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我國海灘養護修復的發展與技術創新

時間:2020年01月17日 分類:農業論文 次數:

摘要:21世紀以來,海灘養護技術開始在我國得到應用并迅速發展。本研究基于對過去十幾年來我國海灘養護技術的跟蹤與深度研究,通過研讀文獻、資料收集和數據統計,分析了我國海灘養護發展現狀及特征,總結歸納了我國在海灘養護技術方面的創新,最后展望了海灘

  摘要:21世紀以來,海灘養護技術開始在我國得到應用并迅速發展。本研究基于對過去十幾年來我國海灘養護技術的跟蹤與深度研究,通過研讀文獻、資料收集和數據統計,分析了我國海灘養護發展現狀及特征,總結歸納了我國在海灘養護技術方面的創新,最后展望了海灘養護的未來發展并提出了建議。

  研究發現,我國的海灘養護工程在2005年之前較少,此后快速持續增加;在3種養護目的中,濱海旅游占絕大多數,達61.7%;修復海灘類型中,人造海灘和修復受損海灘的比例相當,同質養護和異質養護的占比分別為51.1%和48.9%;在養護海灘的平面形態中,岬灣形態的占比最高,達43.6%。結果表明,我國在海灘修復養護技術中取得了一些創新,主要包括強潮海岸、強侵蝕海岸、淤泥質海岸等多種動力條件下的海灘修復理論和理念,以及海灘城市排水優化設計、海灘生態養護潛堤等技術方法。

  關鍵詞:海洋地質學;海灘養護修復;技術創新;人工沙灘;中國海岸

海灘養護

  海灘是一種寶貴的天然資源,因具有海岸防護、旅游休閑和生態服務等多種重要功能,在沿海社會經濟發展和生態文明建設中發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,我國海灘已經或正在發生顯著變化[1-2]。監測表明,1980—2018年中國沿海海平面上升速率為3.3mm/a,高于同時段全球平均水平[3]。

  據統計,我國有約49.5%的砂質岸線正遭受侵蝕[4]。由于海岸帶集人口聚居地、經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損失。21世紀以前,我國大量建造硬式構筑物來應對海岸侵蝕,比如丁壩、防波堤、海堤等。后來,逐漸發現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,隨著沿海地區經濟的快速發展和基礎設施的大量建設,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]。據統計,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],海岸帶固有的生態活力和環境彈性逐漸降低,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,發現向海灘拋沙可以減緩海灘的侵蝕。世界上最早的海灘養護工程始于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(SanPedro)[9]和1922年的紐約科尼島(ConeyIsland)[10]。

  海灘養護(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、經濟、生態環境等多方面的綜合效應,海灘養護技術已經被認可為一種環境友好型且經濟有效的海岸侵蝕應對措施,廣泛應用于世界各地[15],如美國[16]、西歐[17]、澳大利亞[18]等。歐美等發達國家早在20世紀中期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理論和技術[11,13-14]。

  而我國起步較晚,直到2005年前后,才開始重視海灘養護修復技術及應用研究[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護的深度研究與應用推廣,通過研讀文獻、資料收集、數據統計,分析了我國海灘養護的發展現狀及特征,總結歸納了我國在海灘養護技術方面的創新,最后展望了海灘養護的未來發展并提出了建議。

  1我國海灘養護發展現狀及特征

  1.1發展現狀

  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、不成規模的浴場補沙工程,內地第一個真正意義上的海灘養護工程是2007年完工的廈門觀音山海灘[23]。此后,隨著我國社會經濟的不斷發展和對濱海旅游沙灘的日益需求,海灘養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護修復工程[12,19-21]。

  據不完全統計,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,分布于全國35個城市,修復岸線總長度超過120km,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,但發展迅速,在2005年之前填沙量較少,此后快速持續增加。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。

  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。在構造沉降帶,濱海岸沉積形成淤泥質海灘;在構造隆起帶,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)質海灘[24]。

  而歐美等西方國家的海岸位于大西洋兩側的被動大陸邊緣上,近岸水動力以外海涌浪為主,動力較強,發育有眾多平直型的大規模海灘,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濟的快速發展,我國的海灘養護呈現出一些不同于歐美等國家的特征,主要表現在海灘修復的目的、修復海灘類型和修復海灘形態3個方面。

  1.2.1海灘修復目的

  海灘養護最初的功能主要是為了海岸防護,后來發現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環境和景觀(社會價值),以及修復濱海旅游沙灘(經濟價值)兩個重要功能。按照這3種海灘修復目的的分類,結果表明,以海岸防護、改善海岸生態環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,反映出海灘經濟對濱海旅游業的發展具有極大的吸引力。

  2我國海灘養護技術創新

  由于我國的海岸形態、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用的海灘養護技術不能直接在我國應用,迫使我國必須探索與發展適用于我國海岸特征的海灘養護新技術。在沙灘修復工程實踐的過程中,我國對海灘養護技術進行了“吸收-改進-提升”。經過十幾年的發展,我國的海灘養護技術體系逐漸形成。蔡鋒等(2015)編著了適合于我國海岸特征和社會屬性的《中國海灘養護技術手冊》[12],標志著我國海灘修復養護技術走向成熟,同時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。

  此外,海灘養護行業標準———《海灘養護與修復技術指南》[26]的頒布,推進了我國海灘修復養護技術的標準化。在海灘修復養護技術的應用實踐中,我國創新性地提出了強潮海岸、強侵蝕海岸和淤泥質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化設計和海灘生態養護潛堤等技術方法。

  3未來發展及建議

  我國“十三五”規劃(2016—2020年)中明確指出,要通過實施“藍色海灣”、“生態島礁”和“南紅北柳”三大海洋生態修復工程修復約2000km的岸線。海灘養護作為岸線修復的重要技術方法,為我國的海岸帶生態修復和保護提供重要的技術支撐[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在沿海地區擇優支持開展“藍色海灣”綜合整治行動[39]。

  因此,作為海岸帶生態修復的重要技術,海灘養護勢必會迎來更加蓬勃的發展。然而,在當前的社會經濟建設浪潮中,海岸帶開發存在許多問題,海岸帶保護面臨巨大挑戰。筆者結合自身經歷,在推進海灘養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,海灘養護技術創新可以發揮更加重要的作用,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,應統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,而不僅僅只重視沙灘的物理呈現。三是因地制宜,針對不同修復海岸存在的實際問題,進一步加強新技術研發。四是應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。五是建立全國統一的海灘資源信息管理數據庫,統一調查和監測、統一規劃、統一用途管制、統一保護修復的全過程管理機制[40]。

  參考文獻:

  [1]PILKEYOH,COOPERAG.Thelastbeach[M].Durham:DukeUniversityPress,2014:20-45.

  [2]LUIJENDIJKA,HAGENAARSG,RANASINGHER,etal.Thestateoftheworld’sbeaches[J].ScientificReports,2018,8(1):6641.

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