我國海灘養(yǎng)護修復的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新

蔡 鋒，劉 根

(1.自然資源部第三海洋研究所，福建 廈門 361005；2.福建省海洋生態(tài)保護與修復重點實驗室，福建 廈門 361005)

海灘是一種寶貴的天然資源，因具有海岸防護、旅游休閑和生態(tài)服務(wù)等多種重要功能，在沿海社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。然而，在全球氣候變化和人類活動背景下，我國海灘已經(jīng)或正在發(fā)生顯著變化[1-2]。監(jiān)測表明，1980—2018年中國沿海海平面上升速率為3.3 mm/a，高于同時段全球平均水平[3]。據(jù)統(tǒng)計，我國有約49.5%的砂質(zhì)岸線正遭受侵蝕[4]。

由于海岸帶集人口聚居地、經(jīng)濟活躍帶和旅游目的地于一體，海岸侵蝕會帶來巨大的生命財產(chǎn)損失。21世紀以前，我國大量建造硬式構(gòu)筑物來應(yīng)對海岸侵蝕，比如丁壩、防波堤、海堤等。后來，逐漸發(fā)現(xiàn)這種硬式的防護措施并不能解決侵蝕問題，反而造成堤前嚴重下蝕及相鄰海岸侵蝕加劇[4-6]。而且，隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)，自然岸線被固化，人工岸線的比例逐年增加，形成了新世紀的“鋼鐵長城”[7]。據(jù)統(tǒng)計，我國主要海灣自然岸線的比例由1940年代的78.21%降至2014年的28.87%[8]，海岸帶固有的生態(tài)活力和環(huán)境彈性逐漸降低，甚至喪失。

20世紀20年代以來，隨著海岸工程學家和海岸地貌研究人員的不斷探索，發(fā)現(xiàn)向海灘拋沙可以減緩海灘的侵蝕。世界上最早的海灘養(yǎng)護工程始于20世紀初的美國東海岸，包括1919年的加利福尼亞南部的圣佩德羅(San Pedro)[9]和1922年的紐約科尼島(Coney Island)[10]。海灘養(yǎng)護(也稱海灘修復)是指利用人工或機械將異地一定體積的泥沙拋填在一個受侵蝕的岸段上[11-14]。因具有社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等多方面的綜合效應(yīng)，海灘養(yǎng)護技術(shù)已經(jīng)被認可為一種環(huán)境友好型且經(jīng)濟有效的海岸侵蝕應(yīng)對措施，廣泛應(yīng)用于世界各地[15]，如美國[16]、西歐[17]、澳大利亞[18]等。

歐美等發(fā)達國家早在20世紀中期就興起了海灘養(yǎng)護修復技術(shù)的研究和實踐，并形成了較為完善的理論和技術(shù)[11, 13-14]。而我國起步較晚，直到2005年前后，才開始重視海灘養(yǎng)護修復技術(shù)及應(yīng)用研究[19-21]。2015年，我國提出了“開展藍色海灣整治行動”的工作部署；2016年以來，國家支持了幾十個沿海城市開展藍色海灣整治行動，實施了海岸整治修復工程。本研究基于研究團隊在過去十幾年間對我國海灘養(yǎng)護的深度研究與應(yīng)用推廣，通過研讀文獻、資料收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析了我國海灘養(yǎng)護的發(fā)展現(xiàn)狀及特征，總結(jié)歸納了我國在海灘養(yǎng)護技術(shù)方面的創(chuàng)新，最后展望了海灘養(yǎng)護的未來發(fā)展并提出了建議。

1 我國海灘養(yǎng)護發(fā)展現(xiàn)狀及特征

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

我國最早的沙灘修復始于1990年香港南岸的淺水灣浴場[22]，之后有過零星的、不成規(guī)模的浴場補沙工程，內(nèi)地第一個真正意義上的海灘養(yǎng)護工程是2007年完工的廈門觀音山海灘[23]。此后，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和對濱海旅游沙灘的日益需求，海灘養(yǎng)護在我國逐漸受到重視，許多濱海旅游城市相繼實施了海灘養(yǎng)護修復工程[12, 19-21]。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2019年8月，我國已完成或正在進行的沙灘修復工程共有97項(表1)，分布于全國35個城市，修復岸線總長度超過120 km，總填沙量約2.3×107m3，總投資超過2.0×105萬元。盡管我國的沙灘修復起步較晚，但發(fā)展迅速，在2005年之前填沙量較少，此后快速持續(xù)增加。2016—2020年間的填沙量預計達到1.2×107m3，超過累積總填沙量的一半(圖1)。

表1 我國海灘養(yǎng)護工程概況Tab.1 Important projects of beach nourishment in China

續(xù)表1序號海灘養(yǎng)護工程名稱完成或預計完成年份養(yǎng)灘長度/m填沙方量/(104m3)補沙粒徑/mm干灘寬度/m參考文獻25秦皇島北戴河中海灘B浴場20097201701.2～1.730[21]26秦皇島北戴河東海灘20094003.10.5～0.860[21]27天津東疆港海灘2008137022.0—140[20]28廈門觀音山海灘二期200981843.00.3～1.00～70[21]29唐山菩提島人造海灘20101502.0—30～50[21]30?？诠鹆盅蠛?0103853.8—40[19]31濰坊寒亭區(qū)歡樂海沙灘2010160030.0—60[21]32秦皇島北戴河西海灘20113570180.00.4～0.650[21]33秦皇島北戴河淺水灣浴場20116003.0—40[21]34平潭龍鳳頭海灘一期2011140034.00.3～0.530[21]35廈門國際會議展覽中心海灘2012189082.00.4～0.740[21]36營口白沙南灣浴場2012—17.0—30[21]37葫蘆島綏中天龍寺海灘2012900——30[21]38威海九龍灣沙灘2013330010.0——[21]39秦皇島金夢灣浴場20133390173.0—50[21]40秦皇島浪淘沙浴場201370010.0—40[21]41廈門曾厝峖岸段201379016.50.6～1.010～80[21]42大連老虎灘2013250——30[21]43平潭龍鳳頭海灘二期20133800850.640[21]44大連金石灘海灘201480015.7——[21]45北海廉州灣一期2014180021.60.7～1.315～30[21]46廈門同安灣西岸2014440065.00.550～70[21]47廈門天泉灣沙灘20146326.050.0～100.015～20[21]48泉州青山灣海灘2014135016.00.720～40[21]49泉州西沙灣海灘2014123517.00.735[21]50廈門鼓浪嶼港仔后沙灘20142907.00.515～65[21]51廈門鼓浪嶼美華沙灘20142956.10.2～0.425～45[21]52三亞灣沙灘2014260022.50.2～0.730[21]53連云港海州灣西墅海灘20143600.50.2～1.0—[21]54珠海美麗灣沙灘2015116521.00.3～0.630[21]55珠海香爐灣海灘2015150037.00.3～0.650[21]56煙臺萊州灣招遠海灘2015191740.01.0～1.310～30[21]57大連旅順世界和平公園2016800———[21]58欽州沙井島海灘2016120885.00.895[21]59樂東鶯歌海人工沙灘20171200——40～90本研究

續(xù)表1序號海灘養(yǎng)護工程名稱完成或預計完成年份養(yǎng)灘長度/m填沙方量/(104m3)補沙粒徑/mm干灘寬度/m參考文獻60大連星海廣場浴場20177001.5——[21]61秦皇島北戴河戴河口至洋河口2017310042.0—50～70[21]62珠海綠洋灣201743022.00.5～0.6100[21]63珠海美麗灣沙灘二期20174908.6—20～35[21]64溫州東岙灣沙灘20171352.8—40[21]65秦皇島北戴河石河口至鐵門關(guān)2017200041.0—80～100[21]66珠海海濱泳場20176903.60.3～0.630～50[21]67汕尾人工沙灘2017500———本研究68廈門五通海岸2018330080.0—60[21]69寧波濱海萬人沙灘2018198590.0—20～100[21]70欽州大環(huán)海灘2018132072.8——[21]71欽州三娘灣海灘201892730.0—35[21]72泉州泉港惠嶼大澳沙灘20182407.30.3～0.445[21]73臺州玉環(huán)干江白馬岙沙灘2018300———[21]74溫州洞半屏韭菜岙沙灘201869016.0——[21]75秦皇島北戴河金屋浴場至淺水灣2019350038.6—20～60[21]76珠海唐家灣濱海公園2019149743.80.3～0.655[21]77珠海外伶仃島海灘201924011.01.2～1.530～50[21]78溫州東沙漁港沙灘2019————[21]79溫州洞頭中心漁港沙灘2019100010.0——[21]80溫州洞頭區(qū)鹿西鄉(xiāng)20191317.20.3～2.2100[21]81溫州蒼南炎亭201960010.0——[21]82日照海龍灣人造海灘20191882———[21]83北海廉州灣二期2019123013.90.7～1.335～45[21]84北海銀灘中區(qū)2019291215.50.2～0.535[21]85?？谖骱０?0204100———[21]86漳州漳浦濱海新城20202000———[21]87煙臺月亮灣2020500———[21]88泉州惠安崇武半月灣2020140038.30.6～2.050[21]89珠海大萬山島錦塘灣202020010.0—40～55[21]90廈門海滄鰲冠朝陽水庫2020600———[21]91廈門翔安澳頭2020900———[21]92廈門同集片區(qū)人工沙灘20201380———[21]93臺州大陳島2020906———[21]94臺州市白沙灣20202472——100[21]

續(xù)表1序號海灘養(yǎng)護工程名稱完成或預計完成年份養(yǎng)灘長度/m填沙方量/(104m3)補沙粒徑/mm干灘寬度/m參考文獻95珠海美麗灣海灘三期20201000———[21]96秦皇島鐵門關(guān)至哈動力20201100———[21]97秦皇島唐子寨至海監(jiān)基地20201400———[21]

注：該表數(shù)據(jù)為不完全統(tǒng)計，59、67號工程的養(yǎng)灘長度、干灘寬度數(shù)據(jù)為本研究野外實測所得，“—”表示數(shù)據(jù)缺失。

圖1 我國海灘養(yǎng)護填沙量發(fā)展Fig.1 Amount of filled sand volume in periods in beach nourishment projects in China圖中橫坐標以5 a為1個時期，2016—2020年為預計填沙量，該圖修改自文獻[21]。

1.2 特征

我國海岸位于太平洋西岸的主動大陸邊緣上，近海島嶼眾多，海岸線曲折漫長，發(fā)育有眾多陸海鑲嵌的海灣，近岸動力差異較大，海岸類型多種多樣。在構(gòu)造沉降帶，濱海岸沉積形成淤泥質(zhì)海灘；在構(gòu)造隆起帶，除局部岸段為斷陷盆地平原海岸外，沿海地帶大部分為溺谷型基巖港灣，多形成砂(礫)質(zhì)海灘[24]。而歐美等西方國家的海岸位于大西洋兩側(cè)的被動大陸邊緣上，近岸水動力以外海涌浪為主，動力較強，發(fā)育有眾多平直型的大規(guī)模海灘，海灘長度少則十幾千米，多則上百千米[25]。再加上近些年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的海灘養(yǎng)護呈現(xiàn)出一些不同于歐美等國家的特征，主要表現(xiàn)在海灘修復的目的、修復海灘類型和修復海灘形態(tài)3個方面。

1.2.1 海灘修復目的 海灘養(yǎng)護最初的功能主要是為了海岸防護，后來發(fā)現(xiàn)其在塑造旅游沙灘方面具有積極作用，又逐漸拓展出了改善海岸生態(tài)環(huán)境和景觀(社會價值)，以及修復濱海旅游沙灘(經(jīng)濟價值)兩個重要功能。按照這3種海灘修復目的的分類，對表1中97項海灘修復工程目的進行了分類統(tǒng)計(圖2)。結(jié)果表明，以海岸防護、改善海岸生態(tài)環(huán)境和景觀以及修復濱海旅游沙灘這3種主要目的修復海灘占比分別為8.5%、29.8%和61.7%。這表明我國海灘養(yǎng)護的目的集旅游、景觀和海岸防護三者于一體，其中旅游占絕對主導，反映出海灘經(jīng)濟對濱海旅游業(yè)的發(fā)展具有極大的吸引力。

圖2 我國海灘修復工程的主要目的分類Fig.2 Different purposes of beach nourishment projects in China

1.2.2 修復海灘類型 海灘養(yǎng)護可以分為兩種類型，即海灘修復和人造海灘。前者是指對受損或退化的海灘進行補沙，以達到之前理想的狀態(tài)；后者是指在一個先前海灘稀少甚至沒有海灘的海岸上進行補沙，以建造一個全新的海灘，這樣的沙灘更多的是一些景觀沙灘和海濱浴場[13]。按照這兩種類型的劃分方法，對上述97個養(yǎng)護海灘進行了統(tǒng)計分類，發(fā)現(xiàn)人造海灘和修復海灘的占比分別為44.7%和55.3%(圖3a)。我國出現(xiàn)了這么多的人造海灘，與我國的砂質(zhì)海岸呈現(xiàn)“南多北少中間空”的分布特征密切相關(guān)。許多沿海發(fā)達城市沙灘資源稀缺，為了滿足人民群眾對濱海旅游沙灘的需求，通過人造沙灘的形式建造景觀沙灘和海濱浴場。

莊振業(yè)等(2011)和Luo等(2015)根據(jù)養(yǎng)護海灘原地沉積物類型與養(yǎng)護沉積物類型之間的差異，將海灘養(yǎng)護的類型劃分為同質(zhì)養(yǎng)護和異質(zhì)養(yǎng)護[19-20]。其中，同質(zhì)養(yǎng)護包括砂質(zhì)-砂質(zhì)和礫石-礫石；異質(zhì)養(yǎng)護包括泥質(zhì)-砂質(zhì)、生物礁-砂質(zhì)、巖灘-砂質(zhì)和砂質(zhì)-礫石。按照這兩種類型的劃分方法，對上述97個養(yǎng)護海灘進行了統(tǒng)計分類，結(jié)果表明同質(zhì)養(yǎng)護和異質(zhì)養(yǎng)護的占比分別為51.1%和48.9%(圖3b)。

圖3 我國海灘養(yǎng)護工程類型分類Fig.3 Different types of beach nourishment projects in China

1.2.3 修復海灘形態(tài) 由于我國獨特的海岸特征，養(yǎng)護海灘的平面形態(tài)呈現(xiàn)出多種類型，主要有凸出、平直、弧形和岬灣4種類型。按照這4種分類方法，對上述97個養(yǎng)護海灘平面形態(tài)進行了統(tǒng)計，結(jié)果表明岬灣形態(tài)占比最高，達43.6%，接近一半(圖4)。這除了與我國的海岸特征密切相關(guān)外，還與我國的海灘修復實踐有關(guān)。我國海岸被用于多種類型的開發(fā)利用，海灘常呈段狀分布，長度偏小，且沉積物供給不足。因此，為了確保人工修復后沙灘能留得住沙，在人工沙灘的規(guī)劃設(shè)計中，依據(jù)靜態(tài)平衡岬灣海岸理論，或根據(jù)自然岬角或人為建造岬角，合理設(shè)置岸線的走向，盡可能塑造岬灣海灘，使岸線接近平衡形態(tài)，這樣可有效避免補沙后岸線的大幅調(diào)整和沙量的凈流失，增強海灘的穩(wěn)定性。

圖4 我國修復海灘平面形態(tài)分類Fig.4 Different plane configurations of beach nourishment projects in China

比如，在廣東省珠海市情侶路香爐灣海灘的修復實踐中(于2015年12月完工)，結(jié)合岸線走向和周邊環(huán)境，在修復岸段的北側(cè)構(gòu)筑攔沙堤，并適當延長，起到人工岬角的作用，以此塑造岬灣海灘(圖5)。該海灘在修復后的3 a間，盡管先后經(jīng)歷了超強臺風“天鴿”和超強臺風“山竹”的襲擊，但始終保持穩(wěn)定。

圖5 廣東省珠海市香爐灣岬灣海灘養(yǎng)護實例Fig.5 An example of headland-bay beach nourishment project on Xiangluwan Beach, Zhuhai, Guangdong Province

2 我國海灘養(yǎng)護技術(shù)創(chuàng)新

由于我國的海岸形態(tài)、動力條件與物源特征等方面和歐美等西方國家存在明顯差異，因此這就造成在歐美廣泛應(yīng)用的海灘養(yǎng)護技術(shù)不能直接在我國應(yīng)用，迫使我國必須探索與發(fā)展適用于我國海岸特征的海灘養(yǎng)護新技術(shù)。

在沙灘修復工程實踐的過程中，我國對海灘養(yǎng)護技術(shù)進行了“吸收-改進-提升”。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國的海灘養(yǎng)護技術(shù)體系逐漸形成。蔡鋒等(2015)編著了適合于我國海岸特征和社會屬性的《中國海灘養(yǎng)護技術(shù)手冊》[12]，標志著我國海灘修復養(yǎng)護技術(shù)走向成熟，同時該手冊已成為全國沿海地區(qū)開展海岸保護與修復的重要技術(shù)指南。此外，海灘養(yǎng)護行業(yè)標準——《海灘養(yǎng)護與修復技術(shù)指南》[26]的頒布，推進了我國海灘修復養(yǎng)護技術(shù)的標準化。

在海灘修復養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用實踐中，我國創(chuàng)新性地提出了強潮海岸、強侵蝕海岸和淤泥質(zhì)海岸等多種動力條件下的海灘修復思路與理念，以及海灘城市排水管涵優(yōu)化設(shè)計和海灘生態(tài)養(yǎng)護潛堤等技術(shù)方法。

2.1 強潮海灘剖面演化數(shù)值模擬技術(shù)

強潮環(huán)境下海灘過程受水位變化影響明顯，海灘剖面演化獨特，其中低潮階地型海灘是強潮海灘的一種常見類型，此類海灘可以有效的提供海灘休閑空間。Shi 等(2015)基于對低潮階地型海灘剖面演化的研究，提出了橫向一維數(shù)值模型，模擬強潮環(huán)境下低潮階地型強海灘的中長期剖面演化[27](圖6)，為強潮海灘修復養(yǎng)護提供有效的預測分析方法。

圖6 強潮海灘剖面演化模型流程Fig.6 Flowchart of beach profile evolution model for macro-tidal environments該圖修改自文獻[27]。

同時，根據(jù)強潮海灘特征，提出了差異性沉積物養(yǎng)灘設(shè)計方法、養(yǎng)護方式設(shè)計和強潮海灘剖面設(shè)計，采用與原砂差異明顯的客砂進行養(yǎng)護，改變原海灘動力地貌特征，人為塑造低潮階地型強潮海灘，提升了強潮海岸海灘修復養(yǎng)護預測的準確性及其養(yǎng)護效果。

該技術(shù)已在福建省廈門市觀音山、國際會議展覽中心、鼓浪嶼，泉州市青山灣和西沙灣，以及平潭綜合試驗區(qū)龍鳳頭等多處海灘修復養(yǎng)護工程中得到實踐應(yīng)用。

2.2 強侵蝕海岸修復的卵石海灘養(yǎng)護技術(shù)

強侵蝕岸段具有動力強、岸灘變化快的特點，潮間帶砂質(zhì)沉積物輸沙率大，砂質(zhì)灘面通常難以維持穩(wěn)定。然而，卵石灘面孔隙度大、滲流快，具有更好的消能效果。因此，通過改變海灘養(yǎng)護的材料，利用大粒徑卵石設(shè)計海灘消能剖面，能夠有效降低海岸泥沙輸運的速率，提升海灘的穩(wěn)定性。科研人員研發(fā)出了一種高消能、強滲透卵石分層養(yǎng)灘技術(shù)設(shè)計方法，提出了“天然卵石(灘面耗能層)+級配碎石(強滲透墊層)+二片石(基礎(chǔ)層)” 的卵石灘混合剖面設(shè)計[28](圖7)，這種剖面具有強滲透、高消能的動力地貌特征。

圖7 強侵蝕海岸的卵石灘混合剖面分層設(shè)計示意Fig.7 Sketch map of beach nourishment profile design with different cobbles at different layers on strongly eroded coasts該圖修改自文獻[28]。

福建省廈門市天泉灣卵石灘是我國首個卵石養(yǎng)灘工程，在該海灘修復工程技術(shù)設(shè)計中，在兼顧海岸防護和海灘的休閑功能的同時，采用粒徑為10 cm 左右的卵石進行修復[28](圖8)。該卵石養(yǎng)灘工程的實施大幅度削減波浪入射能量，海灘侵蝕現(xiàn)象得以極大緩解，沿岸輸沙明顯減小，輸沙率為 1 500±500 m3/a，僅為砂質(zhì)沉積物輸沙率的1/10[29-30]。

圖8 福建省廈門市天泉灣強侵蝕海岸的卵石海灘養(yǎng)護實例Fig.8 An example of beach nourishment projects with cobbles on a strongly eroded coast on Tianquanwan Beach, Xiamen, Fujian Province該圖引自文獻[29]。

2.3 淤泥質(zhì)海岸人工沙灘

如前文所述，由于我國海灘資源分布不均，呈現(xiàn)“南多北少中間空”的特征，導致許多沿海地區(qū)存在“有海難親”的困境。為了滿足人們對于旅游沙灘的巨大需求，提出了在淤泥質(zhì)海岸建造人工沙灘的設(shè)計方法[31]，研發(fā)了一種通過抽泥管廊系統(tǒng)來減緩沙灘泥化的技術(shù)(圖9)[32]。該成果已應(yīng)用于大連、唐山、天津、濰坊等地的十余個人工沙灘工程中，取得了顯著的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。

圖9 一種淤泥質(zhì)海岸人工沙灘減緩泥化的抽泥管廊系統(tǒng)示意Fig.9 Sketch map of an innovative technique with dredging pipe system for mud dredging from artificial beaches on muddy coast該圖修改自文獻[32]。

此外，針對弱動力環(huán)境中波浪動力先天不足、海灘活性差的難題，通過岬角聚能技術(shù)，在復合型海灘或低能海岸環(huán)境中營造海灘，滿足旅游需求，比如廣西壯族自治區(qū)欽州市茅尾海沙井海灘。

2.4 海灘城市排水優(yōu)化設(shè)計

在濱海城市中，排洪排澇系統(tǒng)與海灘相互沖突，一直是海灘修復中的難點。一方面，管涵的出現(xiàn)和管口的裸露，極大的影響了海灘的整體景觀；另一方面，作為橫布于海灘的硬式構(gòu)筑物，管涵起著類似于丁壩的作用，可能會產(chǎn)生侵蝕熱點，進而導致管涵堵塞、破壞。

針對此難題，研究人員利用離岸堤后連島砂體發(fā)育的原理，發(fā)明了一種海灘管涵端部固定與裝飾設(shè)計方法[33]，通過對海灘修復工程管涵端部固定與裝飾體設(shè)計，提出管口形態(tài)設(shè)計，管口人工礁盤景觀設(shè)計、管體埋設(shè)設(shè)計、沿線排水并線設(shè)計(圖10)。這一發(fā)明，不僅緩解了人類活動與海灘過程的沖突，還提升了城市海灘排水構(gòu)筑物的穩(wěn)定性和海岸景觀效果。

圖10 海灘養(yǎng)護中城市排水管涵優(yōu)化設(shè)計示意Fig.10 Sketch map of optimized drain pipe design involved in beach nourishment projects該圖修改自文獻[33]。

在福建省廈門國際會議展覽中心岸段海灘修復工程中，將沿岸多處排水管涵歸并為兩處，并利用該技術(shù)設(shè)計合理的“八”型管口，不僅維持了海灘管涵的排水功能，人工礁石管口也極大的提升了海灘的整體景觀，至今也未出現(xiàn)因侵蝕熱點的發(fā)育而導致管體裸露和破壞的現(xiàn)象(圖11)。

2.5 人工魚礁式的海灘生態(tài)養(yǎng)護潛堤

對于侵蝕較嚴重的海灘，在海灘修復時，僅僅通過補沙是無法維持沙灘的存在，通常會輔以離岸堤進行消浪。但傳統(tǒng)的離岸堤建設(shè)，嚴重影響了海岸景觀。楊燕雄等(2015)創(chuàng)造性地提出了以人工魚礁形式建造離岸潛堤的技術(shù)[34]，不僅可以起到消浪護灘的作用，有效防止泥沙流失，還能為魚類和貝類等海洋生物提供棲息地，改善周邊生態(tài)環(huán)境，具有重要的生態(tài)功能[35]。該項技術(shù)已在河北省秦皇島市西海灘[35]、金夢海灘[36]等修復工程中得到了廣泛應(yīng)用。

在實踐基礎(chǔ)上，還創(chuàng)造性地提出了“沙丘-沙灘-沙壩-潛堤”的“岬灣砂質(zhì)旅游海灘生態(tài)修復模式”[35](圖12)，克服了傳統(tǒng)人工養(yǎng)灘模式的養(yǎng)灘壽命短、海灘自營力喪失和養(yǎng)灘工程與生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾等問題，在海灘養(yǎng)護領(lǐng)域創(chuàng)造了“北戴河模式”[37]。

圖12 “沙丘-沙灘-沙壩-潛堤”修復模式Fig.12 An innovative model of beach nourishment with integrating sand dune, beach, sand bar with submerged breakwater該圖修改自文獻[35]。

3 未來發(fā)展及建議

我國“十三五”規(guī)劃(2016—2020年)中明確指出，要通過實施“藍色海灣”、“生態(tài)島礁”和“南紅北柳”三大海洋生態(tài)修復工程修復約2 000 km的岸線。海灘養(yǎng)護作為岸線修復的重要技術(shù)方法，為我國的海岸帶生態(tài)修復和保護提供重要的技術(shù)支撐[38]。近些年來，通過開展藍色海灣整治行動，受損岸線得到了修復，自然岸線保有率得到了明顯提高[39]。2018年10月，國家明確提出了“實施海岸帶保護修復工程”，財政部、自然資源部決定繼續(xù)在沿海地區(qū)擇優(yōu)支持開展“藍色海灣”綜合整治行動[39]。因此，作為海岸帶生態(tài)修復的重要技術(shù)，海灘養(yǎng)護勢必會迎來更加蓬勃的發(fā)展。

然而，在當前的社會經(jīng)濟建設(shè)浪潮中，海岸帶開發(fā)存在許多問題，海岸帶保護面臨巨大挑戰(zhàn)。筆者結(jié)合自身經(jīng)歷，在推進海灘養(yǎng)護修復方面形成了一些思考和建議，僅供參考。一是我國海灘資源分布極不均衡，海灘養(yǎng)護技術(shù)創(chuàng)新可以發(fā)揮更加重要的作用，緩解我國海灘資源與需求之間的矛盾[40]。二是在海灘修復的過程中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮從后濱植被一直到近濱水下生物群落的完整海岸帶系統(tǒng)，而不僅僅只重視沙灘的物理呈現(xiàn)。三是因地制宜，針對不同修復海岸存在的實際問題，進一步加強新技術(shù)研發(fā)。四是應(yīng)加強海灘資源保護的立法和管理，由人類活動導致海灘侵蝕的案例不勝枚舉，修復只是輔助手段。五是建立全國統(tǒng)一的海灘資源信息管理數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一調(diào)查和監(jiān)測、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一用途管制、統(tǒng)一保護修復的全過程管理機制[40]。

致謝：戚洪帥、雷剛、劉建輝、曹慧美、鄭吉祥、朱君、趙紹華等在資料收集和論文撰寫過程中提供了許多幫助，審稿人也對論文提升提出了諸多寶貴的意見和建議，在此一并表示感謝。