广西北海涠洲岛海岸侵蚀特征

姚子恒，高 伟，高 珊，刘乐军，李 萍，李培英

(国家海洋局 第一海洋研究所，山东 青岛，266061)

海岸侵蚀是指海岸带某一岸段河流和沿岸流等水动力的供沙量少于波浪、沿岸流、潮流等水动力的输沙量引起的海滩滩面下降和岸线后退过程。海岸侵蚀是全球日益严重的自然灾害之一,世界上70 %的砂质海岸正遭受侵蚀[1]。涠洲岛离内陆较远，岛上居民生活局限性较大，而现代海岸侵蚀不仅对沿海地区经济增长产生极大的危害，也影响了海岛居民的工农业、渔业、盐业及旅游业的发展。近年来，诸多学者对涠洲岛第四纪火山岩[2]、海蚀危岩[3]、珊瑚[4]和浮游生物[5]以及气候变化[6]等方面进行了较多研究，但对于海岸侵蚀尤其是砂质海岸侵蚀的研究相对较少。本研究在海洋公益专项“我国典型海岛地质灾害监测与预警示范研究”课题资助下，利用2006-2013年布设在涠洲岛的15条岸滩剖面的3次测量结果，开展了涠洲岛海岸侵蚀特征研究。测量数据和研究结果可以为当地政府减灾防灾和经济规划提供技术支持。

1 研究区概况

涠洲岛，又名大蓬莱、涠洲墩、马渡等，是南海北部湾中的最大岛屿，位于北海市沿岸南面滨外浅海，离岸直线距离48 km[7]。岛的中心地理坐标为21°02′27″N，109°06′43″E。岛的形状呈椭圆形，长7.5 km，宽5.5 km，全岛面积24.7 km2。从高空鸟瞰，涠洲岛形状呈椭圆形，南端有一新月形的港湾(图1)。

涠洲岛与火山喷发堆积和珊瑚沉积融为一体[8]，使岛南部的高峻险奇与北部的开阔平缓形成鲜明对比。其地势南高北低，自南向北缓缓倾斜，海拔高度20～40 m，最高点位于南部西拱手，海拔78.6 m。涠洲岛是在第四纪时期火山喷发堆积而成的火山岛。自第四纪喜马拉雅期火山喷发形成以来，涠洲岛经长期风化、剥蚀以及风、浪、流的侵蚀、搬运、堆积作用下形成了各种各样的地貌类型，如火山口、海积平原、沙堤、海蚀崖、海蚀柱、海蚀洞、海蚀平台、珊瑚礁、潮间沙滩、海底平原等[9]。按地貌成因、形态组合、形成特征、演化过程及空间分布规律，其类型可分为火山地貌、流水地貌、海蚀地貌、海积地貌、珊瑚礁地貌、海积一冲积地貌、重力地貌、人工地貌等八大类型(图1)[10]。

图1 涠洲岛地质简图Fig.1 Geological sketch of Weizhou Island

2 研究方法

为研究涠洲岛海岸侵蚀现状及发展趋势，自2006年在涠洲岛砂质海岸段布设了5个测量海滩剖面(Bp01、Bp02、Bp03、Bp04和Bp06)，断面走向垂直于海岸线。2013-01对其进行复测，并新增10个典型剖面(P01、P02、P03、P04、P06、P09、P11、P13、P14和P15)，以涵盖涠洲岛的全部砂质海岸段(图2)。2013-06对15个剖面再次进行测量。

主要监测方法为对剖面上各点进行经纬度定位及高程测量。即基于cos系统采用GPS-RTK技术和载波相位动态实时差分方法,使用HiperIIG仪器，沿剖面每隔一定距离进行定点，获得此点的经纬度、高程及大地坐标数据。对所获数据进行处理，绘制成图，并将不同期的同一剖面图作对比，研究岸滩剖面形态随时间的变化。测量过程中用数码相机进行现场拍照记录，包括侵蚀的现状、侵蚀区的地形、侵蚀岸段崩塌的情况，以及侵蚀岸段防护林损坏现状。

图2 涠洲岛海岸侵蚀监测断面布设图Fig.2 Costal erosion monitoring section maps of Weizhou Island

3 涠洲岛海岸侵蚀特征

根据断面监测数据，获得了涠洲岛2006-05-2013-06月长期岸滩剖面变化特征，以及2013-01-06月短期岸滩剖面变化特征，特别是热带风暴等极端天气条件对海岸侵蚀的影响结果。

3.1 岸滩剖面长期变化特征

对比分析2006-05-2013-06五条剖面的测量数据，涠洲岛东部岸线呈现强侵蚀-弱淤积变化，正北部海岸侵蚀程度相对较轻，西南部海岸侵蚀较为严重。在坑仔附近东部岸线，选取Bp04剖面(图3)进行分析，下蚀位于高滩与低滩部位，年均下蚀0.13 m。北港北部海岸至苏牛角坑北部海岸段，选取Bp01剖面(图4)分析显示，此段岸线中高滩有所淤积，其下蚀位于低滩部位，年均下蚀0.1 m。对竹蔗寮段西部岸段Bp06剖面(图5)分析显示，此段岸线年均下蚀0.18 m，下蚀位于中滩-低滩部位。南湾段海岸侵蚀呈现弱侵蚀-弱淤积变化，其岸线整体变化较小，对Bp03剖面(图6)进行分析显示，此段岸线高滩年均淤积0.07 m，中滩-低滩年均下蚀0.04 m。

图3 坑仔附近东部岸段Bp04剖面对比图Fig.3 Bp04 sectional comparison chart nearby the coast of east KengZai

图4 北港北部岸段Bp01剖面对比图Fig.4 Bp01 sectional comparison chart nearby the coast of north BeiGang

图5 竹蔗寮段西部岸段Bp06剖面对比图Fig.5 Bp06 sectional comparison chart nearby the coast of west Zhuzheliao

图6 南湾段Bp03剖面对比图Fig.6 Bp03 sectional comparison chart nearby the coast of south bay

3.2 岸滩剖面短期变化特征

根据2013-01-2013-06月的监测数据，获得了涠洲岛岸滩剖面短期变化趋势以及极端天气对岸线变化的影响特征。其中2013-06月监测时，热带风暴“贝碧嘉(Bebinca)”刚过境不久。

东北部岸段从苏牛角坑到公山背、沟门一带以侵蚀为主，基岩裸露风化明显(图7a,b)，在强热带风暴过后，其海岸侵蚀比较严重。公山附近岸线侵蚀最为剧烈，选取位于公山东部岸线的P03剖面(图8a,b)进行分析，此段岸线侵蚀主要发生在中高滩至低滩部分，高滩近陆部发育陡坎，植被倒塌严重，岸滩下蚀0.4 m(图9)。

图7 基岩条出露地带Fig.7 Areas of bedrock outcrop

苏牛角坑北部侵蚀变化较弱，选取位于涠洲岛正北部岸段的p06剖面(图10)进行分析。此段岸线侵蚀主要发生在高滩与低滩，中滩稍有淤积。高滩下蚀程度较小，下蚀0.1 m；低滩下蚀最大处位于低潮线附近，最大下蚀0.4 m。

图8 东部岸段陡坎及倒塌植被Fig.8 Scarp and vegetation collapse in east coast

图9 东北部岸段P03剖面对比图Fig.9 P03 sectional comparison chart in northeast coast

图10 正北部岸段P06剖面对比图Fig.10 P06 sectional comparison chart in north coast

鳄鱼嘴至竹蔗寮段西部海岸广泛发育海蚀地貌，岸线以侵蚀作用为主。选取位于竹蔗寮西部海岸的P13剖面(图11)进行分析。此段岸线侵蚀主要发生在低滩部位，下蚀0.4 m；高滩形态基本无变化，中滩稍有淤积。

图11 竹蔗寮西部岸段P13剖面对比图Fig.11 P13 sectional comparison chart nearby the coast of west Zhuzheliao

滴水村西部海岸临近南湾火山口，广泛发育海蚀平台、海蚀崖、海蚀龛等[10]。鳄鱼嘴地质公园内，海蚀崖高6～24 m，崖上因差异分化造成的大块岩体岩体露出，易于崩落，落石直径可达4 m(图12a,b)。崖体下部发育海蚀洞，高0.8～1.5 m，向内部延伸可达10 m(图13a,b)。

选取滴水村西南部岸段P15剖面(图14)进行分析，发现此岸段侵蚀主要发生在中滩，平均下蚀0.4 m，最大下蚀深度可达0.7 m，低滩侵蚀较弱，高滩稍有堆积。

南湾段，从竹蔗寮东南部到港岛酒店南部海岸由于人工改造，建有水泥防护堤，其岸线侵蚀不明显。选取竹蔗寮东南部岸线Bp03剖面(图15)进行分析，此段段海岸呈现弱侵蚀变化，岸线整体下蚀0.1 m。港岛酒店正南部P11剖面对比图(图16)显示，此段岸线中滩淤积0.2 m，高滩与低滩下蚀0.6 m。

图12 崩塌石块及海蚀崖Fig.12 Collapse stones and sea cliff

图13 海蚀洞Fig.13 Sea caves

图14 滴水村西南部岸段P15剖面对比图Fig.14 P15 sectional comparison chart nearby the coast of southwest DiShui village

图15 竹蔗寮东南部岸段Bp03剖面对比图Fig.15 Bp03 sectional comparison chart nearby the coast of southeast Zhuzheliao

图16 港岛酒店正南部岸段P11剖面对比图Fig.16 P11 sectional comparison chart of the coast in the north of hotel GangDao

波浪、潮流、风暴潮等是造成涠洲岛海岸侵蚀的主要海洋动力。海洋动力在向近岸水域传播运动过程中，受到侧边界和底边界条件的影响而发生改变[11]。而台风与风暴潮短时间产生较大的破坏力，是加剧海岸短时间侵蚀的主要因素[12]。对比短期与长期岸滩剖面监测结果发现，短期监测结果所显示的侵蚀强度要大于长期监测所得。其原因为强热带风暴对岸线的改造以及岸线的季节交替所发生的变化。2013-06强热带风暴“贝碧嘉”(Bebinca)经过涠洲岛，在小时间尺度上造成岸线的明显侵蚀，而侵蚀下来的泥沙被搬运到离岸区，使近岸区海滩坡度变小，在离岸区泥沙堆积成沿岸沙坝。当风暴季节过后，海面有一段相对平静时期，波浪相对减小，泥沙又从离岸区逐渐向岸区推移。泥沙向岸边堆积的结果，逐渐形成滩肩，滩肩不断的增长，使岸线不断的淤进。当风暴潮期间形成的沙坝完全消失时，泥沙全部推向岸边，形成坡度较大的滩肩地形[13]。

4 结 论

经研究分析，得到以下结论：

1)岸滩剖面长期变化特征表明，涠洲岛东部与西南部海岸侵蚀较为严重，西南部岸段年均下蚀可达0.18 m；正北部岸线海岸侵蚀程度相对较轻，南湾段岸线整体变化较小，高滩年均淤积0.07 m，中滩-低滩年均下蚀0.04 m，呈现弱侵蚀-弱淤积变化。

2)2013-06在短期强热带风暴影响下，涠洲岛东北部与西部岸段侵蚀较为严重，公山附近岸滩下蚀可达0.4 m；南湾段海岸侵蚀变化不大，局部存在淤积；竹蔗寮东南部岸滩下蚀近0.1 m，而港岛酒店南部海岸中滩淤积0.2 m。

致谢：感谢广西一测院廖伟征、苏展、莫炎凉等工程师在外业工作上给予的支持与帮助。

参考文献：

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[5] 韦蔓新,黎广钊,梁文，等.涠洲岛珊瑚礁生态系中浮游动植物与环境因子关系的初步探讨[J].海洋湖沼通报，2005，(2)：34-39.

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