T∕CAOE21.3-2020海岸带生态减灾修复技术导则第3部分：盐沼

ICS7.060A45团体标准 1 附录A(规范性附录)盐沼生态系统减灾功能评估方法 7附录B(资料性附录)盐沼植被波高衰减率参考表 13附录C(资料性附录)基于减灾的植被优化种植设计 16I前言——第9部分：连岛海堤和沿岸工程整治改造；——第10部分：围填海工程海堤生态化建设。本部分由自然资源部海洋预警监测司提出。本标准由中国海洋工程咨询协会归口。1海岸带生态减灾修复技术导则第3部分：盐沼T/CAOE21的本部分规定了盐沼生态减灾修复的工作程序、资料收集与调查、适宜性本部分适用于海岸带保护修复工程中的盐沼生态减灾修复工作，其他相关工作可参照使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。T/CAOE20.4海岸带生态系统现状调查与评估技术导则第4部分：盐沼E3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。的湿地。注：海滨盐沼分布在河口或海滨浅滩，由海水浸渍或潮汐交替作用而成。生长在盐沼范围内的植物群落。brevifolius)等，其中互花米草被列入第一批中国外来入侵物种名单。4工作程序资料收集与调查内容具表1资料收集与调查内容调查内容调查内容调查要素调查方式2环境概环境概况：自然条件、生态特征和环境现状地理属性：具体位置和地理坐标政策法规：法律法规、规划盐沼：面积、分布、植被带宽度样方植物：种类和数量样格植物：密度、盖度、平均高度、平均株径、生物量大型底栖动物：种类、密度、生物量鸟类：种类、数量水文环境：水温、盐度、水位、海浪要素(波高、周自然因素：风暴潮等自然灾害、外来物种入侵等人为因素：水产养殖活动、渔业捕捞、海岸带工程、收集现场调查收集遥感、现场调查现场调查现场调查现场调查现场调查资料收集、现场调查现场调查现场调查社会调查等社会调查等工程区概况盐沼植被生物群落环境要素威胁因素5.2生态系统现状调查盐沼生态减灾修复工程前应开展1次调查，调查时间宜安排在7月~10月进行。陆一侧边缘处(向陆点)。和减灾功能现场观测时段应包含整个风暴潮影响期间(风暴潮预警前1天~3天至风暴潮预警解除)。36适宜性评价6.1评价内容6.2生态现状评估6.3.3波高衰减率波高衰减率(RwL)为风暴潮期间，波浪经过一定宽度的盐沼植被带后，波高衰减量(H0-HL)与来波波高H0的比值百分数，按公式(1)进行计算。 wLH0H0——植被区沿海一侧边缘处(前测点)的有效波高，单位为米m()；HL——植被区向陆一侧边缘处(后测点)的有效波高，单位为米m()。6.3.4评估方法6.3.5评估结果高。表2波高衰减率对应的盐沼减灾能力波波高衰减率≥60%减灾能力等级优良中差6.4修复适宜性评价在盐沼修复实施前，应开展修复适宜性评估，评估的主要内容如下：——水动力与水环境状况。工程区水系应能够为盐沼生态系统提供正常的维持和调节功——沉积物条件。工程区沉积物应能够维持盐沼基本功能。盐沼内部沉积环境应为淤泥质或泥炭质；4——植被选择。修复应选择本地植物；——威胁因素。工程区应考虑水产养殖、渔业捕捞、海岸带工程、排污状况、周边资源利用、旅游开发等活动，并通过有效措施进行管理。方案编制8盐沼生态减灾修复技术8.1微地貌整饰与水系连通技术微地貌整饰与水系连通采取以下措施：——针对潮沟淤积阻塞的区域，可因地制宜设计一级和二级沟渠，改善水系连通性；8.2沉积物修复技术沉积物修复宜采用的技术主要包括：件。件8.3植被修复技术8.3.1植物选择8.3.2种植方式。芦苇、海三棱藨草短、叶茳芏、盐地碱蓬等盐沼优势植物的种植季节和种植技术要点如下：a)芦苇——种植时间宜安排在3月~4月；——种苗应采用生长中的芦苇根状茎，宜选择每段含4个~6个种芽、长度30cm~40cmb)海三棱藨草——种植时间宜安排在4月~5月；——种子宜选择籽粒饱满、当年成熟，保证萌发率；——播种量宜为50粒/m2~100粒/m2。c)短叶茳芏——种植时间宜安排在3月~11月；——种苗宜采用生长中的带土草块，当天采种当天种植；5d)盐地碱蓬——种植时间宜安排在3月~4月；——种子宜选择籽粒饱满、当年成熟，保证萌发率；——播种量宜为300粒/m2~500粒/m2。8.3.3减灾种植优化设计基于减灾需求的植被宽度优化设计方法如下：——对于相同的预期波高衰减率，植被种植带宽度可有多种组合可供参考，在实际的种植设计时，应从经济成本最合理的角度出发，选取合适的种植带宽度。8.4管护8.4.1管护期8.4.2管护措施盐沼修复工程区宜采取以下管护措施：——宜实施封滩保护；——种植完成后，宜根据实际成活率确定补种与否。9跟踪监测与效果评估9.1跟踪监测与调查9.1.1跟踪监测盐沼修复宜至少开展3年的跟踪监测，每年时间宜安排在7月~10月，具体时间可根素(调查要素见本文件表1)，可根据实际情况适当调整。9.1.2灾后调查灾后调查的内容为盐沼植被(见本文件表1)，其他生物群落、环境要素和威胁因素可9.2效果评估9.2.1减灾功能评估69.2.2生态效果评估根据跟踪监测的结果，综合评估盐沼植被修复的生态效果，具体评估指标和方法按照10质量控制11成果与归档7(规范性附录)盐沼生态系统减灾功能评估方法，A.1.2观测数据分析及计算方法依据现场观测的波高序列(具体见本文件5.3)，计算有效波高序列，选取其中最不利(有效波高最高)时段(时长可取为30分钟)，将观测断面向海点、向陆点的有效波高H0和HL带入公式(1)(见本文件A.2波高衰减率经验公式法经验公式法适用于断面坡度较小(因该方法采用了平底假定，宜用于断面坡度小于0.02的情况)，A经验公式方法R=αL×100%..........................................................(A.1)wL1+αLL——所评估盐沼的植被带宽度，单位为m；α=4CDNHksinh3khv+3sinhkhvD0sinh2kh+2khsinhkh式中:DC——植物拖曳力系数，根据经验公式(A.3)计算；D…(A.2)DfhvDzdz米(m)；N——单位面积植株数量，单位为株/m2；k——植物区前端波数；8D植物拖曳力系数C与植被和水动力参数相关，其值的正确选取对于准确评估盐沼植被的波高消减D率至关重要，计算公式见公式(A.3)。RKCDRKCe式中:α——经验系数，与植物体积占比ϕ(=πD2Nhv)有关，其取值可参考表A.1；04hα1——经验系数，与植物体积占比ϕ有关，其取值可参考表A.1；υKC——定义式为KC=uT，其中T为波浪周期。D参数名称α0A.3物理模型试验方法计算公式或取值范围l129定模型植物尺寸，长度相似比尺L如式(A.4)所示。在进行盐沼植被海洋减灾功能评估时可采用植物LLm………(A.4)物布置密度Nm和植被带宽度Lm可根据长度相似比尺分别按照式(A.5)和式(A.6)计算。Np原型的特征密度；Nm模型的特征密度。L=LpmL………(A.6)如式(A.7)和式(A.8)所示。模型试验与原型参数还应符合重力相似准则，即原型弗洛德数Frpm即vp=vm，根据长度比尺及重力相似准则，可知原型与模型速度比尺为mvp=hpvp=hp=LH=H0pYYL………(A.7)λλη=ηpλL式中:ηp——原型特征水位，单位为米(m)；ηm——模型特征水位，单位为米(m)。………(A.8) L L式中:A量仪器布置图A.2模型试验布置示意图A.3.3试验数据分析及计算利用模型试验得到的数据，将试验工况的水位、波高、周期等水动力参数及植被带宽度、密度、植被高度等植被参数以公式A(.4)~公式(A.9)计算相应的参数，并将待评估原型盐沼减灾植被区前的后波A.4数值模拟方法在区域海洋灾害频率较低(评估年份内未发生影响待评估区域的风暴潮)或经济技术条件不允许采，采用此法评价盐沼减灾功能。现有的植物与波浪相互作用的数值模型主要有三类，一类是在海浪模型(例如SWAN(SimulatingWAvesNearshore)模型)中直接增加一项植物作用力项来表征植物作用，并对模型在盐沼区域的相关将植物区视为多孔介质进行空间平均推导得到的植物区波流运动流体控制方程；第三类是统计模型，主要依据盐沼植被参数(如植株高度、密度、盖度等)与海浪相互作用的定量关系。具体的数值模拟根可等条件选择合适的数值模型。本文件给出多孔介质波流运动流体控制方程，具体如下：和式(A.11)。该模型能够较好地模拟波浪在植被区传播衰减的过程。∂xi∂ui+∂tu∂ui=-1∂P+g∂xjρ∂xiij+ν∂ui=-1∂P+g∂xjρ∂xiij∂xi∂xj∂xjiui——i(二维问题中i=1,2；三维问题中i=1,2,3)方向的空间平均速度；ρ——流体密度；gii力加速度；fi——空间平均植物作用力。植被区作用力<fi>可概化为拖曳力项和惯性力项，对于单根圆柱可分别采用式(A.12)和式(A.13)计算其对水体作用的拖曳力和惯性力。fDCDDuu.........................................A.12)2f=ρCπD2∂u…………(A.13)Im4∂tfD——拖曳力；fI——惯性力;DC——拖曳力系数(可根据不同植物种类的刚性和柔性特征等具体特征进行确定；)DCm体特征进行确定；)D——垂向平均植物直径(具体计算见下面说明)，单位为m；A.4.3数值模拟结果分析及计算采用数值模拟方法评估减灾功能时，应采用真实尺度进行模拟计算，并将模拟得到的待评估植前后的波高H0和HL以及评估断面植被带宽度L带入到式(见本文件6.3.3)，即可计算得到波高衰减率A.5方法的选取经验公式法评估，应保证公式中所用的各个参数真实的反应湿地植被特征及近岸海洋动力特征；如物并按照6.5.3中提出的相似准则建立物理模型；当采用数值模拟方法评估时，应注意选取可靠的数值模型、确保植物作用合理准确的参数化。如果条件有限，以上方法都无法使用时，可查阅附录B中的参照表的结果获得所需的波高衰减率。录B(资料性附录)盐沼植被波高衰减率参考表我国滨海盐沼植被优势种主要有芦苇、海三棱藨草、盐地碱蓬、短叶茳芏等植物。实地调查及资料收集发现，我国滨海盐沼植被高度通常在0.3~3m，直径0.2~3cm，密度从每平方几十株到数千株。本文件选取芦苇和海三棱藨草。采用经验公式法(见本文件A.2.2)计算4种波高(0.5m、1.25m、2.5mmms)，芦苇在1种直径(1cm)，2种高度(2m和3m)，2种密度m表B.1盐沼植被(芦苇)在不同组合条件下的波高衰减率参考表类类型：芦苇况(m)4(m)12345623456345656种植带宽度(m)种植带宽度(m)%%%%表B.2盐沼植被(芦苇)在不同组合条件下的波高衰减率参考表类类型：芦苇种植带宽度(m)种植带宽度(m)况(m)12345623456345656高(m)4表B.3盐沼植被(海三棱藨草)在不同组合条件下的波高衰减率参考表类型：海三棱藨类型：海三棱藨草m植株密度：800株/m2植株密度：1600株/m2海况种植带宽度(m)种植带宽度(m)(m)(m)1234562345634表B.4盐沼植被(海三棱藨草)在不同组合条件下的波高衰减率参考表类型：海三棱藨类型：海三棱藨草海况(m)4(m)12345623456345656种植带宽度(m)种植带宽度(m)%%%%%%C(资料性附录)基于减灾的植被优化种植设计C预期波高衰减率设定C.2植被种植带宽度与种植密度的优化计算植带宽度，本文件中给出经验公式法(见C.2.1)和参考表(见C.2.2)。有计算条件的情况下，可使用种植带宽度应根据预期波高衰减率和种植密度值，按公式(C.1)计算。种植密度应根据预期波高衰减率和种植带宽度值，按公式(C.2)计算。经验公式中涉及的植被参数应在本文件5.1和5.2节中予L=9兀RL(sthh2kh+2kh)sthhkh…(C.1)4CDDH0Nk(l-RL)sthh3khv+3sthhkhvN=