離岸潛堤在海島沙灘整治中的應用

徐亞哲 周婷婷 南京瑞迪建設科技有限公司

張健 江蘇省農村水利科技發展中心

1.概述

離岸潛堤是一種平行于海岸線而獨立于海中用以抵御波浪侵襲，使波浪在堤前衰減，輸沙在堤后堆積，間接發揮穩定海灘的工程防護措施。離岸潛堤可強制波浪提早碎波，使波浪在其背后發生繞射形成遮蔽區，區內波高變小，堤后水位梯度的變化產生堤后環流，使沿岸輸沙淤積堤后，形成突出于原海岸地形的沙岬。

福建某海島沙灘整治修復工程位于平潭綜合實驗區東部海壇灣內，東鄰臺灣海峽，西鄰環島路及平潭國家海島森林公園，工程范圍內的近岸海域分布有龜模嶼、青嶼等島嶼。由于波浪從龜模嶼與青嶼間的空隙直射海岸，造成該岸段為侵蝕熱點，將嚴重影響到沙灘的穩定。根據前期研究的有關結論，該段岸線侵蝕熱點處施工灘肩外緣線5年內將向岸后退約45m，嚴重影響了海灘的穩定性。

本次工程設計中，考慮在龜模嶼與青嶼之間海域設置離岸潛堤，可以減弱波浪對沙灘的直接作用。

2.離岸潛堤布置

離岸潛堤的設計大多采用經驗方法，目前尚缺乏普遍性的設計標準。本次離岸堤堤頂高度考慮設置水深、潮位、波浪、地層及地層下陷等因素，通常堤頂高度為“H.W.L.+設置水深有效波高的一半+沉陷量”，本項目的堤頂高度=H.W.L.+1.0～1.5m+沉陷量。

本工程離岸潛堤組排列于青嶼和龜模嶼之間，離岸潛堤設計堤頂高度為當地平均海平面以上1m，即高程+1.20m。根據其平面布設位置的水深，離岸堤出露于灘面的高度為6m左右。

在龜模嶼與青嶼之間，距離后方護岸約516m，平行于海岸布置兩條離岸潛堤，堤長均為160m，兩堤間隔80m，堤頂面寬5m，頂面高程+1.20m。

圖1 海灘整體整治修復岸段示意圖

根據研究分析，離岸潛堤減弱了波浪沙灘的直接作用，侵蝕熱點處施工灘肩外緣線5年內向岸后退約30m，而在青嶼后方，沙灘岸線則有一定幅度的向海淤漲；說明潛堤設置利于沙灘穩定。海灘養護實施后岸灘效果見圖2。在設置潛堤前后的修復沙灘岸線變化情況見圖3、圖4。

圖2 龜模嶼-紅巖山莊段海灘養護后岸灘效果圖

圖3 龜模嶼-紅巖山莊段岸線變形數模計算結果（未設置離岸）

圖4 龜模嶼-紅巖山莊段岸線變形數模計算結果（設置離岸潛堤）

3.離岸潛堤結構型式

在龜模嶼與青嶼的狹口間，為減少波浪對沙灘的侵蝕作用，在距離岸邊約516m處平行于岸線修筑離岸潛堤2條，長度均為160m，潛堤之間的距離為80m。離岸潛堤的堤體出露于灘面的高度約6m，堤頂寬度5m，坡度為1:1.5。

離岸潛堤采用拋石斜坡堤結構，離岸潛堤的堤心采用10～300kg（堤頭段20m采用20～400kg）塊石。護面采用4.0t扭王字塊，安放一層，護面下設1.0m厚200～400kg塊石墊層以防堤心石被掏空。海側坡腳處設置1000～1200kg拋石棱體，在坡腳兩側設置不小于0.6m厚50～100kg塊石護底，海側護底寬度10.0m，岸側護底寬度6.0m，塊石護底下設置約0.3m厚二片石墊層。離岸潛堤斷面結構圖如圖5所示。

圖5 離岸潛堤斷面結構圖

4.結語

在海灘整治與海岸防護中，離岸潛堤是一種運用較為廣泛而有效的手段，通常在海灘外海海域平行岸線進行修建。本工程結合近岸海域島嶼的分布情況，有針對性的提出了分段式離岸潛堤的建設方案，對維護沙灘穩定起到了較好的作用，對今后類似海灘整治項目有一定的借鑒意義。