人工島建設(shè)對(duì)岸灘影響與修復(fù)

朱川林，周高銳

（三亞機(jī)場(chǎng)建設(shè)有限公司，海南 三亞 572000）

沙灘是濱海旅游城市重要資源，隨著人民生活水平日益提高，沙灘資源保護(hù)越來(lái)越受公眾所關(guān)注。近年來(lái)，隨著地方政府在近岸規(guī)劃開發(fā)的海洋項(xiàng)目增多，海岸的侵蝕日益嚴(yán)重。國(guó)家層面在2018 年之后收緊了圍填海政策，暫停地方填海項(xiàng)目審批，對(duì)已經(jīng)批復(fù)的填海項(xiàng)目開展生態(tài)修復(fù)工作。

海灘養(yǎng)護(hù)是通過(guò)人工措施將異地砂源運(yùn)輸至需要增加泥沙的侵蝕岸段，增加岸線灘肩寬度，海灘養(yǎng)護(hù)能夠有效增加海灘范圍、減小海灘侵蝕的不利影響，在不改變岸線自然屬性條件有效改善海灘景觀。本項(xiàng)目離岸人工島實(shí)施本質(zhì)并未造成該區(qū)域岸線砂源流失，人工島實(shí)施造成近岸局部水動(dòng)力發(fā)生改變，造成岸線砂源在項(xiàng)目波影區(qū)淤積，兩側(cè)沖刷的分布格局，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外岸灘修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，所采取的旁通輸沙海灘養(yǎng)護(hù)措施更加適合本項(xiàng)目的生態(tài)修復(fù)工作。

1 研究區(qū)概況

紅塘灣位于三亞市西側(cè)，海灣長(zhǎng)度約20 公里，工程海域主要受南海前進(jìn)潮波控制，屬于不規(guī)則日潮混合潮，海區(qū)的潮汐日不等現(xiàn)象顯著，全年最高潮位2.26m（當(dāng)?shù)乩碚摶妫?，全年最低潮?.01m，潮差較小，屬于弱潮海域。根據(jù)擬建項(xiàng)目附近15m 水深海域2016-2017 年實(shí)測(cè)波浪資料，在觀測(cè)年中年最大波高Hm=4.57m、最大周期Tm=17s。在觀測(cè)年中全年最大浪的浪向?yàn)镾W；全年次最大浪的浪向?yàn)閃SW；全年常浪向?yàn)镾SE，出現(xiàn)率為43.01%；全年次常浪向?yàn)镾,出現(xiàn)率為29.21%。

工程區(qū)所在陸側(cè)的南山嶺等山丘，是新時(shí)代燕山運(yùn)動(dòng)伴發(fā)多期巖漿活動(dòng)面構(gòu)成的花崗巖山地。在區(qū)域地質(zhì)背景和全球海平面上升過(guò)程中，塑造形成了本工程海域附近砂質(zhì)海灣、基巖岬角、巖灘和海灘等不同的岸線類型和地貌特征。從岸線類型看，工程附近海岸主要為砂質(zhì)岸線與海灘巖岸線。

本項(xiàng)目為離岸式人工島，離岸距離約700 米，一期工程約48 公頃。二期工程擬在一期基礎(chǔ)上擴(kuò)建約418公頃，二期因無(wú)證施工，僅形成部分外圍堰護(hù)岸拋石施工，內(nèi)側(cè)吹填砂料形成4 處分區(qū)陸域。4 個(gè)區(qū)域均在低潮位以上，面積分別約為41 公頃、22 公頃、10 公頃和1.5 公頃左右。項(xiàng)目于2015 年12 月開始施工，2017 年6 月現(xiàn)場(chǎng)停工，人工島整體陸域未完成吹填，但外護(hù)岸拋石已出水面，人工島輪廓東西長(zhǎng)度約3 公里，南北寬度約1.8 公里。

2 項(xiàng)目建設(shè)對(duì)岸線沖淤情況

2.1 模型預(yù)測(cè)分析

以2015 年岸線及已實(shí)施的臨空產(chǎn)業(yè)園一期為邊界條件的計(jì)算結(jié)果顯示，因已實(shí)施的臨空產(chǎn)業(yè)園人工島離岸距離最大只有2.5km，對(duì)波浪場(chǎng)的影響范圍相對(duì)有限，天涯海角沖刷段、天涯鎮(zhèn)以東的淤積段以及南山景區(qū)和三美灣附近均未受到明顯影響。但在人工島掩護(hù)區(qū)附近，天涯鎮(zhèn)至塔嶺岸段的沖淤影響相對(duì)較大，表現(xiàn)為人工島掩護(hù)區(qū)的淤積和掩護(hù)區(qū)兩側(cè)的沖刷。其中天涯鎮(zhèn)向西至人工島掩護(hù)區(qū)的約2.6km 岸段沖刷增強(qiáng)，30 年最大沖刷后退23m，流失泥沙總量約53 萬(wàn)方。在一期臨空產(chǎn)業(yè)園掩護(hù)段長(zhǎng)約1.7km 的岸段，30 年間岸線最大淤積幅度在139m 左右。在掩護(hù)區(qū)西側(cè)約1.2km 岸段為人工島掩護(hù)區(qū)西側(cè)的沖刷岸段，但因該岸段海灘巖早已出露，岸外海灘巖分布廣泛，沖刷后退相對(duì)較慢，1.2km岸段上30 年間最大沖刷后退約38.8m，泥沙流失總量在42.0 萬(wàn)方左右?？梢?jiàn)，已實(shí)施的臨空產(chǎn)業(yè)園人工島影響下的岸灘沖淤主要集中在人工島掩護(hù)區(qū)及其兩側(cè)約6km 岸段，表現(xiàn)為掩護(hù)區(qū)的淤積和兩側(cè)的沖刷，與人工島實(shí)施三年來(lái)的監(jiān)測(cè)沖淤變化情勢(shì)接近。

2.2 岸線監(jiān)測(cè)分析

根據(jù)工程實(shí)施以來(lái)工程區(qū)附近的岸灘斷面監(jiān)測(cè)結(jié)果，位于西側(cè)沖刷段的 H9 斷面在+1m 高程至+2m 高程附近沖刷明顯，因海灘巖掩護(hù)，其余部位沒(méi)出現(xiàn)明顯沖刷。

在一期人工島掩護(hù)區(qū)的 H10-1 斷面，因 2016 年首次測(cè)量時(shí)人工島一期已基本建成，且岸灘已發(fā)生一定淤積。之后，雖有所淤積，但幅度不大，也主要集中在0m 以上部位，2016 年 10 月以來(lái)淤積幅度在 10m 左右。

在擔(dān)油港口門附近的 10#斷面，因河口附近原為相對(duì)凹入岸段，人工島工程實(shí)施后的淤積較為明顯。2016年10 月至2017 年9 月的近1 年間，向海淤積約 20m。2017 年9 月以來(lái)淤積趨緩，至2018 年5 月又向海淤積約6m，淤積部位也主要集中在-2m 以上 。

在擔(dān)油港以東沖刷岸段的H11-1#斷面附近，2016年以來(lái)沖刷后退明顯，平均沖刷后退約10m。沖刷部位主要集中在-1m 以淺。另?yè)?jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，岸灘的明顯沖刷主要在擔(dān)油港東側(cè)六橫路和七橫路之間岸段，在2017 年9 月臺(tái)風(fēng)影響期間，沙壩淘刷后退嚴(yán)重，形成高度達(dá)2m 的陡坎，沙壩坍塌，局部樹木傾倒，已沖刷出較多黃色的沙壩底部半固結(jié)沉積物。

其次是在油碼頭東側(cè)約300m 岸段，該段海灘巖分布較少，形成缺口，泥沙流失嚴(yán)重，局部已建護(hù)岸損壞，沙壩后退明顯，出露較多半固結(jié)的沙壩沉積物。

3 岸線修復(fù)措施

紅塘灣人工島整體陸域吹填工程未完工，但項(xiàng)目整體外護(hù)岸輪廓已經(jīng)基本形成，并實(shí)際高出水面，項(xiàng)目整體已經(jīng)造成該海域水文動(dòng)力發(fā)生改變。近幾年因項(xiàng)目停工，且護(hù)岸未形成完整斷面，護(hù)岸局部塊石受波浪沖擊塌落至坡腳，部分高程塌落至0 米線以下。

根據(jù)紅塘灣圍填海工程影響下岸灘沖淤影響評(píng)估分析，人工島建設(shè)本質(zhì)并未造成該區(qū)域岸段泥沙大面積流失，人工島構(gòu)筑物的存在造成近岸局部水動(dòng)力改變，從而導(dǎo)致泥沙在人工島掩護(hù)區(qū)淤積，兩側(cè)岸線波浪作用受人工島阻擋，而形成沖刷格局。根據(jù)本項(xiàng)目對(duì)岸線沖淤的影響特征，主要采用旁通輸沙方案，輔助袋裝攔沙堤、利用岸邊現(xiàn)有礁盤拋石加高作為潛堤措施，對(duì)局部岸線進(jìn)行修復(fù)與監(jiān)測(cè)。

實(shí)施方案：①西部侵蝕段補(bǔ)砂1.6 萬(wàn)方，在海灘巖缺口部位在現(xiàn)有礁盤基礎(chǔ)上修建兩段離岸潛堤掩護(hù)海灘，堤頂高程0.5 米。②東部侵蝕段補(bǔ)砂1.4 萬(wàn)方，補(bǔ)砂段西側(cè)新建68 米長(zhǎng)的攔沙堤。③人工島掩護(hù)區(qū)的淤積區(qū)岸灘實(shí)施清表，清表泥沙作為侵蝕段人工補(bǔ)砂砂源，清表量為3 萬(wàn)方，修復(fù)淤積岸段1300 米，清表和補(bǔ)砂總量平衡。

監(jiān)測(cè)分析：①在岸線修復(fù)后的2019—2022 年觀測(cè)分析，四年間西側(cè)油碼頭區(qū)域補(bǔ)砂岸段有部分淘刷流失，流失量約占原補(bǔ)砂量二分之一；②六橫路攔沙堤?hào)|側(cè)坡腳向海側(cè)最大淤積幅度約30 米，最大灘肩寬度約65 米；③攔沙堤西側(cè)坡腳岸線約有30 米岸線沖刷，攔沙堤整體結(jié)實(shí)穩(wěn)定；④擔(dān)油港口門淤積幅度有所減緩。紅塘灣局部岸線局部修復(fù)效果較好，修復(fù)后沖淤格局變化幅度緩慢，總體達(dá)到工程修復(fù)的預(yù)期效果，為類似工程提供較好借鑒經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目生態(tài)修復(fù)是落實(shí)環(huán)保督察整改的部分修復(fù)措施，根據(jù)模型預(yù)測(cè)及岸灘監(jiān)測(cè)分析結(jié)果所采取的局部工程修復(fù)方案。①波浪作用是紅塘灣近岸泥沙運(yùn)動(dòng)主要?jiǎng)恿?，人工島建設(shè)改變了近岸局部水動(dòng)力環(huán)境，目前該海域開發(fā)還相對(duì)較少，岸線環(huán)境相對(duì)復(fù)雜敏感，所采取因地制宜的旁通輸沙等配套措施較為合理。②海灘養(yǎng)護(hù)是系統(tǒng)的復(fù)雜工程，我國(guó)對(duì)海灘修復(fù)研究起步相對(duì)較晚，近些年隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)保重視以及公眾對(duì)優(yōu)質(zhì)沙灘需求提高，濱海旅游城市海灣海灘修復(fù)工程實(shí)施逐漸增多，但對(duì)沙灘養(yǎng)護(hù)的研究還處于探索與實(shí)踐階段，地域環(huán)境差異、近岸項(xiàng)目開發(fā)強(qiáng)度、研究制度建設(shè)等還待進(jìn)一步探索與研究。