（海洋地质专业论文）福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究.pdf

福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 摘要 随着全球性气候变暖、海平面上升及人类频繁活动的干扰和破坏，海岸侵蚀 灾害将日益加剧，目前已被视为严重的海岸灾害之一。因此海岸侵蚀引起世界沿 海国家的关注和重视。 福建沿海地处我国东南沿海台湾海峡西侧，构造上属于华南加里东褶皱带东 部闽东南沿海中生代火山断折带。福建海岸线迂回曲折，海岸在构造、浪、潮、 流长期作用下，形成许多的岬湾，地貌上多为基岩岬角之间围限的砂质海滩；而 砂质海岸受海洋各要素的影响和人为作用比较大，对周围环境的响应比较灵敏， 因此其冲淤变化比较明显。且福建海岸的侵蚀将直接影响到台湾海峡西岸经济可 持续发展，因此了解福建海岸类型和海岸的侵蚀现状，对今后海岸保护、开发和 建设将有很大意义。 本文依托9 0 8 福建省海岸侵蚀研究项目，研究区为福建省东北部沙埕港至南 部与广东相临的宫口湾，长约3 0 0 0 余k m 岸线上分布的重要港湾、港口。根据 区域海岸地质地貌特征和前人海岸侵蚀预测的研究成果，将福建省海岸带分成 11 0 个岸段，逐段进行了现场大面踏勘和调访，以实际调查资料阐明福建省海岸 与海滩的侵蚀范围、现状及特征。以此为基础，结合不同时期地形图或海图的对 比，或者多时相航卫图像信息的对比，以及历史资料和海洋环境背景状况等的分 析，结合重点区的断面监测，切实查明海岸线位置、岸滩地形地貌和沉积物的变 化特征及海岸侵蚀速率和演化过程等，以便对海岸侵蚀原因及海岸侵蚀损失状况 等做出评价研究。 研究表明，福建海岸的侵蚀主要由自然和人为两个方面的原因所造成。自然 因素包括：( 1 ) 全球性海平面上升具有缓慢、长效的影响；( 2 ) 台风、风暴潮灾害 等的侵蚀，时间短、危害大；( 3 ) 陆源泥沙供应自然减少；( 4 ) 海岸类型对侵蚀的 控制作用。人为因素包括：( 1 ) 沿岸挖沙屡禁不止；( 2 ) 滨海抽沙规模不断扩大； ( 3 ) 海岸工程对陆源泥沙的输入海起了很大阻挡作用，对海岸的侵蚀有很大的影 响。 基于以上研究，根据不同的砂质海岸所处的地区和侵蚀的特点，提出相应的 防键措施。不固地区对于海岸侵蚀所采取的方式不同：福建北部经济欠发达的出 区沿海，砂质海岸可以采取放任侵蚀的措施；藤福州、泉：f - | 、厦门等地则需要进 行重点保护；漳州砂质海岸应尽量减少人类活动的影响。不同岸段使用的防御手 段不同，“护岸首先要护滩已经为很多研究人员所认可，所以工程护滩、生物护 滩、人工养滩等方法广泛应用予重要的岸段；且各种手段可以相互结合以期达到 最佳目标。 关键词：砂质海滩海岸侵蚀防治措施 a b s t r a c t a l o n g w i t ht h eg l o b a lw a r m i n g ，s e a - l e v e lr i s ea n di n t e r f e r e n c ea n dd e s t r u c t i o nb y f r e q u e n t l yh u m a na c t i v i t y ，c o a s t a le r o s i o ni sg e t t i n gi n c r e a s i n g l ya c u t e ，a n di th a s b e e nr e g a r d e da so n eo ft h em o s ts e r i o u sc o a s t a ld i s a s t e r s t h e r e f o r e ，c o a s t a le r o s i o n h a sb r o u g h tl i t t o r a lc o u n t r i e st oa na t t e n t i o n f u j i a n ，w h i c hb e l o n g st oc a l e d o n i a nf o l db e l t , l i e st ot h ew e s to ft a i w a ns 订a i t ，i n t h es o u t h e a s to fc h i n a t h ec o a s t l i n eo ff u j i a ni st o r t u o u sa f f e c t e db ys t r u c t u r e ，w a v e ， t i d ea n dc u r r e n t h e a d l a n d - b a yi st h ec h a r a c t e r i s t i co fc o a s t l i n ei nf u j i a n 、析t l ls a n d b e a c hi ni t s a n db e a c h , w h i c hi sa f f e c t e dg r e a t l yb yn a t u r a lf a c t o r 8a n dh u m a n a c t i v i t y ，i ss e n s i t i v et ot h ea m b i e n c e c o a s t a le r o s i o ni nf u j i a n w i l la f f e c tt h e d e v e l o p m e n to fe c o n o m i cd i r e c t l y t h e r e f o r et h ec h a n g eo fs a n db e a c hi so b v i o u s t h e r e b y ，b e i n ga w a r eo fc o a s t a lt y p e sa n da c t u a l i t yo fc o a s t a le r o s i o na r em a k i n g g r e a ts e n s eo np r o t e c t i o n , e x p l o i t u r ea n dc o n s t r u c t i o no fc o a s t l i n e t h i sp a p e ri ss u p p o r t e db yt h ep r o j e c to f t h er e s e a r c ho nc o a s t a le r o s i o ni nf u j i a n i no r d e rt ok n o wt h es t a t u so fc o a s t a le r o s i o ni nf u j i a n , d a t aa b o u tc o a s t a l p h y s i o g n o m y ，c o a s t a ls t y l ea n ds t a t u so fc o a s t a le r o s i o na l ec o l l e c t e df r o mn o r t ht o t h es o u t ha l o n gt h ec o a s t l i n e 谢mi sa b o u t30 0 0 k m d e p e n d i n go nt h ec h a r a c t e ro f s a n dc o a s ta n dr e s e a r c hb e f o r e ，t h es a n dc o a s to ff u ji a nw a sd i v i d e di n t o110s e c t i o n s t h ea r e a , s t a t u sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fe r o s i o nw a si l l u m i n a t e db yv i s i t i n gt h ef o r e g o n e s i t u a t i o nf r o mt h ei n h a b i t a n tn e a rt h es e aa n de x p l o r i n gt h es t a t u so ft h ec o a s td i r e c t l y b a s e do nt h ef o r e g o i n gd a t a , c o a s t a ls t y l eo fe r o s i o n ，l e n g t h , e r o d i n gv e l o c i t ya n d p r o c e s so fe r o s i o na r ee v a l u a t e dc o m b i n i n g 、析n lt h ea n a l y s i so fm a p so fd i f f e r e n t p e r i o d s ，h i s t o r i c a li n f o r m a t i o na n do c e a n i cc i r c u m s t a n c e m o n i t o r i n gs e c t i o nw a s d i s p o s e dt oo b s e r v ea n dm e a s u r et h el o c a t i o no fc o a s t l i n e ，l a n d f o r mo fb e a c h , c h a r a c t e r i s t i co fs e d i m e n ti nt h ei n v e s t i g a t eo fi m p o r t a n tr e g i o n t h e nt h ec a u s ea n d 1 0 s so fc o a s t a le r o s i o na lee s t i m a t e d a f f e c t i o no fn a t u r ea n dm a n k i n da r et h et w om a i na s p e c t st ot h ec a u s e so fc o a s t a l e r o s i o n n a t u r a lf a c t o r st h a ta f f e c t t h eb e a c h e sa r et h ef o l l o w i n g s ：( 1 ) e r o d i n ga tal o w m v e l o c i t yo na c c o u n to fg l o b a ls e a - l e v e lr i s e ；( 2 ) e r o d i n gi n t e n s e l ya tas h o r tt i m ed u e t ow a v e sa n dt i d ec a u s e db yw i n d s t o r m ；( 3 ) d e c r e a s eo fs a n ds u p p l yf r o ml a n d ；( 4 ) c o n t r o lo fb e a c he r o s i o nb yd i f f e r e n tt y p e so fs e a c o a s t 。a r t i f i c i a lf a c t o r st ot h ec o a s t a l e r o s i o ni n c l u d e ：( 1 ) c o n t i n u i n gs a n dp i c k i n gc o a s t w i s e ；( 2 ) e n l a r g e m e n to fs a n d p u m p i n gi n s h o r e ；( 3 ) b l o c k i n gt h et r a n s p o r to fs a n dd u et ot h ec o n s t r u c t i o no fc o a s t a l e n g i n e e r i n g ，a n dt h es e a c o a s tw i l lb ee r o d e di no t h e rp l a c e sf o rl a c k i n go fs a n d s u p p l y b a s e do nt h er e s e a r c hb e f o r e ，s o m em e a s k r c so r eg i v e nd e p e n do nt h ed i f f e r e n t a r e a sa n dd i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i c so fs a n db e a c ht op r e v e n tt h ec o a s tf r o me r o d i n g d i f f e r e n tq u o m o d o sa r et a k e no nc o a s t a le r o s i o ni nd i f f e r e n ta r e a s ，n o t h i n gs h o u l db e d o n et ot h es a n dc o a s ti nf u d i n gb e c a u s eo ft h el i m i to f e c o n o m i ca n dg e o g r a p h i c a l c o n d i t i o n s t h es a n dc o a s to ff u z h o u , q u a n z h o ux i a m e ns h o u l db ep r o t e c t e d s e v e r e l y e f f e c t i o no f h u m a na c t i v i t ys h o u l db em i n i m i z e di 珏z h a n g z h o ut op r o t e c t t h es a n db e a c h d i f f e r e n tn l e a n sc a nb eu s e di nd i f f e r e n ts e c t i o n so ft h ec o a s t , m o r e a n dm o r eo c e a n o g r a p h e r sr e c o g n i z e dt h a tt h ef o r e s h o r em u s tb ep r o t e c t e db e f o r ew e p r o t e c tt h ec o a s t ，t h e r e f o r e ，e n g i n e e r i n gm e a n s ，b i o l o g i c a li x l e a n sa n da r t i f i c i a l b e a c ha r ca p p l i e do ns o m ei m p o r t a n tp a r t so fc o a s t l i n e 。d i f f e r e n tm e a n sc a l lb e c o m b i n e dt o g e t h e rt om a k ee f f e c tt h eb e s t k e yw o r d s , s a n db e a c h ；c o a s t a le r o s i o n ；p r e v e n t i n gm e a n s ； i v 独创声明 本人声明所星交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 注： 熟邀壹墓丝置噩楚型度疆的：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名毒互 签字隰知游g月罗日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录劐中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 导师 签字日期： t吾、， 签 滓 豁 秘 作 b 文 扎 谢 瑚 僦 翔 靴 拌 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 0 前言 海岸侵蚀是全球性的自然灾害。受全球气候变暖以及人类活动的影响而产生 的海平面加速上升将使海岸淹没和侵蚀范围进一步扩大，程度也日益加剧。世界 上一些沿海国家多年来一直在关注着海岸侵蚀灾害的发展和变化，并不断研究其 防护对策。自从上世纪六十年代以来，许多国外学者对海岸侵蚀做了广泛的研究 并总结了大量成功的管理经验，包括：( 1 ) 岸滩侵蚀过程和机理研究；( 2 ) 侵 蚀模式和模型研究；( 3 ) 护岸工程规划和防护管理研究等。 同样，在我国3 2 0 0 0k m 的海岸线上也存在着不同程度的海岸侵蚀问题，其中 不少岸段因河流改道、海岸夷平作用二暴风浪及强潮的冲刷发生了不同程度的侵 蚀后退。 自2 0 世纪5 0 年代以来，我国海岸侵蚀日渐明显，至7 0 年代末期除了原有的 岸段侵蚀后退之外，不断出现新的侵蚀岸段，总的侵蚀长度正在不断增加，侵蚀 程度加剧。海岸侵蚀最直接的危害是破坏沿岸建筑物，造成道路坍塌中断，尤其 是岸滩后退造成河口低洼地的淹没，增大海岸洪涝几率和土地的盐渍化程度，乃 至干扰海岸生态系统，因此迫切需要对海岸侵蚀进行管理研究。 我国自八十年代起也开展了对某一岸段的研究，取得了许多成果，对我国海 岸侵蚀的原因、侵蚀过程、侵蚀程度、侵蚀模式以及海岸带管理等方面进行了广 泛而深入的研究。 综观福建海岸的侵淤情况，砂质海岸强烈侵蚀，但7 0 年代以前，由于经历代 人民种植防护林、修堤坝进行防护，多数砂质海岸得到固定，仅少部份由于未加 保护，或保护设施损坏后的砂质海岸处于强烈侵蚀阶段；进入8 0 年代以后，海岸 侵蚀呈加剧趋势。闽北地区，近海沙大量运往浙江苍南销售，打破水下剖面的平 衡，使得近岸沙向滨外输移，重新塑造这种平衡，近海水深加大，水动力条件进 一步加强，海岸侵蚀相当严重；泉州和厦门等经济发达的地区，由于人类活动频 繁，沿岸筑堤建坝以及大量海岸工程的修建也加剧了砂质海岸侵蚀，泉州近海采 沙至今仍很普遍；漳州海岸由于人为影响较小，侵蚀现象也相对较弱，部分岸段 侵蚀较强；只有闽江口南侧由于泥沙供应，侵蚀不太明显。 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 造成海岸侵蚀的原因是多方蘑而复杂的，英直接的原嚣是沿岸泥沙亏损和海 岸动力的加强，但根本原因是自然因素和人类活动的影响。和我垦海岸侵蚀发展 的趋势一样，福建发生大规模海岸侵蚀的时间不长，可发展异常迅速，究其原因， 客观地讲是三分天灾七分人祸，更确切地说大规模海岸侵蚀与人类活动影响有密 切关系。 海岸侵蚀严重影响到海岸开发及沿岸工程的建设，如机场、码头、铁路、桥 梁、海水养殖以及海滨浴场、农田、人屠，甚至海防设施建设，如碉堡、哨所、 海底电缆等。因此开展福建省海岸侵蚀状况的调查研究，了解海岸类型、抗侵蚀 能力、侵蚀现状及侵蚀原因，对保护沿岸工程建设，保障农田水剩建设、民屠安 全等具有重大的现实意义。 2 福建砂质海岸便蚀原因和防护对策研究 1概况 1 1 构造 福建位于欧亚板块的东南部，濒临西太平洋，属于大陆边缘，与台湾岛之间 隔台湾海峡。福建在大地构造单元上属于华南褶皱带的一部分；为环太平洋孛、 新生代巨型构造一岩浆带的陆缘活动带的一部分【1 1 ，是全球构造一岩浆活动最活 跃的地区之一；地质上以燕由鳙中酸一酸性火出岩、侵入岩广泛露布。 图1 1 福建海岸地区构造略图( 陈峰，1 9 8 8 ) f i g 1 - 1m a i nf a u l ta l o n gt h ec o a s ti nf u j i a n 福建位于浙闺粤桂隆起带，陈峰( 1 9 8 8 ) 2 1 研究，n n e 与n n w 向断裂交切 的x 型深大断裂和长乐诏安断裂带控制了海岸的发育，使得海岸曲折蜿蜒， 盘n e 向n w 排列里锯齿状，同时s n 商和e w 商断裂在福建沿海也有发育。福 建沿岸构造特征在海岸形态上体现出来：东山岛、古雷半岛、六鳌半岛、金门岛、 金井半岛、湄洲岛、马祖岛等与大隧连线呈n e 向雁行排列；福建一些大的海湾 多出现在大的断裂与海岸线直交的地方，如三都湾、兴化湾、福清湾、泉州湾、 疆建砂蕨海岸侵蚀原因弱防护对繁研究 厦门港、末由湾等；福建海湾豹成因大都是断裂裁因，海湾周匿大都是构造上升 区，丽港湾则是构造下降区( 圈1 1 ) 。 沿岸地区，蒸出麓火山岩发育，基岩海岸是主要的海岸类型，两基岩蜂头之 问往往形成砂质海岸，其规模一般不大，几百米至数千米不等，在长时间的输沙 乎鬻之薏，沙滩呈弧形分毒，此时的沙滩耦对稳定，随季节变纯丽处予动态平衡 之中。福建海岸总长度大约为4 0 0 0 k m ，其中砂质海岸长度为3 0 0 余k m ，虽然不 蔓l 十分之，然两砂震海岸韶是福建海瘁上髂爨珠，发展旅游她畜很大瓣潜力。 l 。2 地形地貌 东部沿海海拔一般在5 0 0 米以下，地虢类型通常甑丘陵到红土台她嚣到沿海 平原，花浅岩、流纹岩、玄武岩等火出岩遗布全区。闽江秘以j 艺以花岗岩高丘陵 为主体，出丘坡度较大，顶面崎岖，多直遐海岸。在戴云山、搏平蛉东延余脉散 布花岗岩丘陵。东南部沿海丘陵区有基岩裸露，经流水长期冲蚀，形成典型的“石 蛋”地形。福清至诏安沿海广泛分布着由深厚的风化残积层组成的红土台地。平 原仅分布在河闲和海滨地带，这些平原规模不大，鼠为丘陵所分箭，爨不连续状。 较大的平蘸有漳州平原、福媸平原、泉娴平原帮兴傀平原，原系第四纪断黧盆地， 后地壳上升，分别由九龙江、闽涯。晋江耱本兰溪等海流泥沙冲积和海湾淤泥堆 积霭成，属漭积海积平暴。这些平原：并非完全平坦，多教毒霄孤出、残丘。沿海 一带，尤以长聚梅花、江姻，晋江金井，漳浦古雷半岛，以及平潭、东山等岛屿 风积地貌发育，有覆盖沙、薪月形沙丘、新月形沙丘链、沙垅等景观。 海岸线曲折，港湾众多，岛屿星罗棋布。陆地海岸线全长3 3 2 4 千米，岸线 多呈锯齿状，十分蘸折，鎏折率为l ：5 7 m ，其盏摄程度屠我蓬沿海各省份之首 位。海岸类型以侵蚀海岸为主，堆积海岸为次，红树林海岸爨裔向北呈斑点状零 星分布。侵蚀海岸多出现在半瑟、岛屿蝉角和岸线转折堤段，主要分布在复江篷 以北一带，闽江嗣以南的福清、平潭、莆腿、厦门、东山、诏安等沿海亦有分布， 常见有海饿崖、海蚀漏、海蚀拱桥、海蚀柱和海蚀酚缝等侵蚀形态。堆积海岸多 出现在港湾内部岸段和岸线比较平直的地段，九龙、江口以南龙海、漳浦一带海岸 较楚平直，堆积形态较为发育，常见有海滩、沙堤、沙嘴等，并以海滩为主。全 省滩涂面积约2 0 7 万公顷，底质以泥、泥沙或沙泥为主。全省大小港湾1 2 5 个， 4 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 自北向南有沙缝港、三都澳、罗源湾、湄渊湾、厦门港和东出湾等6 个特大深水 港湾。这些港湾多深入内陆，与半岛相间出现。沿海岛屿的分布格局和地质岩层 均与附近陆地的出地丘陵稆同，安属陆地的自然延伸部分。全省共有岛屿1 5 0 0 多个，较大的有海坛、金门、南日、马祖等岛屿；原有的厦门岛、东山岛等已分 别有跨海海堤与大陆相连形成半岛。 1 3 气象条件 福建地处亚热带海洋性季风气候区，平均年降水量从1 0 0 0 m m 到2 0 0 0 m m 不 等。受山丘地形和海陆分布的影响，年降水等值线大致与海岸线平行；降水量从 陆地宾海迅速减少。出地岸坡年降水量在1 5 0 0m m - - 一1 7 0 0i i m ) 降水最多在宁德 地区，平均年降水量达2 0 1 4 m m 。岸边及海岛年降水量多在1 0 0 0m m - - 1 3 0 0 m m 。 降水的季节性分獾力，夏季最多，春季次之，秋冬季最少。 受东亚季风环流的影响，本海区夏季以西南风为主，冬攀以东北风为主；年 均风速为5 6w a s - - 8 0m s ，最大风速秀3 0m s 一- 4 0r i g s 。沿岸常见大风( 瞬闻风 速达1 7m s ，即8 级风以上者) 天气：平潭、崇武、东山等地大风日数都在1 0 0 , - 一 1 5 0 天之闻网。 1 4 水文条件 1 4 。1 海洋水文 1 波浪本海区以风浪与涌浪共同作用为特征，沿岸常波向为s e 或n e 向； 沿岸强波向大致在e - n e 几个方位肉，多见于平潭、崇武沿岸海域。平均波高1 s i n 以内，最大波高1 6 m ( 平潭站测得) 嗍。 2 。潮汐本海区潮汐，系西北太平洋潮波传入我国东海丽引起的协振潮；潮 汐类型，除了浮头湾以南的一小部分地区为不正规半日潮外，其余大部分地区属 于正规半日潮。沿岸平均潮差多在4 米左右，属于中、强潮区阁；其中厦门以北 多为强潮区，厦门以南为中潮区。网高潮不等现象较为明显，其差值在0 2 - - 0 4 m 之间；高潮不等的变化与季节变化有关，一般来说，从春分至秋分，夜潮大于凿 潮；从秋分至次年春分，日潮大予夜潮。 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 3 沿岸流本海区沿岸流属于东海沿岸流的一部分，受闽江、晋江、九龙江、 韩涯等入海径流翟季节性盛行风的影响，冬夏两季沿岸流运动方向相反。冬季， 本海区盛行东北风，低盐海水沿岸堆积，等压面自岸向海倾斜，沿岸流受盛行风 的作用，沿海岸向西南流动嘲；同时，这个方向又与入海径流所受的柯氏力方向 一致，所以流速得到强化。夏季，本海区西南季风占优势，在盛行风作用下，沿 岸流沿海岸北上。 4 台风浪与风暴潮本海区是台风多发区，据1 9 5 6 - 1 9 8 1 年的统计资料， 袭击和影响本海区豹台风年均6 次以上。 台风浪是指由余风弓| 起的大浪。台风中心附近气压梯度大，在1 0 0k m 半径 内气压差可达4 0 5 0h p a ，因此可以在短时间内造成强风，风速一般在4 0m s - - - 一 6 0 m s ，少数强台风心风速可超过1 0 0m s 。如此强风通常会造成海上巨浪，浪高 一般在5 m 以上。7 6 1 3 号台风登陆莆田时，台风中心气压为9 1 0h p a ，最大风速 6 0m s ，平潭海域出现波高1 6 01 1 1 的台风浪。 l 。4 2 河流水文 福建海岸的入海河流包括闽江、晋江、九龙江以及闽粤交界附近的韩汪。入 海河流对海岸带的纵向输沙影嚷较大；本海区影响沿岸( 纵向) 输沙的入海河流主 要是闽江和韩江。鲤江发源有兰，北源建溪来自福建仙霞岭，西源富屯溪和南源 沙溪均来自武夷山脉。三源在南平附近汇合后流经福州马尾注入东海。全长 5 4 1 k m ，流域面积6 1 0 0 0k m z 。年降水量为1 7 0 01 3 1 1 3 1 ，年径流量为6 0 0 亿m 3 ，年 输沙量为8 2 9 万t 。韩江发源有二，东源汀江出于福建长汀县，南源梅江出于广 东紫金县。流经福建、广东二省，在广东澄海市东溪口注入南海。全长4 7 0k m 流域面积3 0 11 2k m z 。该流域地处受热带气候区，降水丰富，径流含沙量很小。 年降水量1 4 0 0 - - 一1 7 0 0 m m ，年径流量2 4 1 亿毽3 ，年输沙量7 2 7 万。径流入海 泥沙往往会在河e l 处形成三焦洲【6 】，在适当的水动力条件下逐渐实现沿岸搬运， 影响砂质海岸的地貌变化；或者在入海时直接汇入沿岸流系，影响沿岸沙滩的冲 淤过程。 6 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 2 研究现状 2 1 海岸相关概念 海岸向海倾斜延伸，是海陆交汇处；海滩是一种松散沉积物( 砂、砂砾和卵 石等) 的堆积体，是砂质海岸重要组成部分，也是它的主要特征，k o m a r 将海岸 从陆向海划分为后滨、前滨、内滨和外滨( 如图2 1 和图2 2 ) ，海岸各个重要的 部分的相关概念列予下面阴：4 凰2 1 海岸带分带示意图( 据k o m a r ，1 9 7 6 ) f i g 2 - is k e t c hm a po f c l a s s i f i c a t i o no nc o a s t a lz o n e 图2 2 基于波浪作用下的海岸带的划分( 据k o m a r ，1 9 7 6 ) f i g 。2 - 2t h ec l a s s i f i c a t i o no f c o a s t a lz o n eu n d e rw a v ea c t i o n 后滨( b a c k s h o r e ) 海滩剖面中的一个地带，其范围从倾斜的前滨向陆延展到 生长植物或自然地理特征改变的地方( 海蚀崖、沙丘地带等) 。 滩面( b e a c hf a c e ) 滩肩以下，经常受到波浪冲溅作用的海滩剖面倾斜段。 7 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对镱研究 滩肩( b e r m 或b e a c hh e r i n ) 海滩上近乎水平的部分，或在退浪作用下沉积 物堆积成的质滨。有些海滩具有一个以上的滩肩，丽也有一些海滩没有滩扈。 滩肩顶( b e r mc r e s t ) 或滩肩外缘( b e r me d g e ) 滩肩的向海界限。 破波带( b r e a k e rz o n e ) 近岸带的一部分，在那里，来自滨外的波浪变得不稳 定而破碎。如果波浪是十分简单的规则波，例如可以在实验波槽内产生的规则波， 其破波带可以简化为一条破波线。在宽而平坦的海滩上，可以出现两个破波带， 在第二个破波带波浪再一次发生破碎。 前滨f f o r e s h o m ) 滩窟项( 或在没有滩肩项情嚣下，高潮时波浪冲溅熬上界) 秘低潮时波浪冲溅回卷流( b a c k m s h ) 作用到的低水线之阚的海滩剖面的斜坡郝 分。这个术语往往与“滩面”近乎同义，但通常其范围更广，前滨还包括滩面以下 海滩剖面的某一平坦部分。 内滨( i n s h o r e ) 从前滨向海伸展到刚刚超出破波带的海滩剖面部分。 滨y p ( o f f s h o r e ) 从破波带( 内滨) 外侧延展到大陆架边缘的，海滩剖面中相当 平坦的部分。该术语也适用于描述近岸带向海例的水体和波浪。 ( 海) 滨( s h o r e ) 位于海水边缘的地带，不论该地带由岩石缓戒还是由松散沉 积物组成。如果由松散沉积物组成，那么“( 海) 滨”就与狭义的“海滩”成为网义词。 ( 海) 滨线( s h o r e l i n e ) 海水与出露海滩之间的分界线。 激浪带( s u r f z o n e ) 近岸带的一部分，在那里，随着波浪破碎而形成类似于 涌潮的推进波。其位置从内破波带( i n n e rb r e a k e r s ) 向岸伸展到溅浪带。 溅浪带( s w a s hz o n e ) 近岸带中最靠岸的部分，在那里，滩面交替地受到波 浪冲溅的上冲流( u p r u s h ) 的覆盖，和因回卷流( b a c k w a s h ) 丽暴露。 2 2 研究现状 海岸侵蚀是全球性的自然灾害，早在2 0 世纪初就已经弓| 起了一些国家的重 视，并展开了相应的调查。1 9 0 6 年荚量成立了负责治理海岸侵蚀的皇家委员会， 1 9 4 9 年制定了海岸保护法刚。二次世界大战后，人类活动空前频繁，海岸 破坏十分严重，海岸侵蚀后退的问题日趋突出。美国在2 0 世纪6 0 年代，海岸侵 蚀已相当严重，故早已编制了海岸侵蚀图集，建立了岸线变化的数据库和海岸侵 蚀的信息系统。日本的侵蚀性海岸也比堆积性海岸多，很多岸段侵蚀速率超过 3 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 3 m a 。原苏联1 9 6 2 年制定了里海海滩保护法。 1 9 7 2 年国际地理学会成立了“海岸侵蚀动态工作组”，发动世界各地有关科 学家搜集有关资料，宣北海岸侵蚀研究纳入了国际合作的范畴。1 9 7 4 年由澳大 利亚b i r d 教授综合同行资料，撰写了“百年来的岸线变化 的报告，对世界各地 岸线变纯及其原因进行了评述。以后此项工作纳入了国家海洋研究科学委员会的 计划，并建立了海平面变化和世界海岸线侵蚀工作组【9 】。 在海岸侵蚀研究方面，自主世纪6 0 年代以来，美鬻、日本、英国、澳大剩亚 和前苏联等国均对海岸侵蚀进行观测和理论研究，许多科学家在这些方面做了大 量工作，r o b e r ta m o r t o n 等( 1 9 9 5 ) 在美国得克萨斯海岸对飓风过后泥沙扩散和 海岸线的变动进行了观测研究，认为风暴潮是引起海岸短时间变化的最重要因素 嘲；p a u ld k o m a r ( 2 0 0 0 ) 则讨论了长时问、大尺度、人为影响下的海岸侵蚀【1 1 ； j v a u g h nb a r r i e 等( 2 0 0 2 ) 在研究加拿大太平洋地区的海岸时，对海平面变化对海 岸的影响机制制作了详细评述，认为海平面变化在海岸演化过程中起主导作用 1 1 2 】：r o b e r t d e a n 等( 1 9 9 7 ) 进行了综合的野外观测，并对所得资料进行了解释【1 3 1 ； b r u u n ( 1 9 5 4 ) 1 4 】、s w a r t t ( 1 9 7 4 ) 1 5 l 、d e a n ( 1 9 8 3 ) 1 6 1 、l a r s o n ( 1 9 9 1 1 7 】对 海滩剖面进行了大量的研究；d a v i dw h i t m a s h 等( 1 9 9 9 ) t 1 8 】、a r v e dr a u d l d v i 等 ( 2 0 0 2 ) 【搦探讨了海滩保护的阂题；j o h np e t h i c k ( 2 0 0 1 ) 2 0 1 认为海岸地貌的变迁是 对垂直和平行于海岸的动力因素的响应，并讨论了海平面上升对河口地区和开敞 海岸地区的影响以及对海岸系统的管理办法；m a r kb y m e s 等( 1 9 9 5 ) 阱1 、m a r e k s a m y t k i e w i e z 等( 2 0 0 0 ) 2 2 】、g 滕a y d i n 等( 2 0 0 3 ) 2 3 1 对海岸侵蚀模式进行了研究。 我国海岸侵蚀比发达国家晚，从上世纪5 0 年代开始，而进入8 0 年代后，由予 改革开放，经济建设进入快速发展时期，同时海岸侵蚀灾害加剧。6 0 年代海岸 侵蚀主要发生在泥质海岸，进入7 0 年代尤其到8 0 年代，沙质海岸也普遍产生侵 蚀与之相应，我国对海岸侵蚀的研究主要是8 0 年代以后( 沈焕庭，胡刚) 【引。 在我因王文海( 1 9 8 7 ) 【2 4 】、庄振业( 1 9 8 9 ) 2 5 】、夏东兴( 1 9 9 3 ) 9 1 、赵全基( 1 9 9 2 ) 【2 6 】、张欲华( 1 9 9 6 ) 2 7 1 等最早开展了海岸侵蚀斡研究，并提出一些相应的对策； 陈吉余和沈焕庭等( 1 9 8 7 ) f 2 引、季子修等( 1 9 9 3 ) 【2 9 1 、孙清等( 1 9 9 7 ) 【3 0 1 、陈沈良等 ( 2 0 0 5 ) t 3 1 】分别对长江三角洲移黄河三角洲的侵蚀进行了研究，分析其侵蚀机理： 印萍等( 1 9 9 8 ) f 3 2 】研究了沙子口湾的海岸侵蚀，认为波浪是造成海岸侵蚀的原因； 9 橘建砂质海岸侵蚀骧因暑珏防护对策研究 李恒鹏等( 2 0 0 0 ) 3 3 】从海平露上舞海岸响应的历史记录、海岸均衡剖面私形态响斑 模拟三个方面概述了海岸形态对海平面响应的国内外研究进展；高抒( 1 9 8 9 ) 3 4 】 认为废黄河三袁渊海岸剖面形态戮上凹形必特征，海岸侵蚀的主要动力是波浪作 用；阮成江、谢庆良( 2 0 0 0 ) p 5 】论述了我国主要海岸侵蚀区的侵蚀现状、特点 及原因，并提出海岸侵蚀豹防治对策：“保堤必须保滩，“全线防护变成线段防护”； 薛春汀( 2 0 0 2 ) 3 6 】提出加强海滩和海岸侵蚀的研究，进一步完善海洋环境保护 法或制定海岸环境保护法，防止人工海岸进一步扩大，并发展偏僻海岸地区的度 假旅游，让沿岸居民能从保护海岸中获得实际利益；左书华，李九发( 2 0 0 6 ) 3 7 1 针对我国黄河三角渊和长江三角渊海岸线的侵蚀现状，分析了我国海岸线侵 蚀主要因素，对罔前我国所采用的海岸防护措施进行了分析，指出应根据海岸侵 蚀的具体特点采用不同的措麓或多种形式鳃合；谢世楞( 1 9 9 9 ) p s i 以尼吕利亚 拉各斯维多利亚海滩侵蚀防护项目的分段式离岸堤方案设计为背景，探讨有关 离岸堤的平面布置和结构选型等阀题：孙波、顾大冬等( 2 0 0 6 ) 1 3 9 分析沙质海 岸的泥沙运动特点，结果表明人工育滩因其不会破坏工程区上下游沿岸输沙的平 衡，是相对于海岸防护建筑物而言最为经济和生态友好的新兴防护措施；王文海、 李福林( 1 9 9 1 ) 4 0 l 通过分析我国海岸侵蚀的特点，阐述了建立海岸侵蚀信息系 统的必要性和基本方法，并给出了相应的结论；王文海等( 1 9 9 9 ) 啡】探讨了海岸侵 蚀灾害的评估方法，以及评价指标的选取和灾级的划分，特别提出了利用综合指 数进行灾害评估的建议；丰爱平、夏东兴( 2 0 0 3 ) 4 2 1 分析了海岸侵蚀灾变强度 因子和灾度因子，提出了基于海岸侵蚀后退速率和海滩宽度侵蚀模数的海岸侵蚀 灾变强度分级方案。 前人对福建沿海海岸侵蚀现象做了一定的研究：王文海( 1 9 9 2 ) 调查福建一 些岸段每年侵蚀后退量可达l - - 2 m ；夏东兴、王文海( 1 9 9 3 ) 9 i 对中囡海岸侵蚀 资料进行整理，福建沿海总体侵蚀严重，平均海岸侵蚀速率大于为2 m a ，最严重 的霞浦、莆田某些岸段侵蚀速率超过5 m a ：倪梦书( 1 9 8 8 ) f 4 3 】根据1 9 8 4 1 9 8 5 年对福建海岸1 5 条割面的观测首次研究了该区岸滩季节、风暴潮循环等现代岸滩 动态过程及其原因；谢在团、蓝东兆等( 1 9 9 3 ) 4 4 1 对厦门海岸侵蚀状况进行了 研究，认为沙源亏失是海岸侵蚀最主要的原因；高智勇、蔡峰等( 2 0 0 1 ) 4 8 1 根 据波浪输沙和地形对比，对厦门岛东部海岸的岸滩侵蚀动态及演变趋势进行探 l o 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 讨，并根据其海岸特点提出相应的防护对策；陈坚、谢在团( 1 9 9 8 ) 【4 6 】通过波 浪计算和理论海滩剖面方程的拟合，以b r u u n 模式为基础，根据e v e r t s 音1 面积分方 ； 法，测算了厦门大学海滨浴场、鼓浪屿港仔后海滨浴场沙滩未来1 0 0 a 海平面上升 引起的海滩后退量值；陈坚、蔡峰 4 7 1 ( 2 0 0 1 ) 通过海岸地貌调查、沉积物分布、 岸线对比、沿岸输沙率计算等手段，分析研究了厦门岛东南部海岸海滩的演变 特征；郑承忠，翁宇斌等【4 8 】( 2 0 0 5 ) 根据厦门岛东南岸沙滩剖面1 9 9 9 年2 月 2 0 0 2 年1 1 月4 年的观测资料，分析了该剖面上平均高潮位、平均海平面、平均低潮位 的位置变化，绘制了冲淤变化曲线，研究剖面的形态特征及季节和长周期变化趋 势；蔡峰、苏贤泽等( 2 0 0 3 ) 【4 9 】在实地调查的基础上，通过对大埕湾沿岸输沙 率变化和岸线形态的分析，综合探讨了该海湾的泥沙来源，沿岸泥沙迁移特征， 岸滩冲淤动态以及海岸的演变趋势。 福建海岸侵蚀状况，前人做了许多研究，但这些研究大都针对某一地点：如 厦门经济发展较快，对海滩产生的破坏也比较大，厦门在上世纪7 0 9 0 年代的滩 面取沙使得海滩侵蚀后退非常严重，因此随着厦门经济越来越繁荣，海岸环境与 社会的矛盾也越来越突出，研究海岸侵蚀灾害成为了必然的结果；其他地区如宁 德、漳州却鲜有人调查，这些地方海岸侵蚀的状况也越来越严重，海岸的防护却 没有跟上，因此有必要进行一次全面的调查，彻底查清福建海岸侵蚀状况，并为 将来海岸带开发与保护提供相应的措施。 2 3 海滩平衡 砂质海岸变化的主要原因有两个：其一是受侵蚀岸段岸滩的泥沙供给量改 变；其二为沿岸海洋动力改变。泥沙减少或增加打破了海滩物质供应的平衡，海 滩沉积物在波浪等水动力条件下，在滩面上运移，泥沙供应充足，滩面上物质输 沙量小于供给量，海滩淤积，泥沙供应减少，输沙量大于供给量，海滩沙流失， 滩面侵蚀。水动力改变，则波浪、潮流等对海滩沉积物搬运能力改变，水动力增 强时，原来无法被水流起动的较粗颗粒沉积物被冲刷带走，海滩侵蚀，水动力条 件减弱时，原来可以被水流起动的较细颗粒的沉积物很快落淤，海滩淤积；在新 的动力环境下输移，海滩则会调整其形态，来达到一个新的平衡。 福建砂质海岸侵蚀原因和防护对策研究 霉2 3 海岸带沉积物输移示意图 f 遮2 - 3s k e t c hm a p o f s e d i m e n tt r a n s p o r ti nt h ec o a s t a lz o n e 壹图2 3 可以看出，海岸沙质沉积物来源主要是河流来沙( 级) 、风力扬沙 ( q 扩) 、海岸侵蚀来沙( 篓k ) 、外海来沙( 转) ，其中外海来沙包括沿岸输沙( 见) 、 横向输沙( 函) ： 函= 幺( i n ) + 函( 缸) 一q 上( o u t ) 一( o u t ) 因此某段海岸单位时间输沙量q 即为： q = 像+ q z - f q w ( t , , 一q 矿( o m ) + 函 由此可见，当q 0 时，泥沙输入量大于输出量，该岸段是淤积的；当q = 0 时，泥沙输入量等于输出量，该岸段是平衡熊；当q 0 时，