T_CAOE72-2023海滩养护拦沙堤设计技术导则.docx

ICS07.060CCSA45团体标准T/CAOE722023海滩养护拦沙堤设计技术导则TechnicaldirectivesforsedimentbarrierdesignduringbeachnourishmentDO发布稿20231129发布2023-11-29实施中国海洋工程咨询协会发布前言I1范围12规范性引用文件13术语和定义14一般要求24. 1建设必要24.2环境适宜34.3功能合理34.4材料可行35拦沙堤分类35. 1按功能分类35. 2按平面型式分类35. 3按断面型式分类35. 4按材料分类46基础资料调查与收集47/少t可匕¾Ei.47.1确定依据47.2功能选择58拦沙堤平面形态确定58.1 约束型拦沙堤58.2 阻沙型拦沙堤68.3 阻浪型拦沙堤69拦沙堤尺度确定69.1拦沙堤长度确定69.2拦沙堤高程确定89.3拦沙堤堤顶宽度确定910拦沙堤断面结构及材料选择910.1 断面结构选择910.2 材料选择IO11工作成果IO附录A（资料性）阻浪型拦沙堤末端波浪绕射控制点计算方法11参考文献12本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国海洋工程咨询协会提出并归口。本文件起草单位：鲁东大学、自然资源部第三海洋研究所、中国海洋大学。本文件主要起草人：朱君、王庆、战超、吉孟瑞、王楠、戚洪帅、刘建辉、雷刚、石洪源、华文豪、李雪艳、孙凤娟、韩彦青。海滩养护拦沙堤设计技术导则1范围本文件规定了沙滩及砾滩养护工程中拦沙堤的设计要求、功能选择、平面形态和尺度的确定以及断面结构和材料选择等。本文件适用于沙滩及砾滩养护工程中拦沙堤的设计工作。海岸侵蚀防护的拦沙堤功能效果评估可参考本文件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T181902017海洋学术语海洋地质学GB/T12763.22007海洋调查规范第2部分：海洋水文观测GB/T12763.62007海洋调查规范第6部分：海洋生物调查海洋地质地球物理调查GB/T12763.8-2007海洋调查规范第8部分:第U部分：海洋工程地质调查GB/T12763.112007海洋调查规范GB/T14914.2-2019海洋观测规范第2部分：海滨观测GB/T175012017海洋工程地形测量规范GB/T510152014海堤工程设计规范HY/T2552018海滩养护与修复技术指南JTS145-2015港口与航道水文规范JTS154-2018防波堤与护岸设计规范JTS/T231-2021水运工程模拟试验技术规范T/CA0E1-2020围填海工程海堤生态化建设标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1海滩beach由激浪和激浪流作用，在海滨塑造形成的松散沉积物堆积体。注：海滩包括前滨与后滨。来源：GB“181902017,2.3.43.2海滩养护beachnourishment将异地与修复区海岸环境相适应的沉积物通过人工手段搬运到海岸指定位置，增加平均高潮位以上海滩宽度，恢复海滩功能。必要时可辅以特定的海岸构筑物。来源：HY2552018,3.43.3拦沙堤sedimentbarrier修建的垂直于海岸或略微倾斜于海岸的限制砂质海滩泥沙沿岸输移的非透水或部分透水的构筑物。3.4滩肩beachberm分布于后滨前缘地带平坦的、阶梯状的堆积面。来源：GB"181902017,23.83.5闭合深度closuredepth海滩剖面产生季节性有效变化的向海界限深度，该深度通常无海底底床显著变化，近滨与滨外间无明显沉积物交换。来源：HY“2552018,3.84一般要求4.1 建设必要拦沙堤应是经系统科学论证而开展沙滩及砾滩养护、海岸侵蚀防护的主要设施，其建设应符合海岸保护修复的目标。4.2 环境适宜拦沙堤工程建设选址应具备适宜的地形地貌、工程地质、水动力和生态环境条件。4.3 功能合理拦沙堤功能设计要确保沙滩及砾滩养护目标的实现，不能造成水动力、岸滩冲淤等变化带来的不良后果，可适当兼顾河口导流、消浪、游客安全、景观改善等辅助功能。4.4 材料可行拦沙堤建设材料应符合海洋环境保护相关要求，优先选择绿色低碳、无污染、坚固耐用、易加工制作、来源丰富、经济性好的制作材料。5拦沙堤分类5.1 按功能分类可分为：a）约束型拦沙堤（Fl）：以阻止泥沙扩散流失为主要目的修建的拦沙堤；b）阻沙型拦沙堤（F2）：以阻止泥沙向下游方向输移为主要目的修建的拦沙堤；c）阻浪型拦沙堤（F3）：以削弱波浪阻止波影区泥沙向下游输移为主要目的修建的拦沙堤。5.2 按平面型式分类可分为：a）直线形堤：外部轮廓形状为直线的拦沙堤；b）折线形堤：外部轮廓形状为折线形的拦沙堤；c）弧线形堤：外部轮廓形状为弧形的拦沙堤。5.3 按断面型式分类可分为：a）斜坡式拦沙堤：用石料、混凝土块体或其他充填材料建设、堤两侧为斜坡的拦沙堤；b）直立式拦沙堤：堤身断面两侧均为直立或接近直立的墙面，墙身坐落于抛石基床的重力式结构或板桩、桩基等结构。5.4 按材料分类可分为：a）袋装砂堤：采用袋装砂土构造的拦沙堤；b）天然块石堤：以天然石料为主要材料的拦沙堤；c）木制堤：以木料为主要材料的拦沙堤；d）混凝土堤：以混凝土为主要材料的拦沙堤；e）其他材质堤：使用不在上述材料之内的材料制成的拦沙堤。6基础资料调查与收集拦沙堤建设前，应对海滩养护与修复区的海岸水文要素、岸滩及近岸沉积物、地形地貌与工程地质、潮间带底栖生物等进行调查，对相关历史资料进行收集。调查类别、项目、方法、要求及历史资料收集明细见表1。表1拦沙堤建设基础资料调查收集明细表类别调查项目、观测方法及数据要求海岸水文要素调查项目：波浪、海流、潮位、悬沙等。观测方法：波浪观测应符合GB/T14914.22019中第7章的规定，海流观测应符合GB/T12763.22007中第7章的规定，潮位监测应符合GB/T14914.22019中第6章的规定，悬沙观测应符合GB/T12763.82007中第6章的规定。数据要求：按HY/T2552018中第6章的规定执行。地形地貌与工程地质调查项目：岸滩及水卜.地形、沉枳物粒度、淤泥层厚度等。观测方法：岸滩及水卜地形观测应符合GB/T175012017中第9章和第10章的规定，沉积物粒度、淤泥层厚度等应符合GB/T12763.112007中第6章的规定。要求：按HYb2552018中第6章的规定执行。潮间带底栖生物调查项目：底栖动物、底栖植物的种类组成、数量及其水平分布和垂直分布。监测方法：应符合GBZT127636-2007中第12章的规定。数据要求：按HYb2552018中第6章的规定执行。气象水文历史资料收集项目：拟建拦沙堤海域的台风、风暴潮、强浪等相关资料。数据要求：a）台风：每年台风数量、频率、最大风速等：b）潮汐：潮汐性质、涨落潮历时、平均潮差、设计高水位、设计低水位、极端高水位、极端低水位等：C）波浪：不同重现期的波浪要素等。7拦沙堤功能确定7.1 确定依据7.1.1 拦沙堤功能的选择应与海滩养护修复的目标相一致。T/CAOE72-20237.1.2 拦沙堤功能选择前应掌握海岸沿岸输沙方向和净输沙率，沿岸输沙方向可由合成波向和岸线走向确定，沿岸净输沙率计算可参考JTSI452015中附录T的相关规定。7.1.3 拦沙堤方案确定后应结合数值模拟或整体物理模型试验对拦沙堤的效果进行验算，数值模拟和物理模拟可参照JTS"2312021中第5章、第6章、第8章和第10章的相关规定。7. 2功能选择7.1.1 在无明显沿岸（净）输沙岸段的两侧，可选用约束型拦沙堤（F1）。7.1.2 在有明显沿岸（净）输沙岸段的下游，可选用阻沙型拦沙堤（F2）。7.2.3在有明显沿岸净输沙岸段的上游，可选用阻浪型拦沙堤（F3）。7.2.4约束型拦沙堤与养护海滩稳定后的趋势示意见图1,阻沙型及阻浪型拦沙堤与养护海滩稳定后的趋势示意见图2。图1约束型拦沙堤与养护海滩稳定后的趋势示意图2阻沙型及阻浪型拦沙堤与养护海滩稳定后的趋势示意8拦沙堤平面形态确定8.1 约束型拦沙堤约束型拦沙堤的平面形态以直线形堤为主，其通常与岸线垂直。8.2 阻沙型拦沙堤阻沙型拦沙堤的平面形态以直线形堤为主，其既可与岸线垂直亦可与岸线呈一角度倾斜设置。8.3 阻浪型拦沙堤阻浪型拦沙堤平面形态较多，直线形堤、折线形堤、弧形堤都较为常见。对于这类拦沙堤，其最主要的设计参数是拦沙堤末端波浪绕射控制点位置的确定，而拦沙堤的具体平面形态差异对防浪和输沙效果的影响可忽略。拦沙堤末端波浪绕射控制点可采用Hsu&Evans（1989）的抛物线模型进行计算，计算方法见附录Ao在确定绕射控制点的位置后，可结合工程投资、景观效果等选择直线形堤、折线形堤和弧形堤等具体型式。9拦沙堤尺度确定9.1 拦沙堤长度确定9.1.1 约束型拦沙堤9.1.1.1 约束型拦沙堤由水平段和坡折段组成（图3）。9.1.1.2 水平段包括设计滩肩宽度/°和安全段长度o9.1.1.3 设计滩肩宽度/°为未受拦沙堤影响岸段的平均设计滩肩宽度，由海滩养护修复方案确定。9.1.1.4 安全段长度取决于当地闭合深度处20年一遇有效波高的数值，见表2。9.1.1.5 坡折段长度/,的计算由式（1）确定：4=dB（1）式中：Ip坡折段长度，单位为米（m）；d拦沙堤水平段顶高程从及末端高程”3之间的垂直距离，单位为米（m）；一拦沙堤坡折段坡度，无量纲。9.1.1.6 拦沙堤坡折段坡度6宜略大于海滩养护后的平衡剖面坡度为。T/CAOE72-20239.LL7当对拦沙堤坡折段有安全、景观等功能需求时，可根据实际情况提高坡度段顶高程。Ht拦沙堤水平段顶高程;H.修复海滩滩肩高程；H3拦沙堤末端高程。图3约束型拦沙堤示意图表2安全长度1,的取值安全段lsm20年一遇设计波高/m0'<5<1.05"<101.02.010152.0<4.01525N4.0912阻沙型拦沙堤9.1.2.1 阻沙型拦沙堤由水平段和坡折段组成。9.1.2.2 水平段包括设计滩肩宽度1。、有效拦沙长度L和安全段长度L（图4）O9.1.2.3 设计滩肩宽度1。、安全段长度1,及坡折段长度L计算方法及要求见9.1.1。9.L2.4有效拦沙长度1,的计算取决于设计完全有效拦沙年数n、年净输沙率Q。、岸滩剖面变形高度d'及波浪入射角度Q4（详见表3）。年净输沙