵抗侵蝕的能力更強(qiáng)，經(jīng)分析，灘沙在正常波浪條件下的活躍性不高，對(duì)減小侵蝕量是有益的。

（3）大連新機(jī)場(chǎng)建設(shè)后，雖波浪動(dòng)力有所減弱，但由于大范圍海域缺乏有效的黏土補(bǔ)給，從而泥化風(fēng)險(xiǎn)亦不高，即使泥化也需時(shí)較長(zhǎng)，易于維護(hù)。

（4）建議在現(xiàn)有方案基礎(chǔ)上適時(shí)開(kāi)展波浪泥沙整體物理模型工作，進(jìn)一步確定沙灘正常及風(fēng)暴潮侵蝕量、平衡岸線及平衡剖面形態(tài)，為設(shè)計(jì)方提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

8.2 方案間差異分析

對(duì)于方案一和方案二而言，主要差異在于對(duì)沿岸輸沙的攔截效果。經(jīng)對(duì)比：

（1）從總體來(lái)看，兩個(gè)方案建設(shè)后，灘上波高、波生流速及平面分布均相近，動(dòng)力條件差異不大。

（2）對(duì)方案一而言，由于東側(cè)采用出水堤攔沙，對(duì)自西向東的沿岸輸沙攔截效果較高，但會(huì)導(dǎo)致在攔沙堤附近出現(xiàn)岸線的明顯調(diào)整；對(duì)方案二而言，由于東側(cè)采用潛堤攔沙，岸線調(diào)整幅度較方案一略小，但可能引起泥沙越過(guò)潛堤向東輸送，特別是在來(lái)自偏西側(cè)的風(fēng)暴潮作用下尤為明顯。盡管如此，其量級(jí)差異應(yīng)該進(jìn)一步通過(guò)物理模型試驗(yàn)確定，在造價(jià)、環(huán)境效益和年損失量間尋找平衡。

［1］徐嘯，佘小建，毛寧.人工沙灘研究［M］.北京：海洋出版社，2012.

［2］JTS145-2015，海港與航道水文規(guī)范［S］.

［3］解鳴曉，張瑋.近岸波生流運(yùn)動(dòng)三維數(shù)值模擬及驗(yàn)證［J］.水科學(xué)進(jìn)展，2002，22（3）：391-399. XIE M X，ZHANG W.3D numerical modeling of nearshore wave?induced currents［J］.Advances in Water Science，2002，22（3）：391-399.

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Study on construction condition about the artificial beach in Dalian kinchow bay

LI Wen?dan，XIE Ming?xiao，ZHANG Yi?feng，LI Xin
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，National Engineering Laboratory for Port Hydraulic Construction Technology,Key Laboratory of Engineering Sediment,Ministry of Transport,Tianjin 300456,China）

Based on various means of field reconnaissance,hydraulic characteristic experiment,approved wave and tidal current numerical simulation,wave?induced nearshore current numerical simulation and empirical formula computation,the stability and sludging of the man?made beach in Dalian kinchow bay was analyzed prelimi?narily after the construction.The results show that the location selection is feasible to construct the man?made beach,and the coastline of which can remain stable for a long time.Meanwhile,there has no risk of sludging in the area of project.From the scheme comparison,the two schemes have little difference in dynamic condition,but the ef?fluent dike in the first scheme has the better interception effect on longshore sediment transport.It is suggested to establish the wave and sediment integral physical model based on the data available to further determine the erosion amount,equilibrium shoreline and equilibrium section of the artificial beach to provide the basic data for designer.

artificial beach；stability;sludging;wave?induced nearshore current；numerical simulation；hy?draulic characteristic

U 656.3；O 242.1

A

1005-8443（2017）02-0126-06

2016-12-21；

2017-02-14

天津市自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（16JCQNJC06900）；國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（41306033）；交通運(yùn)輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2014329224330）；水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目（2014492211）

李文丹（1982-），女，天津市人，副研究員，主要從事港口航道與海岸工程研究。

Biography：LI Wen?dan（1982-），female，associate professor.