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[摘 要]对比不同时期的历史图件,结合区域水动力测量、剖面测量等实地调查访问数据,分析秦皇岛浅水湾地区的侵淤情况。最后认为:浅水湾海岸线总体上呈蚀退形式;陆源物质入海量减少、海动力作用及沿岸工程建筑等人类活动是其海岸蚀退的主要影响因素。最后根据研究区内岸滩的侵蚀状况,提出岸滩侵蚀的管理与防治对策。
[关键词]秦皇岛浅水湾,海滩监测,剖面数据
中图分类号:P714;X834 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0237-01
1 前言
海岸侵蚀是人们正在经历的一个自然过程[1],岸滩侵蚀会造成海滩大幅度缩小,泥沙大量流失,对近岸植被、建筑物造成严重破坏,已对人类生活造成极大不便与威胁。自20世纪70年代以来,我国砂质海岸普遍遭受侵蚀,且具有加剧发展的趋势[2],砂质海岸从1975年的3653.63km减少到2007年的2864.64km,32年间减少了1/5[3]。
秦皇岛市随着城市建设和经济的发展,在自然和人为双重因素的共同影响下,海岸带地质环境不断地发生改变,直接影响和威胁着沿岸工程布局、城市规划和整体岸线的合理开发利用。因此, 需要对海岸侵蚀问题进行量化评估, 同时给出对海岸管理的有效方法。
2 岸线动态分析
20年代到60年代末,海岸线呈现侵蚀后退,海岸变化幅度较大,海岸线几何形态明显发生变化。(图1)
70年代海岸呈现侵淤交错状态,总体上甚至是淤积量大于侵蚀量,原因是人工岬湾使得波浪发生折射,而波浪测量的结果将力图使波峰线平行于岸线,这样就在岬角处发生波能辐聚,同时波能在岬湾内发生波能辐散。人工岬湾波能辐散及水深变浅使波能降低,波浪搬运泥沙的能力也降低,泥沙流容量减少最后达到饱和,泥沙沉淤补充海滩。
但由于岸段展布方向、组成岩性和地貌形态等海岸性质的不同,其受到海洋动力作用强度与抗侵蚀能力不同,另外,不同年份的气象、水文条件以及人类活动等的不同,也使得沿海岸线的侵蚀状况也有差异,蚀退速率不一致,海岸线几何形状变化复杂,甚至个别岸段发生淤长。
3 海滩定位剖面测量结果
为得到近期海岸动态数据,于2012年在本区设置了6条海滩定点观测剖面,顺基点向海作海滩剖面水准测量,连续观测4次并对取得的数据资料进行分析可发现该海岸侵蚀现象明显。
第一段总体以侵蚀为主,部分淤积,侵蚀量大于淤积量。Q1剖面附近在0m线以上呈蚀退,0m线以下呈淤进,该岸段总体呈现蚀退趋势。
第二段以淤积为主,只在局部较小区域呈现侵蚀,淤积量远大于侵蚀量,其中Q2剖面淤积量明显过大。该岸段在3-5月份处于侵蚀状态,6-9月处于相对淤积状态,但其坡度变陡,可能是不同时间段内波浪的作用形式不同所导致,总体来说,该岸段处于淤积状态,但在0m高程线之上的岸滩滩面有明显的侵蚀现象。
第三段总体侵蚀,局部呈现淤积现象,侵蚀量大于淤积量。1m和0m高程线处于淤积状态,淤积量不大,-1m线处为侵蚀,结合表1 判定该岸段总体上处于侵蚀状态。
综上,海底地形呈现局部侵蚀、局部淤积的现状,但由于所测周期较短,虽然总体上看略有淤积趋势,但地形没有太大变化,基本处于平衡状态。
4 海岸侵蚀成因机制
海岸稳定是海岸基質、泥沙补给和海洋动力三个要素之间的平衡问题。这三者达到平衡[4],海岸保持稳定,失去平衡时,便会引起海岸侵淤等各种问题。
本区海浪以周期短、波高小的风浪为主,常浪向为南和南东,强浪向为南东~北东,这与本研究区海岸线有不同的交角,随着波浪持续不断地冲刷,海岸的泥沙就会不断被回流带到远离岸边的地方沉积,从而加剧海岸的侵蚀。此外,风暴潮对海岸的侵蚀不容忽视,一次强风暴潮往往能对海滩造成不可预估的破坏。
受建筑物的影响,近岸海洋动力作用十分复杂,波能集中,能量叠加,直接造成对海岸的侵蚀冲刷。海岸上修建的一系列突出海中的建筑物,其结果是工程上游的海滩因泥沙受阻而淤积,工程下游海滩得不到有效补充而遭受侵蚀。
5 海岸侵蚀防护对策
1、泥沙来源减少是海岸侵蚀的主要原因之一,因此,对于海滩侵蚀最自然的保护对策,就是从海中或陆地上采集合适的沙补充到被侵蚀的岸滩上,为沙滩添加沉积物来维持沙滩的规模。
2、修筑在沿岸的防护工程应该是增大海水底部摩擦,或者在岸外建造消浪工程设施,这样可以大大损耗波浪作用的部分能量,从而削弱波浪动力对海岸的侵蚀强度。
3、健全海岸管理机制,如建立完善的海岸保护政策体系,搞好海岸带规划工作,搞好海岸带资源环境勘查工作,加强海岸带管理机制和宣传教育工作等。
6 结论建议
海滩沙来源减少,风暴潮、波浪等海岸动力作用,人工挖沙以及不合理的沿海建筑物等因素的共同作用下,浅水湾海岸处于持续侵蚀状态。通过实地调查、实验数据、遥感解译、资料分析得出,影响浅水湾海岸侵蚀后退的各种因素继续存在,并有不断加剧的趋势,海岸侵蚀后退在短时间内不会消失,蚀退将成为一种基本趋势,并因此而影响沿海生态系统结构、功能及景观特征的变化。整治海滩,刻不容缓。
参考文献
[1] Paul DK. Coastal erosion—underlying factors and human impacts[J]. Shore&Beach, 2000,68(1):3-16.
[2] 季子修.中国海岸侵蚀特点及侵蚀加剧原因分析[J].自然灾害学报,1996,5(2):65-75.
[3] 胡广元,庄振业,高伟.欧洲各国海滩养护概观和启示[J].海洋地质动态,2009,24(12):29-33.
[4] 陈沈良,吴桑云,于洪军.中国海岸侵蚀与防护技术探讨[J].海岸工程,2006,25(增刊):69-75.
[关键词]秦皇岛浅水湾,海滩监测,剖面数据
中图分类号:P714;X834 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0237-01
1 前言
海岸侵蚀是人们正在经历的一个自然过程[1],岸滩侵蚀会造成海滩大幅度缩小,泥沙大量流失,对近岸植被、建筑物造成严重破坏,已对人类生活造成极大不便与威胁。自20世纪70年代以来,我国砂质海岸普遍遭受侵蚀,且具有加剧发展的趋势[2],砂质海岸从1975年的3653.63km减少到2007年的2864.64km,32年间减少了1/5[3]。
秦皇岛市随着城市建设和经济的发展,在自然和人为双重因素的共同影响下,海岸带地质环境不断地发生改变,直接影响和威胁着沿岸工程布局、城市规划和整体岸线的合理开发利用。因此, 需要对海岸侵蚀问题进行量化评估, 同时给出对海岸管理的有效方法。
2 岸线动态分析
20年代到60年代末,海岸线呈现侵蚀后退,海岸变化幅度较大,海岸线几何形态明显发生变化。(图1)
70年代海岸呈现侵淤交错状态,总体上甚至是淤积量大于侵蚀量,原因是人工岬湾使得波浪发生折射,而波浪测量的结果将力图使波峰线平行于岸线,这样就在岬角处发生波能辐聚,同时波能在岬湾内发生波能辐散。人工岬湾波能辐散及水深变浅使波能降低,波浪搬运泥沙的能力也降低,泥沙流容量减少最后达到饱和,泥沙沉淤补充海滩。
但由于岸段展布方向、组成岩性和地貌形态等海岸性质的不同,其受到海洋动力作用强度与抗侵蚀能力不同,另外,不同年份的气象、水文条件以及人类活动等的不同,也使得沿海岸线的侵蚀状况也有差异,蚀退速率不一致,海岸线几何形状变化复杂,甚至个别岸段发生淤长。
3 海滩定位剖面测量结果
为得到近期海岸动态数据,于2012年在本区设置了6条海滩定点观测剖面,顺基点向海作海滩剖面水准测量,连续观测4次并对取得的数据资料进行分析可发现该海岸侵蚀现象明显。
第一段总体以侵蚀为主,部分淤积,侵蚀量大于淤积量。Q1剖面附近在0m线以上呈蚀退,0m线以下呈淤进,该岸段总体呈现蚀退趋势。
第二段以淤积为主,只在局部较小区域呈现侵蚀,淤积量远大于侵蚀量,其中Q2剖面淤积量明显过大。该岸段在3-5月份处于侵蚀状态,6-9月处于相对淤积状态,但其坡度变陡,可能是不同时间段内波浪的作用形式不同所导致,总体来说,该岸段处于淤积状态,但在0m高程线之上的岸滩滩面有明显的侵蚀现象。
第三段总体侵蚀,局部呈现淤积现象,侵蚀量大于淤积量。1m和0m高程线处于淤积状态,淤积量不大,-1m线处为侵蚀,结合表1 判定该岸段总体上处于侵蚀状态。
综上,海底地形呈现局部侵蚀、局部淤积的现状,但由于所测周期较短,虽然总体上看略有淤积趋势,但地形没有太大变化,基本处于平衡状态。
4 海岸侵蚀成因机制
海岸稳定是海岸基質、泥沙补给和海洋动力三个要素之间的平衡问题。这三者达到平衡[4],海岸保持稳定,失去平衡时,便会引起海岸侵淤等各种问题。
本区海浪以周期短、波高小的风浪为主,常浪向为南和南东,强浪向为南东~北东,这与本研究区海岸线有不同的交角,随着波浪持续不断地冲刷,海岸的泥沙就会不断被回流带到远离岸边的地方沉积,从而加剧海岸的侵蚀。此外,风暴潮对海岸的侵蚀不容忽视,一次强风暴潮往往能对海滩造成不可预估的破坏。
受建筑物的影响,近岸海洋动力作用十分复杂,波能集中,能量叠加,直接造成对海岸的侵蚀冲刷。海岸上修建的一系列突出海中的建筑物,其结果是工程上游的海滩因泥沙受阻而淤积,工程下游海滩得不到有效补充而遭受侵蚀。
5 海岸侵蚀防护对策
1、泥沙来源减少是海岸侵蚀的主要原因之一,因此,对于海滩侵蚀最自然的保护对策,就是从海中或陆地上采集合适的沙补充到被侵蚀的岸滩上,为沙滩添加沉积物来维持沙滩的规模。
2、修筑在沿岸的防护工程应该是增大海水底部摩擦,或者在岸外建造消浪工程设施,这样可以大大损耗波浪作用的部分能量,从而削弱波浪动力对海岸的侵蚀强度。
3、健全海岸管理机制,如建立完善的海岸保护政策体系,搞好海岸带规划工作,搞好海岸带资源环境勘查工作,加强海岸带管理机制和宣传教育工作等。
6 结论建议
海滩沙来源减少,风暴潮、波浪等海岸动力作用,人工挖沙以及不合理的沿海建筑物等因素的共同作用下,浅水湾海岸处于持续侵蚀状态。通过实地调查、实验数据、遥感解译、资料分析得出,影响浅水湾海岸侵蚀后退的各种因素继续存在,并有不断加剧的趋势,海岸侵蚀后退在短时间内不会消失,蚀退将成为一种基本趋势,并因此而影响沿海生态系统结构、功能及景观特征的变化。整治海滩,刻不容缓。
参考文献
[1] Paul DK. Coastal erosion—underlying factors and human impacts[J]. Shore&Beach, 2000,68(1):3-16.
[2] 季子修.中国海岸侵蚀特点及侵蚀加剧原因分析[J].自然灾害学报,1996,5(2):65-75.
[3] 胡广元,庄振业,高伟.欧洲各国海滩养护概观和启示[J].海洋地质动态,2009,24(12):29-33.
[4] 陈沈良,吴桑云,于洪军.中国海岸侵蚀与防护技术探讨[J].海岸工程,2006,25(增刊):69-75.