朱川林,周高銳
(三亞機場建設有限公司,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,沙灘資源保護越來越受公眾所關注。近年來,隨著地方政府在近岸規(guī)劃開發(fā)的海洋項目增多,海岸的侵蝕日益嚴重。國家層面在2018 年之后收緊了圍填海政策,暫停地方填海項目審批,對已經批復的填海項目開展生態(tài)修復工作。
海灘養(yǎng)護是通過人工措施將異地砂源運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。本項目離岸人工島實施本質并未造成該區(qū)域岸線砂源流失,人工島實施造成近岸局部水動力發(fā)生改變,造成岸線砂源在項目波影區(qū)淤積,兩側沖刷的分布格局,根據目前國內外岸灘修復經驗,所采取的旁通輸沙海灘養(yǎng)護措施更加適合本項目的生態(tài)修復工作。
紅塘灣位于三亞市西側,海灣長度約20 公里,工程海域主要受南海前進潮波控制,屬于不規(guī)則日潮混合潮,海區(qū)的潮汐日不等現象顯著,全年最高潮位2.26m(當地理論基面),全年最低潮位0.01m,潮差較小,屬于弱潮海域。根據擬建項目附近15m 水深海域2016-2017 年實測波浪資料,在觀測年中年最大波高Hm=4.57m、最大周期Tm=17s。在觀測年中全年最大浪的浪向為SW;全年次最大浪的浪向為WSW;全年常浪向為SSE,出現率為43.01%;全年次常浪向為S,出現率為29.21%。
工程區(qū)所在陸側的南山嶺等山丘,是新時代燕山運動伴發(fā)多期巖漿活動面構成的花崗巖山地。在區(qū)域地質背景和全球海平面上升過程中,塑造形成了本工程海域附近砂質海灣、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岸線與海灘巖岸線。
本項目為離岸式人工島,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上擴建約418公頃,二期因無證施工,僅形成部分外圍堰護岸拋石施工,內側吹填砂料形成4 處分區(qū)陸域。4 個區(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。項目于2015 年12 月開始施工,2017 年6 月現場停工,人工島整體陸域未完成吹填,但外護岸拋石已出水面,人工島輪廓東西長度約3 公里,南北寬度約1.8 公里。
以2015 年岸線及已實施的臨空產業(yè)園一期為邊界條件的計算結果顯示,因已實施的臨空產業(yè)園人工島離岸距離最大只有2.5km,對波浪場的影響范圍相對有限,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。但在人工島掩護區(qū)附近,天涯鎮(zhèn)至塔嶺岸段的沖淤影響相對較大,表現為人工島掩護區(qū)的淤積和掩護區(qū)兩側的沖刷。其中天涯鎮(zhèn)向西至人工島掩護區(qū)的約2.6km 岸段沖刷增強,30 年最大沖刷后退23m,流失泥沙總量約53 萬方。在一期臨空產業(yè)園掩護段長約1.7km 的岸段,30 年間岸線最大淤積幅度在139m 左右。在掩護區(qū)西側約1.2km 岸段為人工島掩護區(qū)西側的沖刷岸段,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 萬方左右??梢?,已實施的臨空產業(yè)園人工島影響下的岸灘沖淤主要集中在人工島掩護區(qū)及其兩側約6km 岸段,表現為掩護區(qū)的淤積和兩側的沖刷,與人工島實施三年來的監(jiān)測沖淤變化情勢接近。
根據工程實施以來工程區(qū)附近的岸灘斷面監(jiān)測結果,位于西側沖刷段的 H9 斷面在+1m 高程至+2m 高程附近沖刷明顯,因海灘巖掩護,其余部位沒出現明顯沖刷。
在一期人工島掩護區(qū)的 H10-1 斷面,因 2016 年首次測量時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 月以來淤積幅度在 10m 左右。
在擔油港口門附近的 10#斷面,因河口附近原為相對凹入岸段,人工島工程實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 。
在擔油港以東沖刷岸段的H11-1#斷面附近,2016年以來沖刷后退明顯,平均沖刷后退約10m。沖刷部位主要集中在-1m 以淺。另據現場調查結果,岸灘的明顯沖刷主要在擔油港東側六橫路和七橫路之間岸段,在2017 年9 月臺風影響期間,沙壩淘刷后退嚴重,形成高度達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沉積物。
其次是在油碼頭東側約300m 岸段,該段海灘巖分布較少,形成缺口,泥沙流失嚴重,局部已建護岸損壞,沙壩后退明顯,出露較多半固結的沙壩沉積物。
紅塘灣人工島整體陸域吹填工程未完工,但項目整體外護岸輪廓已經基本形成,并實際高出水面,項目整體已經造成該海域水文動力發(fā)生改變。近幾年因項目停工,且護岸未形成完整斷面,護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。
根據紅塘灣圍填海工程影響下岸灘沖淤影響評估分析,人工島建設本質并未造成該區(qū)域岸段泥沙大面積流失,人工島構筑物的存在造成近岸局部水動力改變,從而導致泥沙在人工島掩護區(qū)淤積,兩側岸線波浪作用受人工島阻擋,而形成沖刷格局。根據本項目對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、利用岸邊現有礁盤拋石加高作為潛堤措施,對局部岸線進行修復與監(jiān)測。
實施方案:①西部侵蝕段補砂1.6 萬方,在海灘巖缺口部位在現有礁盤基礎上修建兩段離岸潛堤掩護海灘,堤頂高程0.5 米。②東部侵蝕段補砂1.4 萬方,補砂段西側新建68 米長的攔沙堤。③人工島掩護區(qū)的淤積區(qū)岸灘實施清表,清表泥沙作為侵蝕段人工補砂砂源,清表量為3 萬方,修復淤積岸段1300 米,清表和補砂總量平衡。
監(jiān)測分析:①在岸線修復后的2019—2022 年觀測分析,四年間西側油碼頭區(qū)域補砂岸段有部分淘刷流失,流失量約占原補砂量二分之一;②六橫路攔沙堤東側坡腳向海側最大淤積幅度約30 米,最大灘肩寬度約65 米;③攔沙堤西側坡腳岸線約有30 米岸線沖刷,攔沙堤整體結實穩(wěn)定;④擔油港口門淤積幅度有所減緩。紅塘灣局部岸線局部修復效果較好,修復后沖淤格局變化幅度緩慢,總體達到工程修復的預期效果,為類似工程提供較好借鑒經驗。
本項目生態(tài)修復是落實環(huán)保督察整改的部分修復措施,根據模型預測及岸灘監(jiān)測分析結果所采取的局部工程修復方案。①波浪作用是紅塘灣近岸泥沙運動主要動力,人工島建設改變了近岸局部水動力環(huán)境,目前該海域開發(fā)還相對較少,岸線環(huán)境相對復雜敏感,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)護是系統(tǒng)的復雜工程,我國對海灘修復研究起步相對較晚,近些年隨著國家對生態(tài)環(huán)保重視以及公眾對優(yōu)質沙灘需求提高,濱海旅游城市海灣海灘修復工程實施逐漸增多,但對沙灘養(yǎng)護的研究還處于探索與實踐階段,地域環(huán)境差異、近岸項目開發(fā)強度、研究制度建設等還待進一步探索與研究。