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唤醒海岸生态活力

浏览:44463内容来源:中国自然资源报记者 刘斐发布时间:2019-03-11
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海滩是一种宝贵的天然资源,在沿海生态文明建设和经济社会发展中发挥着不可替代的作用,具有防灾减灾、旅游休闲、生态服务的重要功能。如此重要的资源,在自然和人类活动的共同作用下正在遭受破坏并减少吗?答案是肯定的。那么,有方法增强沙滩的稳定性吗?答案同样是肯定的,这个方法就是海滩修复养护。

.亚洲城ca88唯一官方网海滩修复养护技术与应用课题组戚洪帅博士表示:“海滩养护技术是在潮间带直接用砂子建造的工程,我们通常尽量少依靠构筑物来减少负面效应。海滩养护、人工干预和再养护,的确是可持续的生态化手段。”前不久,自然资源部海洋三所牵头的“中国海滩修复养护技术与应用”项目获2017年度海洋工程科学技术奖特等奖。该研究基于我国海岸的自然特征和社会属性,在国内首次系统构建了海滩修复养护技术体系,实现了我国砂质海岸保护、修复和管理的重大技术创新。

我国砂质海岸保护修复管理的重大突破


以蔡锋研究员为首席科学家的.亚洲城ca88唯一官方网海滩养护研究团队,近十年紧扣我国砂质岸线破坏和海滩受损问题,在国家自然科学基金、海洋公益性行业科研专项和地方等一系列课题支持下,开展了从海滩基础理论研究、修复养护技术研发到工程应用推广的系统工作,首次系统构建了中国海滩修复养护技术体系,实现了我国砂质海岸保护、修复和管理的重大技术创新。

一是建立了我国华南沿海热带风暴作用下的海滩地貌过程模式,首次提出潮汐影响下的海滩风暴响应模式,获得了强潮海滩动力地貌过程的突破性认识,为风暴作用下养护海滩稳定性维护提供理论基础。

二是弱动力环境养滩技术。针对弱动力环境下海滩修复养护波浪动力不足的难题,应用“岬角聚能”原理,首次提出外凸开放式岬头养滩设计,实现弱动力环境下海滩修复养护技术的新突破。

三是卵石养滩技术。针对强侵蚀岸段动力强、海滩稳定性差,砂质海滩难以平衡稳定的问题,研发高消能、强渗透卵石分层养滩技术设计方法,提高海滩修复稳定性。

四是强潮海滩数值分析技术。完善海滩修复养护动力模型分析技术,原创横向一维数值模型,模拟强潮环境下低潮阶地型强海滩的中长期剖面演化,为强潮海滩修复养护提供有效的预测分析方法。

五是海岸排水管涵优化设计。采用离岸堤后连岛砂体发育的原理,发明一种海滩管涵端部固定与装饰设计方法,提升了海滩稳定性和海岸景观效应。缓解了人为活动与海滩过程的冲突,解决了城市海滩排洪排涝这一海滩养护中的必须解决的难点问题。

六是基于我国海岸的自然特征和社会属性,编著了《中国海滩养护技术手册》,在国内首次系统构建了我国海滩修复养护技术体系。在全国范围内推广应用,实现了我国砂质海岸保护和管理的整体水平提升,使我国海滩修复养护技术达到国际先进水平。

据戚洪帅介绍,2016年11月发布的《海岸线保护与利用管理办法》明确将海滩修复养护技术作为岸线修复的核心技术。其推广应用促进了我国海岸带生态环境保护、可持续开发和综合管理的提升,促进我国海岸保护理念的革新和技术的进步,为我国正在开展的“蓝色海湾”“生态海堤”等重点生态修复和保护工程提供了重要技术支撑,将产生重大的社会、经济和生态效益。

探索适合我国海岸带特点的养护修复理论技术


戚洪帅用一组数据介绍在全球变化和人类活动的双重作用下,我国海岸带正在发生的变化:全国49.5%的砂质岸线遭受海岸侵蚀;近35年沿海海平面上升速率大于3毫米/年,高于全球平均值;我国主要海湾自然岸线的比例由1940年代的78.21%降至2014年的28.87%;海岸带固有的生态活力和环境弹性逐渐降低,甚至丧失。“总之,我国海岸带压力空前。”

可喜的是,随着我国经济的发展以及滨海沙滩旅游休闲需求的增加,海滩养护在我国逐渐受到重视,许多滨海旅游城市相继实施了海滩养护工程。2015年,《中国海滩养护技术手册》出版,标志着我国开始了以护岸、提升海滩品味、促进旅游发展、改善海岸环境为目的的海滩养护工程实践。

我国海滩修复起步较晚,但发展迅速。据不完全统计,截至2018年12月,我国已完成或正在进行的海滩养护工程共有73项,分布于全国28个城市,岸线总长度约93千米,总填沙量约2025万立方米,总投资近20亿元。其中海洋三所海滩养护与修复技术研究课题组承担了其中近一半的项目。

最令海滩修复团队骄傲的就是作品得到认可。他们实施的珠海香炉湾海滩修复获2017年住建部人居工程范例奖,厦门观音山海滩修复工程获评2018“优秀海洋工程”。

戚洪帅介绍说:“海滩养护技术在欧美广泛应用,但欧美的海岸特征和我国大不一样。”大西洋两侧海岸以外部水动力塑造为主,形成了海岸多为顺直大规模海滩,海滩长度动辄数十公里。而我国海岸地处主动大陆边缘,海岸线曲折漫长,表现出陆海镶嵌的曲折多湾的形态。在构造沉降带,滨海岸沉积基本形成淤泥质海滩。在构造隆起带,除局部岸段为断陷盆地平原海岸外,沿海地带大部分为溺谷型基岩港湾,多形成砂(砾)质海滩。“这就要求我们不能直接把海滩养护技术搬过来,在此之前必须探索我国海滩资源发育和演化的特点。”

以蔡锋研究员为带头人的修复团队联合多家高校和科研院所进行多项研究,把握了我国海滩资源的自然属性、变化动态、开发利用和灾害受损等信息,为海滩养护技术的研究和应用提供了必要的理论探索和数据支撑。课题组在此基础上对海滩养护技术进行“吸收—改进—提升”,使其适应我国海滩资源特征。

一是充分考虑我国海滩自然特征和开发利用实际,首次建立了适用我国的海滩修复技术框架,形成了从选址论证、工程环境分析、养护设计到工程施工、后监测评估的技术体系。

二是海滩养护技术通常适用于砂质海岸。海滩修复团队结合工程实践拓展了海滩养护技术应用条件,创新性地提出了强侵蚀海岸、强潮海岸、弱动力海岸等多种动力条件下的海滩修复思路和技术方法。

这是一个严谨又可爱的团队。


蔡锋研究员每次到一个有海滩的地方,总会向当地人细细询问海滩的情况,看一看、摸一摸海滩的砂子。由于长期从事海滩研究和修复工作,他还被同行称为“蔡沙滩”。团队为了研究海滩风暴效应,需要追着台风跑。多年的“追风”经历,让他们更加深切地感受到海滩对海岸的保护作用,更加认识到重任在肩,丝毫不敢懈怠。

海滩受损的原因和机理各不相同,海滩养护方案也因工程而异。为了出一个最佳方案,团队成员经常各抒己见,在微信群里争论到深夜。

这两年“莫兰蒂”“天鸽”“山竹”频繁袭击厦门、珠海等城市。海滩修复团队开展的海滩养护工程经历了严苛的检验,发挥了极佳的海岸防护作用。2016年莫兰蒂和2017年天鸽台风后,戚洪帅都第一时间赶到修复的海滩。看到每一处海滩、周边海岸在经历狂风暴浪后依然安好,他感觉无比自豪。

与国土空间生态修复衔接,打造海岸“生命共同体”

海岸带开发缺乏长期规划,“忘算生态账”的开发比比皆是;“头疼医头,脚疼医脚”式硬性干预也不少见。海滩修复团队深感心痛,在推进海滩生态修复与养护方面形成一些想法和建议。

一是海滩养护技术作为实现砂质海岸生态修复的重要手段,应该进一步强化生态功能。应从陆海统筹角度开展基于生态系统的海岸带生态修复技术研发,将海滩生态环境、后滨植被群落、近岸生物群落综合考虑,实现砂质海岸的生态化提升。

二是海滩养护技术可以提升海岸防护功能。海滩具有良好的海岸防护功能,是“生态海堤”的一种重要形式,和红树林、珊瑚礁、防护林等生物工程相比,分布更为广泛。我国砂质海岸近5000千米,可以在“生态海岸”建设中发挥重要作用。

三是应该拓展海滩养护技术的应用,改善我国海滩资源的困境。我国海滩资源分布不均,南多北少中间空。资源和需求的不平衡是我国海滩资源开发的一个主要矛盾。

四是海滩养护技术应该以连接陆海、统一生态要素、构建生态环境为指导思想,提升与各类国土空间生态修复的衔接,打造海岸“生命共同体”。海岸带是复合生态系统,包括“山、水、林、田、湖、草”+“海”7个要素,也是实施陆海统筹的典型交错区域。海洋生态保护修复必须在科学基础研究的基础上因地制宜处理好海岸带区域不同景观要素之间、生态系统之间以及生态系统内各群落、各层次和各种群之间的关系。

五是海滩资源保护应以管理为主,修复为辅。与其“先破坏后修复”,不如管控好不破坏。应加强海滩资源管理:确立海滩作为一种不可再生自然资源的地位和价值,开展全国海滩资源调查、现状评价与动态监测,掌握现有海滩数量、质量以及资源动态,构建全国海滩资源信息管理平台;在统一的国土空间规划体系下,将海滩作为重要滨海资源类型纳入到全国自然资源管理保护规划一张图;加强我国海滩资源开发的顶层设计,从全国层面优化海滩资源开发布局,引导海滩消费模式转变;按照国家层面“管”、省级层面“控”、市级层面“用”的海滩资源分级管理模式,建立统一调查、统一规划、统一用途管制、统一监测监管、统一保护修复的全过程管理机制;实施海滩资源使用的统一登记制度,制定海滩资源价值核算体系标准,规范海滩资源开发;建立海滩资源有偿使用制度,明确海滩资源使用权责;引入海滩资源保护和开发市场化机制,实现海滩资源多元化保护。