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海洋恢复生态学
1.6.1.5.3 三、 恢复过程
三、 恢复过程

整个San Dieguito潟湖恢复工程由三部分组成:①疏浚工作前期沙坝剖面、沙坝宽度和沙量的调查;②疏浚工作,填补潟湖口南北沙坝;③疏浚工作后效果评估。

设计内容主要包括以下几项。

(1)构建三个护堤。

(2)保护潟湖现有的资源。

(3)保持潟湖的物理和生物学特性,同时增加栖息地的生物多样性。

(4)构建新的沙坝,断开河流通道,减缓悬崖北部区域坡度,增加潟湖表面区域。

(5)在河流道通的沙坝上提供鸟类筑巢位点,并保证该位点在洪水期不被淹没。

(一)疏浚工作前期沙坝剖面、沙坝宽度和沙量的调查

1.疏浚工作和沙的放置

疏浚W17潮汐通道能增强潮流对潟湖的连续冲刷,如图14-48。这样设计的目的在于以最低的成本,最小的环境干扰保持潟湖开放。选择适当的宽度和深度,保持潟湖与潮汐的良好交流,同时避免过度挖深渠道而导致沙的侵入加速。

W17通道分为5个区域(图14-48),将这5个区域内多年蓄积的沙移走。区域3、区域4和区域5的沙置于潟湖东部的鸟类筑巢位点,该工作于2011年4月29日完成。区域1和区域2的沙放置在迪玛市沙坝新口门通道的南部和北部,并分级设计高度。在挖掘过程中,尽量减少沙坝沙粒的损失。这两个区域挖出的沙体积大约是30400m3,其中28880m3置于新口门通道的南部,1520m3置于的新口门通道北部的悬崖下。口门通道的南部28880m3沙中大约7904m3用来填补旧的潟湖口通道(与石基和新口门通道南部相邻)。区域1和区域2的工作在2011年9月6日开始,于当月29日完成。在疏浚工作进行的过程中潟湖口关闭,但是要人工开放两次以保护海洋资源和提高潟湖溶解氧、溶解氮的含量。

图14-48 San Dieguito潟湖W17潮汐通道区域1、区域2、区域3、区域4和区域5

2.沙坝剖面数据

沙坝剖面数据的搜集是San Dieguito湖恢复计划和执行过程中的关键。沙坝剖面区域SIO1,SIOA,SIOB,SIOC和 SIO2位于San Dieguito潟湖口门的南部,SIO5和SIO6位于口门的北部,如图14-49。“SIO”是本项目最初的命名,后来由于美国陆军工兵部(U.S.Army Corps of Engineers, USACE)的资助改变了名称。“SIO1”变成“dm0590”,“SIO2”变成“dm0580”。随后圣地亚哥政府联盟(the San Diego Association of Government, SANDAG)发起的水流监测仍使用USACE系统。

San Dieguito潟湖恢复过程中基准线见图14-49,海拔参照表如表14-7所示。

表14-7 海滩恢复位点海拔参照表

续表

图14-49 沙坝剖面和基准位置地图(沙坝剖面区域SIO1、SIOA、SIOB、SIOC、和 SIO2位于San Dieguito湖口门的南部,SIO5和 SIO6位于口门的北部区域。SIO1对应DM0590,SIO2对应DM0580)

3.沙坝宽度的变化

区域SIO5和SIO1分别位于San Dieguito湖口门的北部和南部。区域SIO6位于SIO5以北600m,区域SIO2位于SIO1以南约600m。

Del Mar沙坝比周围其他沙坝季节周期大。北部、Encinitas和Carlsbad沙坝季节周期沙坝宽度约13.5m,然而Del Mar沙坝宽度高达45m。临近潟湖口门的SIO1和SIO5变化实质上比离口门稍远的SIO2和SIO6大。在建造的过程中对每个区域进行适当的调整,参照表14-8。

表14-8 Del Mar市海岸线保护区域沙坝宽度调整

4.沙量的变化

近岸沙量决定沙坝的宽度和高度,并能指示其健康和稳定性。宽度更直接地指示沙坝的可用空间。沙量用于评估当地沙预算,即针对近海和沿岸输沙率,评估沙的补给需求。通常波浪冲刷引起沙坝、滩面和护堤上的沙流失,导致沙坝宽度的减少。尤其是大风暴,可以使滩面沙远离海岸,而夏季河口连续的波浪使沙无法运输回岸。长此以往,会导致沙坝宽度永久下降。历年来对区域SIO1、SIO2、SIO5和SIO6的调查发现沙量降低,沙坝宽度减少。

(二)疏浚工作

2010年10月以及2011年1月、4月、6月和10月对Del Mar沙坝区域SIO1、SIO2、SIO5、SIO6、SIOA、SIOB 和SIOC七个沙坝剖面进行调查,收集并分析剖面数据。SIO1、SIO2、SIO5和SIO6属历史剖面,在2011年前已进行多次调查。SIOA、SIOB 和SIOC的沙坝剖面调查工作在2010年10月开展,沙坝在涨潮和退潮时的情况如图14-50和图14-51所示。2011年每季度均对沙坝调查,计算沙坝宽度,与1992至2010年沙坝剖面数据对比。根据2011年沙坝剖面数据,计算冬季(3~5月)和夏季(9~11月)沙坝宽度和沙量的改变。

图14-50 2010年10月8日照片,显示涨潮时的潮水和潟湖口

图14-51 2010年10月14日照片,显示退潮时的潮水和潟湖口

2011年8月23日进行疏浚工作的前期调查,2011年9月6日开始疏浚工作。过程如下。

(1)2011年9月9日关闭San Dieguito潟湖口门(图14-52)

图14-52 2011年9月9日,关闭潟湖口门

(2)将挖掘的区域1和区域2的沙填补口门南北沙坝和旧的口门通道,并且将口门向北移动45m(图14-53~图14-58)。

图14-53 2011年9月13日照片,退潮期挖区域1和区域2的沙,填补潟湖口南北沙坝和旧的潟湖口通道

图14-54 2011年9月16日照片,挖掘潟湖口的沙放置于潟湖口南的沙坝

图14-55 2011年9月19日照片,将从区域1和区域2挖出的沙加于潟湖南沙坝

图14-56 2011年9月20日照片,经区域1和区域2的沙填后的南沙滩

图14-57 2011年9月21日照片,经区域1和区域2的沙填后的潟湖口北部悬崖下沙滩

图14-58 2011年9月23日照片,放置在潟湖口北部悬崖下沙滩的沙正在被推土机分级

(3)整个疏浚工作于2011年9月29日结束,下午5∶15打开新的口门以便潮水冲刷(图14-59和图14-60)。

图14-59 2011年9月29日照片,打开新的San Dieguito潟湖口

图14-60 2011年10月4日照片,涨潮期新潟湖口南,北部的沙坝

(4)分别在2011年10月4日、2011年10月10日、2011年10月21日对沙坝剖面进行调查,进行疏浚效果评估。

(三)恢复效果评价

1.增加南北沙坝宽度

区域SIO1、SIO2、SIO5B、SIO6、SIOA、SIOB和 SIOC的沙坝宽度在疏浚前(2011年8月23日)和疏浚后(2011年10月4日、10日、21日)调查结果如表14-9所示。在这期间波浪适度在1.2到1.5m之间,春潮发生在十月中旬,潮汐的高度平均约1.74m。2010年10月和2011年10月潟湖口南、北沙坝涨潮与退潮时的对比图见图14-61和图14-62,2011年10月退潮期南部与北部沙坝的区别见图14-63和图14-64。

表14-9 2011年8月23日至2011年10月21日沙坝宽度的变化

图14-61 2010年10月(左)和2011年10月(右)涨潮时潟湖口南北沙坝对比

图14-62 2010年10月(左)和2011年10月(右)退潮时潟湖口南北沙坝对比

图14-63 2011年10月13日照片,退潮期潟湖口北部沙坝

图14-64 2011年10月13日照片,退潮期潟湖口南部沙坝

2.增加沙坝沙量

沙坝疏浚前(2011年8月23日)和疏浚后(2011年10月4日,10日,21日)区域SIO1、SIO2、SIO5B、SIO6、SIOA、SIOB和 SIOC的沙量调查如表14-10所示。

表14-10 疏浚前后口门通道沙坝沙量宽度变化

3.成功恢复San Dieguito潟湖

恢复后San Dieguito潟湖面积已增加到大约134.4hm2,沙坝口向北移动45m(如图14-65)

图14-65 2011年San Dieguito潟湖恢复后构型(蓝色和绿色(W)表示潮汐沙坝和潮间带湿地增加面积较大的区域;黑色区域(B)表示新的洪水护堤;灰色区域(NS)表示新的鸟类筑巢地点;阴影部分(DS)表示调节疏浚位点。)