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《海洋地質與第四紀地質雜志》2016年第三期

摘要：

2013—2014年，在遼東灣六股河口兩側開展了海灘地形及海岸侵蝕的現場調查，于興城至綏中沿海布設6處調查岸段及17條斷面。結果表明，研究海灘地貌主要組成部分包括反射型高潮灘－灘坎－消散型低潮灘，其中低潮灘多發育有近岸沙壩和水下沙壩。綏中南江屯、皮家屯及興城新立屯海灘侵蝕明顯，多數海灘持續侵蝕，調查期內最大平均下蝕速率達53．2cm／a。分析發現，海灘地形及斷面蝕淤量有較明顯的季節或區域差異。海灘冬季近岸沙壩消失、水下沙壩離岸距離小于夏季。六股河口南側夏季海灘斷面侵蝕量增加、淤積量減少，而六股河口北側相反。研究認為，岸線自然形態差異及其造成的沿岸輸沙差異是導致不同岸段蝕淤差異的主要自然原因。海岸封閉性建筑物（尤其是突堤）影響了海灘局部斷面蝕淤變化。海灘地貌及蝕淤的季節或區域變化的主要原因為沿岸波浪特征等因素的季節性和區域性差異。

關鍵詞：

海灘侵蝕；斷面地形；沿岸輸沙率；遼東灣西側

海岸侵蝕是重要的海洋災害之一，包括岸線后退、灘面沖刷下蝕、高灘穩定而低灘下蝕、沉積物粗化等形式。海岸侵蝕的現狀特征［1－7］、侵蝕過程與模式［7－9］、侵蝕致災因素［2－4，8，10－11］、侵蝕災害評價與管理［11－13］已經得到了廣泛研究，并應用于海岸侵蝕防治工作。遼東灣西側砂質海岸是渤海沿岸的砂質海岸集中分布的主要地區之一，是遼寧乃至我國東北地區濱海旅游業發展的重要資源。近年王玉廣等［14－15］、王偉偉等［16］、于德海等［17］、朱立俊等［18］對該地區海岸侵蝕情況進行了分析，討論了該地區海岸侵蝕特征、侵蝕速率及減災措施。這些研究多采用海圖、遙感圖像、現場監測資料或不同資料的對比分析方法，集中于該地區岸線變化分析，缺少對海灘地形沖淤變化的研究。本文采用海灘斷面地形實地測量的辦法，以期更進一步了解遼東灣西側海灘地形沖淤變化特征及其影響因素，以為該地區海岸管理及防災減災工作提供理論參考。

1區域概況

本文研究的主要區域位于遼寧葫蘆島市長山寺灣至石河口（圖1）。該區域位于遼西走廊，背靠松嶺山脈，總體地勢由西北向東南傾斜，地貌以沖洪積平原為主，地表巖性為淺黃色亞砂土、亞黏土，近海沉積環境屬于渤海西岸水下岸坡沉積區，海底沉積物以細砂為主［19］，近海海流屬于渤海環流體系［20］，由秦皇島指向遼東灣頂方向。該區域為大陸性季風氣候區，主風向SSW、SW，波浪以風浪為主，平均波高0．7m，常浪向及強浪向均為SSW，次浪向為SW［20－21］。潮汐特征為不正規半日潮，平均潮差0．95m［21］。海區潮流為往復流，往復方向為NNE—SSW，潮流流速最大可達0．98cm／a，平均達0．3～0．5cm／a，最大流速方向為NE。研究區域處于我國最長的連續自然砂質海岸分布區。近年來區域內海岸開發活動強度不斷提高，多處自然海岸被開發為圍填海項目或中小型碼頭（圖1），自然砂質海岸連續性破壞明顯。

2研究方法

本文主要的研究數據基于海灘現場踏勘及地形測量。為反映研究區域岸段海岸侵蝕災害特征，在研究岸段內相對均勻地布設6處調查點，分別位于龍泉寺、新立屯、南江屯、西郭村、皮家屯以及楊家村。調查海岸附近的開發利用狀況、沉積物特征見表1。出于真實反映海灘蝕淤變化特征、減少海灘地貌的平面調整帶來的誤差等方面的考慮，除在以上地點布設6條主斷面之外，另在每條主斷面左右兩側100m處增設輔斷面（龍泉寺僅左側設置斷面）。每處調查海灘的主斷面和左右兩側斷面編為一組，分別編號為a、b、c，測量范圍為后濱以上相對穩定的陸地位置至零米線附近，同斷面地形測量點間距＜10m。斷面位置見圖1。2013年7月及12月、2014年7月及12月，研究組共對海灘進行了4次調查。現場調查主要使用Trimble5800RKTGPS進行測量，水平誤差±10mm，垂直誤差±20mm，平面坐標系采用WGS1984大地坐標系，高程基準為1985國家高程基準。

3結果

調查海灘地貌主要組成部分包括反射型高潮灘－灘坎－消散型低潮灘（圖2）。海灘附近陸地多為山前沖洪積平原及六股河沖積平原，部分海岸發育有海蝕陡坎。海灘高潮帶大多寬30～50m，坡度為5％～7％。海灘低潮帶多有沙壩發育，沙壩類型包括低潮時出露或緊鄰灘坎發育的近岸沙壩以及距離高潮灘較遠的水下沙壩。圖3及表2給出了4次調查結果的斷面示意圖及變化情況統計數據，其中圖3所示的各斷面變化示意圖從上至下依次為六股河口北側的龍泉寺、新立屯以及六股河口南側的南江屯、西郭村、皮家屯及楊家村。

3．1六股河口北側海灘地形變化龍泉寺海灘為自然海灘，岸線無突堤等建筑。海灘后濱及灘肩發育，水下多巖石。2013年7月至2014年7月該海灘以淤積為主，2014年12月出現侵蝕。調查期內海灘平均變化仍以淤積為主，最大平均淤積速率達6．2cm／a。此外，冬季（指2013年12月及2014年12月，下同）a斷面低潮帶近岸沙壩消失，水下沙壩發育（圖3）。新立屯海灘岸線南北兩側均建設有突堤。海灘a、c斷面高潮帶之上為當地民居，因此兩海灘無灘肩及后濱，是典型的背疊式海灘，b斷面灘肩發育明顯。該海灘冬季海灘普遍出現侵蝕，夏季以淤積為主，不同斷面間沖淤變化差異較大；其中a、c斷面平均變化為侵蝕，b斷面平均變化為淤積。夏季（指2013年7月及2014年7月，下同），海灘多發育有近岸沙壩，冬季消失（圖3）。

3．2六股河口南側海灘地形變化南江屯海灘為自然海灘，海蝕陡坎發育，灘坎發育不明顯。調查期間，3條斷面出現連續下蝕及整體后退，下蝕程度強烈，最大達53．2cm／a；海灘侵蝕寬度模數均超過50％，最大達92％；海灘地形的季節變化趨勢不明顯（圖3）。西郭村海灘岸線北側建設有突堤。a斷面2014年7月及之前出現侵蝕，2014年12月出現小幅度淤積，調查期內平均蝕低8．9cm／a，侵蝕寬度模數達51％；該斷面高潮帶出現較明顯的侵蝕后退，導致灘肩后退達0．55m／a。b斷面及c斷面調查期內多次變化均以淤積為主，僅c斷面2014年12月有平均3．1cm／a的下蝕；冬季兩條斷面低潮帶上部均有淤積，海灘坡度降低（圖3）。皮家屯海灘岸線南側建有突堤。海灘調查期內最大平均下蝕達4．8cm／a；相比于2013年7月，3條斷面均出現下蝕；其中，冬季海灘以淤積為主，夏季3條斷面均出現侵蝕。由圖2可見，調查期間海灘高潮帶持續蝕低，年蝕低達5cm。海灘低潮帶地形變化的季節規律較明顯：夏季，低潮帶上部近岸沙壩發育較明顯，下部多發育有水下沙壩；冬季低潮帶上部成為臺地，近岸沙壩消失，水下沙壩向岸運動；此外，海灘夏季侵蝕量明顯大于冬季（圖3）。楊家村海灘岸線北側有填海造陸工程。調查期內該海灘3條斷面蝕淤特征差異較大，a斷面相對穩定，略有淤積，b斷面持續淤積，c斷面則持續侵蝕。海灘主要的地形變化源于高潮帶，由圖2可見，a斷面高潮帶相對穩定，b斷面高潮帶不斷淤積且地形變化明顯，c斷面高潮帶不斷蝕低。海灘蝕淤量的季節變化特征明顯，夏季b斷面淤積量明顯減小，而a、c等穩定及出現下蝕的斷面，侵蝕量增加。3條斷面侵蝕寬度模數均小于50％（圖3）。

4討論

4．1調查期內海灘蝕淤變化特征根據前文分析可見，調查期內，10條斷面出現侵蝕，7條淤積（見圖4）。具體到調查點，以興城新立屯、綏中南江屯、綏中楊家村南側等侵蝕現象明顯。其中綏中南江屯、皮家屯多條斷面出現持續侵蝕，南江屯岸段海灘后退明顯，平均侵蝕量大，而興城新立屯斷面蝕淤量出現振蕩，在2014年12月的調查中a、c斷面高潮帶出現明顯的侵蝕后退。興城龍泉寺、綏中西郭村及楊家村多數調查斷面以淤積為主，僅有少數斷面（如西郭村a、楊家村c）出現侵蝕。出現淤積的岸段中，只有西郭村b及楊家村b斷面為持續淤積，其他斷面均表現為以季節變化為主的振蕩變化。海灘灘坎和沙壩地貌出現較明顯的季節變化規律。夏季海灘緊鄰灘坎的位置一般發育有近岸沙壩與槽谷。冬季，多數斷面的近岸沙壩－槽谷消失，灘坎得以填充，高程增加。除南江屯外，調查海灘的蝕淤量值均呈現出一定的區域規律。六股河北測海灘夏季多以淤積為主，而持續侵蝕的岸段（新立屯c），其夏季侵蝕量則小于冬季。六股河南側，發生侵蝕的斷面（如西郭村a、皮家屯b）夏季侵蝕幅度增大；調查期內相對穩定的斷面（如楊家村a），夏季則出現侵蝕；調查期內出現淤積的岸段（如楊家村b）夏季斷面平均淤積量明顯減小，淤積趨勢減緩。

4．2沿岸輸沙率空間變化及其對海灘的影響沿岸輸沙特征是影響一個地區海灘及海岸蝕淤的重要因素。部分海灘由于岸線自然形態原因，其沿岸輸沙率相對于下游出現虧損，導致本地海岸侵蝕。根據式1，使用止錨灣海洋站多年的波浪觀測結果［21］計算得調查海灘各斷面的沿岸輸沙率。其中，以環遼東灣順時針向北偏東方向為正。為更好地反映不同走向岸段的沿岸輸沙情況，在上述已知調查點之外又增加了照山嘴等8處岸段。自然狀態下各處海灘的計算結果見表3及圖5。由圖可見，研究區域沿岸輸沙主要為自西南方至北偏東方向輸移，與附近地區海流方向一致。由表3及圖5可見，研究岸段沿岸總輸沙率為（20～30）×104m3／a，凈輸沙率（25～35）×104m3／a，總體相對穩定。但受岸線自然形態影響，楊家村南（楊家村c斷面位置）、南江屯、六股河口至新立屯等岸段的沿岸輸沙率遠小于其東偏北或北側（＜15×104m3／a），導致岸段供沙不足及本岸段物質流失，最終海灘出現沖刷。這是這些岸段發生侵蝕的主要自然原因。

4．3海灘地貌及蝕淤特征的季節性變化海灘的季節變化特征與研究地區波能、波向的季節變化及其所導致的沿岸輸沙變化有關。研究岸段南部和北部分別有芷錨灣和葫蘆島兩個海洋站。徐嘯［21］通過分析芷錨灣波浪資料指出，芷錨灣地區波浪以風浪為主。受風向影響，該海區3—8月份常浪向、強浪向均為SSW向且波高較大，而9月份之后，NE向波浪顯著增加。劉恒魁［27］對葫蘆島波浪資料的研究則表明葫蘆島沿海地區波浪特征與芷錨灣地區相似。因此，可以認為本文研究區域波浪情況與芷錨灣地區相似。因此本地區夏季波浪能較高，輸沙能力較強而導致侵蝕幅度較強。由于夏季波高較大、波浪能較強，低潮帶上部、灘坎以下的地區由于進流退流的作用［28］易形成近岸沙壩，并造成高潮帶坡腳掏蝕而形成灘坎。冬季，波高減小，不易于形成近岸沙壩，而高潮坡腳侵蝕減弱或停止，灘坎出現堆積。同樣是因為波高的季節差異，波高較大易在深水處形成水下沙壩［29］，所以研究區夏季水下沙壩離岸較遠。六股河口以南的楊家村至南江屯地區，海岸走向為SW—NE向。河口北側岸線走向受地形和河口三角洲影響，以S—N向為主，夏季SSW向波浪易出現繞射而波浪能減小，而冬季受NE向波浪影響要大于河口南側，因此，總體上河口北側地區夏季波浪能弱于冬季，而由波浪方向所導致的輸沙方向的變化，是河口北側海岸地形季節性差異的主要原因。

4．4海岸建筑對海灘的影響海岸建筑對海灘的斷面變化有明顯影響。研究區中新立屯、皮家屯、楊家村等地多有填海造陸或漁港防波突堤等封閉性海岸建筑。緊鄰海岸建筑南側的斷面（多為b斷面）多以淤積為主，如楊家村b斷面出現持續淤積（見圖6），新立屯海灘北部也出現淤積。工程前的自然海岸，楊家村沿岸凈輸沙率為18．02×104m3／a，工程后可達25．43×104m3／a，而其北側輸沙率僅為17×104m3／a，導致楊家村處海灘淤積。根據遙感影像分析量算，2009年至今，楊家村緊鄰海岸工程處岸線的最大淤積達84m。自然狀態下皮家屯處海灘凈輸沙量大于其東北側西李村，達19．52×104m3／a。但由于突堤等工程的阻攔，工程后凈輸沙率降至10．00×104m3／a，已低于西李村，海灘出現侵蝕。新立屯南側海灘（a、c斷面）由于其南部建有突堤的海灘斷面均出現侵蝕，海蝕陡坎發育、海岸后退，部分岸段的侵蝕后退已造成沿岸居民建筑物的毀壞。分析可見，突堤類建筑在輸沙攔截及改變局部地區海灘沖淤、岸線變化方面的作用明顯。這使得封閉性海岸建筑割斷了砂質海岸的連續性，攔截了沿岸泥沙正常的輸移方向，導致泥沙在海岸工程建筑（尤其是突堤）上游堆積，其下游海灘因沉積物來源不足而發生侵蝕。加之本文除南江屯之外的大部分研究地區岸線平直、沿岸流較強，岸線形態及海灘地形容易在幾年內甚至更短時間發生明顯改變（圖6），這將對海岸的旅游開發及近海生態環境產生一定的影響。協調海岸地區工業、港口、旅游業開發及生態環境保護是海岸、海灘管理的重要內容。為防止海岸工程建設對海灘旅游資源及生態環境造成不可恢復的損失，在海岸建筑建設之前，應當組織對海灘在旅游等相關產業的開發價值及潛力、海灘及近海生態價值、海岸建筑經濟效益及其可能帶來的海灘沖淤變化進行全面系統地評估，以做出最優的決策。

5結論

（1）研究區海灘地貌主要組成部分包括反射型高潮灘－灘坎－消散型低潮灘，其中低潮灘多發育有近岸沙壩和水下沙壩。2013年7月至2014年12月期間，六股河口南側的南江屯、皮家屯及六股河口北側的新立屯海灘侵蝕明顯。其中南江屯、皮家屯海灘為持續侵蝕，海蝕陡坎后退嚴重，且以南江屯侵蝕情況最為嚴重，平均最大下蝕速率達53．2cm／a；而新立屯海灘出現侵蝕與淤積的振蕩變化，但研究期內仍以侵蝕為主。（2）海灘斷面的地形及平均蝕淤特征有較明顯的季節性規律。冬季，海灘灘坎得到填充且近岸沙壩－槽谷地形消失，水下沙壩離岸距離稍近，而夏季相反。此外，夏季六股河口南側，平均下蝕量增大、淤積量減少，冬季相反。而六股河口北側斷面的蝕淤量季節變化與南部相反。這種變化主要源于沿岸波浪特征、岸線形態特征等因素的季節性和區域性差異。（3）自然岸線形態的顯著變化造成研究區域不同岸段的沿岸輸沙率存在明顯的差異，是造成研究區不同岸段蝕淤差異的主要自然原因。沿岸輸沙率差異較大，部分岸段沿岸輸沙相對于其下游出現虧損，導致海灘持續侵蝕。區域內海岸開發活動強度較大，海岸建筑物尤其是突堤等嚴重改變了自然岸線形態，對沉積物的沿岸輸運的連續性影響明顯，造成海灘局部斷面蝕淤變化。（4）針對因不同原因導致的海灘侵蝕，采取不同的防護措施。首先，應做好海岸線利用及海岸線景觀規劃，保護穩定的自然岸線，加強對新建海岸工程等的論證、監測，綜合協調不同類型的岸線開發模式及其與岸線保護的關系。對于因自然岸線形態導致的海岸侵蝕，視岸線使用類型和開發程度需求，可構建水下潛堤等消弱沿岸流，或可直接建設標準海堤等，以減少海岸侵蝕。

作者：程林 王偉偉 袁蕾 付元賓 馬恭博 王艷霞 康婧 單位：國家海洋環境監測中心 河北省科學院 地理科學研究所