（环境工程专业论文）黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究.pdf

s t u d y o nt h ee r o s i o na n di t sc o u n t e r m e a s u r e s o ft h em o d e r ny e l l o wr i v e rd e l t ac o a s t a b s t r a c t t h cm o d e my e l l o wr i v e td e l t ai sl o c a t e df r o mt a o e rr i v e rt oz h i m a i g o uo nt h es o u t h w e s ts i d e o fb o h a is e aa n dan e w b o r na r e aw i t has i l t i n g - u pr a t eo f2 0 2 5 k m 2 as i n c ei t ss e a - r t m n i n g t o w a r d sb o h a is e ai n18 5 5 b e c a u s eo fi t ss p e c i a lc h a r a c t e r , t h et e r m i n a lc h a n n e lo ft h ey e l l o w r i v e rc h a n g e df r e q u e n t l y , w h i c hb r o u g h tt h i sa r e ab o t hl a r g e s c a l es i l t i n g u pa n de r o s i o n b u t b e f o r e1 9 9 0 st h em a i ne v o l u t i o nt r e n do ft h ey e l l o wr i v e rd e l t aw a s s i l t i n g - u pa n di t w a si nt h e s e c o n dh a l fo f1 9 9 0 st h a tt h ea r e ad c c r e a s e db y2 6 k i n 2 t h e nt h ew h o l ed e l t ab e g a nt ob ee r o s i o n t h et i m e i n c r e a s i n gc o a s t a le r o s i o nh a sn o ws c l - i o u s l yh a r mb o t l it h ee v o l u t i o na n de c o n o m i c e n v i r o n m e n to f t h ey e l l o wr i v e rd e l t a ，f r o mw h i c ht h es h e n g l io i lf i e l da n dn a t i o n a le c o l o g i c a l m o d e m r e g i o nh a ss u f f e r e da l o t b a s e do ns e v e r a lr e l e v a n tp r o j e c t s ，t h i sp a p e rs y s t e m i c a l l ya n a l y z e dt h ei n f l u e n t i a le l e m e n to ft h e c o s t a le r o s i o ni ny e l l o wr i v e rd e l t aa n df o u n dt h a tt h es e d i m e n t o l o l 百e a ld y n a m i c sc h a r a c t e r , c h a n g e so f t h er i v e rc o u r s c sa n dw a t e r - s a n dc o n t e n t s ，a n dr e l a t i v es e a l e v e lr i s ea r et h em a i nr e a s o n f o rt h ec o s t a le r o s i o n a c c o r d i n gt ot h ec o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so ft h ea b o v ee l e m e n t s ，t h e r ei sa n o n - r e v e r s et r e n do f e r o s i o ni nt h ey e l l o wr i v e rd e l t ac o a s t a sf o rt h ec o u n t e r m e a s u r e s f i r s t l yt h e w a t e ra n ds a n ds o u r c e ss h o u l db er e a s o n a b l ya l l o c a t e da n dm a n a g e d m e a n w h i l e ，c o n s i d e r i n g c o a s t a le r o s i o n s r e g i o n a l a n di m b a l a n c e c h a r a c t e r s ，s p e c i a l m e a s l 】r e m e n t ss h o u l db et a k e n a c c o r d i n g t h e r e g i o n a l c h a r a c t e r so fy e l l o wr i v e r d e l t a h i i g h s t a n d a r d c o a s t a l p r o t e c t i o n s t r u c t u r e ss h o u l db eb u i i tn e a rt h ep a l e o - y e l l o wr i v e rm o u t ha r e aa n db r e a k w a t e r ss h o u l db e c o n s w a c t e dw h e r et h e r ei sah i 【g hc o n c e n t r a t i o no fo i lw e l l s w h e r e a si nt h en e w l yy e l l o wr i v e r m o u t ha r e a ，t h em a i np u r p o s eo ft h em e a s u r e m e n t ss h o u l db ee n h a n c et h es i l t a t i o nt om a i n t a i nt h e b e a c h w h e f li tc o m e st ot h ea r e ab e t w e e nt h ea b o r et w o b r e a k w a t e r ss h o u l db er e i n f o r c e da sw e l l a sp r o t e c t e d k e y w o r d s ：m o d e m y e l l o wr i v e rd e l t a ；c o a s t a le r o s i o n ；e r o s i o nh a z a r d ；c o u n t e r m e a s u r e s i i 黄河二角洲海岸侵蚀灾害发其对策研究 月u 吾 黄河是我国第二条大河，河流长度5 4 6 4 0 k m ，流域面积7 5 1 8 6 9 k m 2 。现代黄河 三角洲地处山东省西北部的渤海沿岸，呈倒三角形插在渤海湾与莱卅湾之间，是1 8 5 5 年6 月以来黄河泥沙堆积形成的一块年轻土地，其陆上部分以垦利县宁海为顶点，南 至淄脉沟，西到徒骇河，面积5 4 0 0 k m 2o 地上土地辽阔，湿地资源丰富，面积为3 3 4 8 k m 2 ， 占总面积的6 2 。其中，天然湿地面积为2 2 9 0 k m 2 ，占总湿地面积的6 8 4 ；人工湿 地面积为1 0 5 8 k m 2 ，占总湿地面积的3 1 6 。地下浅处有丰富的卤水资源，有发展海 茄和盐化工的雄厚基础；地下深处有丰富的油气资源，是我国第二大油田胜利油 田的主要产油区。 黄河以多沙少水著称于世，其河口受水盆地( 渤海) 水深极浅，而黄河含沙量极高， 由此造成了一个叶瓣多、厚度薄极浅水型三角洲，其堆积速率高，造陆速度快。同时， 黄河尾闾又是一个经常改道的河流，每次黄河改道都给黄河三角洲带来巨大影响，在 行水河口形成新的三角洲瓣( 河口沙嘴) ，海岸淤进陆地面积增加，但在废弃河口区三 角洲则遭强烈侵蚀，陆地不断地被大海吞噬，海岸后退。 在2 0 世纪7 0 年代以前，黄河每年以大约5 0 0 x 1 0 8 m 3 的径流量携带约1 2 1 0 s t 的 泥沙入渤海，三角洲地区每年新生陆地面积2 0 2 5 k m 2 。但进入2 0 世纪8 0 年代，利 津站径流量己降为2 7 0 1 0 8 m 3 ，输沙量降为6 4 x 1 0 8 t ；到9 0 年代又分别降为7 8 1 x 1 0 8 m 3 和2 1 1 0 8 t ，2 0 0 0 年和2 0 0 1 年更降低到4 8 1 0 8 m 3 和0 2 x 1 0 8t 左右。黄河这种入海水 量和沙量的巨大变化，势必引起河口区海陆和三角洲沿岸的变化平均年净造地面 积呈明显的减少趋势，从1 9 9 8 年开始黄河三角洲面积不但没有增加，反而减少了 2 6 k m 2 ，黄河三角洲这种以海岸蚀退为主要演变过程所表征的特点，成为世界上独具 特色的三角洲海岸演变模式。 黄河水沙的利用率目前已超过7 0 ，这在国内外都是最高的。随着今后我国话部 开发战略的实施、西部生态环境的改善，以及黄河小浪底等水库的运行，黄河来水来 沙量减少的趋势还将继续下去。现代黄河三角洲日趋严重的海岸侵蚀，已严重地恶化 了黄河三角洲的发育功能和三角洲经济开发环境，不仅对胜利油田、国家高效生态经 济示范区造成了巨大损失，而且海岸线的蚀退、湿地环境的改变，势必使得黄河三角 洲地区生态系统遭到破坏。因此，研究黄河三角洲海岸侵蚀的地理分布及其演变过程、 发生机制及其对策，是一项迫切任务，对其海岸侵蚀灾害的治理和规划管理、综合开 发和环境保护治理，具有重大的理论意义和实际应用价值。 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 0 绪论 0 1 国内外研究现状 o 1 1 国外的海岸侵蚀研究现状 作为自然灾害之一的海岸侵蚀灾害，在世界沿海各地普遍存在，给沿海地区的经 济建设和人民生活造成了严重的影响。从而引起了沿海各国的科学家和政府的高度重 视，纷纷投以巨资进行调查研究、防护和立法管理。 英、美、日、澳及俄罗斯是经济发达国家，也是海岸线绵长的海洋国家，海岸侵 蚀灾害给这些国家造成了严重的损失。 美国1 9 7 1 年发表的“全国海岸线研究报告”指出，在1 3 5 5 0 0 k m 岸线中，有 3 3 0 0 0 k m 属于严重侵蚀类型，占2 4 。其中大西洋海岸有7 9 处于侵蚀状态，该处 海岸侵蚀速度平均为o 8 m a ，最严重的是弗几尼亚州( v i r g i n i a ) 的堡岛海岸，蚀退速率 为4 2 m a ：其次是马里兰州，蚀退速率为1 5 r n a 。墨西哥湾海岸年均蚀退率为1 8 m a ， 其中以路易斯安 j l j ( l o u i s i a n a ) h 侵蚀率最大，为4 2 m a ；其次是得克萨斯( t e x a s ) j l f t ， 为1 2 m a 。五大湖区岸线平均侵蚀速率为o 7 m a ，其中以伊利湖沿岸的纽约( n e w y o r k ) 最为严重，侵蚀率为1 4 m a ；其次是苏必利湖沿岸，侵蚀率为1 3 m a 。 日本所发表了田中则夫的“岸线变迁”一文。在其调查的3 9 9 9 k m 的海岸中，有 5 0 以上为侵蚀海岸，其中有日高海岸、内浦湾海岸、八户海岸、八森海岸等2 4 个 著名的侵蚀地带，其中厚贺渔港西岸、信浓川右岸等1 3 个高速侵蚀区，其侵蚀率高 达5 m a 以上。 澳大利亚为大洋所包围，海岸侵蚀也相当严重，a w s m i t h 和l a j a c k s o n l 9 9 1 年的研究表明，昆士兰州的黄金海岸( g o l dc o a s t , q u e e s l a n d ，a u s t r a l i a ) 本世纪7 0 年代 以前经常出现海岸侵蚀，使海岸不断后退，如p a l m 海滩，1 9 3 0 年时沿海公路距海2 0 m ， 海滩宽度7 0 m ：到了1 9 9 0 年沿海公路距海仅5 m ，海滩宽度也只有4 0 m 。其它海岸如 s u r f e r s p a r a d i s e 海岸、n i n e t y m i l e b e a c h 等，均有明显侵蚀。 英国是个岛国，海岸侵蚀非常严重，每年都有大量土地塌入大海，该国认为每年 损失5 公顷土地就为严重侵蚀灾害，而英国经常发生这类的海岸侵蚀灾害。 埃及自1 9 6 4 年阿斯旺大坝建成届，到1 9 9 9 年侵蚀掉土地4 0 0 k m 2 以上，平均每 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 年蚀退1 6 k i n 2 。 如上所述，由于海岸带是各沿海国家经济发达地带，也是旅游、度假、娱乐集中 分布的地带，因此，海岸侵蚀经常造成严重的经济损失，引起各国政府和科学家的关 注。 英国有关海岸的全国性研究是从1 9 0 6 年组成皇家海岸侵蚀委员会开始的，该委 员会在1 9 9 1 年提供的报告中建议，应成立一个权威机构来统辖各个地方当局的海岸 管理。1 9 3 6 年制定的海岸保护条法得到皇家委员会的认可，但一直没有受到政 府的重视，直到1 9 4 6 年冬季的一场严重风暴，引起许多地区的侵蚀，才迫使英国当 局重新考虑海岸侵蚀问题。到1 9 4 9 年海岸保护法( t h ec o a s tp r o t e c t i o na c t ) 方得 以正式实施，其后开展了大规模的深入细致的研究工作。1 9 5 2 年出版了m i n i k i n 的 ( c o a s te r o s i o na n d p r o t e c i o n ) ) 一书。c a m 魁n g 的( b e a c h e sa n dc o a s t s ) ) 第一版於 1 9 5 9 年出版，1 9 7 2 年又出版了第二版。根据海岸保护法规定，海洋区域委员会 作为海岸保护机构拥有负责防止海岸冲刷和蚀退工作的各项权力。 美国海岸侵蚀研究和对海岸进行防护的工作开展的很早。早在1 9 1 9 年就出版了 j o n s o n 的( s h o r ep r o c e s s e sa n ds h o r e l i n ed e v e l o p m e n t ) ) 一书。 在1 9 3 0 年美国工程兵团就成立了“海滩侵蚀局”( t h eb e a c he r o s i o nb o a r d 缩写 b e b ) ，进行海岸过程和防护方法的研究，经过多年研究和知识的积累，在1 9 5 4 年首 次出版了海岸防护、规划与设计一书，并于1 9 5 7 年、1 9 6 1 年和1 9 6 6 年三次再 版。 “海滩侵蚀局 ( b e b ) 1 9 6 3 年更名为“海岸工程研究中心 ( t h e c o a s t a l e n g i n e e r i n g r e s e a r c hc e n t e r 缩写c e r c ) ，1 9 7 3 年出版了在海岸防护、规划与设计一书基础 上重定的海岸防护手册( s h o r e p r o t e c t i o nm a n u a l 即s r p ) 的第一版，以后根据工作 需要于1 9 7 5 年、1 9 7 7 年和1 9 8 4 年又出版了第二、第三、第四版。1 9 7 6 年出版了k o m a r 的( b e a c hp r o c e s s e sa n ds e d i m 嘣a 缸o n 。1 9 8 3 年出版了p a u ld k o m a r 主编的海岸 过程和海岸侵蚀手册( h a n d b o o ko f c o a s t a lp r o c e s s e sa n de r o s i o n ) 。美国为了研究海 岸过程，还建立了原体观测站。 美国除了进行现场和理论研究，还投入重金对海岸进行防护和管理，把多年得到 的资料编制成1 ：2 0 0 万和1 ：1 7 5 万的图件，并建立了海岸线变化数据库，存储到 v i r g i n i a 大学的“海岸侵蚀信息系统”( c o a s t a le r o s i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m ) ( 简称c e i s ) 中。 黄河二角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 美国非常注意海岸带保护法的制定，除全国的1 9 7 2 年海岸带保护法外，各 州县根据具体情况，还制定了地方性法规。 日本是个岛国，历来重视海岸的研究与保护，几乎所有开发深度大，经济发达地 区海岸都有护岸工程，对海岸的研究也非常重视，1 9 7 8 年发表的田中则夫的岸线 变化的变迁一文是田中则夫利用二战后美国空军拍摄的i ，2 0 0 0 0 航空照片和1 9 5 5 年再度航空摄影资料完成的，该文详细研究了日本原海岸变化及其过程。1 9 8 2 年森 北出版株式分社出版了椹木亨的漂砂与海岸侵蚀一书，该书做为灾害丛书的一种 从理论上研究了海岸侵蚀原因、动力过程和防护方法。1 9 7 8 年进行了一次办大规模 的近岸环境研究中心计划( t h en e a r s h o r ee n v i r o m e n tr e s e a r c hc e n t e r ( c n e r c ) p r o g r a m ) ，在堀川清司率领下进行了大规模的原体观测研究，其研究成果出版标志着 日本在海岸过程的研究上达到了新的水平。同时对海岸侵蚀及防护的研究与设计具有 重要的指导意义。 前苏联对海岸的研究和管理非常重视，设有专门的研究机构和原体研究站( 索契 研究站) 并取得了非常丰富的研究成果。曾科维奇的p r o e e s s e so fc o a s t a l d e v e l o p m e n t ) ) 于1 9 6 2 年以俄文出版，1 9 6 7 年以英文出版，该书是海岸过程研究的 代表作。前苏联在1 9 6 2 年就制定了黑海海滩保护法，该法明文规定在海滨禁止采 挖砾石；1 9 6 9 年公布的关于保护黑海海滨免遭破坏的应急措施及其海滨胜地合理 利用的法规。又明文规定的距海滨3 k m 以内不得建新厂新楼。 澳大利亚海岸的严重侵蚀，引起了科学家和政府的重视，不但有众多学者进行海 岸侵蚀研究工作，而且1 9 7 2 年还通过了海岸保护法。根据海岸保护法，成立了海 岸保护委员会。海岸保护法规定自低潮线向海1 6 0 0 r a 和自高潮线向陆4 0 0 m 之间 为海岸侵蚀控制区。水土保护持法的制定，进一步加强了澳大利亚的海岸保护。 联合国自本世纪6 0 年代开始介入世界海洋事务，经社理事会为此做了大量工作。 1 9 7 2 年联合大会向沿海国家强调了各国近海资源对经济发展、社会进步的重要意义。 1 9 7 3 年，经社理事会提醒各国注意，国家( 特别是发展中国家) 的海岸地区，是他们最 有价值的财富之一，海岸地区的正确管理和开发是国家发展计划的重要组成部分。 1 9 7 5 年经社理事会在其1 9 7 0 号决议中重申了在海岸地区开发问题上采取综合办法的 重要性。1 9 8 5 年出版了海岸侵蚀控制和海岸资源目录。 以上所述表明，世界各沿海国家早已注意到了海岸侵蚀现象、原因、造成的损失 及管理方法。这种科学研究和立法管理工作至少可追溯到上世纪初，联合国的介入， 4 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 使海岸侵蚀、保护和管理工作更加向前推动了一步。 0 ，1 2 我国海岸侵蚀研究现状 近几十年来我国的海岸侵蚀现象十分普遍，目前约有7 0 的砂质海岸和大部分开 敞的粉砂淤泥质海岸遭受侵蚀，己给沿岸人民的生产和生活带来严重影响或构成潜在 的威胁，造成巨大经济损失的海岸侵蚀灾害事件也时有发生，海岸侵蚀及其所形成的 灾害已成为我国重要的海洋灾种之一。 我国的海岸侵蚀大致以长江口为界，长江口以北海岸侵蚀较严重。长江口以北， 江苏、山东、河北和辽西大部分岸段遭受侵蚀，只有辽东半岛海岸遭受侵蚀程度稍轻。 长江口以南，上海、浙江沿岸、闽北沿岸，除受强潮影响的杭州湾北岸以外，海岸侵 蚀较少发生；福建中部、南部是长江口以南海岸侵蚀较严重的岸段，广东东部、海南 东部、广西西部海岸有不同程度的侵蚀。 我国的海岸侵蚀研究，同国外相比，则起步较晚，最早进行海岸侵蚀研究的也是 从黄河口开始的。1 9 8 3 年袁迎如、陈庆在科学通报上发表了古黄河三角洲的 发育与侵蚀、洪尚池等在海岸岸工程上发表了黄河河口地区岸线变迁情况分 析等文章，但其研究仍属局部地区。 1 9 8 7 年王文海在海洋开发上发表了我国海岸侵蚀原因及其对策一文。 开始了全国范围的研究。至此之后全国开展海岸侵蚀研究的人逐年增多，且进行了 有组织的、较大规模的研究，如1 9 9 1 - 1 9 9 5 年国家海洋局第一海洋研究所开展完成的 典型岸段海岸侵蚀及其对策研究。比较全面的总结和论述了我国海岸的侵蚀现状、 原因及治理措施。 我国海岸侵蚀的研究工作虽然开展的比较晚，但海岸防护工作却开展的很早，据 史料记载在东汉永和年间( 1 3 6 - 1 4 1 年) 就有：“会稽其塘周回三百十里”的记载， 说明早在1 8 0 0 年前中国就开始出现海塘与海争地了。浙江、江苏及其它地区沿海人 民近两千年来，不断与海搏斗，特别是新中国成立以来，全国沿海人民艰苦奋斗，不 断修筑各类防潮、防侵蚀的防护建筑物，其中包括固化的海岸防护建筑物，如各类防 潮堤、丁字坝、离岸坝等。同时也开始了软化的防护建设，如栽种花草、大米草等护 岸，个别岸段开始了人工海滩护岸等，经建国后5 0 多年的经验的积累和教训的总结， 认识到了提高护岸工程标准的重要性，并在工程中开始实施之。 黄河_ 三角洲海岸侵蚀灾害及，e 对策研究 0 1 3 本区相关研究状况 黄河三角洲沿岸，即套尔河口至淄脉河口岸段，是山东省海岸冲淤变化最大复杂 的岸段。虽然该岸段自1 8 5 5 年以来，海岸线为不断向海淤进的总趋势，但是由于河 流改道频繁，海岸的冲淤变化不断交替出现。黄河水利委员会历来十分重视黄河下游 尾间的改道、黄河三角洲国土资源建造与演变。中国科学院曾把黄河治理开发作为重 大基础科学研究项目，列入国家“七五”科技攻关计划，2 0 世纪8 0 年代末实施了国 家自然科学基金重大项目黄河流域环境演变与水沙运行规律研究。但是，限于当 时的客观条件和认识，未曾涉及到三角洲海岸冲淤变化问题。 关于黄河三角洲海岸冲淤趋势预测的相关研究，在二十世纪8 0 年代中期至9 0 年代期间，国家海洋局第一海洋研究所、中国科学院海洋研究所、国土资源部海洋地 质研究所、青岛海洋大学等单位，根据胜利油田港口建设、油气开发所需要的岸堤建 设，以工程合同或研究课题方式在局部岸段进行过岸滩和水下岸坡冲淤变化、三角洲 近岸的遥感遥测、黄河尾闾摆动和三角洲演变、海底底坡不稳定性研究，建立了几种 模式，作过定的海岸冲淤变化趋势预测。在此期间，上述单位根据不同的合作研究 计划，也曾分别与日本、韩国、荷兰、美国就山东海岸地貌( 含黄河三角洲) ( 日本) 、 黄海沉积动力学合作研究追踪黄海物源而至黄河( 韩国) 、现代黄河三角洲陆区演变研 究( 荷兰) 、三角洲海底不稳定性研究( 美国) 等。二十世纪9 0 年代末，黄河断流发生最 严重时，国家海洋局第一海洋研究所执行了国家计委关于黄河断流对三角洲海上油气 开发环境的影响研究项目。胜利石油管理局也针对海岸蚀退问题委托有关单位进行监 测。上述科研、生产观测活动，获得了一批重要的观测资料和研究成果。 o 2 本研究的意义 黄河是世界上输沙量最巨大的河流之一，造陆和水荷载沙量更是世界最为独特的 河流。黄河水沙的利用率目前已超过7 0 ，这在国内外都是最高的。黄河尾闾又是一 个经常改道的河流，每次黄河改道，都给黄河三角洲带来巨大影响，在行水河口形成 新的三角洲瓣( 河口沙嘴) ，海岸淤进陆地面积增加，但在弃河河口区三角洲则遭到了 强烈侵蚀，所形成的陆地不断地被大海吞噬，海岸后退。但在2 1 世纪之前，总的趋 势是黄河三角洲面积不断地增加，海岸不断向海里推进，从而也形成了不同时代的海 岸线。然而到了2 0 世纪末期，由于黄河来水来沙量大大减少，河口三角洲面积不但 没有增加，反而减少了2 6 k m 2 ，海岸侵蚀已威胁到了三角洲地区正常的生产和生活。 同时，黄河三角洲以海岸蚀退为主要演变过程所表征的特点，成为世界上独具特色的 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 海岸演变模式。研究此种过程所带来的国土资源和水资源变异形势，对于三角洲的综 合开发和环境保护治理，具有重大的理论意义和实际应用价值。 胜利油田在黄河三角洲滨海地区建有数个采油场，如孤东油田、飞雁滩油田等 这些油场的产量和产值在胜利油田中占有很大比重，特别胜利油田已进行3 0 - - 4 0 年的 开采，陆上油田已有衰退之势，开发新油气区已势在必行，而新油气区多在滨海地区 或近岸浅海地区。这些油气田多受海洋灾害环境的影响，特别是已建的油气田已受到 海岸侵蚀的严重威胁，飞雁滩油田2 0 0 多口井已有6 0 口井进入高潮线以下浅海，孤 东油田虽已防护，但仍有可能破堤，海水入侵油田的可能。因此，研究海岸侵蚀及其 灾害防治具有重大的现实意义。 另外，黄河近年来发生了巨大的变化，水沙量大量减少，在近几年内三门峡、小 浪底水库建成后，西部大开发热潮掀起来之后，黄河中来水来沙将会有更大的变化， 虽然国家为了保证黄河流域人民经济发展与人民生活对黄河水量进行的调控，但总的 来水来沙量会有大量的减少，是不可避免的。在这种条件下，黄河三角洲面积的增长 就受到了很大限制。据研究，黄河入海泥沙量只有超过2 8 x1 0 8 t ，则年均造陆面积只 有8 k i n 2 左右，只是过去造陆面积的1 3 左右。因此，黄河三角洲海岸将普遍发生侵 蚀，陆地国土将会受到更大的损失。从理论上研究黄河三角洲海岸侵蚀问题，便成了 胜利油田和广大海洋科技工作者的长期任务。 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 1 黄河及黄河三角洲概况 黄河水少沙多，下游河道善淤善决，改道频繁；黄河三角洲是一个复合三角洲， 它由一系列古三角洲和现代三角渊组成。古三角洲分布在渤海湾西岸和黄海西岸。现 代三角洲是1 8 5 5 年6 月黄河在河南兰阳铜瓦厢决口注入渤海以来形成的三角洲，分 布在山东省东营市及其外侧海域，其陆上部分以垦利县宁海为顶点，南至淄脉沟，西 到徒骇河，面积5 4 0 0 k m 2 。黄河三角洲的形成及其位置分布，不仅受黄河水动力因素 和入海海洋动力因素的控制，而且受黄河流域地质构造、地层岩性以及海平面变化等 因素的控制。 1 1 黄河流域概貌 黄河是我国第二大河，发源于青海省巴颜喀拉山北麓、海拔高程4 5 0 0 m 的雅拉 达泽山以东的约古宗列渠，自西向东流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、 山西、河南、山东等九省区。在山东省垦利县注入渤海，全长5 4 6 4 k m ，总落差4 8 3 0 m ， 流域面积7 5 2 1 0 4 k m 2 。流域地势西高东低，自西向东大致可分三级阶梯，即西部为 青海高原，海拔高程大于4 0 0 0 m ；中部为内蒙古高原和黄土高原。高程在2 0 0 0 1 0 0 0 m ： 东部为华北平原，高程低于2 0 0 r e ( 图1 1 1 ) 。黄河的现在受水盆地为渤海( 华北盆地的 圆，口。固a 舀t囫n 囝1 i - 1 黄河流域地势概况 1 海拔高于4 0 0 0 m 地区；2 。海拔1 0 0 0 - - 2 0 0 0 m 地区i3 海拔1 0 0 0 - - 2 0 0 0 m 被黄土覆盖区 4 海拔低于2 0 0 m 地区；5 现代黄河三角洲的位置 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 一部分，其演化过程与华北平原相同) ，是一个平均水深约为1 8 m 的半封闭海湾( 通常 将渤海分为五部分：辽东湾、渤海湾、莱州湾、中央海区和渤海海峡) ，海底地形从 盆地边缘的三个海湾向渤海中央海区及渤海海峡方向倾斜( 平均坡度为0 。0 0 2 8 ”) 。 黄河河道的特点，干流弯曲多变，支流众多，分布不均又不对称。根据水沙特点， 地形和地质条件及河流特性，黄河干流可以分为上、中、下游共1 1 个河段，各流段 的特征见表1 1 1 。 表1 1 1 黄河千流各河段河道特征值 流域面积河长落差比降大于1 0 0 0 k m 2 的一级支流( 条 河段起止地点 ( h 一)( k 瑚)缸吣( ) 台计左岸右岸 全河河源至河口7 5 2 4 4 3 5 4 6 3 64 4 8 0 08 27 63 2“ 河源至河口镇3 8 5 9 6 6 3 4 7 1 63 4 9 6 01 0 14 31 42 9 1 河源至玛多2 0 9 3 0 2 6 9 62 6 5 09 8303 上 2 玛多至龙羊峡1 1 0 4 9 0 1 4 1 7 51 7 6 5 01 2 52 291 3 游 3 龙羊峡至下河沿1 2 2 7 2 2 7 9 3 91 2 2 0 o1 5 4826 4 下河沿至河口镇1 3 1 8 2 49 9 0 52 4 6 02 51 037 河口镇至桃花蜡3 4 3 7 5 t1 2 0 6 48 9 0 47 43 01 61 4 1 河口镇至禹门口 1 1 1 5 9 17 2 5 16 0 7 38 42 11 l1 0 中游 2 禹门口至潼关 1 8 4 5 8 41 2 5 85 2 54 2422 3 潼关至桃花峪 4 7 5 7 63 5 5 52 3 0 96 5532 桃花峪至河口 2 2 7 2 67 8 5 69 3 61 2321 1 桃花峪至高村4 4 2 9 2 0 6 53 7 31 811 0 下游 2 高村至陶城埠4 6 6 8 1 6 5 42 0 21 2 11o 3 陶城埠至利津1 3 0 5 53 0 1 12 8 70 9101 4 利津至河口 5 7 41 0 3 67 4o 7o0 0 注：洞源系约古宗列盆地上口。 由河源至内蒙托克托县河口镇为上游，流程3 4 7 2 k r a 。黄河上游流经青藏高原和 黄土高原的北部，表现为基岩构成的高山峡谷和宽谷或河潮盆地相问的地貌景观。 上游上段基本保持高原形态，河谷宽阔，地势平缓，湖沼棋布。上游中段山问盆 地或平川宽谷与高山峡谷相间。前者地势平缓，河道蜿蜒曲折，河床宽浅，水流缓慢， 两岸植被丰富，风化壳不厚，能被冲刷到河里去的泥沙很少；后者峡长谷深，坡陡流 急，两岸地势险峻，基岩裸露，能被冲刷到河里的泥沙亦很少。上游下段地势开阔， 坡度平缓，河道宽浅，河床中多为砂砾。 整个上游地区，降水比较丰富，气温低，蒸发弱，是黄河的产水区。而产泥沙却 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 比较少，河口镇附近的黄河水还是比较清的。根据河口镇水文站多年资料统计，年均 径流量为2 5 1 0 9 m 3 ，为利津站的5 8 5 ；年均输沙量为o 1 4 1 0 9 t ，年均含沙量为 5 7 k g m 3 ，分别为利滓站的1 3 4 和2 3 3 。 黄河由托克托县河口镇急转南下，出龙门在潼关汇渭河，折向东流过三门峡至孟 津为中游，流程1 1 2 2 k m 。中游广大地区是海拔1 0 0 0 2 0 0 0 m 的黄土高原。黄土高原 地壳处于上升状态，侵蚀作用强烈；黄土高原堆积厚度近百米到数百米的黄土和黄土 类土，此类沉积物结构松散，遇水容易崩解；加之降水较丰富且集中，植被稀少，致 使水土大量流失。其中水土严重流失面积为2 8 1 c k m 2 ，平均每平方千米每年流失泥 沙3 7 0 0 t ，为世界平均值( 1 3 7 t ) 的2 7 倍多。因此，黄河中游表现为流域面积大、水多、 沙多。根据河南花园口水文站1 9 4 9 1 9 8 5 年资料统计，年均输沙量约为1 6 1 0 8 t ，为 黄河泥沙的主要来源区。 孟津至黄河入海口是黄河下游，流程8 7 0 k m ，流域面积很小，仅占全河流域面积 的3 。黄河从孟津出山口，由山区进入平原。由于河床突然展宽，坡度变缓，流速 减小，泥沙，特别是较粗颗粒泥沙易于沉积，形成了大规模的扇形地。长期以来黄河 在下游扇形地漫流，有时与淮河水系汇流注入黄海，有时与海河水系汇流注入渤海， 3 条河流的泥沙( 主要是黄河) 在黄河不断的改道过程中塑造了华北平原，可以说华北 平原是黄河中游来沙的堆积场所。直到人类在黄河两岸筑堤防洪，才把洪水和泥沙限 制在河堤之内，使黄河下游成为基本上无支流汇入的河道。现在华北平原地壳仍在缓 慢下降，河流带来的泥沙也在继续沉积，河床逐年升高，河口陆地不断向海延伸( 两 岸筑堤加快了河床升高和陆地延伸速度) 。黄河近口段近百年来改道十余次，扇形摆 动顶点已从宁海下移至渔洼。经人工改道，1 9 7 6 年黄河由清水沟入海。1 9 9 6 年5 月 黄河尾闾再经人工改道自清水沟流路清8 汊河附近入海。 黄河水文的主要特点是水少沙多和输送不平衡。年内汛期和非汛期变化大，扎1 0 月的水量占全年的6 0 ，其中7 月下旬到8 月上旬更是洪水集中期，常出现洪峰；而 非汛期流量小，下游有时断流。 黄河泥沙输送的不平衡更为突出，年输沙量最大对于4 0 1 0 8 t ，最小不到l x l 0 8 t 。 一年内泥沙在汛期的几个月内集中输送，尤其集中在几次洪峰期内。 黄河泥沙主要来自中游段( 占全河的9 0 ) 。这是由于黄河中游流经黄土高原，强 烈侵蚀黄土所造成的。黄土主要由o 0 5 0 o l m m 的粗粉砂组成( 占黄土组份的4 5 6 0 ) ，土质疏松，多柱状孔隙，抗侵蚀能力低，且黄土垂直解理发育，易崩塌：同 塑! 三鱼型塑生堡壁壅宣墨茎翌墨竺壅 时，黄土高原属干旱和半干旱区，植被很差，但暴雨集中，这些因素造成了黄土高原 的水土流失严重，也基本上决定了黄河1 2 1 的水沙状况。 1 2 黄河下游河道变迁概况 中全新世后期( 公元前2 0 3 3 年) 大禹开始治水。当时黄河己形成数千年。华北冲 积扇已经形成，禹舜开河疏水，沙至鲁北冀东平原，致使黄河1 6 0 0 多年免于大决口， 淤出了华北大片平原。尚书( 公元前4 7 5 年) 记载了舜对大禹治水的崇高评价，成为黄 河第一次真正的历史记载，由此，禹河故道为原始河道开始记载。周定王五年( 公元 前6 0 2 年) 河道决口，古人认为这是有史以来的第一次大变迁。西汉以后，黄河下游 堤防已具规模，河道变迁也有了较多记载。 黄河是一条下游河道频繁决口改道的河流( 图1 2 1 ) ，关于黄河洪水灾害，史不绝 书。从先秦以来，黄河自花园口以下，不断决口改道，河道在天津至江苏省的滨海县 之间来回摆动，1 1 9 4 年前入渤海，1 9 2 8 1 8 5 5 年入黄海，1 8 5 5 年以后又入渤海。由 此形成了下游河道善淤、善决、善徙的特征。自周定王五年( 公元前6 0 2 年) 至1 9 3 8 年的2 5 4 0 年间，决口泛滥1 5 9 0 次，大改道2 6 次，特大改道有7 次( 表1 2 1 ) 。历史 上黄河改道多数流入渤海，而夺淮注入黄海的次数较少。 表1 2 1 黄河下游河道主要改道情况 改道次序年份决口地点入海地点分流状况 改道原因 第一次改道公元前6 0 2 年宿胥( 滑县东北)沧州、黄骅入渤海 近海口分流自然 第二次改道公元1 1 年魏郡( 夸濮阳西北)由滨县、利津入渤海近海口分流自然、人为 溲州赢胡埽f 今族阳北流由天津入渤海，南涌 第三次改道公元1 0 4 8 年砖股分流自然 东昌湖集1由无橡笃马河入渤海 阳武光禄村故堤( 母 第四次改道公元1 1 9 4 年原阳西北张大夫由清江口云梯关入海独流自然、人为 寨) 黄河入涡、入颖、 第五次改道公元1 4 9 4 年开封荆隆口由淮河入海自然、人为 入泗分成多股 第六次改道公元1 8 5 5 年铜瓦厢由利津入渤海先分支后台流自然、人为 人为，于1 9 4 7 年堵口 第七次改道公元1 9 3 8 年郑州花园口由淮河八海分流 复大清河入渤海 黄河自1 8 5 5 年改道山东北部注入渤海到1 9 7 6 年尾闾行清水沟的1 2 1 年中，实际 行水1 1 1 年，尾阊决1 2 15 0 次，较大的改道9 次( 图1 ，2 1 ) ：1 8 8 9 年( 光绪十五年) 4 月黄 河尾阎在利津韩家坦决口( 1 8 5 5 0 6 - - 1 8 8 9 0 3 黄河行大清河流路) 、1 8 9 7 年( 光绪二十三 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 年) 6 月黄河尾闾在顺兴( 岭子庄) 决口、1 9 0 4 年( 光绪三十年) 7 月黄河尾阊在利津傅家 窝决口、1 9 2 6 年( 民国十五年) 7 月八里庄决口、1 9 2 9 年( 民国十八年) 9 月纪家庄人为 破堤决口、1 9 3 4 年( 民国二十三年) 9 月黄河尾闾在一号坝合垄处堵汉未合引起决口改 道、1 9 5 3 年7 月在小口子人工截弯取直由神仙沟独流入海、1 9 6 4 年1 月黄河凌汛人 f 目与= = 三三三兰三兰 f 三三三毒三三海 图1 2 - 1 历史时期黄河下游河道变迁( 邹逸麟等，1 9 8 2 ) 1 故地名# 2 战囝中期( 前四世纪) 以前；3 战国中期至西汉末( 公园初年) ；4 东汉至北宋前期( 公元1 1 1 0 4 8 年) l 5 - 北宋后期( 1 0 4 8 1 1 2 7 ) ；6 金代( 1 1 2 8 1 2 3 4 ) ：7 元至明初( 1 2 3 如1 3 9 1 ) ；8 ，明代前期( 1 3 9 1 。 5 4 6 ) ；9 明后期至 清咸丰四年( 1 5 4 7 一1 9 5 4 ) ，1 0 清成丰五年至今( 1 8 5 5 年至今) 1 2 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 工爆破后河水经罗家屋子合刁口北流入海、1 9 7 6 年5 月在断流情况下于罗家屋子截 堵老河行水清水沟至今。 1 3 黄河三角洲概况 据建国前两千余年间的史料记载，黄河水北到天津，南达江苏、安徽( 有时波及 淮河以南地区) 。因此，广义的三角洲以郑州为顶点。北自海河。南抵淮河，包括分 布于渤海与黄海沿岸众多冲积扇和大、小三角洲，总面积约2 5 x 1 0 4 k m 2 ，是一个复 杂庞大的三角洲体系。该体系有河北、山东和苏北三个复式三角洲所组成，其中河 北和苏北两个复式三角洲由于形成历史久远，旦经长期改造，其三角洲特征不甚明 显。 山东三角洲又是由古代、近代和现代的3 个三角洲组成的联合体。古代三角洲 以浦城为顶点，北起套尔河口，南达小清河口，陆上面积约7 2 0 0 k m 2 ；近代三角洲 以宁海为项点，西起套尔河，南界支脉沟口，陆上面积约5 4 0 0 k m 2 ；现代三角洲以渔 洼为顶点，西起挑河，南抵宋春荣沟口，陆上面积约3 0 0 0 k m 2 。本文所论述的黄河 三角洲系指狭义黄河三角洲，特指1 8 5 5 年以来形成的以宁海为顶点的近代三角洲 ( 图1 3 1 ) 。 j j 、1 二i i i l h 、一一一一一一t 一一， 、 、 、 、 圄1 3 1 现代黄河三角洲彤势圈 1 3 黄河三角洲海岸侵蚀灾害及其对策研究 黄河三角洲的发展过程与尾间演化密切相关。黄河尾闾各流路虽因自然条件不同 而有所差异，但其演变过程却有共同的规律，即每条流路都经过漫流游荡、归股顺直、 出汊摆动的三个阶段。一条流路经过三个阶段演化而废弃，称为一次小循环。现代黄 河三角洲上共有1 0 条尾闾流路( 图1 3 2 ) ，其中9 条完成了小循环后废弃。 黄河尾闾每次小循环后，在原流路经过处堆积起一条河道高地和一个河口舌状沙 体，成为三角洲的一个叶瓣。下一条流路就在其两侧的洼地内发展，当以某一地点为 顶点的尾闾河道横扫三角洲一遍后( 一次大循环) ，地面普遍抬高，比降变缓，河道水 位上升，又进入一个新的大循环。河道不断变迁，叶瓣交错叠置，便构成了三角洲。 1 8 8 5 年以来，黄河三角洲已经 历了三次大循环：第一次大循环 ( 1 8 5 5 1 9 0 4 年) 历时3 0 年，尾阊改 道3 次，改道地点在宁海附近，塑 造了以盐窝一肖神庙为中轴的亚三 角洲体；第二次大循环( 1 9 0 扣1 9 3 4 年) 历时3 0 年，尾闾改道3 次，改 道地点在宁海附近，塑造了以盐窝 太平镇为中轴和以宁海西双河 为中轴的两个亚三角洲体：第三次 大循环( 1 9 3 4 - 1 9 7 6 年) 历时3 3 年 ( 1 9 3 8 1 9 4 7 年黄河行徐淮故道入黄 海) ，尾闾改道3 次，改道地点下移 到渔洼附近，塑造了以甜水沟、神 仙沟和刁口河为中轴3 个亚三角洲。 图1 3 - 2 黄河尾闾流路变迁示意图 根据各家对河d - - 角洲造陆面积的统计资料 1 8 5 5 1 9 8 5 年间黄河在套尔河与支脉