海岸侵蝕與防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展

王慶，朱君，戰(zhàn)超

（魯東大學(xué)海岸研究所,山東煙臺 264025）

海岸侵蝕是指由自然、人為因素作用引起的岸線位置向陸后退，或?yàn)┟嫦挛g、變窄變陡的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象[1]。從海岸動力地貌學(xué)的觀點(diǎn)看，海岸侵蝕是海岸在海洋動力作用或泥沙盈虧狀態(tài)顯著變化條件下發(fā)生的災(zāi)害性地貌調(diào)整過程，當(dāng)某一段海岸的物質(zhì)損失量大于物質(zhì)補(bǔ)給量時(shí)，則海岸發(fā)生侵蝕[2]。中國現(xiàn)代海岸侵蝕自20世紀(jì)50年代末期開始漸顯，至70年代末期呈加劇狀態(tài)，從80年代開始逐漸受到重視[3-4]。當(dāng)前，我國仍是世界上海岸侵蝕較為嚴(yán)重的國家之一[5]。

我國海岸侵蝕在空間上分布廣泛，北至遼寧，南至海南，不管是大陸海岸還是離岸海島海岸，不論是夷直海岸還是岬灣海岸，皆有程度不同的侵蝕災(zāi)害[6-7]。同時(shí)，我國海岸侵蝕在各種類型海岸中皆有發(fā)生，既有自然海岸也有人工海岸，既有砂質(zhì)海岸和粉砂淤泥質(zhì)海岸，也有基巖海岸和珊瑚礁海岸[8]。海岸侵蝕的發(fā)生給沿岸人民的生命財(cái)產(chǎn)、生產(chǎn)生活、海岸工程建設(shè)等帶來巨大損失[9]，亦由單純的自然現(xiàn)象演變發(fā)展為環(huán)境綜合災(zāi)害事件[10]。

鑒于海岸侵蝕分布的廣泛性及其帶來的巨大危害，國內(nèi)外學(xué)者針對海岸侵蝕規(guī)律、侵蝕機(jī)理以及防護(hù)修復(fù)技術(shù)開展了大量研究[11-12]。本文基于近年來前人及作者的相關(guān)研究工作、研究成果和海岸保護(hù)修復(fù)實(shí)踐及其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從海岸侵蝕時(shí)空演變過程、海岸侵蝕影響因素與機(jī)理、海岸侵蝕防護(hù)與修復(fù)等三個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)分析，指出了未來海岸侵蝕研究與防護(hù)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，希望能對我國今后海岸侵蝕研究和修復(fù)研發(fā)工作提供借鑒作用。

1 海岸侵蝕時(shí)空演變過程

1.1 海岸侵蝕是動力地貌調(diào)整的災(zāi)害性表征

海岸沖淤是當(dāng)前海岸在外部海洋動力和泥沙補(bǔ)給條件下，從一種動力-沉積-地貌平衡狀態(tài)向另一種平衡狀態(tài)發(fā)展的自然現(xiàn)象[13-14]。當(dāng)某段海岸沉積物收支處于凈虧損狀態(tài)時(shí)，海岸發(fā)生侵蝕；反之，則發(fā)生淤積。近年來，在人類活動、全球海面上升和氣候變化的多重壓力影響和驅(qū)動下，原有的海岸動力地貌平衡狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致部分岸段海岸處于侵蝕狀態(tài)。本質(zhì)上，海岸發(fā)生侵蝕是對變化的海岸動力和泥沙補(bǔ)給條件的響應(yīng)，是一種動力地貌再平衡或調(diào)整的過程，當(dāng)海岸侵蝕發(fā)展一定階段后，海岸侵蝕會逐漸減小并趨于新的平衡。

以萊州灣和天鵝湖沙壩為例（圖1）說明海岸侵蝕的時(shí)空變化規(guī)律。自20世紀(jì)50年代以來，萊州灣東部沿岸山地河流中上游修建了近百座水庫及攔水塘壩，水庫塘壩的修建使得河流入海泥沙量銳減。海岸在泥沙來源銳減的情況下由淤積或沖淤平衡轉(zhuǎn)為強(qiáng)烈侵蝕，從50年代末、60年代初開始出現(xiàn)了嚴(yán)重的侵蝕后退現(xiàn)象。根據(jù)模擬預(yù)測，至90年代初海岸侵蝕應(yīng)該逐漸減弱并趨于達(dá)到新的平衡狀態(tài)[15]。但1994年以后，由于當(dāng)?shù)貪O民開始利用海岸潮上帶沙地進(jìn)行工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖池的修建再次打破了海岸即將達(dá)到的平衡狀態(tài)，使得海岸侵蝕在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)加劇，開始了新一輪的海岸地貌沖淤動態(tài)調(diào)整[16]。

圖1 萊州灣海岸及天鵝湖沙壩地理位置Fig.1 Geographical map of Laizhou Bay and Swan Lake sand barrier

1.2 海岸侵蝕的空間差異性

我國海岸侵蝕在空間上分布廣泛，影響因素多樣，但是同一致蝕因素在不同海域?qū)е碌暮０肚治g表現(xiàn)形式不同，有的岸段表現(xiàn)為岸線的快速后退，有的岸段表現(xiàn)為灘面的強(qiáng)烈下蝕，而有的岸段僅表現(xiàn)為灘面沉積物的粗化。因此，海岸侵蝕的最終表現(xiàn)形式，需結(jié)合岸段的海岸動力、沉積和地貌特征等具體問題進(jìn)行具體分析。例如，同樣是入海河流泥沙減少的海岸地貌響應(yīng)，在萊州灣東岸以岸線蝕退為主[15]，而在萊州灣西岸卻主要表現(xiàn)為潮灘表層沉積物的粗化[17]。

另一方面，海岸侵蝕的空間差異性還表現(xiàn)在，相鄰岸段的海岸侵蝕可能具有截然不同的侵蝕機(jī)理及影響因素。同樣以萊州灣東岸為例，在1958年至1984年雖然沿岸縱向泥沙流尾閭的刁龍嘴沙嘴岸段仍處于淤進(jìn)狀態(tài)，但泥沙流輸沙量顯著減小，導(dǎo)致刁龍嘴岸外的松散岬角連接型沙洲——萊州淺灘發(fā)生了局部侵蝕，其與刁龍嘴之間出現(xiàn)了貫通的潮流槽[18-19]；在1984年至1998年間刁龍嘴至界河口岸段的地貌沖淤動態(tài)演變均表現(xiàn)為侵蝕后退（表1），但是界河口附近岸段的侵蝕主要為界河河流來沙減少所致[15]，而其余岸段的侵蝕后退則主要為潮上帶工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖所致[20]。

表1 萊州灣東岸不同年段岸線蝕退淤進(jìn)變化Table 1 Changes of coastline erosion and siltation in different years on the east coast of Laizhou Bay

1.3 海岸侵蝕的時(shí)間非線性

海岸侵蝕不僅在空間分布上差異巨大，在時(shí)間分布上也具有明顯的差異，即海岸侵蝕具有顯著的時(shí)間非線性特征。研究表明，自20世紀(jì)60年代開始顯著減小的河流入海沙量[21]、自20世紀(jì)70至90年代出現(xiàn)的大面積近岸取沙[22]、自21世紀(jì)初開始的大規(guī)模圍填海工程[23]、加之最近數(shù)十年來波動上升的平均海平面[24]和各地不同時(shí)期修建的海岸工程構(gòu)筑物[25]及其海岸沖淤效應(yīng)的疊加耦合，導(dǎo)致海岸侵蝕過程具有明顯的非線性特征。

海岸侵蝕的時(shí)間非線性特征主要有2種表現(xiàn)形式：一種是蝕淤性質(zhì)或侵蝕速率的非線性；另一種是侵蝕方向的非線性。以萊州灣東岸為例，1959年至2013年間的侵蝕岸線長度所占比例波動起伏，部分岸段侵蝕淤積狀態(tài)多次轉(zhuǎn)換，如石虎嘴至界河口岸段經(jīng)歷了3次侵蝕和2次淤積的轉(zhuǎn)變（表1）。除此之外，侵蝕岸段的侵蝕后退速率同樣變化較大，如石虎嘴至界河口岸段的最大蝕退速率為5. 04 m/a，而最小蝕退速率卻僅為1.30 m/a。

山東半島最東端的榮成市天鵝湖沙壩侵蝕（圖1c）同樣具有顯著的時(shí)間非線性特征，但其主要表現(xiàn)在沙壩地貌體的侵蝕岸段（圖2）。具體來看，自1975年至1979年，壩尾處于沖淤穩(wěn)定的自然狀態(tài)（圖3a）；1979年天鵝湖潮汐通道內(nèi)建閘后，自1981年至2001年壩體發(fā)生侵蝕變窄（圖3b）；2002年至2014年伴隨著壩體進(jìn)一步蝕退變窄，沙壩長度快速萎縮（圖3c）；2015年后沙壩壩體進(jìn)一步變窄，尾端內(nèi)彎，但其長度變化不大（圖3d）[26]。綜合分析表明，1975年至2021年間，天鵝湖沙壩壩尾地貌沖淤演化總體上呈現(xiàn)先侵蝕變窄、后蝕退變短的顯著特點(diǎn)，即沙壩侵蝕方向在時(shí)間過程上具有明顯的非線性特征。

圖2 1975年至2021年榮成天鵝湖沙壩壩尾形狀演化Fig.2 The overall geomorphical evolution of thesand barrier tail of Swan Lake in Rongcheng from 1975 to 2021

圖3 榮成天鵝湖沙壩壩尾地貌變化的局部放大圖Fig.3 Local zoomed view of the topographical evolution of thesand barrier tail of Swan Lake in Rongcheng

2 海岸侵蝕影響因素與機(jī)理

2.1 海岸侵蝕因素的多樣性

海岸泥沙虧損和海岸動力強(qiáng)化是導(dǎo)致海岸侵蝕的直接因素，而引起泥沙虧損和動力增強(qiáng)的影響因素又有顯著的多樣性，概括起來包括自然因素和人為因素[2]。其中，導(dǎo)致海岸侵蝕的自然因素主要為全球變化引起的相對海平面上升和風(fēng)暴潮加劇。在全球氣候變暖背景下，中國沿海海平面變化總體呈波動上升的趨勢[27]，近40年來中國沿海海平面上升速率為3.4 mm/a，高于同時(shí)段全球相對海平面上升的平均水平[28]。根據(jù)布容法則（Bruun rule），隨著相對海平面上升，海岸將發(fā)生顯著的侵蝕后退[11，29]。另一方面，隨著全球風(fēng)暴潮等極端水文事件的日趨頻繁[30]，我國沿岸風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生次數(shù)、造成的經(jīng)濟(jì)損失亦呈顯著上升趨勢[31]。研究表明，風(fēng)暴潮所引發(fā)的極端水動力過程是造成砂質(zhì)海岸侵蝕的重要因素[32]。目前，國內(nèi)外學(xué)者已從風(fēng)暴群[33]、風(fēng)暴路徑[34]、風(fēng)暴強(qiáng)度和移動速度[35]、岸灘走向[36]、岸灘高度[37]、后濱沙丘供應(yīng)[38]以及沉積物粒徑[39]等多個(gè)維度開展了細(xì)致研究，揭示了風(fēng)暴潮對海岸侵蝕的作用機(jī)制。

影響海岸侵蝕的人為因素主要為近岸采砂、河流來沙減少，以及不合理海岸工程的建設(shè)。自20世紀(jì)80年代以來，隨著沿海地區(qū)建筑業(yè)發(fā)展暨河沙匱乏，近岸建筑取沙現(xiàn)象越來越普遍[40]。研究表明，在一個(gè)海岸系統(tǒng)內(nèi)，不管是直接在后濱沙丘、海灘、臨近岸段，亦或是在閉合深度以淺海底采砂，一處的采砂通常會導(dǎo)致整個(gè)岸段的侵蝕[41]。在20世紀(jì)50年代以后的近半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，全國各地在各入海河流中上游修建了大量水庫、塘壩，僅山東半島地區(qū)就有上千座之多[2]。水庫塘壩的攔截效應(yīng)使得河流入海泥沙量發(fā)生銳減，造成了河口及附近砂質(zhì)岸段的侵蝕后退和沉積物粒度的粗化[17，21，42]。

另一方面，不合理海岸構(gòu)筑物建設(shè)同樣會加劇海岸侵蝕。例如，部分防波堤[25]、攔沙堤[43]、硬式護(hù)岸工程[44]、圍填海[45]、潮上帶土地利用[16]、取排水口管道及端部防護(hù)設(shè)施[46]等，在建設(shè)過程中由于缺乏關(guān)于海岸動力地貌系統(tǒng)及地貌沖淤動態(tài)演變的充分論證，在其建成后不僅深刻改變了自然岸線的走向，而且還嚴(yán)重改變了當(dāng)?shù)氐暮０端膭恿Νh(huán)境，打破了原有的海岸泥沙平衡狀態(tài)，從而造成所在岸段及鄰近岸段的嚴(yán)重侵蝕。

顯然，影響海岸侵蝕的原因很多，每個(gè)岸段的侵蝕機(jī)理也都有所不同。準(zhǔn)確掌握各岸段的侵蝕原因和機(jī)制是開展海岸侵蝕防護(hù)與修復(fù)的前提。

2.2 海岸侵蝕機(jī)理的區(qū)域性

2.2.1 粉砂淤泥質(zhì)潮灘粗化

海岸侵蝕因海岸類型、演化階段而有不同的表現(xiàn)形式，除了表現(xiàn)為岸灘地貌形態(tài)變化外，還表現(xiàn)為沉積特征的改變。研究表明，萊州灣為現(xiàn)代黃河三角洲與膠東半島之間的弱潮海灣，西岸清水溝沙嘴自1976年形成后的20年間不斷向東南方向延伸，岸線、5 m等深線均向海大幅遷移[12]。自1996年黃河改道北側(cè)清八汊向東北方向入海后，被廢棄的清水溝沙嘴侵蝕后退顯著，但其南側(cè)的廢棄黃河三角洲岸線、5 m等深線仍保持基本穩(wěn)定（圖1b）。

2013年3月至2014年7月，魯東大學(xué)在黃河三角洲南部廢棄三角洲、現(xiàn)行亞三角洲和萊州灣南岸采集了238個(gè)站位的表層潮灘沉積物樣品（樣品采集站位見圖1b），分析結(jié)果顯示，南部廢棄三角洲潮灘表層沉積物的泥含量和黏土/泥比與現(xiàn)行亞三角洲、萊州灣南岸相比，皆存在明顯不同。通過與前人不同時(shí)期采集的39個(gè)樣品分析結(jié)果[17]對比分析發(fā)現(xiàn)，南部廢棄黃河三角洲潮灘具有明顯的粗化現(xiàn)象（圖4），其潮灘粗化時(shí)間始于20世紀(jì)90年代，在2007年至2013年間又進(jìn)一步發(fā)生了從黏性砂向非黏性砂的轉(zhuǎn)變。

圖4 南部廢棄三角洲及其附近岸段潮灘砂、粉砂、黏土的體積分?jǐn)?shù)Fig.4 Ternary-based diagram with sand/silt/clay ratiosillustrating textural trends observed in theinter-tidal flats of the southern abandoned Yellow River sub-delta and itsadjacent zones

研究表明，黃河三角洲南部廢棄三角洲潮灘粗化除了與海岸水動力條件的變化有關(guān)外[47]，還與黃河、彌河等河流入海泥沙顯著減少有關(guān)[17]，即：在黃河等河流入海泥沙發(fā)生顯著減少后，居于潮間帶的粉砂淤泥質(zhì)潮灘與萊州灣西南部潮下帶水下岸坡之間的泥沙輸運(yùn)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化，導(dǎo)致粉砂淤泥質(zhì)潮灘原有的細(xì)顆粒泥沙大量流失，而來自潮下帶水下岸坡的部分粗顆粒泥沙進(jìn)入潮間帶，最終使得南部廢棄三角洲表層潮灘沉積物的黏土含量顯著減少、粗顆粒的砂粒組分增加，從而表現(xiàn)為潮灘表層沉積物粒度的顯著粗化[12]。

2.2.2 潮上帶利用與砂岸蝕退

人類活動對砂岸沖淤動態(tài)的影響，不僅來自岸線向海側(cè)，還來自岸線陸側(cè)的土地利用。萊州灣東部海岸為典型的砂質(zhì)海岸，在20世紀(jì)90年代以前的早期自然狀態(tài)下風(fēng)成沙丘/沙地廣泛分布，局部潮上帶沙丘寬度達(dá)數(shù)百米、長度達(dá)數(shù)千米（圖5a）[20]。從1985年開始，當(dāng)?shù)貪O民開始破壞潮上帶沙地開展工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖，隨后養(yǎng)殖池逐漸增多、向海橫向推進(jìn)、向兩側(cè)縱向擴(kuò)展，直至形成平行于岸線、寬達(dá)數(shù)百米、基本連續(xù)分布的水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施帶（圖5b）。

圖5 萊州灣東岸局部岸段潮上帶土地利用變化Fig.5 The land-use change in thesupratidal zone along the eastern coast of Laizhou Bay

潮上帶養(yǎng)殖池修建，不僅直接侵占了原為砂質(zhì)海岸系統(tǒng)重要組成部分的后濱沙地，而且養(yǎng)殖池外側(cè)圍堰普遍高于當(dāng)?shù)氐母叱蔽?，從而深刻改變了風(fēng)暴潮作用時(shí)的水動力邊界條件，導(dǎo)致風(fēng)暴潮作用過程中水下岸坡-海灘-潮上帶方向的能量分布發(fā)生變化[20]。研究發(fā)現(xiàn)，萊州灣東部潮上帶養(yǎng)殖設(shè)施帶的存在，使得風(fēng)暴潮期間岸線附近的波高和流速都明顯增大[48]，針對海灘地貌演化的數(shù)值模擬進(jìn)一步表明，隨著養(yǎng)殖設(shè)施連續(xù)岸段長度比例的增加，海灘灘面及水下岸坡的侵蝕將逐漸增加（圖6）。因此，潮上帶工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖成為20世紀(jì)90年代以來萊州灣東岸砂質(zhì)海岸侵蝕不僅未減弱、反而進(jìn)一步加劇的最主要原因[48]。

圖6 不同土地利用情景下風(fēng)暴作用24 h后的海灘剖面形態(tài)演化Fig.6 Morphological evolution of beach profilesafter 24 hours of storm action under different land usescenarios

3 海岸侵蝕防護(hù)與修復(fù)

海岸侵蝕防護(hù)由來已久，傳統(tǒng)的海岸防護(hù)多采用混凝土構(gòu)件或拋石建設(shè)形成護(hù)岸、防波堤及攔沙堤等工程措施。但是，這些“硬式”防護(hù)措施在滿足防災(zāi)減災(zāi)、保護(hù)岸線穩(wěn)定需求的同時(shí)，往往也對近岸海洋生態(tài)環(huán)境造成了破壞。近年來，隨著基于自然解決方案的海岸防護(hù)手段和理念日趨普及[49]，以海灘修復(fù)、生物防護(hù)為主的“軟式”防護(hù)逐漸興起[50]，一大批生態(tài)的新型海岸防護(hù)結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)[51]，這些為海岸侵蝕防護(hù)與修復(fù)效果的可持續(xù)提供了技術(shù)支撐。

3.1 “軟式”海岸防護(hù)技術(shù)

在各類型海岸侵蝕防護(hù)技術(shù)中，海灘養(yǎng)護(hù)是公認(rèn)的砂質(zhì)海岸可持續(xù)保護(hù)的最佳手段，在全球得到了廣泛應(yīng)用，目前已推廣應(yīng)用到軟巖質(zhì)海岸、珊瑚礁海岸甚至是粉砂淤泥質(zhì)海岸的保護(hù)及修復(fù)實(shí)踐中[52]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2020年12月，我國已完成或正在進(jìn)行的海灘養(yǎng)護(hù)修復(fù)工程共有113項(xiàng)，分布于全國38個(gè)城市沿岸，養(yǎng)護(hù)修復(fù)的砂質(zhì)岸線總長度超過117 km，總填砂量約為2.6×107m3[52]。我國海灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了“吸收—改進(jìn)—提升”的過程，2015年《中國海灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)手冊》的出版和2018年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海灘養(yǎng)護(hù)與修復(fù)技術(shù)指南》的頒布，標(biāo)志著我國海灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)走向成熟。在海灘養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，我國學(xué)者創(chuàng)新性地提出了強(qiáng)潮海灘剖面演化數(shù)值模擬[53]、強(qiáng)侵蝕海岸復(fù)合式海灘修復(fù)[54]、淤泥質(zhì)海岸提能降淤[55]、海灘養(yǎng)護(hù)附屬工程生態(tài)設(shè)計(jì)[56]等一大批關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)，并在國內(nèi)多處海岸保護(hù)修復(fù)中得以推廣應(yīng)用，取得了顯著的效果①②魯東大學(xué).威海石島灣砂質(zhì)岸灘演變與預(yù)測數(shù)值模擬研究.2022.。

近年來，我國學(xué)者逐漸認(rèn)識到了生物海岸的重要性，逐步從毀林毀礁式生態(tài)破壞型開發(fā)和生物海岸土地功能轉(zhuǎn)換式開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙陨鷳B(tài)保護(hù)優(yōu)先、生態(tài)資源即經(jīng)濟(jì)價(jià)值”為理念的開發(fā)利用模式[57]。自1975年香港米埔紅樹林濕地被認(rèn)定為自然保護(hù)區(qū)開始，至2005年全國一共成立了42個(gè)紅樹林自然保護(hù)區(qū)[58]。目前，全國紅樹林、珊瑚礁、鹽沼濕地和檉柳群落等濱海濕地自然保護(hù)區(qū)仍在不斷增加，這些保護(hù)區(qū)的建立為生物岸線保護(hù)及修復(fù)做出了重要貢獻(xiàn)。除此之外，一些學(xué)者積極開展了生物海岸的修復(fù)技術(shù)探索，并在紅樹林修復(fù)[59]、珊瑚礁修復(fù)[60]、鹽沼濕地修復(fù)[61]中得以實(shí)踐。

3.2 新型海岸防護(hù)結(jié)構(gòu)

海岸防護(hù)除了由傳統(tǒng)的“硬式”防護(hù)向以海灘修復(fù)、生物防護(hù)為主的“軟式”防護(hù)轉(zhuǎn)變之外，“硬式”結(jié)構(gòu)也逐漸向“軟式”結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，“硬式”結(jié)構(gòu)和“軟式”結(jié)構(gòu)有融合兼容的發(fā)展趨勢。特別是，生態(tài)海堤[62]、透水消浪的新型防波堤[63]、人工魚礁式潛堤[64]、可調(diào)節(jié)攔沙量的新型攔沙堤[65]等使“硬式”防護(hù)結(jié)構(gòu)越來越生態(tài)。以新型防波堤為例，為了最大限度地透水消浪，國內(nèi)外學(xué)者針對不同的防波堤結(jié)構(gòu)及型式做了大量細(xì)致的創(chuàng)新性研究。例如，樁基透空式防波堤[66]、梳式防波堤[67]、浮式防波堤[68]、板式防波堤[51]等新型防護(hù)結(jié)構(gòu)先后被提出。另一方面，不同的防波堤結(jié)構(gòu)又出現(xiàn)了不同的具體布置型式。例如，板式防波堤結(jié)構(gòu)又有單層和雙層、板式和弧板式、上弧板式和下弧板式、加擋板和不加擋板的不同組合[51，69-71]。新型海岸防護(hù)結(jié)構(gòu)為海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供了新思路。

3.3 海岸防護(hù)修復(fù)效果的長期性

如前所述，海岸侵蝕的表現(xiàn)形式多樣、影響因素和機(jī)理復(fù)雜。因海岸工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)壽命、海域權(quán)屬等時(shí)間大致為50 a左右，人類社會的可持續(xù)發(fā)展迫切需要能適應(yīng)數(shù)十年尺度的修復(fù)效果。顯然，為了實(shí)現(xiàn)海岸侵蝕防護(hù)與修復(fù)效果的可持續(xù)性，除了優(yōu)先選用“軟式”海岸防護(hù)技術(shù)和新型生態(tài)的海岸防護(hù)結(jié)構(gòu)外，還要把握區(qū)域海岸過去的長周期演化規(guī)律，以及修復(fù)海岸的未來長周期演化趨勢。也就是說，海岸防護(hù)修復(fù)方案設(shè)計(jì)只有建立在準(zhǔn)確把握過去長周期地貌演化規(guī)律的基礎(chǔ)之上，才能正確掌握侵蝕發(fā)生的根本原因、內(nèi)在機(jī)理和未來數(shù)十年變化趨勢，才能在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出科學(xué)合理、經(jīng)得起考驗(yàn)的蝕退海岸防護(hù)和修復(fù)方案。因此，侵蝕海岸防護(hù)和修復(fù)既重視過程，亦重視效果，即補(bǔ)的沙應(yīng)留得住，種的樹要養(yǎng)得活。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，需要掌握修復(fù)海岸的未來長周期演化趨勢，并根據(jù)未來演化趨勢調(diào)整防護(hù)和修復(fù)方案。

當(dāng)然，防護(hù)修復(fù)效果的長期性并不等于效果終身有效，鑒于極端海洋災(zāi)害的難以預(yù)測，修復(fù)海岸在極短時(shí)間內(nèi)可能會有超出正常范圍的響應(yīng)。針對這種情況，在制定保護(hù)和修復(fù)方案的同時(shí)，應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

4 結(jié)語

近年來，在海岸侵蝕防護(hù)修復(fù)研究和海洋生態(tài)文明建設(shè)的實(shí)踐中，我國持續(xù)加強(qiáng)圍填海管控，嚴(yán)守海洋生態(tài)保護(hù)紅線[72]，積極推進(jìn)實(shí)施了“南紅北柳”“藍(lán)色海灣”“海岸帶保護(hù)修復(fù)”等多項(xiàng)海岸帶生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)項(xiàng)目[73]，取得了初步的效果，海岸侵蝕狀況有所改善，海洋生態(tài)環(huán)境有所提升，海岸侵蝕防護(hù)方面取得了一些關(guān)鍵技術(shù)突破。但是，同時(shí)也應(yīng)看到與新時(shí)代生態(tài)文明要求相比仍有顯著的差距，主要體現(xiàn)在缺少統(tǒng)一的海岸侵蝕與保護(hù)修復(fù)管理數(shù)據(jù)庫，缺乏海岸侵蝕防護(hù)的核心理論技術(shù)創(chuàng)新，海岸侵蝕調(diào)查監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、技術(shù)方法、效果評估等的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善[74]，人工智能[75]、機(jī)器學(xué)習(xí)[76]、數(shù)據(jù)孿生[77]等新技術(shù)在海岸侵蝕防護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用還需進(jìn)一步加強(qiáng)。隨著我國對海岸生態(tài)保護(hù)的重視，隨著海洋修復(fù)理念和修復(fù)技術(shù)的提升，隨著海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善，人類活動對海岸動力地貌沖淤演變的積極影響將越來越多、負(fù)面影響將越來越少，侵蝕海岸的活力程度會越來越高，海岸帶必將成為高質(zhì)量發(fā)展的經(jīng)濟(jì)高地、安全高地和生態(tài)高地。