人工岛对沙质海岸动力泥沙环境及岸滩冲淤演变的影响研究

李松喆

(天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300350)

沙质岸滩是海岸重要的组成部分，受人类活动和自然环境等影响，70%的沙质海岸侵蚀严重[1-3]。20世纪70年代以来，人们开始探索通过人工岛式填岛实现港口的安全发展和更有利的协调功能[4]。人工岛由于岛体大小、离岸距离及相对位置的不同，相邻海滩主要形成沙岬和连岛沙坝两种形式的突出体，影响附近岸滩的演变趋势[5]。与传统的依托现有海岸向海推进的围涂造地方式比较，离岸人工岛建设需更加关注人工岛与海洋环境的相互影响、海岸动力地貌演变等因素。而不同人工岛方案因为其大小、离岸距离及所处位置的差异，对工程后海域内的海洋动力条件、泥沙输移与岸滩环境产生不同的影响。秦皇岛汤河河口人工岛在实施河道清淤的情况下，人工岛的建立并不会增加河口工程区附近的泥沙淤积，相反在清淤工程和梭形岛分流作用的影响下，泥沙淤积量有所减少[6]。秦皇岛洋河口至戴河口海岸整治工程研究中，发现人工岛与海岸整治工程共同存在时对潮流的影响并非二者单独作用的线性叠加，而是存在着非线性的关系[7]。海口湾南海明珠人工岛建成后对应岸滩形成向海凸出的舌状岸线，而其两侧会出现海岸侵蚀，可采取海滩补沙等工程措施加以控制或恢复[8]。海南省日岛建成后，岛影区岸滩淤涨，总淤积宽度约370 m，长度约1 500 m，日岛东北侧、西南侧均出现了明显的侵蚀现象[9]。海阳人工岛建成后，周边区域整体呈微淤积状态, 基本维持了工程建设前的状态，人工岛北侧和南侧始终处于微冲刷状态，不会形成连岛沙坝，其东侧和西侧局部区域呈微冲刷状态[10]。综上，离岸人工岛建设需重点关注岸滩泥沙输移、离岸人工岛与岸滩演变的相互制衡关系。

红塘湾海域近岸以沙滩和岩滩为主，沙滩上部的沙坝局部已有开发利用，而针对红塘湾海域动力条件、泥沙冲淤环境及岸线演变分析等方面的研究相对较少。赵永印等[11]采用动力地貌与岸滩演变、理论分析等手段，对红塘湾海域岸段的岸线变化及海床滩冲淤进行了初步分析；童朝锋等[12]采用偏度与复分析方法，研究了红塘湾潮汐特征及潮汐不对称现象，探讨了红塘湾毗邻海域潮汐不对称性分布特征及机理；韩露[13]模拟了三亚红塘湾海域在纯潮条件下、年代表波浪作用下和10年一遇波浪作用下的泥沙运动；左书华[14]根据红塘湾海域不同时期海床表层沉积物资料，分析研究该海域表层沉积物分布与泥沙运动特征；王艳红[15]采用遥感反演和对比手段，分析了红塘湾海岸的自然地貌特征和岸段的自然冲淤演变特征。已有研究成果重点关注了红塘湾区域的动力条件和自然演变特征，针对自然和人类活动双重因素影响下的沙质岸线的响应与模拟预测研究尚少。

以海南省红塘湾海域岸线为对象，系统分析海域的动力泥沙环境、自然冲淤演变特征以及泥沙运动特征等变化，采用潮流、波浪数学模型分析人工岛实施对该海域动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制的影响，采用岸滩演变数学模型，研究人工岛差异化的平面布置型式与岸滩演变的制衡关系，以期为沙质海岸离岸人工岛建设提供参考。

1 研究区域概况与水沙环境分析

1.1 研究区域概况

红塘湾位于海南岛南岸的三亚市西侧，红塘湾海岸岸滩地形地貌格局受基岩岬角向海突出的影响，构成岬角和沙滩相间分布的微曲折岸线，除东西两侧的天涯海角岬角和南山岬角外，岸线基本平顺，从岸线类型看，南山岭附近为基岩海岸，南山岭至红塘岭之间岸段基岩海岸与局部沙质相间分布，红塘岭至马岭东侧西段为基岩和沙质岸线相应分布，中段为沙质海滩局部出露岩滩，东段为沙质岸线，如图1所示。

图1 红塘湾海岸岸滩地貌类型Fig. 1 Geomorphic types of coastal beach in Hongtang Bay

1.2 风、浪、流特性

红塘湾为典型开敞弧形海湾，据榆林站1954-1992年共39年潮位统计，最大潮差2.14 m，平均潮差0.86 m，潮差较小，潮间带沙滩宽度也较窄，破波带随潮位水平迁移的幅度不大。另据2016年春夏秋冬四季实测潮流特征表明，海域整体水流呈近岸流速较小、深水区流速较大的特点，在10 m以浅区域，涨落潮平均流速不超过0.3 m/s，近岸流速小，潮流对岸滩及其水下岸坡的作用微弱。该海域全年常风向为NE，频率为13.6%，次常风向为E，频率为13.2%。由于红塘湾的北部和东北部均受陆域环抱，尽管NE向的风为常风向，但其为陆向风，对沿岸海域的影响有限，而SW向为海向风，对沿岸海域影响显著，对海区波浪及泥沙运动影响最为显著，特别是夏、秋季节的热带风暴和台风所伴生的暴风浪对沿岸海域和岸滩产生强烈的冲击和侵蚀作用。该海域全年以风浪占优势，2016年4月-2017年4月全年的波浪观测显示(见图2)，全年最大浪的浪向为SW，全年次最大浪的浪向为WSW，全年常浪向为SSE，出现率为43.01%；全年次常浪向为S，出现率为29.21%。

图2 红塘海区实测波浪玫瑰图Fig. 2 Measured wave rose chart in summer and autumn in Hongtang Bay

1.3 海岸泥沙运动特征与冲淤演变特征

从该海域的泥沙来源角度看，入海河流的少量供沙、海滩和沙坝的局部冲刷供沙和周边造礁石珊瑚形成的珊瑚沙是海岸泥沙的主要来源。根据2013年10月和2014年2月采集的海域底质样品数据，底质分布整体表现为近岸较粗、深水区较细以及沿岸底质自西向东逐渐变细的分布特征，表明沿岸泥沙运动以自西向东为主，天涯海角岬角附近未有大面积沙滩堆积出现的情况表明，这一海岸的沿岸输沙量相对较小，此外，从距西北约60 km的莺歌海海洋站长期实测波浪资料看，该海域向岸的波浪主要分布于SE至SW之间，垂直海岸的S向波浪为主，基本呈对称分布，尽管本岸段存在一定的沿岸输沙，但海岸线整体与盛行波浪方向接近垂直，担油港河口口门未形成明显的方向性沙嘴，都表明沿岸输沙量并不大。

采用红塘湾1986-2019年期间实测水深测图和海图，分析该海域1987年至2019年共32年海岸线变化情况，对比显示(图3)：

图3 南山角～天涯海角的岸线变化Fig. 3 Coastline changes from Nanshanjiao to Tianyahaijiao

1) 西部南山岭至塔岭岬角以西2.5 km段，沙质岸段整体表现为冲刷后退，侵蚀幅度相对较大，32年间平均冲刷后退20～50 m，其中南山观音人工岛西侧岸线侵蚀幅度最大，南海观音人工岛东侧岸线侵蚀幅度相对缓慢，南山观音人工岛波影区处有最大宽度约为50 m的沙嘴发育，人工岛两侧岸线侵蚀后退，影响范围在350 m以内。

2) 塔岭岬角以西2.5 km至以东2 km岸段以基岩岸线为主，仅局部有沙滩分布，规模较小，受两侧基岩岬角控制，冲淤变化相对较小。塔岭东侧太平洋油码头附近有岩滩发育，在其掩护下岩滩内侧的沙滩近数十年来变化很小。

3) 太平洋油码头以东至担油港口门，陆侧沙坝陡坎发育，沙坝外局部海滩岩出露，海滩岩外侧已形成高约1～2 m的陡坎，冲刷表现明显，1987年以来整体表现为冲刷，最大后退不超过20 m。

4) 担油港口门区域处于激浪作用强盛的高能环境，沙坝冲刷泥沙向海搬运，导致岸线有所冲刷，年冲刷2 m左右，担油港口门至天涯镇岸滩由于沙滩岩分布，削弱了部分波能，相对平缓，多年来基本稳定。

5) 天涯海角附近有基岩岬角发育，天涯石以西的小海湾岸线冲刷后退幅度较大，局部岸线最大侵蚀幅度可达50 m左右；天涯石以东岸线海滩与礁石相间分布，冲淤波动频繁，未表现出的趋势性过程，处于动态平衡状态。

从该海域波浪动力条件和沿岸输沙趋势看，该海域海岸整体处于侵蚀型动态平衡状态，30多年来这一岸段的岸线格局基本保持稳定。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

收集了1986-2019年期间实测水深测图和海图与2013年和2014年的近岸底质取样资料，分析红塘湾海岸滩演变及自然冲淤演变特征；收集了2016-2017年工程区波浪观测资料，推求近海波浪要素及波浪场；收集了2019年研究海域的潮位、流速流向资料，分析该海域的潮流动力条件。

2.2 模型建立与验证

海岸岸滩演变模型主要包括海岸岸线模型[17-18]、海岸剖面模型[19-20]和海岸区域模型[21]三大类，因海岸岸线模型具有计算快的优点，在模拟预测大范围、长期的海岸线演变中仍被广泛使用[22-24]。

以质量守恒为基础，根据泥沙连续方程，计算向～离岸两控制点之间单位体积变化，将其与岸线变化相联系，LITLINE岸线演变模型的控制方程可表示为：

(1)

式中：t表示时间；Qsou(x)表示泥沙源/汇项；hact(x)表示有效海滩剖面高程；Q(x)表示沿岸泥沙运移量；yc(x)表示基线至海岸线距离。

近岸波浪传播变形的数值计算表明[16]，人工岛建设后的波浪影响范围主要在天涯海角到南山角之间，考虑到本岸段地形和岸线特征，模型范围西至南山港基岩岸线，东至肖旗港西侧的基岩岸线，包括了南山附近沙滩、天涯海角等砂质岸线，模型范围两端基岩岬角进行固化处理，无冲淤变化，并在东西两侧预留足够长度的缓冲岸段长度，模拟范围共约25 km，沿岸分为间隔20 m共1 250个计算单元。地形、岸线、沉积物采用该海域2019年实测水下地形和2014年底质取样数据，基岩岸段进行了固化处理，无冲刷，其中，根据近岸波浪传播变形的数学模型推求多年平均波高、波周期、波向等波浪主要参数[16]。

红塘湾海域已建涉水工程较少，已实施工程主要是南山观音人工岛，以南山观音人工岛实施以来的岸滩冲淤变化，分析该海域人工岛的实施对岸滩冲淤演变的影响。南山观音人工岛于2000年1月5日开始施工，并修建连接陆地与人工岛的施工通道，2003年1月完工，施工通道于2011年初拆除。

采用南山观音人工岛工程建设前后的附近岸线的冲淤变化开展岸线演变模型验证，以2000年岸线为本底，分布开展南山观音人工岛实施10年内岸线的冲淤演变情况，验证结果显示，从冲淤量级和分布情况看，模拟所得的工程影响下岸线冲淤变化与卫星遥感影响所显示的较为接近(图4)，模型计算结果与实际情况在冲淤分布和最大冲淤幅度等基本一致，该模型中的波浪、泥沙及地形等各参数的选取合理。

图4 南山观音施工通道实施后岸线变化模拟Fig. 4 Simulation of shoreline changes after the Nanshan Guanyin construction channel is implemented

图4可以看出，连岛施工通道未拆除前，因拦截了沿岸输沙，造成施工通道两侧的岸线冲淤调整。具体表现为：拦截了西侧的沿岸输沙，在施工通道西侧形成约长200 m、最大淤积达60 m的淤积体，淤积体以西岸段冲刷，施工通道东侧缓慢冲刷。

图5可以看出，施工通道拆除后，人工岛中心离岸距离约300 m，岛体沿岸方向最大跨度约150 m，岸线冲淤成为单纯的离岸人工岛影响下的岸线冲淤变化，施工通道拆除以来的岸线冲淤变化表现为人工岛东、西两侧略有冲刷，而人工岛后方掩护区淤积岸段形成长约200 m、幅度40～60 m的淤积体，因不同风浪条件下人工岛对岸段的掩护形势差异，淤积体头部摆动和淤蚀变化较为活跃，左右摆动幅度30 m左右，冲淤波动也可达20～30 m，其中2015-2019年，因人工岛周边防护体受损后修复使人工岛掩护防护范围增大，人工岛直径由150 m左右增大至200 m左右，陆侧淤积体进一步向海淤长约10 m。南山观音人工岛以西至南山角基岩海岸长约600 m的岸段近年来冲刷较为明显，特别是局部海滩岩缺失部位，最大冲刷幅度可达20 m左右。同时，受西侧岬角和海滩岩不均匀分布的影响，不同波浪条件下岸滩波动明显，不同季节的冲淤波动幅度超过10 m。南山观音人工岛以东岸段，因海滩岩分布连续且较为完整，受海滩岩掩护岸滩整体较为稳定，2015年以来的未出现明显的冲淤波动。

图5 2010年以来南山观音人工岛附近岸线变化Fig. 5 Coastline changes near artificial island in Nanshan Guanyin since 2010

3 人工岛工程实施后的动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制分析

拟建人工岛地处三亚红塘湾(见图1)，通过围填海方式形成人工岛，人工岛方案整体形态为带圆角的矩形，东西长约6 332 m，南北宽约4 314 m，所在海域水深18～24 m，离岸约3.1 km，西北距离南海观音约4 km，东北距离天涯海角约6 km。潮流和波浪是影响岸滩变化的两大动力条件，填海造陆必将影响红塘湾原有的水动力条件，进而重新塑造水动力、泥沙冲淤环境，水动力和泥沙环境的变化可能引起海床和岸滩的冲淤调整，通过潮流数学模型和波浪数学模型精准预测人工岛实施后的该海域近岸潮流和波浪动力条件的变化，在泥沙环境和冲淤演变特征基础上，探索人工岛实施对岸滩冲淤的可能影响。

3.1 人工岛对海域潮流动力的影响分析

采用Mike21FM 模块开展潮流计算分析，选取2019年7月在该海域施测的大、中、小潮潮流资料进行潮流模型验证，模拟结果无论从数值还是相位上均与原型水体运动达到较好的相似性。自然条件下潮流场模拟结果表明：西岛和南山角一线以外，流向与红塘湾岸线整体走势和水下地形等深线走势一致，涨落急-10 m 等深线以深区域流速差别不大，涨、落急流速达1.1 m/s左右，近岸区域，红塘湾内涨、落潮流向与湾内岸线局部走势和等深线走势一致，在天涯海角和南山附近，受各岬角(天涯海角、南山角)的影响，涨、落潮流主轴向西北侧和东南侧有一定偏转，2 m等深线以浅潮段平均流速基本小于0.1 m/s。人工岛实施后潮流场模拟结果表明：1)受人工岛与水流主轴向垂直方向(南北向)阻水影响，人工岛东西两侧普遍形成缓流区，流速减小幅度越靠近人工岛越大，人工岛向海侧流速增大，潮段平均流速增加约0.25～0.55 m/s，人工岛西南侧前沿水域涨、落急流速值达到2.11 m/s，人工岛与陆岸之间区域，过水断面减小，流速增大明显，潮段平均流速增加约0.15～0.35 m/s，人工岛西北侧前沿水域涨、落急流速值达到1.81 m/s，人工岛实施后该区域内流速对床面泥沙具备一定的冲刷能力，但潮流动力对海床冲刷作用时间分布在大潮涨、落急时刻附近较短时间内；2)就近岸而言，因海域WNW-ESE方向的往复流，自然条件下近岸2 m等深线以浅潮段平均流速基本小于0.1 m/s(见图6)，人工岛实施前后平均流速变化基本小于0.1 m/s，实施后近岸最大潮流流速不超过0.2 m/s，小于近岸泥沙起动流速0.42～0.50 m/s，因此，人工岛引起的潮流变化对近岸岸滩及南山、天涯海角附近岸滩影响较小。

图6 人工岛方案实施前后近岸流速变化情况Fig. 6 Variation of nearshore velocity before and after the project

3.2 人工岛对海域波浪动力的影响分析

基于SWAN模型，采用两重嵌套的计算方案，建立近岸波浪传播变形的数值计算模型，对红塘湾海域主要浪向(ESE～W)2年一遇的波浪由较深水域向工程近岸的传播变形过程进行了数值计算，SSE和SSW向浪是红塘湾海域沿岸输沙、横向输沙的主要控制波浪，该海域主要浪向(SSE～SSW)2年一遇有效波高分布和波浪场图(图7)，波浪数学模型计算结果表明：

图7 不同方向波高的等值线分布图Fig. 7 Contour distribution of wave height in different directions

1) 天涯海角附近海域，受人工岛的影响，5 m和10 m等深线有效波高有所减小，其中，SSW向波浪作用时，有效波高减小了5%～25%，波向偏转13°左右，S向波浪作用时，有效波高减小了1%～15%，波向偏转10°左右，SSE向波浪作用时，有效波高减小了1%～8%，波向偏转6°左右。

2) 南山附近海域，受人工岛的影响，5 m和10 m等深线有效波高有所减小，SSW向波浪作用时，有效波高减小了2%～21%，波向偏转8°左右；S向波浪作用时，有效波高减小了7%～35%，波向偏转10°左右；SSE向波浪作用时，有效波高减小了14%～46%，波向偏转12°左右。

3) 人工岛后方区域，受人工岛的影响，5 m和10 m等深线有效波高有所减小，SSW向波浪作用时，有效波高减小了29%～54%，波向偏转21°向左右；S向波浪作用时，有效波高减小19%～57%，波向偏转25°向左右；SSE向波浪作用时，有效波高减小了11%～54%，波向偏转20°左右。

总的来看，因人工岛是处于来浪方向的属离岸建筑物，人工岛后方海域波浪变化较大，SSW向波浪作用时，人工岛西北侧波高减弱，S向波浪作用时，人工岛北侧波高减弱，SSW向波浪作用时，人工岛东北侧波高减弱，波浪传播方向发生一定改变。

3.3 人工岛对海岸冲淤演变的影响分析

潮流和波浪是影响岸滩变化的两大动力条件，对于研究海域而言，潮流强度整体较小，目前的自然流速基本不具备起动当地泥沙的条件，加之外来泥沙供给有限，海床整体较为稳定。人工岛实施后，人工岛西南侧和东北侧局部流速变化将引起一定的海床冲淤调整，但基本不具备起动近岸岸滩泥沙的基本条件。

就波浪场变化而言，人工岛实施后引起的波浪变化主要包括人工岛波影区波高的减小、人工岛迎浪岸壁外侧因波浪反射出现的波高增大以及受影响区域波浪传播方向的调整。波高增大和减小直接影响泥沙的冲刷和落淤，也是对海床和岸滩地形冲淤最直接的影响。但波浪传播方向的改变，对泥沙运动(特别是破波带附近)的改变同样不容忽视。

从波浪作用下的泥沙运动角度，波浪本海域近岸浅水区泥沙运动的控制动力，近岸区域的波浪场改变将是人工岛引起泥沙运动调整的主要方面。其主要表现为：

首先，对于在测验水位环境过程中产生的误差，应明确造成误差的主要原因，主要包括人为因素和自然因素2个方面：（1）人为因素的影响，主要表现在设备仪器操作失误以及数据录入信息错误等方面，导致误差数值相差较大；（2）自然方面的影响，主要是水系回流、气候风向等因素造成的。由于受其自然方面影响较大，导致误差数值经常处于变动状态。要避免或减少误差对水文测验数据的影响，可以采取以下措施：（1）要对特定区域进行实时考察测量，避免河流附着物以及回水等影响；（2）要制作适合水流变化较大区域使用的菱形水尺柱，减少湍急水流对测量结果的影响；（3）要尽量在风力小、风浪稳定的气候条件下进行检测。

1) 人工岛两侧至近岸区域的波浪传播方向有向人工岛中轴线附近偏转的趋势，并形成自两侧向中间的泥沙运动，其中破波带区域最为明显。

2) 近岸区域波浪传播方向改变引起沿岸输沙趋势的改变是人工岛实施后近岸冲淤变化的主要方面。因人工岛附近存在自西向东和自东向西两个方向的沿岸输沙，两个方向输沙的量级相当，净输沙量不大。当泥沙沿岸输运至人工岛掩护区后形成堆积，并不再具有自人工岛附近向两侧输沙的动力条件，因此在人工岛掩护区形成局部淤积的同时，淤积岸段两侧一定范围的冲刷也将是人工岛实施后对岸滩冲淤影响的重要方面。

3) 动力场的改变是岸滩冲淤变化的重要因素之一，就本岸段而言，波浪场的改变范围向西可至南山角附近，向东可至天涯海角附近，即波浪场的影响主要局限在红塘湾海域；就泥沙供给而言，南山角前沿水深超过20 m，塑造海滩所需的粗颗粒泥沙基本不具备绕过南山角向东运移的条件，对西侧岸段冲淤的影响应主要在南山附近海滩，以泥沙局部搬运为主。人工岛向东至天涯海角附近主要为沙质海岸，波浪场的改变后泥沙具有向西运移形成冲淤调整的条件。

4 不同人工岛平面布置形式对岸滩演变的影响分析

为了探索不同离岸人工岛布置型式对沙质海岸动力泥沙环境和岸滩的影响，设置了不同离岸距离和不同平面形态人工岛布置方式(图8)：1)对人工岛方案进行适当旋转，走向与主流方向基本平行，减小人工岛的阻流相应；2)人工岛方案进行开口(开口距离1 km)，减小SSE向波浪的遮蔽作用；3)增加离岸距离，人工岛方案向海移动2.5 km，离岸距离达5.6 km，减小人工岛对近岸潮流和波浪的影响。采用LITLINE模型模拟各布置型式的人工岛工程实施后的岸线变化，实施10年后岸线变化结果见图8。从各布置型式对人工岛东西两侧岸滩的动力泥沙机制和冲刷影响看：

图8 离岸人工岛不同布置型式实施后岸线变化模拟结果Fig. 8 Simulation results of shoreline change after implementation of offshore artificial island plan

1) 人工岛旋转后动力场的变化来看，人工岛对SSE和SSW向波浪遮蔽作用进一步增强，天涯海角和南山附近岸段的波浪作用得到加强，实施后的岸线变化表明，塔岭岬角以东区域沙体向外堆积较人工岛方案明显减小，岸线向陆侧后退了约60 m，南海观音人工岛后方沙体向外堆积较人工岛方案增加，岸线向外扩展约25 m，担油港至天涯镇岸段冲刷后退得到一定的缓解，但天涯镇到天涯海角岸段冲刷后退幅度进一步加强，南海观音岛西侧和东侧后退幅度有所增强，岸线变化与岸滩影响的动力泥沙机制变化是相适应的。

2) 人工岛开口后动力场的改变来看，部分SSE向波浪通过开口处由深海向近岸传播，人工岛对SSE向波浪遮蔽作用有所减弱，而对SSW向波浪的遮蔽作用几乎没有影响，实施后的岸线变化结果显示，塔岭岬角以东区域沙体向外堆积较人工岛方案明显减小，担油港至天涯海角岸段冲刷后退得到一定的缓解，南海观音岛西侧和东侧后退幅度有所减缓，但减缓的程度较天涯海角岸段低。

3) 增加离岸距离后动力场的改变来看，由于人工岛位置相对远离天涯海角和南山岸段，对SSE和SSW向波浪遮蔽作用也均有所减弱，实施后的岸线变化表明，增加离岸距离对缓解人工岛掩护区东西两侧岸滩的冲刷后退起一定的抑制作用，对红塘湾岸段冲淤演变影响有所减小，但红塘湾岸滩动力泥沙格局并未发生本质性改变，对缓解人工岛东西两侧岸滩的冲刷程度十分有限。

波浪作用是红塘湾近岸泥沙运动的控制动力，人工岛实施对岸滩冲淤的影响也是通过改变近岸波浪场传播实现的，从泥沙动力机制和岸滩冲淤演变趋势来看，各人工岛布置方式对岸滩冲淤演变影响的动力泥沙机制和冲淤总体分布基本一致，均表现为人工岛掩护区东侧和西侧一定范围的冲刷和人工岛掩护区的淤积，对人工岛东侧岸滩，人工岛实施后对该岸段S、SSW和SSW方向的波浪形成掩护，造成偏SE向波浪作用相对增加，形成这一岸段向西的沿岸净输沙造成冲刷，对人工岛西侧附近岸滩，人工岛实施后对该岸段S、SSE和SE方向的波浪形成掩护，人工岛中心的波浪绕射使这一岸段自西向东的沿岸输沙能力增强，该岸线将形成冲刷趋势。

5 结 语

研究分析了红塘湾海域多年来岸线情况，采用波浪和潮流数学模型研究分析了人工岛实施对该海域动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制的影响，最后采用LITLINE岸线演变模型，模拟计算了不同离岸距离和不同平面形态2类人工岛平面布置型式对近岸岸线变形的影响，主要结论如下：

1) 红塘湾海域岸线整体表现为动态的缓慢冲刷后退趋势，离岸人工岛实施后，人工岛东侧海域主要受SSE向波浪作用，人工岛西侧海域主要受SSW向波浪作用，波浪场的改变是导致沿岸输沙变化和岸滩变形的控制动力。

2) 人工岛对该海域水动力影响分析表明，该海域潮流动力条件较弱，人工岛引起的潮流变化对近岸岸滩及南山、天涯海角近岸岸滩影响较小，基本不具备起动近岸泥沙的条件，波浪场的改变范围向西可至南山角附近，向东可至天涯海角附近，对西侧岸段冲淤的影响应主要在南山附近海滩和三美湾附近，以泥沙局部搬运为主，人工岛向东至天涯海角附近主要为沙质海岸，波浪场的改变后泥沙具有向西运移形成冲淤调整的条件。

3) 采用LITLINE岸线演变模型开展了不同平面形态布置型式和离岸距离布置型式人工岛对沙质岸线变化计算分析，从泥沙动力机制和岸滩冲淤演变趋势来看，不同人工岛平面布置型式(旋转、开口和增加离岸距离)对红塘湾岸滩动力泥沙机制和冲淤总体格局的影响并未发生本质性改变，对缓解人工岛东西两侧岸滩冲刷程度十分有限。

4) 人工岛可引起人工岛东西两侧岸滩的侵蚀，有必要采取相应的岸滩防护措施缓解人工岛实施对近岸岸线变形的影响。