（海洋地质专业论文）秦皇岛地区海岸变化的综合研究.pdf

摘要 随着海岸带经济的日益增强，海岸线位置的变化越来越受关注，其中海岸侵 蚀是关注的焦点。秦皇岛地区既有国家级的风景旅游区，又有国家级的自然保护 区，海岸线的位置倍受重视。 本文借助计算机图形软件a u t o c a do v e r l a y 对该地区1 9 6 5 年( 1 ：2 5 万) 、 1 9 8 0 年( 1 ：5 万) 和1 9 9 8 年( 1 ：5 万) 的地形图进行数字化。根据焦庄附近 的三角点，把数字化后的地形图在a u t o c a d 中进行叠合，发现全区8 3 4 的海 岸处于稳定和堆积前展中，在1 1 3 的堆积海岸中，平均堆积5 0 6 m ，速率为 0 4 2 5 m m 有1 6 6 的海岸处于侵蚀后退中，平均后退5 0 9 m ，侵蚀速率为0 4 2 6 m a 。 研究区域海岸线总体上保持稳定，这可能与本区有丰富的河流输沙、海岸风 成沙丘有关。1 9 2 9 2 0 0 1 年滦河及本区其他小河流入海的总沙量高达1 1 7 亿吨， 其中有约1 4 9 亿吨的沙能补给到海岸上。海岸风成沙丘曾北起戴河口南到滦河 口，遍布全区，有丰富的沙量，对海岸保持稳定和堆积起到了重要的调节作用。 此外，在全球海平面处于上升的趋势下，研究区域构造上升，海平面相对下降， 类似海退，这在一定程度上也为研究区域海岸保持稳定提供了条件。 侵蚀后退的岸线，则可能是因为临近的河流输沙减少，海岸工程的影响以及 海滩、河道取沙的影响。其中在1 9 7 9 年修建水库前后，滦河水沙分别由4 2 8 亿 立方米和1 0 5 2 3 万吨锐减为2 4 3 亿立方米和2 0 6 9 万吨，分别减少了4 3 2 和 8 0 3 ，这可能是新开口以南海岸发生侵蚀的主要原因。但滦河在建水库后每年 平均少向其北岸供给的沙量1 0 5 7 x 1 0 4 t 要远大于该段海岸因侵蚀所损失的沙量 8 5 1 0 4 t ，这可能说明，当滦河输沙减少到2 0 0 多万吨的时到达一个临界值，小 于该值就会使其北岸遭受侵蚀。 研究区域功能区划相对较多，在对海岸带进行综合管理时要注意合理的开发 利用、与自然和谐相处并力争把科研和开发并举。 关键词：秦皇岛，海岸侵蚀，河流输沙，海岸工程，风成沙丘，海岸带综合管理 a b s t r a c t t h ec o a s t a lz o n eh a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nw h e r et h ed e n s e s t p o p u l a t i o na n dt h eb u s i e s te c o n o m i c a la c t i v i t i e sr e s u l ti n l o t so fe n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s c o a s t a le r o s i o ni so n eo f t h em o s tf r e q u e n t l yr e p o r t e dp r o b l e m s a n ds e e m s u b i q u i t o u sa n du n a v o i d a b l ei nt h ew a r m e ra n dw a r m e rw o r l d q i n h u a n g d a o ，o n eo f t h em o s tf a m o u st o u r i s mc i t i e si nc h i n a ，i sf a m o u sf o ri t sg o l d e nb e a c h ，w h e r el o c a t e an a t i o nn a t u r a ls a n c t u a r ya n dan a t i o n a lh o l i d a yp a r k m o s to ft h eq i n h u a n g d a o c o a s ta r es t a b l e ，h o w e v e r , af e wh a su n d e r g o n es e r i o u se r o s i o n t h i ss t u d y ，b a s e do n t h ee x t e n s i v ef i e l di n v e s t i g a t i o na n da n a l y s e so fl o c a lh y d r o l o g i c a la n dg e o m o r p h i c d a t a ，e x p l o r e sm a s o n sf o rt h ec o a s t a le r o s i o na n dt h e na l li n t e g r a t e dm a n a g e m e n t s c h e m ei sp u tf o r w a r dt oc o n t r o lt h ec o a s t a le r o s i o n 。 t h eg r a p h i cs o f t w a r ea u t o c a d2 0 0 0h a sb e e nd e p l o y e dt od i g i t i z e1 2 5 0 0 0 ，1 5 0 0 0 0 ， a n d1 5 0 0 0 0g e o m o r p h o l o g i c a lm a p si n1 9 6 5 ，1 9 8 0a n d1 9 9 8 t h e s ed i g i t i z e dm a p s a r eo v e r l a p p e db a s e do nt h ew a t e r - l e v e lp o i n tl o c a t e da tj i a o z h u a n g t h ec o m p a r i s o n s h o w st h a t8 3 伞o ft h ec o a s t l i n ek e e p ss t a b l eo rp r o g r a d a t i o n a l ，a n dt h er e m n a n t 16 6 u n d e r g o e se r o s i o n t h ea c c r e t i o np a r to fc o a s th a so na v e r a g ep r o g r a d e d s e a w a r db y5 0 6mb e t w e e n19 6 5a n dl9 9 8 ，t h ee r o s i o np a r th a sr e t r e a t e db y5 0 9m l a n d w a r di n t h i si n t e r v a l t h ep r o g r a d a t i o na n de r o s i o nr a t e sa r e0 4 2 5r n aa n d o 4 2 6r n a 刀 er e a s o nf o rm o s tc o a s t l i n eo ft h es t u d ya r e ac a l lm a i n t a i ns t a b l eo rp r o g r a d a t i o n a l i sd u et oa b u n d a n ts e d i m e n ts u p p l i e df r o mr i v e r sa n dc o a s t a ld u n e l u a n h er i v e ra n d o t h e rl o c a lr i v e r sc a r r i e d1 17b i l l i o nt o ns e d i m e n tt ot h eb o h a is e ad u r i n g19 2 9 2 0 01 。 o n eh u n d r e da n df i f t e e nm i l l i o nt o ns e d i m e n t sa l ee s t i m a t e dt od e p o s i ta tt h ec o a s t a l z o n e c o a s t a ld u n e s ，e x t e n d i n gf r o mt h em o u t ho fd a i h er i v e rt ot h em o u t ho f l u a n h er i v e r , a r ea n o t h e rk e ys e d i m e n ts o u r c e a l t h o u g ht h eg l o b a ls e al e v e li sr i s i n g ， t h er e l a t i v es e al e v e li nt h es t u d ya r e ai sf a l l i n go w i n gt ot e c t o n i cu p l i f t ，w h i c hi s h e l p f u lf o rt h es t a b i l i z a t i o ne v e na c c r e t i o no ft h ec o a s t l i n e 。 l o c a lc o a s t a le r o s i o n5 1 2 f i e r sf r o mt h ed e c r e a s eo fs e d i m e n td i s c h a r g e ，t l ec o a s t a l c o n s t r u c t i o na n ds a n dm i n i n gi nt h ec o a s to rr i v e rc h a n n e l s t h es u s p e n d e dl o a df r o m l u a n h er i v e rt ot h es e ah a sd e c r e a s e ds h a r p l ys i n c e1 9 8 0f r o m1 0 3 2 3 1 0 t o 2 0 6 9 10 4t o no w i n gt ot h ew a t e rc o n s e r v a n c yp r o j e c t sc o n s t r u c t e di nt h ec a t c h m e n t t h i sc a u s e st oe r o d ea l o n gt h es o u t hc o a s to fx i n k a i k o u t h ee s t i m a t e dl o s so f s e d i m e n tv o l u m ei nt h ec o a s t a lz o n eb e t w e e n 也el u a n h er i v e rm o u t ha n dx i n k a i k o u i s8 5 x10 qt o np e ry e a rd u r i n gl9 6 5a n d19 9 8 删sv a l u ei sl e s st h a nt h ed e c r e a s e d s e d i m e n ts u p p l yo fl0 5 7 1 0 4t o np e ry e a rf r o mt h el u a n h er i v e r i ti si n f e r r e dt h a tc a 2 0 0 0 l0 4t o no ft h el u a n h er i v e r i n es e d i m e n to u t p u ti sat h r e s h o l dt ok e e pt h en o r t h c o a s to fl u a n h er i v e ri nt h eb a l a n c e c o a s t a le r o s i o no c c u r si ft h es e d i m e n td i s c h a r g e i sl e s st h a nt h et h r e s h o l d t h ec o a s t a lz o n eh a sb e e nd i v i d e di n t os e v e r a lk i n d so fs p e c i a lz o n e s ，f o ri n s t a n c e ， s u b z o n e sf o rt o u r i s m ，n a t u r a ls a n c t u a r ya n ds oo ni nt h es t u d ya r e a i n t e g r a t e d c o a s t a lz o n em a n a g e m e n ts h o u l db et a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o ni nf u t u r ec o a s tp l a n n i n g p r o j e c t m o r es c i e n c er e s e a r c hs h o u l db ec a r r i e do u tt ok e e pr a p i de c o n o m i c a l d e v e l o p m e n ta n dc o a s t a lz o n ep r o t e c t i o ni nt h eb a l a n c e k e y w o r d s ：q i n h u a n g d a o ，c o a s t a le r o s i o n ，s e d i m e n td i s c h a r g e ，c o a s t a lc o n s t r u c t i o n ， c o a s t a ld u n e ，i n t e g r a t e dc o a s t a lz o n em a n a g e m e n t 1 上一j l - 月u 舌 随着社会经济的发展、人口的增多，越来越多的人将生活在海岸带范围内，因 而海岸带内可利用空间的大小成为全球各界关注的焦点，而海岸线位置的变化是直 接关系到海岸带可利用空间多寡的关键。事实上，海岸侵蚀所引起的恐慌远比海岸 堆积所带来的喜悦更能引起各界的关注。在一定程度上讲，对海岸演化的研究实际 上是对海岸侵蚀后退及其相关问题的研究。 海岸侵蚀研究历史 海岸侵蚀的问题早已存在，但一直被认为是海岸自身发展过程中的必然现象 ( j o h n s o n , 1 9 1 9 ； s h e p a r d ，1 9 6 3 ；z e n k o v i t c h , 1 9 6 7 ) ；把它与海平面上升联系起来 则始于二十世纪六十年代；随后，则把海岸侵蚀作为海平面上升所引起的一种灾害 加以重视和讨论。这一认识的历程实际上是学者对海岸侵蚀各方面问题研究由浅入 深的过程。 j o h n s o nd w ( 1 9 1 9 ) 在他的海岸过程与岸线演化一书中提到，岸线不停 地经历由初始时期幼年时期成年时期到老年时期等发育过程。其中，初始时期以 不规则的岸线、大量的分支海湾和溺淹谷以及半岛、孤岛等为特征；幼年时期在波 浪的侵蚀作用下发育诸如沙滩、沙嘴、湾口坝、连岛砂坝和海湾三角洲等多种地貌 单元；进入成年期时海岸线则后退趋于平直化；老年阶段岸线趋于夷平，为进入下 一轮的循环作好准备。此时海岸侵蚀虽然是海岸自身演化的必然现象，但由于此时 对浅水区波动底流速不对称性尚缺乏认识，所以他错误地认为在海岸演变的成年期 和老年期时岸线都应该受到侵蚀，从而达到夷平，这在一定程度上夸大了海岸侵蚀 对海岸演化的作用。 随着对波浪作用的深入认识，s h e p a r de r ( 1 9 6 3 ，1 9 7 3 ) 和z e n k o v i t c h ( 1 9 6 7 ) 则认为，所有的海滩在大小和形状上都会发生频繁而规模不等的波动，而且海岸的 侵蚀和堆积在空间上是同时存在的，在时间上存在着长期的或季节性的旋回和短期 的非季节性的旋回( 如风暴旋回，潮汐旋回等) 。这些旋回的研究都是在不考虑海 平面大幅度、长周期变化的情况下进行的。 b r u u n ( 1 9 6 2 ，1 9 8 8 ) 首次研究了海平面上升情况下的海岸侵蚀，把海平面上升 和海岸侵蚀两个现象联系起来，后来s c h w a r t z ( 1 9 6 7 ) 在水槽中验证了这种现象的 存在，并将它命名为“b r u u n 法则”。b r u u n 法则的使用较为简便，受到工程界的欢 迎；地学界也有不少人用它研究海岸侵蚀和海岸演化( 季子修等，1 9 9 3 ；王颖，吴 小根，1 9 9 5 ；陈西庆，陈吉余，1 9 9 8 ) 。但也有不少人对它预测海平面上升所引起 的海岸侵蚀的结果表示怀疑，因为该法则是在海岸物质不变、海滩剖面趋于均衡情 况下的结论，自然界很难满足这些条件( d e a n ，1 9 8 7 ；d u b o i s ，1 9 9 2 ；l i s te ta 1 ，1 9 9 7 ； k o m a r , 1 9 9 9 ：李从先等，2 0 0 0 ) 。k o m a r ( 1 9 9 9 ) 曾指出“b r u u n 法则在均衡剖面向 上和向岸运动的假设中是正确的，而在对未来海岸侵蚀速率的预测中是不可靠的。 海岸侵蚀研究现状 2 0 世纪7 0 年代，世界7 0 沙质海岸受到侵蚀( b i r d ，1 9 9 3 ) ，人们逐渐认识到 海岸侵蚀的严重性。在我国，二十世纪八十年代末，部分学者才意识到当前的海岸 侵蚀已不再属于海滩自身演化的范畴，同时也不仅仅是海平面上升引起的。通过对 山东半岛若干海岸侵蚀现象的研究表明，海岸蚀退的原因在于“1 ) 海滩砂补给量 逐渐减少，2 ) 人工过量开采海滩砂，3 ) 近期海面可能上升亦将引起砂岸蚀退 ( 庄 振业等，1 9 8 9 ) 。从对海岸侵蚀原因的分析中可以看出，学者们一方面注意到了海 平面上升在海岸侵蚀中的影响；另一方面，意识到人类活动在海岸侵蚀中有着不可 忽视的影响力度。 二十世纪九十年代，由于包含全球海平面上升、区域构造升降、地面沉降和趋 势性水位抬升等在内的相对海平面影响了我国三角洲和沿海低地，因而学者们对它 的关注更加集中( 李从先，1 9 9 3 ：任美锷，苏纪兰，1 9 9 4 ) 。一些学者从社会经济、 自然条件及危害后果等不同角度评估了海平面上升的影响( 杜碧兰，1 9 9 3 ，1 9 9 7 ； r e nm e i e ，1 9 9 4 ；韩慕康等，1 9 9 4 ) 。 在九十年代后期，许多学者强调了海岸侵蚀的灾害性( 王文海，吴桑云，1 9 9 6 ： 吴桑云，王文海，1 9 9 6 ；张裕华，1 9 9 67 季子修，1 9 9 6 ；夏东兴等，1 9 9 9 ) ，虽然 对海岸侵蚀的研究仍然是定性的，但学者们逐渐接受了海岸侵蚀原因的全面性和多 样性，例如河流输沙减少，海平面上升，风暴潮短期而强烈的侵蚀；又如人为因素 方面的海滩挖沙、水利工程拦沙，以及早已为人们认识到的不合理海岸工程所引起 2 的侵蚀，以及破坏珊瑚礁、红树林而引起的生物海岸侵蚀。 在海岸侵蚀以灾害的形式被学界认识后，预测海岸侵蚀后退的速率或演化规律 和对海岸侵蚀灾害进行合理的评估成为一种必然趋势。一些学者就以数学模型和解 析模式进行海岸演变的预测，都取得了一定成果( 秦崇仁贺江成，1 9 9 7 ；庄克琳 等，1 9 9 8 ) ；在灾害评估方面，引入了海岸侵蚀灾害损失量、人均损失量、受灾率、 国民收入损失率、人口死亡率等1 0 个指标，较为全面地反映了受害程度( 王文海， 吴桑云，陈雪英，1 9 9 9 ) 。另一些学者则采用b r u u n 法则对未来海岸侵蚀速率进行 预测( 陈西庆，陈吉余，1 9 9 8 1k o m a r , 1 9 9 8 ) 。 为了对海岸侵蚀有较为全面的认识，了解各种因素在海岸侵蚀中所占的比例， 庄振业等( 2 0 0 0 ) 选取鲁南典型岸段，依据1 0 余条多年的定位观测剖面资料，通 过海岸侵蚀沙量的换算，把所有影响因素都转换成沙量的减少，从而实现了侵蚀因 素的定量化研究。鲁南海岸侵蚀因素的量化无疑是海岸侵蚀研究领域的一个里程 碑，可惜的是，并不是所有的岸段都有如此系统的剖面观测资料。 对某一现象的认识过程，实际上也是研究方法和手段的发展历程。随着对海岸 侵蚀研究的深入，所应用的方法和依据的手段也在不断更新。最初的研究方法和手 段极其有限，除了对某些典型海岸的多年观测及相应资料的综合、整理外，更多的 则是在某种哲学思想指导下进行的推导。到后来，研究中所应用的方法和手段倾向 于多样化，不仅更加注重野外实地的考察，而且还利用了水槽实验，以及使用数学 模拟等。也有一些学者借助地形图、海图等测量成果图进行研究，取得了相当的成 果( 常瑞芳等，1 9 9 3 ；王艳等，1 9 9 9 ) 。另有一些学者尝试把遥感技术成果( 航空 照片或是卫星数据) 以及数学方法运用到该问题的研究中，也取得了一些进展和解 决了很多问题( m i c h a e le ta 1 ，1 9 9 3 1l i n ，1 9 9 6 1d o n ga n dc h e n ，1 9 9 9 ；m i c h aa n dd o v , 2 0 0 1 ；m a g e d ，2 0 0 1 ；h e s h a me ta 1 ，2 0 0 2 ) ；但正如某些学者所说，即使是美国高精 度的l a n d s a t 卫星，其图象的分辨率也只有3 0 米，这就意味着，只有具有类似于尼 罗河三角洲、黄河三角洲等变化幅度的海岸才可运用这些方法，其他地方的海岸是 很难达到其分别率要求的，因而这些研究方法所得的结果也就毫无说服力的( m a g e d ， 2 0 0 1 ) 。 上述方法虽然在实践中都得到了很好的应用，但都有各自的局限性。实地测量 确实能反映一些问题，精度也相应高，但对于一个没有长期系统剖面测量资料的地 段，短时间的几次测量，实际上是不能说明问题的；而地形图、海图等资料的使用 虽然解决了缺乏长时间剖面观测资料的问题，但它们除受投影、比例尺等因素的影 响外，在具体操作过程中还受其他因素的制约，如操作时的温度和空气湿度等，这 些因素都会产生明显的偶然误差。对于航空照片、卫星资料而言，虽然在一定程度 了减少了偶然误差，但就国内的卫星资料来说，不仅资料系列较短，而且分辨率也 不高，而美国卫星资料精度虽然稍高且时间跨度大，但价格昂贵：理论模型的建立 除对计算机要求较高外，很多理论模式都来源西方，西方模式到底在多大程度上符 合我国的海岸状况，还不得而知；更甚的是模拟结果，能否在实际中得到验证，是 需要认真研究的。 秦皇岛地区自从作为旅游区开发以来，以其良好的海滩环境、独特的海岸地貌 以及适宜的气候，成为人们夏天避暑的胜地。旅游业的发展为当地经济带来了前所 未有的腾飞，但随着海岸带的不尽合理地开发、利用，一系列的问题( 如海岸侵蚀) 也随之而来。 自1 9 5 8 年来，一些单位和学者曾对秦皇岛海岸地区的侵蚀问题作过研究，但绝 大部分都限于定性地研究，如自六十年代以来，秦皇岛海岸自山海关到洋河口普遍 遭受冲刷；近几十年尤其是8 0 年代以来，滨海沙滩普遍变窄、变陡和海滩砂粗化 ( 徐海鹏等，1 9 9 1 ；冯金良，1 9 9 7 ；冯金良等，1 9 9 9 ) ；虽有少部分研究做了定量 半定量的分析，但数据来源和处理上还存在这样或那样的不足，而由此得出的结论 也令人难以置信，如依据前人的研究成果、地物、不同时期的地形图( 比例尺1 ： 2 5 ，0 0 0 ，1 ：5 0 ，0 0 0 ) 、航空照片对比发现，1 9 5 4 1 9 8 0 年间从张庄到滦河南口海 岸有淤有蚀，淤积的占3 7 ，速率为o 2 4m a l o o m a ；侵蚀的占4 8 7 ，速率为- o 4 6 m a 一- - 4 5 4 m a ；相对稳定的岸段占1 4 3 。 鉴于上面的分析，本论文欲在实地考察的基础上，结合前人的部分研究成果， 通过利用相关电脑软件对地形图进行数字化，然后实施岸线的对比，试图对秦皇岛 海岸侵蚀的问题作更深入、全面的研究，并依此对研究区域的海岸做综合分析。 3 本文完成的工作量 为了对秦皇岛海岸侵蚀进行研究，作者曾于2 0 0 1 年1 0 月，2 0 0 2 年4 月和9 月 河北省地质矿产局，秦皇岛矿产水文工程地质大队，1 9 9 5 秦皇岛海岸变迁及防护对策的研究。“八。五”国家 科技攻关项目编号：8 5 - 9 0 7 0 6 0 i - 0 3 4 三次到秦皇岛地区进行海岸野外考察，足迹遍及秦皇岛的整个海岸，收集了文献和 相关工程报告书十多篇，采取沿岸沉积物样品4 1 个( 如表1 1 ，图1 1 ) ，共拍野外 照片两百六十多张；另外，作者还先后到石家庄和滦县与当地有关工作人员交涉， 购买了各类图件3 0 多张、有关滦河水沙数据近千个。在室内，一方面把收集来的 数据输入电脑，并成图分析：另一方面对秦皇岛地区三个时期( 1 9 6 5 年、1 9 8 0 年 和1 9 9 8 年) 地形图中的海岸线部分进行数字化处理，并校正，成图，分析。与此 同时，还对所取的4 1 个沙样做了手工筛析。全部工作量列如表l 一2 。 表1 1 取样点经纬度 样号经度 纬度样号经度纬度样号经度纬度 l3 9 0 5 8 2 2 ”11 9 0 4 7 4 9 “ 1 53 9 0 4 8 4 7 ”l1 9 0 2 9 7 2l ” 23 9 0 5 7 4 7 ”11 9 0 4 7 0 1 1 63 9 。4 8 5 2 。l1 9 0 2 8 3 7 。 33 9 0 5 7 1 2 ”1 1 9 0 4 5 5 4 1 73 9 0 4 8 5 1 41 1 9 0 2 8 ，1 2 43 9 0 5 7 0 6 ”11 9 0 4 4 7 4 3 。1 83 9 。4 8 。3 8 11 9 0 2 7 3 4 ” 53 9 0 5 6 ，5 3 11 9 4 3 5 6 1 93 9 0 4 8 0 5 l1 9 0 2 6 4 4 63 9 0 5 6 ，4 1 11 9 4 3 。1l z o3 9 。4 8 0 0 8 11 9 0 2 6 2 9 73 9 0 5 4 5 8 ”1 1 9 0 3 7 1 5 。2 1 3 9 。4 7 3 9 ”1 1 9 0 2 5 4 9 83 9 0 5 4 0 6 l1 9 0 3 3 0 9 。 2 23 9 。4 6 5 1 ”1 1 9 0 2 4 5 9 ” 93 9 0 5 3 ，3 3 ”11 9 0 3 2 1 5 。 2 33 9 。4 6 3 4 411 9 0 2 4 3 8 l o3 9 0 5 3 0 7 41 1 9 3 17 5 1 4 2 43 9 0 4 5 3 4 ”1 1 9 0 2 3 0 0 ” 1 13 9 0 51 ，2 7 411 9 0 31 ，1 7 。2 53 9 。4 5 0 0 ”11 9 0 2 2 7 0 9 。 1 2 3 9 0 4 9 ，5 7 ” 1 1 9 0 3 1 2 7 2 63 9 0 4 4 2 8 ”1 1 9 。2 1 3 2 ” 1 3 3 9 0 4 9 t 0 9 。 1 1 9 0 3 1 t 4 6 “ 2 73 9 0 4 4 2 0 “1 1 9 0 2 1 f 2 9 3 9 0 4 2 1 4 ” 3 9 0 4 1 1 5 ” 3 9 0 4 0 3 2 “ 3 9 0 3 8 ，0 9 ” 3 9 0 3 7 0 9 ” 3 9 0 3 5 5 8 ” 3 9 0 3 4 ，3 8 ” 3 9 * 3 3 0 4 4 3 9 0 3 2 0 1 ” 3 9 0 3o ，5 8 ” 3 9 0 3 0 0 1 ” 3 9 0 2 8 3 2 ” 3 9 0 5 8 0 9 ” 1 1 9 0 2 0 ，1 2 ” 1 1 9 0 1 9 7 5 3 。 11 9 0 1 9 ，3 8 ” 1 1 9 0 1 8 3 5 ” 1 1 9 0 1 8 7 1 3 ” 11 9 0 1 7 ，4 0 ” 1 1 9 0 1 7 7 0 6 ” 11 9 0 1 6 ，0 3 ” 11 9 0 1 5 ，4 5 1 1 9 0 l5 ，2 7 。 11 9 0 1 5 2 4 ” 1 1 9 0 1 4 5 3 ” 11 9 0 4 7 4 0 ” 1 43 9 * 4 8 5 3 ”1 1 9 0 3 0 ，3 7 。2 83 9 0 4 3 4 6 81 1 9 0 2 1 0 4 ” 表1 2 工作量列表 内处理水沙数据数字化地形图 整理野外照片阅读相关报告参考相关文献 业 4 1 个1 0 0 多公里 5 四札弛弘瑟踮卵娼的虬 4 4 3 0 4 4 2 4 4 4 1 8 4 4 1 2 4 3 9 4 4 3 8 8 4 3 8 2 4 3 7 6 4 3 7 0 4 3 6 4 4 3 5 8 。q f 夕，。 蓉 知蠛幽酵j 龙哭 r 口 灰 需：星墨r pb酸 压蕊：岛油堆 吗头 氐嘲 埘澎 断开河【 河7i 皇岛游 尹 口 囝 j， 蟛 北戴5 町区 国擞i 二窝 l 一彻滞泌山 赏 固窖营、剖紧 、o 馘。 氆z 。毋 影 渤 勘 珊 o a ：。庄司 名f 7 ： ：渭珂【 、 赤洋口 0 l ( n 。，1 ；二固 一 o 样品位置和编号 黼 -1 i - 1 1 2 0 i 丝。 妣特 井口 海 r 砩 柏_ 4 0 j “1 剖 公趴 滦 、 窑；5 嘲 予r 3 5 e 3 9 姜各z 删二 够萝 妒隧 夕 角 3 6 -夕 繇 3 6 1 1 1 1l 矿1 2 2 - 气湖 洲 1 8 31 8 9 1 9 5 2 0 12 0 72 1 3 2 1 92 2 52 3 1 2 3 72 4 3 图1 - 1 取样位置分布略图 6 二区域概况 研究区域位于河北省最东部的渤海北岸，海岸线东从山海关区的张庄村，西到 滦河三角洲昌黎县与乐亭县分界的老河底，经纬度分别是：1 1 9 。0 37 1 1 9 。5 3 7 e ， 3 9 。2 57 4 0 40 5 7 n ，全长约有1 0 5 9 k i n ；若算到滦河南河口则约为1 2 3 5 k m ( 河 北省海岸带资源编辑委员会，1 9 8 8 a ；卢玉东，孙建中，1 9 9 7 ) 。秦皇岛市行政管辖 山海关区、海港区和北戴河区以及青龙县、抚宁县、卢龙县和昌黎县等三区四县， 面积7 8 1 2 k m 2 。 图2 - 1 研究区域地理位置及行政区划图 1 区域背景 2 1 1 区域构造 秦皇岛海岸带跨越燕山台隆与华北陆缘断陷盆地两个地质构造单元，大体上以 大蒲河口为界分为东西两部分。东部海岸线总体走向呈n e 6 5 0 展布，为岬角、海湾 7 型交替组合海岸；西部海岸总体走向n n e 向，为平直的砂质沙丘海岸。从岸线的 展布方向看，受本区n n e 、n e 向的黄金海岸断裂、蔡各庄山东堡断裂影响明显。 而东部海岸出现的三个基岩岬角，岬角与陆上的缓丘或山丘相依，连成一体，呈 n w 走向，与本区n w 向的鸽子窝断裂和石河断裂等断层方向一致( 卢玉东，孙 建中，1 9 9 7 ) ( 图2 2 ) 。各主要断裂及其控制特征见表2 1 所示。 辑鬃名稳 p l 暴备庄一山糸璺断鼍 量管溽率所粒 f ，矗纂串4 嘶蛙 f 鹄予胥断j i n 石河酯馨 鬟 薄1 察皇 海 图2 2 秦皇岛海岸带控制断裂分布图 表2 1 秦皇岛海岸带控制断裂及控制特征+ 河北省地质矿产局，秦皇岛矿产水文工程地质大队。1 9 9 5 。秦皇岛海岸变迁及防护对策的研究。“八五”国家 科技攻关项目，编号：8 5 - 9 0 7 - 0 6 - 0 1 - 0 3 8 弋 2 1 2 气候 秦皇岛市属暖温带半湿润大陆性季风型气候。主要特点是，四季分明。春季受 变性冷空气影响，天气多变，干旱多风；夏季受印度洋低气压和太平洋副热带高压 控制，盛行偏南风，带来大量暖湿空气，形成高温、高湿、多雨的气候；秋季受蒙 古高压控制，气温下降；冬季受蒙古冷空气影响，盛行西北风，形成寒冷、干旱少 雪和晴朗乏雨的气候。 海岸带陆地部分年降水量大部分为6 7 0 7 7 2 m m ，是全省降水较多的地区。降 水主要集中在夏季，占全年降水量的7 3 7 5 ；秋季次之，占全年的1 2 1 4 ： 春季占1 0 1 1 ；冬季占2 。 海岸带平均风速4 5 5 r n s ，夏季最大，冬季次之。秦皇岛港区多年测风资料显 示( 图2 3 ) ，s s w w 向频率较高，各向频率之和为3 4 ；e n e 向次之为8 。 最大风速以s w 、e n e 向为最大，均为2 0 m s ；e 和s s e 向次之均为1 9 m s ；其它 各向均在1 0 - 1 5 m s 之间。平均风速以e n e 向最大为5 4 m s ，e 向、s 向和s s w 向 次之在4 9 5 0 1 t i s 之间。总的看来，s s w - w 和e n e 向属常风向，e 向、e n e 向 和s s e 向属强风向( 张彦龙，1 9 9 7 ；南京大学海洋科学研究中心，1 9 8 8 ) 。 n 庐、竺二_ 、 j 寸 、 - l 洪j。一4 、- 、 j l j - o 。5 m 。s 平均风速 l j 2 l o m i s 最走风速 l 一一j n 7 k ，、毽 o l 予风频率l - j 风龙平 e 图2 3 秦皇岛港区多年风资料玫瑰图( 据张彦龙，1 9 9 7 ) 2 1 3 陆地水文 王秀强，滦河口以北海岸风沙研究及其意义。( 研究生毕业论文) 9 秦皇岛市河流众多。除滦河外，沿海还有石河、汤河、戴河、洋河、人造河、 大蒲河( 其上游称“饮马河) 等，以及属于七里海水系的潮河、泥井沟、甜水河、 刘台沟、稻子沟等。它们中部分较大的河流在没修建水库之前，每年都会或多或少 的为其附近的海岸带去一定量的泥沙，但季节性明显，多集中在六九月( 表2 - 2 ， 图2 - 4 ) ( 河北省海岸带资源编辑委员会，1 9 8 8 b ) 。但自从潘家口水库和大黑汀水库 ( 滦河上，1 9 7 9 年建) 、桃林口水库( 青龙河上，1 9 9 8 年建) 、石河水库( 石河上) 、 洋河水库( 洋河上) 等水库相继建成后，这些相对较大的河流对海滩沙的贡献则逐 年减少。 表2 2 代表性河流多年月平均径流量( ) 和输沙量( 万吨) 言河名站名霉篓一月二月三月四月五月六月七肌月九月十月j 苫 注：滦河资料据滦县水文站；石河、洋河资料引自河北省海岸带资源( 下卷) 2 1 4 海洋水文 秦皇岛沿海平均潮差0 7 5 m 。本区潮汐主要是由太平洋传入的潮波，而天体引 潮力直接引起的独立潮相对较小。人造河到山海关为正规日潮，人造河至滦河口为 不正规日潮( 卢玉东，孙建中，1 9 9 7 ；张彦龙，1 9 9 7 ) 。 秦皇岛沿岸主要观测站表层、底层涨落潮流速列如表2 3 所示。从表中可以发 现，环海寺到石河口、卸粮口近岸这两段落潮流速普遍大于涨潮流速，无论是表层 的流速还是底层的流速皆是如此；而秦港锚地外海则不同，其表层涨潮流速大于落 潮流速，底层则是落潮流速大于涨潮流速；昌黎、滦河口则由单组数据可以推断， 表层涨潮流速都大于落潮流速+ ( 大港油田地质研究所，海洋石油勘探局研究院和 同济大学海洋地质研究所，1 9 8 5 ；卢玉东，孙建中，1 9 9 7 ) 。 波浪在本区以风浪为主。常浪向s s w 和s ，强浪向s e 。 众所周知，风暴潮对海岸的影响很大，风暴潮在研究区域也偶有发现。建国后， 河北省地质矿产局，秦皇岛矿产水文工程地质大队，1 9 9 5 。秦皇岛海岸变迁及防护对策的研究。“八五”国家 科技攻关项目，编号：8 5 9 0 7 4 ) 6 - 0 1 - 0 3 l o 有些关于风暴潮的记录，但大多侧重于记载经济方面的损失，对海岸破坏方面的描 述小多。如1 9 6 4 年8 月13 日，海啸。北戴河刘庄6 座楼房花园水深齐腰，外交部 修养所环海路基被掏空3 处，中海滩花园花木被淹死，昌黎、抚宁海潮上涨，农田 积水。1 9 7 2 年7 月2 6 - 2 7 日，秦皇岛等地9 6 个大队遭受海水侵袭，乐亭遭受台风 海啸的袭击，阵风1 扯1 1 绒，海潮猛涨到3 6 4 m ，比平日凌地最大海稍高i2 m 。海 水内侵5 k m ，浸泡耕地严重。 麓 ( 多年平均月径流量百分比圈列)( 输沙量图列) 图2 - 4 代表陆河流多年月平均径流量( ) 和输沙量( 万吨) 对比图 几l l 川一业 m 日 b j ? 0漠 表2 3 秦皇岛沿岸主要观测站表层、底层涨落潮流速+ 2 1 5 海平面的变化 海平面有两种，一是理论海平面，或全球海平面，它是1 8 6 1 年或1 9 年潮位资 料经低通滤波计算所得的多年平均海面( 陈宗镛，1 9 8 9 ) ；二是相对海平面，指某 一地点的实际海平面，其变化受陆地升降的影响，对某个地区而言，相对海平面上 升的意义更为重要( 李从先，1 9 9 3 ；任美锷，2 0 0 0 ) 。 全球海平面在过去的1 0 0 年中上升了1 0 - - - 2 0 c r n ，上升速率为1 o 2 0 m m a ( d o u g l a s ，1 9 9 1 ) ；中国沿岸海平面年平均上升速率为1 4 m m a ，其中渤海沿海海 平面年变率平均为2 0 r n m a ，基本上和全球的速率一致( 杜碧兰，1 9 9 3 ；萧嗣荣等， 1 9 9 8 ) 。i p c c2 0 0 1 年的公布报告指出，2 1 0 0 年全球气温可能上升l 。扯5 8 0 c ，对应 的海平面可能上升9 - 8 8 c m ( 如图2 5 所示) 。如果未来的1 0 0 年中，中国沿岸海平 面上升，甚至与全球相当，那么，对应的海平面年均上升速率为0 9 - 8 8 m m a ，这 一速率大于过去的1 0 0 年。 从鸭绿江口的丹东到北部湾的龙门长7 3 0 0 k m 的等水准路线上分布着3 3 0 个 水准点，根据它们重复测量结果而算得的垂直升降速率表明，秦皇岛地区处于垂直 河北省地质矿产局，秦皇岛矿产水文工程地质大队，1 9 9 5 秦皇岛海岸变迁及防护对策的研究。“八五”国家 科技攻关项目，编号：8 5 9 0 7 - 0 6 - 0 1 - 0 3 1 2 3 2 1 j 1 ；( 。 * 1 ： 2 1 0 0 年全球海平面上升预测值( 摘自i p c c2 0 0 1 工作报告) 瞬乒扣掣二育气 h 产带营 。气。 图2 - 6a 、沿海陆地垂直运动( 据黄立人，1 9 9 4 ) b 、秦皇岛地区海岸带相对 海平面年变化速率f 据赵洪彦，于道永，1 9 9 7 ) 1 3 。民私驴弘： 盟 s f 0 瑟2 4 3 2 畦上 上升区，平均速率约为3 7 2 m m a ( 黄立人，1 9 9 4 ；杜碧兰，1 9 9 3 ) ( 如图2 6 a 所示) 。 这样，秦皇岛地区相对海平面呈下降趋势，平均变化速率约为1 7 2 2 7 2 m m a ， 这一数值和秦皇岛验潮站在1 9 5 0 1 9 9 3 年间的相对海平面平均变化速率- 2 1 2 4 m m a ( 赵洪彦，于道永，1 9 9 7 ：于道永，1 9 9 8 ) 相当接近。因此，秦皇岛地区 的海岸处在相对海平面下降的大背景下( 如图2 6 b 所示) 。 海岸地貌类型与海岸现状 2 2 1 海岸地貌类型 秦皇岛海岸类型大致可分为基岩海岸、沙质海岸和三角洲海岸，其中从山海关 区的张庄到戴河是由前寒武系变质岩类及其碎屑物构成的岬角港湾式的基岩海岸： 抚宁、昌黎岸线则属砂质沙丘海岸类型( 河北省海岸带资源编辑委员会，1 9 8 8 a ) ； 滦河三角洲属三角洲海岸。各段海岸的地貌显示出较大的差异。 在基岩海岸中，海蚀地貌以海蚀崖为典型，随处可见，崖高不等，陡峭程度也 不尽相同。较低的海蚀崖以老龙头附近的海蚀崖为代表，高度在8 m 左右，坡度在 5 0 0 左右；崖面风化严重，有松土覆盖。较高的海蚀崖分布在金山嘴附近，崖高普 遍在1 5 m 以上，坡度都近于9 0 0 ；岩石坚硬无风化迹象( 附图1 ) 。此外，海蚀阶地 可见于小东山一带，其台面高出海平面5 7 m ，初步估计是全新世高海面所致( 卢 玉东，孙建中，1 9 9 7 ) 。海积地貌中，连岛坝最为典型，其代表是老虎石连岛沙坝 ( 附图2 ) 。老虎石离岸2 0 0 多米，它与海岸之间的波影区均已被沙体填充。 在砂质沙丘海岸中，泻湖海岸以七里海为代表，七里海又称“溟海”、“七里滩”， 1 8 1 3 年被东迁的滦河携带物所封闭，1 8 8 3 年由滦河的支流打开，与海相通，即现 今的