莱州湾东岸人工岛群用海布局优化及方法推广

摘要

2008年，国家海洋局充分调研了日本等其他发达国家的围填海现状，在此基础上发布了《关于改进围填海造地工程平面设计的若干意见》，开始提倡先进的围填海布局先进理念，指出围填海布局方式主要有人工岛式围填海、多突堤式围填海以及区块组团式围填海，我国开展了龙口市和招远市人工岛群以及漳州市双鱼岛的规划建设，如何更好的开展围填海布局优化是目前研究的热点内容。
　　本文旨在针对人工岛式围填海布局优化开展相关的研究，以莱州湾东岸人工岛群规划布局为例，重点考虑人工岛群自身布局及其对周边海域环境的影响等两个方面因素，结合国家对围填海平面设计的意见，提出了人工岛式围填海布局优化指标体系和模型。进而提出多突堤式和区域组团式围填海布局优化评估指标和模型。目前国家海洋局在项目单位上报区域用海规划设计后，根据此优化评估指标和模型统一审核区域用海规划，提出区域用海的布局优化和调整的方向，总之，该指标体系和模型已获得应用。
　　主要研究成果如下:
　　1、根据人工岛式围填海的特点，结合研究区水深地形、岸线变化、滩面实测和地形地貌数值模拟结果分析人工岛式围填海对周边海域环境的影响，提出了人工岛式围填海布局优化评估指标和模型，布局优化评估指标主要包括人工岛离岸指数、人工岛形状指数、人工岛临岸区域指数、亲海岸线指数和水域景观指数等5个指标;人工岛式围填海布局优化评估模型为Ma=5∑i=1 Wi×Fi，式中，Ma为人工岛式围填海布局优化评估指数，Wi为第i个指标的权重，Fi为第i个指标的标准化值。本评估指标和模型为莱州湾东岸人工岛群布局优化提供技术依据，经过分析龙口市人工岛群（16个人工岛）布局优化评估指数(0.727)大于7个人工岛方案(0.643)，说明优化调整是可行的，但也有需要调整的指标如人工岛离岸距离。
　　2、本文提出围填海布局评估等级，包括5个等级，分别为优秀、优良、良好、一般和欠缺，从Ⅴ级到Ⅰ级，代表围填海行政审批意见由“完全按照围填海布局实施”到“需要全面调整围填海布局”。
　　3、根据三种围填海方式的不同点和相同点，进一步将人工岛式围填海布局优化评估指标推广、拓展到多突堤式和区块组团式围填海布局优化，分别在辽东湾的长兴岛临港工业区区域建设用海一期和盘锦辽滨经济区区域建设用海推广应用。其中多突堤式围填海布局优化评估指标包括围填海强度指数、海岸线冗亏指数、临岸区域指数、自然海岸线节约利用率、水域景观指数和亲海岸线指数等6个指标;区块组团式围填海布局优化评估指标包括围填海强度指数、海岸线冗亏指数、自然海岸线利用率、亲海岸线指数、临岸区域指数、海洋过程廊道指数、人工岛指数、人工岛形状指数和水域景观指数等9个指标。同时也分别归纳出多突堤式和区块组团式围填海布局优化评估模型。
　　4、在莱州湾东岸的龙口港到石虎嘴岸段设置了4个断面，通过《海港水文规范》(JTJ213-98)推荐公式分别计算莱州湾东岸人工岛群建设前后各断面的沿岸输沙率。认为:人工岛群建设前，龙口港南侧断面净输沙向NE，界河口、招远市人工岛群东南侧以及石虎嘴东北侧的断面净输沙向SW。人工岛群建设后，界河口及其北侧的两个断面岸段由于人工岛群建设，近岸沿岸输沙小，海岸基本稳定;招远市人工岛群东南侧的断面岸段由于偏北向波浪作用被人工岛群阻挡，沿岸泥沙将沿岸向北进入人工岛和陆地之间的水道，造成水道淤积;石虎嘴东北侧的断面岸段在招远市人工岛群波影区影响范围外，沿岸输沙与现状基本相同。但是招远市的两个断面之间的岸段由于失去了南向输沙的补给将出现侵蚀状态，多年后将逐渐趋于平衡。
　　实测岸滩剖面分析显示石虎嘴东北侧的岸滩坡度较陡，出现侵蚀，与岸滩蚀淤预测结果一致。
　　5、根据莱州湾东岸海岸侵蚀原因分析和人工岛群用海对招远、莱州沿岸沙滩的影响预测结果，提出了顺岸坝（护岸）、离岸堤和海滩补沙等三种砂质海岸侵蚀防护对策，建议长期跟踪监测评估人工岛群用海对沿岸的影响。

目录

声明

摘要

0 前言

0．1 研究意义

0．2 研究现状

0．2．1 围填海布局优化研究

0．2．2 莱州湾东岸沿岸输沙研究

0．2．3 莱州湾围填海冲淤演变研究

0．2．4 砂质海岸侵蚀与对策研究

0．2．5 人工岛建设现状

0．3 研究内容

0．4 本文创新点及研究方法

0．4．1 创新点

0．4．2 研究方法

1 莱州湾东岸区域概况

1．1 范围和位置

1．2 环境状况

1．2．1 气象

1．2．2 海洋水文

1．2．3 地质地貌

1．2．4 泥沙条件

1．2．5 岸滩稳定性

1．3 海域开发利用现状

1．3．1 龙口港

1．3．2 龙口市人工岛群

1．3．3 招远市人工岛群

2 资料处理与分析

2．1 莱州湾东岸海岸线变化分析

2．1．1 资料情况

2．1．2 岸线变化分析

2．2 研究区水深地形变化分析

2．2．1 资料情况

2．2．2 分析方法

2．2．3 水深地形分析结果

2．3 岸滩剖面测量及分析

2．4 莱州湾东岸地形地貌数值模拟分析

2．4．1 泥沙运动控制方程

2．4．2 沉积物沉积和侵蚀计算公式

2．4．3 输入参数确定

2．4．4 人工岛群附近海域现状冲淤特征

2．4．5 龙口市人工岛群实施后的冲淤特征

2．4．6 招远市人工岛群实施后的冲淤特征

3 人工岛群用海布局优化评估方法及推广应用

3．1 人工岛群用海布局优化评估指标和模型研究

3．1．1 人工岛式围填海布局优化评估指标

3．1．2 人工岛式围填海布局优化评估模型

3．1．3 围填海布局评估结果等级划分

3．2 莱州湾东岸人工岛群应用

3．2．1 龙口市人工岛群(7个人工岛)

3．2．2 龙口市人工岛群(16个人工岛)

3．2．3 招远市人工岛群(4个人工岛)

3．2．4 小结

3．3 用海布局优化评估方法的推广应用

3．3．1 多突堤式围填海布局优化评估方法及应用

3．3．2 区块组团式围填海布局优化评估方法及应用

4 莱州湾东岸岸滩蚀淤预测

4．1 泥沙运动计算方法

4．2 人工岛群建设前沿岸输沙的变化

4．3 人工岛群建设后沿岸输沙的变化

4．4 人工岛群建设前后沿岸输沙对比分析

4．5 岸滩蚀淤预测与实测岸滩剖面结果对比分析

4．6 人工岛群实施对沙质海滩资源的长期影响分析

5 研究区砂质海岸防护对策

5．1 砂质海岸侵蚀原因分析

5．2 砂质海岸侵蚀防护措施

6 结论与认识

6．1 结论

6．2 认识

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文和研究成果

附件