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秦皇岛市坐落于河北省的东北区域，南临渤海，北依燕山。凭借温和的气候和宜人的海滩环境，秦皇岛市已经成为一座中外闻名的滨海旅游城市。2018年秦皇岛市的旅游总收入达到824.87亿元，滨海旅游业已经成为秦皇岛的支柱产业。然而，由于全球变暖引起的海平面上升和气候异常，海水动力侵蚀作用的广度和强度日渐增强，秦皇岛海滩砂砾不断粗化和海滩面积不断缩小，导致海滩旅游环境不断退化，这极大地威胁了秦皇岛的支柱产业。因此针对以上问题，开展了秦皇岛海域岸线整治修复工程，石河口至铁门关岸线整治修复工程便是其中之一。
石河口至铁门关岸线整治修复工程包括沿岸的滩肩补沙和离岸的两座人工水下沙坝。为了探究工程海域水动力与泥沙输运对工程的响应特征，首先本文针对秦皇岛区域的地理、气候和水文资料进行分析和统计，然后基于Delft3D数值模拟软件，建立工程海域的波流耦合模型和多组分的海床冲淤演变模型，并根据已有的潮流、波浪和工程海域11个月5个时段21条横剖面现场测量数据进行验证。最后根据验证后模型的计算结果和工程海域现场测量数据的分析结果，得到以下结论：
(1)秦皇岛海域2017年的最大潮差为1.48m，最小潮差为0.21m，平均潮差为0.76m。秦皇岛海域的流场总体上表现为西南向涨潮流和东北向落潮流的往复流场。涨潮流时东北侧流速较大，落潮流时西南侧流速较大。工程海域2017年的最大潮差为1.38m，最小潮差为0.18m，平均潮差为0.74m。工程海域的流场总体上与秦皇岛海域的流场相似，也表现为涨潮流为西南向和落潮流为东北向的往复流场。但由于受到山海关造船厂的挑流作用，沙坝附近的海域流场具有一定的不对称性。工程对流场影响不大，流速仅在近岸海域略有减小；但对波浪影响较大，常浪时沙坝的削浪系数约20%，强浪时沙坝的削浪系数约30%。
(2)工程后海域新增了两种组分的中粗砂：滩肩泥沙和沙坝泥沙。一个潮周期内沙坝泥沙的净输沙率最大，滩肩泥沙的净输沙率最小。沙坝及沙坝掩护区内，中粗砂的主要输沙方向以向岸为主，粉沙的主要输沙方向由余流方向主导。工程后一年海滩原有的细颗粒泥沙表现为离岸向和沿岸向的输运，外来的粗颗粒泥沙则集中在补沙区域。波能的变化是引起沙坝泥沙的输沙率大小和输沙范围变化的主要因素，在常浪下沙坝泥沙几乎没有输沙，沙坝泥沙的输运由强浪主导。
(3)由实测数据分析结果可知，工程后一年内，海域整体的冲淤演变特征表现为外海基本保持不冲不淤的平衡状态，沙坝及其掩护海域冲淤变化明显。工程后海域一年内的主要冲刷区域集中在两座水下沙坝所在的位置，主要淤积区域集中在两座沙坝后方。工程后一年剖面地形已基本稳定。横向剖面的演变特征主要表现为沙坝坝顶高程减小、沙坝整体向岸移动、沙坝宽度逐渐增大；纵向剖面的演变特征主要表现为剖面形状基本不变、剖面高程有所波动。岸线演变特征表现为以侵蚀后退为主、以淤积前进为辅；在沙坝后侧的掩护区岸线变化不大，在沙坝掩护区以外的区域岸线变化明显；总体上岸线向着更为顺直的趋势演变。冲淤总量显示，工程后一年工程海域略有淤积，秋冬季以冲刷为主，春夏季以淤积为主；岸线整治修复工程取得了一定的工程效果。
(4)由海床冲淤演变模型计算结果可知，工程后沙坝海域整体保持微冲刷趋势。沙坝位置发生较为强烈的冲刷，冲刷深度较大，年最大冲刷深度达1.2m以上；沙坝后侧的掩护区内发生较为强烈的淤积，年最大淤积深度达1.2m以上。沙坝后侧的淤积是由沙坝泥沙的向岸输运和滩肩处粉沙的离岸输运引起的。滩肩冲刷主要是由粉沙的流失引起的，滩肩处的中粗砂几乎没有减少。沙坝海域总体冲刷深度不大，工程后1年沙坝及掩护区海域的冲刷深度不足0.02m，沙坝后岸滩得到了有效地保护。
综上所述，本文通过实测资料结合数值模拟的方法，得到了石河口至铁门关岸线整治修复工程下工程海域的水沙变化特征，结果表明工程后的水沙变化特征表现为流速变化不大，波高得到了一定程度的削减，原有的细颗粒泥沙以离岸输运为主，沿岸输运为辅，外来的粗颗粒泥沙则集中在补沙区域。工程取得了一定的整治修复效果，该研究成果可为其他类似的岸线整治修复工程提供科学依据和经验借鉴。
石河口至铁门关岸线整治修复工程包括沿岸的滩肩补沙和离岸的两座人工水下沙坝。为了探究工程海域水动力与泥沙输运对工程的响应特征，首先本文针对秦皇岛区域的地理、气候和水文资料进行分析和统计，然后基于Delft3D数值模拟软件，建立工程海域的波流耦合模型和多组分的海床冲淤演变模型，并根据已有的潮流、波浪和工程海域11个月5个时段21条横剖面现场测量数据进行验证。最后根据验证后模型的计算结果和工程海域现场测量数据的分析结果，得到以下结论：
(1)秦皇岛海域2017年的最大潮差为1.48m，最小潮差为0.21m，平均潮差为0.76m。秦皇岛海域的流场总体上表现为西南向涨潮流和东北向落潮流的往复流场。涨潮流时东北侧流速较大，落潮流时西南侧流速较大。工程海域2017年的最大潮差为1.38m，最小潮差为0.18m，平均潮差为0.74m。工程海域的流场总体上与秦皇岛海域的流场相似，也表现为涨潮流为西南向和落潮流为东北向的往复流场。但由于受到山海关造船厂的挑流作用，沙坝附近的海域流场具有一定的不对称性。工程对流场影响不大，流速仅在近岸海域略有减小；但对波浪影响较大，常浪时沙坝的削浪系数约20%，强浪时沙坝的削浪系数约30%。
(2)工程后海域新增了两种组分的中粗砂：滩肩泥沙和沙坝泥沙。一个潮周期内沙坝泥沙的净输沙率最大，滩肩泥沙的净输沙率最小。沙坝及沙坝掩护区内，中粗砂的主要输沙方向以向岸为主，粉沙的主要输沙方向由余流方向主导。工程后一年海滩原有的细颗粒泥沙表现为离岸向和沿岸向的输运，外来的粗颗粒泥沙则集中在补沙区域。波能的变化是引起沙坝泥沙的输沙率大小和输沙范围变化的主要因素，在常浪下沙坝泥沙几乎没有输沙，沙坝泥沙的输运由强浪主导。
(3)由实测数据分析结果可知，工程后一年内，海域整体的冲淤演变特征表现为外海基本保持不冲不淤的平衡状态，沙坝及其掩护海域冲淤变化明显。工程后海域一年内的主要冲刷区域集中在两座水下沙坝所在的位置，主要淤积区域集中在两座沙坝后方。工程后一年剖面地形已基本稳定。横向剖面的演变特征主要表现为沙坝坝顶高程减小、沙坝整体向岸移动、沙坝宽度逐渐增大；纵向剖面的演变特征主要表现为剖面形状基本不变、剖面高程有所波动。岸线演变特征表现为以侵蚀后退为主、以淤积前进为辅；在沙坝后侧的掩护区岸线变化不大，在沙坝掩护区以外的区域岸线变化明显；总体上岸线向着更为顺直的趋势演变。冲淤总量显示，工程后一年工程海域略有淤积，秋冬季以冲刷为主，春夏季以淤积为主；岸线整治修复工程取得了一定的工程效果。
(4)由海床冲淤演变模型计算结果可知，工程后沙坝海域整体保持微冲刷趋势。沙坝位置发生较为强烈的冲刷，冲刷深度较大，年最大冲刷深度达1.2m以上；沙坝后侧的掩护区内发生较为强烈的淤积，年最大淤积深度达1.2m以上。沙坝后侧的淤积是由沙坝泥沙的向岸输运和滩肩处粉沙的离岸输运引起的。滩肩冲刷主要是由粉沙的流失引起的，滩肩处的中粗砂几乎没有减少。沙坝海域总体冲刷深度不大，工程后1年沙坝及掩护区海域的冲刷深度不足0.02m，沙坝后岸滩得到了有效地保护。
综上所述，本文通过实测资料结合数值模拟的方法，得到了石河口至铁门关岸线整治修复工程下工程海域的水沙变化特征，结果表明工程后的水沙变化特征表现为流速变化不大，波高得到了一定程度的削减，原有的细颗粒泥沙以离岸输运为主，沿岸输运为辅，外来的粗颗粒泥沙则集中在补沙区域。工程取得了一定的整治修复效果，该研究成果可为其他类似的岸线整治修复工程提供科学依据和经验借鉴。