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        新聞是有分量的

        科學養灘,不信金沙喚不回

        2018-06-29 20:35來源:中國海洋網
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         截至目前,蔡鋒和他的研究團隊已為30余個海灘修復項目提供技術方案,約占全國海灘修復項目的70%,修復海灘40多公里,面積約400萬平方米,取得了可觀的生態、經濟和社會效益。廈門市海洋與漁業局一項數據顯示,海灘養護修復工程的實施使得近海每平方公里海域創造的海洋經濟增加值達到1億元。

         

         

        修復后的廈門會展中心海灘 張一玲 

          當人們在廈門觀音山、會展中心,珠海情侶路的美麗灣、香爐灣等海灘休閑游玩時,或許不會想到腳下的海灘是利用海灘養護修復技術建成、變美的。而為這些海灘提供“美容”修復技術的,就是國家海洋局第三海洋研究所研究員蔡鋒和他的海灘養護修復技術研究團隊。

          近日,記者赴廈門采訪了蔡鋒及研究團隊,聽他們講述海灘養護修復臺前幕后的故事。

          從零起步 歷經考驗

          海灘不僅是海洋生態系統的重要組成部分,也是兼具海岸防護、海灘生態和社會功能的寶貴資源。然而,受自然和人為等因素影響,我國已有半數以上的海灘遭受侵蝕或破壞,開展海灘養護修復技術研究迫在眉睫。

          蔡鋒從上世紀90年代中期開始從事我國海灘動力地貌基礎理論研究。在他看來,海灘養護是防止海岸侵蝕的較佳手段。相對于硬質護岸(防波堤),軟式護岸更符合人與自然和諧的生態環保理念。蔡鋒說,歐美等發達國家早在上世紀七八十年代就興起了海灘養護修復技術的研究和實踐,并形成了較為完善的技術。我國起步較晚,直到2005年前后,才開始重視海灘養護修復技術及應用研究。

          廈門觀音山海灘修復工程是蔡鋒團隊技術設計的第一個海灘修復工程項目。當時的觀音山海灘侵蝕嚴重、海岸線退縮、海岸地貌形態臟亂。為改變這種狀況,廈門市政府決定對海灘進行人工修復。接到任務,蔡鋒團隊迅速投入到相關技術的研發中。歷經一年多,他們摸清了海岸動力環境、岸灘和近岸沉積物、地形地貌與工程地質、海水水質等情況,提出了人工補沙的生態軟質修復手段,結合硬質丁壩設計和海岸排水管涵管設計,對海灘環境進行改造。2007年,觀音山海灘修復工程竣工,經過了特大臺風“莫蘭帝”的考驗和連續多年的演化,目前形成了長約2公里、寬90米左右的干灘。曾經臟亂的沙灘華麗轉身,成為廈門風景優美的海濱浴場、休閑旅游度假區和沙灘文體賽事活動區,提升了海灘旅游、生態價值、城市品位。

          隨后,他們又完成了廈門會展中心、天泉灣、珠海情侶路、山東招遠、廣西茅尾海等30余個海灘的技術設計方案。其中,最讓蔡鋒印象深刻的是珠海情侶路海灘修復工程。當時,情侶路的香爐灣沙灘工程剛剛修復完工,即遭遇到特大臺風“天鴿”的侵襲。令人欣慰的是新建工程經受住了考驗,實施了海灘修復的地段,海岸和護欄完好無損,而未建沙灘的地段海堤坍塌嚴重、近百處護欄受損。海灘護岸的作用進一步顯現。情侶路香爐灣沙灘修復建設項目先后獲得“廣東省最佳人居環境范例獎”和“中國最佳人居環境范例獎”。

          創新技術 把沙留住

          “海灘修復其實是一個科學問題。”蔡鋒告訴記者,在我國一些海濱浴場自發的小規模、臨時性人工補沙行為,之所以效果不好或失敗,原因在于缺少科學支撐。海灘是海洋動力作用的產物,過程復雜。再加上我國的海岸線漫長、海灘類型多樣,在海灘養護修復技術研發中需要解決的問題也變得更為復雜,需要有一套適合我國海岸帶特點的養護理論和技術。

          為弄清強潮海灘動力地貌過程,確保人工修復后沙灘能留得住沙。蔡鋒團隊做了大量研究,摸清了海灘風暴響應差異性以及海岸走向、臺風路徑、海灘地貌、海岸動力等影響因子的相互作用機制,并從海浪和潮汐耦合影響的角度,找到了一個能更好地反映我國海灘風暴響應特征的新動力地貌參數,從而建立了我國華南沿海熱帶風暴作用下的海灘地貌過程模式,首次提出潮汐影響下的海灘風暴響應模式,獲得了強潮海灘動力地貌過程的突破性認識。

          在廈門天泉灣海灘修復工程技術設計中,蔡鋒團隊針對當地是強侵蝕岸段,動力強、岸灘變化快和潮間帶砂質沉積物輸沙率大、砂質灘面通常難以維持穩定等實際,研發出高消能、強滲透卵石分層養灘技術設計方法,提出卵石灘混合剖面設計思路,完成了回填卵石粒徑、卵石灘剖面分層、回填卵石灘前濱灘面坡度、卵石灘灘肩寬度設計等。“卵石灘面孔隙大、滲流快,消能效果好。通過改變海灘修復養護的材料,利用大粒徑卵石設計穩定海灘消能剖面,能夠有效降低海岸泥沙輸運的速率,提升海灘穩定性。”蔡鋒解釋說。

          在進行廣西欽州茅尾海海灘修復項目技術設計時,蔡鋒團隊針對弱動力環境下海灘修復養護波浪動力先天不足、海灘活動性差的特征,在海灘平面布置上采用開放性岬頭設計,通過波浪在向岸傳播過程中的折射,讓能量在岬頭處產生輻聚,局部提升波浪能量。并在此基礎上輔以清淤等手段,實現弱動力環境下構建波浪相對高能岸段,形成適合海灘發育的動力環境。茅尾海海灘修復完成后,成了人們親海游玩的好去處。

          隨著研究的深入,蔡鋒團隊海灘修復的理念也在變化。從最初的留得住沙,向更加綠色生態環保方向轉變。在后期的海灘修復工程技術設計中,他們增加了對沙灘后濱生態設計,選擇設計適合海邊生長的綠植群落,以更好地防風固沙、美化環境。

          為使修復的灘面更美觀,蔡鋒團隊還首創了海灘排水管涵設計,創新性建立強潮低潮階地型海灘剖面演化數值實驗分析方法等。在海灘養護修復技術的研發中,他們發表了80多篇高水平論文,申請了7個發明專利。

          開拓進取 乘勢前行

          蔡鋒認為,作為國家科研單位的研究團隊,更應把精力放在做好研究、引領并推動整個沙灘行業的發展上。他時常告誡團隊成員,我們是研究所不是設計院,設計的事讓設計院去做。大家要在技術創新、理論發展上多下功夫。

          為推動海灘養護修復行業的發展,蔡鋒團隊集成我國海灘養護經驗和技術,出版了《中國海灘養護技術手冊》,建立起適合我國海岸特征與社會經濟發展的海灘養護理論體系與技術方法。該手冊已成為全國沿海地區開展海岸保護與修復的重要技術指南。

          與此同時,他們還編寫制定了4項海灘養護行業標準。其中,《海灘養護與修復技術指南》《海灘質量評價與分級技術規程》獲批施行,另兩項行業標準已編撰完成,并通過專家驗收。

          在蔡鋒團隊推動下,我國海灘養護修復技術逐漸走向成熟,在沿海地區海灘養護修復項目中得到廣泛應用。國家《海岸線保護與利用管理辦法》明確將海灘修復養護技術作為岸線修復的核心技術。該技術已成為落實《全國海洋功能區劃(2011~2020年)》《海洋生態文明建設實施方案(2011~2020年)》等多項砂質海岸保護的主要依托,為我國正在開展的“藍色海灣”“生態島礁”等重點生態修復和保護工程提供了科技支撐。

          談到下一步的工作,蔡鋒表示,未來他們將把研究的重心放在海灘資源開發與管理技術的研究上。經過多年發展,我國海灘養護技術已日臻成熟,但像建筑等技術一樣,也需要不斷提升發展。“中國已興起了濱海旅游熱潮,海灘經濟迎來了新機遇。”蔡鋒對海灘行業發展充滿了信心。

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