海岸沙滩监测技术_老木一支笔专业编制可行性研究分析报告_资金项目立项申请报告

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海岸沙滩监测技术

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1　范围
本标准规定了海岸沙滩监测技术规范的术语和定义、参考基准、沙滩调查、沙滩监测、报告编制。
本标准适用于山东省管辖海域、海岛范围内的砂质岸滩及其邻近海域的环境调查及监测。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 12763.2　海洋调查规范　第2部分：海洋水文观测
GB/T 12763.8　海洋调查规范　第8部分：海洋地质地球物理调查
GB/T 12898—2009　国家三、四等水准测量规范
GB 17501　海洋工程地形测量规范
CH/T 2009　全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范
3　术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1　
空间分辨率　spatial resolution
遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。
3.2　
基准点　daum point
距离沙滩监测区域有一定距离，不受沙滩地形变化影响，易于连测的点。
3.3　
工作点　working point
即剖面起点，距离最高高潮位有一定距离，稳定且利于作业。
3.4　
沙滩侵蚀　beach erosion
在外力的作用下，沙滩泥沙支出大于输入，沉积物净损失的过程。
3.5　
海洋垃圾　Marine debris
在海洋和海岸环境中具持久性的、人造的或经加工的被丢弃的固体物质，包括人们故意弃置于海里和海岸的已使用过的物件；由河流、污水、暴风雨或大风直接携带入海的被丢弃的物件等。
4　参考基准
4.1　坐标系
采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。
4.2　高程基准
采用1985国家高程基准。
5　沙滩调查
5.1　调查内容
利用RTK技术对监测区域进行海岸实测，确定沙滩位置、沙滩岸线长度、滩面宽度、沙滩面积等；现场调查并拍摄沙滩及周边地形地貌特征、沙滩周边环境状况、周边海洋开发利用现状等影像资料。
5.2　调查范围
沙滩滩面、沙滩陆地边界之外100 m范围内的陆域、沙滩海洋边界以下1km范围内的海域。
5.3　调查频率
每年4月或10月监测1次，特殊区域或遇风暴潮等特殊情况，应加测至少1次。
5.4　调查方法
以遥感调查和现场调查为主，结合地形图及历史资料进行综合分析。
5.5　资料收集
资料收集应包括下列内容：
a) 监测区域有关的遥感资料；
b) 地形图、海图、海岸带图集；
c) 沙滩变迁调查资料；
d) 各类涉海工程建设项目资料；
e) 沿海土地利用现状图、海洋功能区划图、规划图；
f) 大地测量成果资料（水准点、三角点等）；
g) 水文资料、气象资料、历史地理资料等。
5.6　遥感影像
5.6.1　空间分辨率
宜选择空间分辨率优于2.5 m的可见光影像。
5.6.2　成像时间
宜选择处于低潮位时的影像。
5.6.3　图像质量
云覆盖率不应大于10 %，相邻影像之间不应小于影像宽度5%的重叠，选用层次丰富、图像清晰的影像。
5.7　现场调查
5.7.1　现场调查内容
现场拍摄沙滩及周边地形地貌特征、沙滩周边环境状况、周边海洋开发利用现状等影像资料。对沙滩用途、周边环境以及周边的海洋工程开发情况进行现场走访调查。
5.7.2　沙滩类别分类
调查沙滩的主要功能以及开发情况，并调查人类活动对沙滩影响的情况。根据海洋功能区划定位不同，将沙滩分为以下类别，见表1。
表1　沙滩分类
沙滩类别沙滩岸线海洋功能区划
一类沙滩海水浴场
二类沙滩旅游度假区、旅游娱乐区、风景旅游区
三类沙滩农渔业区、港口航运区、工业与城镇建设区
5.7.3　入海河流调查
对沙滩周边入海河流进行调查，调查和收集入海河流的相关数据，包括入海河流名称、位置、输沙量等，并拍摄入海河流的影像资料。
5.7.4　排海污染源调查
对沙滩周边排海污染源进行调查，调查和收集排海污染源的排污数据，包括污染源数量、种类、分布、污染程度等，并制作污染源的空间分布图。
5.7.5　海洋工程调查
对沙滩周边海洋工程（近岸采砂、围填海、突堤码头、航道疏浚等）开展情况进行调查，调查内容包括海洋工程位置、用海单位、用海类型、用海方式、建设情况等。
5.7.6　环境调查
对沙滩周围的环境进行调查，包括周边的公共设施建设情况、绿化情况、风向风力情况等。
5.7.7　调查记录
将调查情况记录到沙滩现场调查记录表中（见附录A）。
5.8　室内资料整理与分析
室内资料整理与分析应包括以下内容：
a) 整理外业记录，照片编号；
b) 现场调查、历史资料、遥感调查数据综合分析；
c) 提取同一监测区连续数年的沙滩调查情况；
d) 对比之前的沙滩调查情况，获取沙滩侵蚀长度、最大侵蚀宽度、平均侵蚀宽度和侵蚀面积等信息，并填写沙滩侵蚀记录表（见附录A）。
6　沙滩监测
6.1　监测内容
6.1.1　剖面监测：监测区域特定剖面进行高程测量，得到沙滩剖面曲线（若进行海岸地形测量，则利用地形数据提取，不再单独测量）。
6.1.2　海岸地形监测：沙滩滩面及邻近海域的海底地形。
6.1.3　沙滩沉积物粒度监测：沙滩滩面沉积物粒度分析。
6.1.4　沙滩垃圾监测：对沙滩滩面的海洋垃圾进行监测。
6.1.5　沙滩近岸海域水文监测：对沙滩邻近海域进行海浪、海流监测。
6.2　监测范围
沙滩滩面及沙滩海洋边界以下1km范围内的海域。
6.3　监测频率
每年4月或10月监测1次，特殊区域、遇风暴潮等特殊情况，应另行加测至少1次。
6.4　剖面监测
6.4.1　基准点和工作点布设
6.4.1.1　基准点和工作点的选取应首先在地形图或遥感影像上设计点位，然后实地踏勘合适地形、交通、气象等情况，并最终确定所选点的点位，加以标定。
6.4.1.2　基准点在沙滩起点和终点各布设1个，以埋石或凿设标志的方式设立，可直接采用监测区域附近已知水准点。
6.4.1.3　根据沙滩具体情况确定工作点个数，工作点可选已有的地物，如岩石、固定码头、混凝土面等，不具备上述条件的需埋石，工作点间需通视。
6.4.1.4　进行RTK平面控制测量（三级），确定基准点和工作点平面坐标。
6.4.2　高程控制测量
6.4.2.1　基准点应连测已知水准点，水准连测按GB/T 12898—2009中四等水准测量的规定进行。
6.4.2.2　工作点应连测基准点，确定各剖面工作点的高程值，水准连测按照GB/T 12898—2009中四等水准测量的规定进行。
6.4.2.3　工作点半年一次与基准点进行水准连测，确保工作点高程无变动。
6.4.3　剖面高程测量
6.4.3.1　以相邻工作点为已知点，进行设站，采用全站仪测量剖面高程，测量间隔为2 m左右。沙滩地形变化复杂的区域，增加测量密度。
6.4.3.2　监测作业时，全站仪瞄准另一通视工作点作为起始方位，测定剖面方向的方位角并记录，确保每次监测断面位置重复。
6.4.3.3　水深小于1 m的监测点高程，可涉水放置棱镜用全站仪测量。
6.4.3.4　水深大于1 m的监测点高程，采用双频单波束测深仪沿断面方向进行水深测量，水深测量按GB 17501的规定执行，水深采用1985国家高程基准。
6.4.4　室内资料整理与分析
对各剖面数据进行样条插值处理，绘制监测区域的沙滩剖面曲线。提取同一监测区连续数年的沙滩剖面曲线进行比对研究，了解沙滩剖面的变化情况，通过沙滩剖面的变化确定沙滩的侵蚀情况。
6.5　海岸地形监测
6.5.1　低潮线向陆区域地形监测
6.5.1.1　监测方法
低潮线向陆部分为岸滩测量，岸滩施测过程中在不易被自然力或人力破坏和移动的位置埋设固定桩或选择较为固定的建筑物作为岸滩地形测量控制点，可采用剖面测量的基准点。利用RTK技术进行平面控制测量，水准联测已知水准点确定其高程。使用全站仪进行碎部测量，并绘制沙滩滩面地形图。
6.5.1.2　技术要求
应符合CH/T 2009、GB/T 12898—2009和GB 17501的规定。
6.5.2　低潮线向海区域地形监测
6.5.2.1　监测方法
采用单波束测深仪对调查海域进行海底地形监测。
6.5.2.2　测量准确度
在单波束测深过程中，导航定位准确度应优于10 m。在水深小于30 m时，水深测量准确度应优于0.3 m；在水深大于30 m时，水深测量准确度应优于水深值的1 %。
6.5.2.3　导航定位
测量前DGPS接收机在控制点上进行不少于12 h的定点准确度比对试验及稳定性试验，采样间隔1 s，精度满足测图要求后进入场地施工（定位精度优于1 m）。每次测前在已知点上进行不少于30 min的比对试验，采样间隔1 s。
6.5.2.4　水深测量
按下列方法进行：
a) 采用数字测深仪，模拟记录的同时把数据传输给导航计算机进行数字记录；
b) 测量前应对测深仪进行停泊稳定试验和航行试验，测深仪工作正常后再进行施工测量；
c) 单航次工作前、后在测区对测深仪进行现场比对，调查海域水深小于20 m，用检查板对测深仪进行校正，直接求测深仪的总改正数，并用测深锤进行测深验证，调查海域水深大于20 m，测深仪声速改正数利用实时声速测量或水文资料计算；
d) 测量时调查船保持匀速、直线航行，航向变化应不大于5°/min，实际航线与计划测线的偏离应不大于测线间距的25 %；
e) 水深测量宜在风浪较小的情况下进行，当波高大于0.6 m时，应停止测量。
6.5.2.5　潮位校正
水深测量数据应进行潮位校正，探测杆垂直安放在码头边已知的高程控制点下面（1985年国家高程基准），确保低潮时探测杆不露出水面。数据采集时间间隔为5 min，采用数据自储和读数两种方式记录。每天工作结束后，把记录数据输入到计算机储存并进行整理。
6.5.2.6　数据记录
数据记录应做到：
a) 定位信息采用数字记录方式采集，定位仪数据输出应设置为最高更新率；
b) 水深信息采用数字记录方式采集，记录应采集全部水深信息；模拟记录需同时提供打印剖面；
c) 数据备份包括全部原始数据文件，数据备份必须由专人负责，定期进行并及时编写记录。
6.5.2.7　数据成图
图件种类包括测线航迹图、实测水深图和海底地形图。实测水深图和海底地形图依据海底地形离散数据文件，利用计算机辅助制图方法绘制。
6.6　沙滩沉积物粒度监测
6.6.1　监测站位布设
监测站位按下列原则布设：
a) 根据沙滩岸线长度设置2个～4个监测剖面；
b) 根据滩面宽度，在每个剖面的潮上带、潮间带和潮下带设置1个～3个沉积物取样站位；
c) 站位使用DGPS系统定位，定位仪器标称准确度优于3 m；
d) 在淤泥质剖面典型部位采集柱状样。
6.6.2　样本采集
样本采集按下列规定进行：
a) 观测点应按调查规定编号，并在工作底图上标明；
b) 每个表层样本采集应不少于1000 g，柱状样品长度不小于0.8 m；
c) 表层样品可用样品袋、玻璃瓶、塑料袋包装，柱状样品要放在特别设计的柱状样品箱内，做好标记；
d) 取好的样品要密闭保存；
e) 填写采样记录表。
6.6.3　样品粒度分析
6.6.3.1　分析方法
粒径大于0.063 mm的沉积物用筛析法进行分析；粒径小于0.063 mm的沉积物采用自动化粒度分析仪进行分析。
6.6.3.2　筛析法
按GB/T 12763.8的规定执行。
6.6.3.3　自动粒度分析仪
按GB/T 12763.8的规定执行。
6.6.4　数据处理
对实验数据进行整理，计算沉积物砾、砂、粉砂、粘土含量，填写沙滩沉积物粒度分析表（见表2），沙滩沉积物分类和命名采用谢帕德的沉积物粒度三角解图法（见图1），对样品中少量的未参与粒度分析的砾石、贝壳、团块等用文字加以说明。
表2　粒度分析取样质量估计表
最大颗粒直径/mm 取样最小量/kg
25 10.0
19 5.0
13 2.5
9 1.0
6 0.5
5 0.25
3 0.1
0.07 0.01

图1　沉积物粒度三角图分类
6.7　沙滩垃圾监测
6.7.1　监测断面布设
监测断面布设原则：
a) 根据随机均匀的原则布设监测断面，布设的监测断面应均匀分布于监测沙滩；
b) 海滩上的垃圾碎片的监测区域应避开受人为活动干扰的海滩；
c) 根据沙滩岸线长度设置2个～4个监测剖面；
d) 监测断面布设宽度为5米，长度是从水边或湿泥滩的边缘至平均高潮线处。
6.7.2　监测
监测应做到：
a) 每个调查组至少有两名人员参加，一名采集和处理垃圾，一名记录数据；
b) 对人力无法搬动的大块或特大块垃圾以及6 mm以下的小块垃圾不进行采样；
c) 尽可能将海滩上采集的垃圾清走；
d) 对垃圾按表3进行统计分类，并填写沙滩垃圾采样记录表（见附录A）。
表3　垃圾类型分类
垃圾类型内容
塑料类袋子、瓶子、香烟过滤嘴、打火机、桶、盖子、勺子、刀叉、吸管、帽子、尿布、注射器、渔线、渔网、浮漂、奶瓶、绳索、玩具、吊环等。
聚苯乙烯泡沫塑料类浮标、杯子、鸡蛋泡沫盒、快餐盒（盘）等。
玻璃类瓶子、荧光灯管、球形灯泡、玻璃片等。
金属类金属桶、饮料罐、金属板、金属片、铁丝等。
橡胶类气球、橡胶手套、轮胎等。
织物（布）类衣服、破布等。
木制品类板条箱、筷子、木箱等，不包括未经加工的树枝、树叶。
纸类纸袋、纸板、杯子、报纸等。
其他类其他人造物品及无法辨认的材料。
6.7.3　数据处理
沙滩上垃圾的密度计算方法按公式（1）计算。
(1)
式中：
D ——为垃圾密度，个/m2或g/m2；
w ——为监测断面宽度，m；
L ——为监测断面的总长度，m；
n ——为垃圾碎片的数量或重量总和，个或g。
6.8　沙滩近岸海域水文监测
6.8.1　海浪监测
6.8.1.1　监测方法
海浪监测可用坐底式声学测波仪法、波迹浮标法、x波段雷达法等方法。
6.8.1.2　技术要求
按GB/T 12763.2的规定执行。
6.8.1.3　数据处理
将原始数据从仪器中导出，储存到计算机上并备份，填写海浪数据记录表（见附录A）。
6.8.2　海流监测
6.8.2.1　监测方法
海流监测可用声学多普勒流速剖面仪法、点式声学海流计法、自容式电磁海流计法等方法。
6.8.2.2　技术要求
按GB/T 12763.2的规定执行。
6.8.2.3　数据处理
将原始数据从仪器中导出，储存到计算机上并备份，填写海流数据记录表（见附录A）。
7　报告编制
7.1　基本内容
基本内容包括：
a) 前言；
b) 沙滩基本情况；
c) 沙滩监测结果；
d) 沙滩变迁原因分析；
e) 监测结论与建议。
7.2　前言
对任务来源、调查实施单位、调查时间、方法、程序、工作量、主要成果等进行简要说明。
7.3　沙滩基本情况
介绍沙滩基本信息，包括沙滩位置、沙滩岸线长度、滩面宽度、沙滩面积、开发程度、主要用途、沙滩周边环境状况、周边海洋开发利用现状等。
7.4　沙滩监测结果
7.4.1　沙滩侵蚀情况
介绍一个监测周期或沙滩周边海洋工程开发前后，沙滩剖面及海岸地形的定量变化数据，计算沙滩侵蚀情况；结合近几年调查区域沙滩变化的趋势，分析海洋工程对沙滩变化的影响情况。
7.4.2　海底及岸滩动态
介绍海底地形、地貌和底质，以及岸滩滩面高程、坡度、底质及沉积地貌相带的基本情况；通过海底及岸滩剖面的坡度、底质、沉积地貌相带等监测资料的比对，分析海底及岸滩动态；结合近几年调查区域海底及岸滩变化情况，分析海洋工程度对调查区域海底及岸滩变化的影响情况。
7.4.3　流场及波浪场变化
介绍监测区域流场及波浪场的基本情况，通过与之前监测资料的比对，分析流场及波浪场的变化情况；通过分析观测资料或数值模拟，研究海洋工程导致海底地形的改变、引起流场及波浪折射而造成海岸动力的变化，分析这种变化对海底和海岸动态的影响。
7.4.4　沙滩垃圾
介绍监测区域的垃圾密度以及近几年的变化趋势，结合监测区域的环境特点，分析海洋垃圾来源以及对海洋生态环境可能产生的影响。
7.5　沙滩变迁原因分析
结合沙滩侵蚀情况、海底及岸滩动态、流场及波浪场变化等情况，运用数值模拟和物理模拟等方式进行分析，得出造成沙滩变迁的原因。
7.6　监测结论与对策、建议
根据监测资料，从海岸动力、沉积地貌方面确认海洋开发活动造成沙滩或海岸侵蚀影响的程度、范围等，给出海洋开发活动和沙滩保护的对策措施。

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