馬六甲海峽某填海造地工程對(duì)岸線動(dòng)態(tài)變化的影響分析

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司國(guó)際工程公司，成都，610081)

在國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”及“一帶一路”、“走出去”的時(shí)代主題下，中國(guó)越來越多地參與推進(jìn)“一帶一路”國(guó)家的港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，暢通陸水聯(lián)運(yùn)通道，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。填海造地會(huì)引起海岸線位置的變化及影響海岸線的自然變遷。因此，施工過程中監(jiān)測(cè)海岸線的動(dòng)態(tài)變化是海岸帶管理，海平面變化和海岸帶演變研究中一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。

1 項(xiàng)目概況

馬六甲海峽某港口項(xiàng)目是一個(gè)集生態(tài)旅游、自由貿(mào)易區(qū)、商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)、深水碼頭及產(chǎn)業(yè)園區(qū)等功能為一體的綜合性開發(fā)項(xiàng)目。自西向東吹填三個(gè)人工島嶼，并擴(kuò)建一個(gè)天然島礁。吹填面積總共約225.82hm2。

1.1 自然條件

馬六甲海峽某港口項(xiàng)目地處赤道附近，屬于熱帶雨林氣候和熱帶季風(fēng)氣候，無明顯的四季之分，一年之中溫差變化很小，平均溫度26℃～30℃，全年雨量充沛，3月-6月及10月至次年2月是雨季。內(nèi)地山區(qū)年平均氣溫22℃～28℃，沿海平原為25℃～30℃。

馬六甲海峽是印度洋與南海之間水交換的主要通道，海峽潮汐受來自印度洋的潮汐影響強(qiáng)烈。工程區(qū)為半日潮，兩漲兩落，項(xiàng)目區(qū)海洋水文特性見表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)海洋水文特性

備注：模型試驗(yàn)顯示工程建設(shè)對(duì)周邊潮流影響較小。

1.2 地質(zhì)條件

馬六甲海峽底質(zhì)平坦，多為泥沙質(zhì)。海峽兩岸均有泥沙淤積，大河口附近泥沙淤積外展程度不等，工程區(qū)屬典型的濱海地貌。從北向南地勢(shì)逐漸變低，局部段降低趨勢(shì)明顯，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及已完成的場(chǎng)區(qū)勘探資料，工程場(chǎng)區(qū)海域上部以濱海相(Qm)的流泥、淤泥、粘土質(zhì)礫砂、砂質(zhì)粘土為主；中下部為陸相的砂質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、粉砂。流泥、淤泥呈流塑狀，其均具高靈敏度、觸變性、大孔隙比、高壓縮性、高蠕變等特點(diǎn)，工程性能極差。1島北、南、東三面環(huán)海，西側(cè)與陸地相連；1島部分區(qū)域已回填成陸，回填區(qū)現(xiàn)狀標(biāo)高介于1.00m～2.30m，總體上呈現(xiàn)由西向東傾斜；未回填區(qū)標(biāo)高介于0.00m～-8.50m之間，北側(cè)靠岸區(qū)域水深淺，南側(cè)離岸區(qū)域水深大，地形由北向南傾斜，海底坡度小于5°。

2 岸線動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)

2.1 岸線監(jiān)測(cè)目的

監(jiān)測(cè)海岸線的變化是海岸帶管理，海平面變化和海岸帶演變研究中一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。馬六甲海峽某港項(xiàng)目是一個(gè)集生態(tài)旅游、自由貿(mào)易區(qū)、商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)、深水碼頭及產(chǎn)業(yè)園區(qū)等功能為一體的綜合性開發(fā)項(xiàng)目。如果沒有適當(dāng)?shù)木徑獯胧?，如此?guī)模的填海工程不可避免地會(huì)影響周圍的地形和環(huán)境，進(jìn)一步影響周邊居民的生產(chǎn)和生活。為減小項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的不利影響，工程施工過程中定期對(duì)指定區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)察和測(cè)量，以評(píng)估及監(jiān)察吹填期間和吹填完成后近岸及海床的地形變化。

2.2 岸線監(jiān)測(cè)范圍

根據(jù)工程規(guī)模及施工范圍，選定了施工區(qū)域東、西兩側(cè)的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，西側(cè)A區(qū)域(樁號(hào)范圍CHA0000-CHA1850)沿馬六甲島海岸有38條50m間距的測(cè)線(A監(jiān)測(cè)區(qū)位置及測(cè)線布置見圖1)；東側(cè)B區(qū)域(樁號(hào)范圍CHB0000-CHB1000)在馬六甲Sg河口附近，有21條50m間距的測(cè)線(B監(jiān)測(cè)區(qū)位置及測(cè)線布置見圖2)。

圖1 A監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)線布置

圖2 B監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)線布置

2.3 岸線監(jiān)測(cè)方法

2.3.1 GPS控制點(diǎn)選取

由于岸線監(jiān)測(cè)工作是一項(xiàng)持續(xù)性的工作，首先需要對(duì)受測(cè)區(qū)域?qū)嵤┦诇y(cè)，然后在后續(xù)監(jiān)測(cè)過程中每三個(gè)月須重復(fù)進(jìn)行一次。每次進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)量時(shí)，都要對(duì)構(gòu)成本次測(cè)量的控制點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)和檢查，以確?？刂泣c(diǎn)處于良好工作狀態(tài)。該項(xiàng)目岸線監(jiān)測(cè)工作共確立了57個(gè)GPS控制點(diǎn)(見圖1、圖2)，控制點(diǎn)信息見表2。

2.3.2 測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，分陸地和海域兩個(gè)作業(yè)區(qū)域，分別組建陸地和海域兩個(gè)觀測(cè)隊(duì)伍。在GDM2000坐標(biāo)系統(tǒng)下，陸地上采用GPS，根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)在設(shè)定好的測(cè)線上進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量。水域測(cè)量時(shí)，主要采用GPS定位和測(cè)深儀相配合完成，測(cè)深使用回聲探測(cè)儀完成，回聲探測(cè)儀與一臺(tái)運(yùn)行定位軟件的筆記本電腦相連；定位通過連接在軟件上的差分GPS來實(shí)現(xiàn)。分別由陸域和海域測(cè)得數(shù)字地形模型，然后進(jìn)行拼接就構(gòu)成受測(cè)區(qū)域三維數(shù)字地形模型。從數(shù)字地形模型以大約50m的間隔切割截面，通過疊加多時(shí)相岸線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立岸線變化趨勢(shì)分析體系。

表2 岸線監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)坐標(biāo)一覽表

馬六甲海峽某港口岸線監(jiān)測(cè)工作于2018年2月5日至2月11日完成首測(cè)，并確立基準(zhǔn)值；2018年5月20日至5月30日完成了第二次測(cè)量；2018年8月1日至8月8日完成了第三次測(cè)量；2018年11月9日至11月12日完成了第四次測(cè)量。

由于岸線監(jiān)測(cè)工作是一項(xiàng)持續(xù)性的工作，后續(xù)監(jiān)測(cè)過程中需每三個(gè)月重復(fù)進(jìn)行一次。觀測(cè)期間如果發(fā)現(xiàn)海岸輪廓穩(wěn)定，可建議停止岸線監(jiān)測(cè)工作，但能否停止須經(jīng)當(dāng)?shù)貒?guó)家水利相關(guān)政府部門同意。

2.3.3 研究區(qū)域與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

馬六甲海峽某港口項(xiàng)目岸線監(jiān)測(cè)范圍海岸類型豐富，主要包括自然海岸中的砂質(zhì)海岸、基巖海岸、淤泥質(zhì)海岸，以及人工海岸中的碼頭和堤防等，測(cè)區(qū)A區(qū)域還有一個(gè)天然島礁。

該港口毗鄰馬六甲海峽，旅游業(yè)興旺，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，具有一定的填海造地歷史。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)臨近岸線進(jìn)行了各種形式的開發(fā)，像圍填海造地，建筑港口、碼頭和海堤等，均引起了海岸線位置的變化或影響了海岸線的自然變遷。針對(duì)上述問題，對(duì)項(xiàng)目填海造地施工可能影響到的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為下一步治理提供科學(xué)依據(jù)。

3 岸線變化分析

利用所獲得的數(shù)字地形模型，提取對(duì)應(yīng)的切割截面。通過疊加多時(shí)相岸線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提取截面二維變化數(shù)據(jù)，得到四個(gè)時(shí)相的岸線狀態(tài)曲線，將其進(jìn)行疊加，結(jié)果如圖3-圖6所示。

圖3 CHA0400典型岸線截面時(shí)相疊加曲線

圖4 CHA0650典型岸線截面時(shí)相疊加曲線

圖5 CHB0100典型岸線截面時(shí)相疊加曲線

圖6 CHB1000典型岸線截面時(shí)相疊加曲線

對(duì)于人工海岸而言，主要是人為因素影響岸線位置的變化。通過圖3-圖6中典型截面疊加圖可以看出，大部分人工海岸線于2018年2月-11月變化較小，其中距港1島游艇碼頭區(qū)約100m距離范圍內(nèi)變化較明顯，主要是由于2018年3月份至今，該碼頭進(jìn)行了吹填施工，以及在該碼頭端部進(jìn)行了卸砂等作業(yè)引起。

距施工區(qū)域較遠(yuǎn)的區(qū)域，海岸線變化不明顯，由于該區(qū)域潮汐變化不大，浪高也較低，海水侵蝕情況較輕。

總之，受測(cè)區(qū)域整體岸線未發(fā)生侵蝕，部分變化較明顯的區(qū)域是由于緊鄰填海造地施工區(qū)域引起。施工區(qū)域以外的岸線時(shí)相曲線幾乎屬于重疊狀態(tài)，所以該港項(xiàng)目填海施工并未引起周邊岸線的變化。

4 結(jié)語(yǔ)

不同類型的海岸具有不同的地物特征。馬六甲某港口岸線監(jiān)測(cè)過程中首先確立觀測(cè)控制點(diǎn)57個(gè)，并將受測(cè)區(qū)域進(jìn)行等距劃分，然后分別從陸域和海域進(jìn)行施測(cè)，并利用潮位數(shù)據(jù)將地形數(shù)據(jù)矯正至海岸線位置。通過同時(shí)期海岸線實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)海岸線提取結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證。

在提取岸線二維數(shù)字地形模型之后，利用多時(shí)相海岸線對(duì)其進(jìn)行變化監(jiān)測(cè)。對(duì)于人工海岸，通過疊加多時(shí)相海岸線可直接獲取其岸線變化情況；對(duì)于自然海岸中的砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸和基巖海岸，在疊加多時(shí)相海岸線的基礎(chǔ)上，可對(duì)其進(jìn)行變化分析獲取變化趨勢(shì)。通過調(diào)查分析，岸線監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況吻合。