海阳市典型砂质海岸侵蚀机制与防护对策研究
2022-01-18王勇智田梓文孙惠凤
王勇智, 田梓文, 李 霞, 孙惠凤
海阳市典型砂质海岸侵蚀机制与防护对策研究
王勇智, 田梓文, 李 霞, 孙惠凤
(自然资源部第一海洋研究所, 山东 青岛 266061)
海阳市砂质海岸资源丰富, 延绵近120 km, 尤以万米沙滩浴场著称, 但近年岸滩侵蚀严重影响其社会经济发展。本研究基于海阳市羊角畔两侧长约20 km典型砂质海岸连续3 a的海岸线蚀和典型剖面蚀淤调查, 定量化研究海滩侵蚀及其变化, 辅以一维数值模型, 研究人类活动影响下的泥沙运动特征和海滩侵蚀机制。研究结果表明, 调查区42.5%和5.90%的砂质海岸分别处于侵蚀和强侵蚀状态,羊角畔东侧海岸侵蚀强度高于西侧, 海阳港至海阳核电厂之间海滩侵蚀强度最高, 海滩侵蚀强度与人类活动扰动程度密切相关。海岸工程、临海养殖和人为采砂导致海阳市部分砂质海岸侵蚀严重的主要原因, 导致羊角畔两侧海岸侵蚀机制也不同。基于各岸段侵蚀机制特征有针对性地提出退养还滩、凸堤拆除和沙滩喂养等对策, 以减缓海阳砂质海岸侵蚀威胁。
砂质海岸; 海岸侵蚀; 数值模拟; 海滩防护
海岸侵蚀已是全球性环境灾害, 伴随着世纪性海平面上升和海岸带人类活动强度增加, 由于公众对于砂质海岸亲水性要求日益提高以及砂质海岸旅游资源的稀缺性, 砂质海岸的侵蚀过程和机制是近几十年来众多学者关注的焦点。海滩侵蚀主要是指供沙量少于波浪、沿岸流、潮流等水动力的输沙量, 引起的海滩变窄、变陡、滩面物质的粗化和岸线后退等过程[1], 属危害较大的地质灾害, 导致海岸水沙动力环境和海岸地貌之间相互作用的重新调整[2-3]。据统计, 我国70%左右的砂质海岸以及大部开阔淤泥质海岸存在海岸侵蚀现象[4-5]。
目前, 砂质海岸侵蚀原因和影响因素研究多是基于动力地貌学[6-9], 通过分析输沙率、海岸形态、海滩剖面等变化来研究砂质海岸侵蚀过程[10-11]。美国、丹麦、加拿大等学者提出并发展了平衡剖面理论[12-14], 提出了不同剖面形态与动力特征及剖面类型的转换与侵蚀、淤积的关系[15-16], 随后发展出了波浪和潮流作用下的砂质海岸演变模型[17-18], 并在我国部分砂质海岸得以应用[19-20]。同时, 基于一线理论和CERC公式的海岸线演变模型也得到了较大发展[21-24]。我国对海岸侵蚀的研究开始于20世纪80年代, 喻国华等[25]、王文海[26]等人较早提出了中国的海岸侵蚀问题, 对砂质海岸侵蚀的研究由传统地理学的定性、半定量的方法, 逐渐发展到从地形动力过程研究海岸侵蚀的时、空变化[27-30]。根据山东省海岸带调查成果, 山东半岛砂质海岸广泛分布, 砂质海岸总长度约760 km, 但海滩的侵蚀与退化较为严重, 约80%砂质海岸正遭受侵蚀破坏[31-32]。烟台市海阳市的沙滩以沙细、浪稳、坡缓、水清而著称, 绵延近20 km, 有“万米海滩”的美誉, 然而随着海岸带城市化和滨海旅游活动开发, 海阳市优质的砂质海岸却存在海滩沙冲蚀和滩面下蚀的灾害威胁, 严重影响海阳市海滩旅游和海岸景观, 多位学者采用数值计算方法研究了岸滩侵蚀特征[33-34]。为摸清海阳市砂质海岸侵蚀特征和机制, 验证连理岛建设对区域海滩变化起到了何种作用, 在海阳市砂质海岸典型区域(羊角畔周边海域)开展了多期的海滩侵蚀监测, 为海滩侵蚀防护对策制定奠定资料基础。
1 研究区概况
海阳市位于山东半岛东南部, 烟台市境南部, 海岸线西起丁字湾西北岸, 东至乳山湾西南侧官厅嘴, 总长度约230 km, 其中砂质海岸线长约120 km。海岸类型自西向东依次为泥质海岸、砂质海岸和基岩海岸, 著名的万米沙滩分布在马河港至海阳港之间, 以羊角畔区域砂质海滩最为典型。因此, 羊角畔两侧10 km的砂质海岸是本研究的重点调查和研究区(图1和图2)。
图1 研究区地理位置示意图(根据山东省自然资源厅发布的地图绘制)
研究区的砂质海岸类型属于沙坝-潟湖类砂质, 海滩总体走向NE-SW, 部分海滩向陆一侧分布着沿岸沙堤。马河港至海阳港发育有长约20 km的砂质海岸, 向陆一侧为潟湖洼地。基岩岬角零星分布在海阳港西港区和海阳核电厂之间, 海阳港东侧海滩被多个防波堤分割为相对独立的海滩, 部分海滩已裸露出岩滩。砂质海岸的岸滩坡度较小, 但干滩面积较小。海滩组成物质为黄色中、细砂, 分选好, 沙滩沉积物向海由粗变细。研究区主要的入海河流有东村河(入海口为羊角畔)和留哥庄河。2010年海阳市在万米海滩浴场西侧的羊角畔外建设2座离岸式人工岛, 总面积约180 ha, 海岛人工岸线总长约7.5 km, 2座人工岛合称连理岛。根据2016年自然资源部第一海洋研究所潮上带和潮下带的沉积物调查, 水下岸坡分布在理论基准面以下至–5 m水深, 主要组成为粉砂粒级的物质, –5 m以深海域底质含泥量逐渐增多。
研究区潮汐类型属于正规半日潮, 平均潮差2.39 m, 羊角畔邻近海域海流为较强的往复流特征, 海流主流向为偏W-E向。研究区以风浪为主, 平均波高介于0.5～0.8 m, 春季常浪向为SSE, 秋季强浪向为SSW向, 冬季和春季为非强浪季节[33]。
2 数据与方法
2.1 研究方法
本研究采用主要方法为实测资料分析和数值计算分析, 在分析和计算基础上提出海滩防护措施。
2.2 数据来源
2.2.1 调查内容
采用的观测数据为2016年至2018年自然资源部第一海洋研究所在马河港至海阳核电厂的砂质海岸开展的海岸线和海滩剖面调查数据。砂质海岸线调查总长度约20 km, 共布置25个海滩调查剖面, 在羊角畔及邻近海域10 km砂质海岸加密调查。海岸线调查时间是2016和2018年春季, 海滩剖面调查时间是2016、2017和2018年的春季, 海岸线和剖面调查位置见图2。
图2 海岸线和海滩剖面调查范围分布图
砂质海岸线调查依据《海岸带调查技术规程》开展。在每个典型岸段均设置有调查剖面, 在羊角畔两侧养殖活动密集区和重要海滩旅游区附近, 调查剖面实施加密。海滩剖面监测采用基于山东省CORS系统的GNSS-RTK设备, 高程基准为CGCS2000椭球高, 通过山东CORS(continuously operating reference stations, 简称CORS)精化大地水准面转换为1985国家高程基准。每个监测剖面的起点位于设定好的标志桩, 逢低潮时开展人工测量, 平面位置优于3 cm, 垂直方向优于3 cm, 每个测量点偏离设计测线不超过±10 cm。
2017年6月在连理岛周边海域开展了5个站位的大、小潮期的海流和悬沙观测, 使用小阔龙海流计获取流速和流向, 同步在表、中、底层采水, 通过双膜法过滤称重得到悬沙质量浓度, 为模型验证提供数据。
2.2.2 数据处理方法
1) 砂质海岸侵蚀强度
砂质海岸线根据平均大潮高潮面与海滩面的交线来确定, 平均大潮高潮面根据长期潮汐资料计算获得(1.72 m, 1985高程基准), 共获取了2016年和2018年两期岸线(每期调查岸线长度约20 km)。海岸侵蚀强度分析基于《海岸侵蚀灾害监测与评价技术规范》(征求意见稿)中海岸侵蚀强度的分级方法得出[35]。
2) 海滩侵蚀量
基于2016、2017和2018年海滩剖面监测数据, 以两个相邻的监测剖面作为一个海滩单元, 将海滩均分为多个单元, 采用线性插值法构建相同的剖面长度, 与上个年份的海滩单元求体积差, 得到每个海滩单元的年侵蚀量。
3) 沿岸输沙
基于DHI MIKE21模型的Litline模块, 构建羊角畔周边海滩的一维海岸演变模型, 计算了羊角畔两侧的沿岸输沙率, 对比分析了连理岛建设前后对局部沿岸输沙的影响。
3 羊角畔岸段砂质海岸侵蚀
3.1 海岸侵蚀强度
将研究区划以羊角畔为界, 两侧5 km海岸划分为东、西两个典型区块开展研究, 开展2期岸线蚀退和淤进对比, 并划分为多个岸段以利于量化分析(图3—图5)。从总体上来看, 羊角畔西侧岸线蚀退和淤进基本平衡, 羊角畔东侧岸线则以蚀退为主。
图3 羊角畔西侧海岸2016年和2018年海岸线变化
图4 羊角畔东侧海岸2016年和2018年海岸线变化
图5 羊角畔西侧和东侧海岸淤进和蚀退分布图
注: 正值代表淤进, 负值代表蚀退
3.1.1 羊角畔西侧海岸侵蚀特征
羊角畔西侧海岸线侵蚀或淤进变化强度从东向西逐渐变小, 呈现出淤积-侵蚀-淤积的分布特征。1—8号岸段发生了明显淤进, 平均岸线淤进速率为1.69 m/a,最大淤进量4.13 m/a(位于5号岸段), 说明河口西侧海岸沙源供给相对充足, 河口西侧沙嘴持续发育, 只有2号岸段发生蚀退, 岸线后退速率为–0.66 m/a, 主要由海滩后方养殖池建设取沙导致蚀退。9—37号岸段蚀退和淤进并存, 以蚀退为主, 平均岸线后退速率为–0.52 m/a, 最大岸线后退速率为–1.85 m/a(位于13号岸段), 其次为1.71 m/a(位于17号岸段)。9—37号岸段淤进或蚀退受人为因素影响较大, 部分养殖池直接建设在海滩, 对海岸剖面形态破坏较大, 部分排水口和排水管在海滩形成冲蚀沟(图6), 导致海岸后退(17号岸段), 加重了海岸侵蚀。38—47号岸段呈淤进的特征, 平均淤进量为0.45 m/a。
图6 羊角畔西侧养殖排水管涵航拍图(2017年9月)
3.1.2 羊角畔东侧海岸侵蚀特征
羊角畔东侧海岸侵蚀或淤进变化强度自西向东逐渐减小, 呈现出蚀退-淤进-蚀退的分布特征, 总体以蚀退为主。1—9号岸段位于万米沙滩浴场附近, 淤进和蚀退基本平衡, 1—5号岸段平均岸线后退速率为–0.16 m/a, 6—9号岸段的平均岸线淤进速率为0.34 m/a。10—30号岸段以侵蚀为主, 平均岸线后退速率为–1.15 m/a, 以沙雕公园附近的15—22号岸段(最大岸线后退速率为–2.46 m/a, 位于18号岸段)和连理岛连接桥登陆点西侧24—30号岸段(最大岸线后退速率为–1.96 m/a, 位于24号岸段)的蚀退较为显著。31—38号岸段自东向西表现为先淤进后蚀退的特征, 平均岸线后退速率为–0.55 m/a, 36—38号岸段至羊角畔潟湖内由于在滩肩上修建了斜坡护岸工程, 导致区域海滩侵蚀严重。31—35号岸段呈现出淤进特征。后文的沿岸输沙计算表明连理岛建设后, 岛后沿岸输沙方向发生变化, 导致该岸段产生淤进(31—35号)和蚀退(24—30号)。
3.1.3 调查区海岸侵蚀强度
参照海岸侵蚀强度分级[35], 羊角畔两侧20 km的砂质海岸中有2.4%处于严重侵蚀, 有5.9%处于强侵蚀, 有22.4%处于侵蚀, 11.8%处于微侵蚀, 36.4%处于稳定, 21.1%处于淤积。羊角畔两侧海岸侵蚀强度存在差异, 羊角畔西段海岸平均后退速率为–0.06 m/a, 总体处于基本稳定, 东段海岸平均后退速率为–0.74 m/a, 总体处于侵蚀。故羊角畔东段砂质海岸的侵蚀强度要高于东段。经统计, 羊角畔西段36.1%海岸处于侵蚀状态, 63.9%处于稳定或淤积状态; 东段约50%处于侵蚀状态, 其中18.9%处于强侵蚀, 50%处于稳定或淤积状态, 是否由于连理岛建设导致, 后文将进一步展开分析。
3.2 典型剖面变化特征
将研究区划分为4个区域, 分别为马河港段、羊角畔西段、羊角畔东段、核电厂段(图7), 分别代表不同类型的人类活动。马河港段人类活动较少, 可代表自然状态海滩; 羊角畔西段海滩养殖活动较多; 羊角畔东段存在连理岛建设; 核电厂段凸堤建设较多。总体来看, 25个调查剖面中76%的剖面前滨处于侵蚀状态, 64%的剖面海滩坡度变陡, 44%的剖面滩肩蚀退或消失, 羊角畔西段部分剖面后滨受临海养殖建设影响变动较大, 核电厂段海滩剖面变化最大, 羊角畔东段中万米沙滩浴场剖面则相对稳定。下文以P和数字代表监测剖面的编号, 典型剖面逐年变化见图8。
图7 海滩剖面分段示意图
注: 图中数字代表监测剖面编号
1) 马河港段海滩(P1—P2、P23—P25)
马河港段海滩处于弱侵蚀状态, 海滩前滨均略有蚀退, 除P1、P2和P24剖面的滩肩基本消失外, 其他剖面滩肩基本稳定, 后滨均基本稳定。
图8 典型海滩剖面变化
注: MHHW: 平均大潮高潮位; LNLW: 最低潮位。高程基准为1985国家高程基准
2) 羊角畔西段海滩(P3—P13)
P3—P13剖面的前滨发生了明显的侵蚀, 后滨则表现为蚀退和淤积并存。该段海滩剖面形态被破坏的主要原因在于后滨养殖活动和海滩取沙, 导致多数海滩前滨基本处于侵蚀状态, 海岸侵蚀从西向东逐渐加剧。
3) 羊角畔东段海滩(P14—P20)
P14、P16—P20剖面的前滨表现侵蚀趋势, 但连理岛正后方的P15剖面前滨呈淤积, 具有连岛沙坝的特征和趋势。P14剖面后滨由于人行木栈道建设持续蚀退。P15—P17剖面后滨逐年蚀退。P18—P20剖面后滨则基本稳定羊角畔东段海滩的前滨基本处于侵蚀状态, 但侵蚀强度自西向东逐渐减小, 连理岛至沙雕公园的后滨多呈侵蚀, 万米沙滩浴场总体基本处于侵蚀状态。
4) 核电厂段海滩(P21—P23)
该段海滩被多个凸堤分割(图9), 前滨和后滨呈现出逐年侵蚀的趋势, 且侵蚀强度逐年有所增加, 特别是P23剖面的滩肩至2018年已经消失, P21剖面的前滨至2018年已基本消失。核电厂段海滩的侵蚀强度要大于其他3个岸段。
图9 海阳港至海阳核电厂之间凸堤导致海滩侵蚀航拍图(2019年7月)
3.3 典型岸段侵蚀量
由表1可见, 羊角畔两侧10 km砂质海岸基本处于侵蚀状态, 都呈现出逐年加大的趋势, 呈现出自西向东侵蚀量逐渐增加的趋势。马河港段海滩的侵蚀量最小, 海阳港至海阳核电厂之间的海滩侵蚀量最大, 与人类生产活动的扰动程度密切相关。马河港段海滩沿岸养殖较少, 羊角畔西侧邻近海滩养殖较大, 部分养殖池直接建设在后滨上, 不少排水管涵裸露在海滩, 破坏海滩形态, 羊角畔东侧海滩侵蚀量略大于羊角畔西侧, 主要受到连理岛建设影响较大。核电厂段海滩被多个凸堤所分割, 形成大小不一的多个海滩, 凸堤改变了区域波浪和潮流环境, 阻挡了区域泥沙输送路径, 每个海滩呈现出东侧淤积、西侧侵蚀的特征, 不少岸段已裸露出大面积的岩滩。由此可见, 海滩侵蚀量发生较大的区域基本都位于人类活动强度较高的区域, 尤其是海岸工程较多的区域。
表1 典型岸段海滩侵蚀量变化
3.4 连理岛建设对沿岸输沙变化的影响
3.4.1 模型配置
为研究连理岛建设对区域沿岸输沙变化的影响, 基于DHI MIKE21模型的Litline模块, 模型地形采用海图水深和2016年研究区实测水深, 岸线中羊角畔两侧10 km砂质岸线采用2016年4月实测岸线, 其他区域岸线采用遥感卫片解译岸线, 波浪采用南黄海海洋站1984—1994年的波浪统计资料, 泥沙粒径、羊角畔径流和携沙量采用文献资料[36-37]。将研究区域的岸段分为6个计算断面(Ⅰ—Ⅵ), 在连理岛连接桥根部两侧增加2个计算断面(i、ii), 对比分析连理岛建设前后各断面的输沙变化。
3.4.2 模型结果
由图10可见, 连理岛建设前, 研究区海岸受常波向SSE和SSW的影响, 羊角畔邻近海岸的泥沙净输沙方向为由西向东, 有利于万米沙滩浴场海滩稳定。连理岛建设后, 断面Ⅰ距离连理岛较远, 基本不受影响, 断面Ⅱ、Ⅲ东向输沙量有所增加, 与P11剖面调查结果吻合, 断面Ⅴ和Ⅵ东向泥沙输送量减小, 断面Ⅳ泥沙输送方向变为向西, 输沙量明显减小。连理岛建设后, 入射波浪在连理岛处发生绕射, 波浪在岛后重新分布, 岛后形成波影区, 泥沙容易在岛后海岸幅聚, 断面i和ii为相向输送(断面ii变为向西), 输沙量均大幅减小, 易发生侵蚀(与P14剖面变化结果基本一致)。因此, 连理岛的建设改变了区域沿岸输沙格局, 但由于该区整体侵蚀量较大, 故无法形成明显的连岛沙嘴, 羊角畔河口西侧略有淤积, 东侧则侵蚀, 万米沙滩浴场的海滩沿岸输沙有所减小。
图10 连理岛建设前后羊角畔两侧海滩沿岸输沙率对比
4 讨论
过去的100年间, 中国的海平面上升速率为2～ 3 mm/a, 山东半岛地区正处于地壳缓慢抬升速率为1～4 mm/a[36], 故本区海岸侵蚀受海平面上升的影响较小。研究区海滩泥沙来源于留格庄河和羊角畔所携带泥沙。但近20 a来区域内建设用地剧增, 每年土壤入海量逐年减少, 为海岸侵蚀提供了可能[37]。海阳砂质海岸地形开敞, 岸线平直, 海岸走向与常浪向基本垂直, 多数海岸线缺乏掩护条件, 海岸直接面对海浪的冲击, 海浪在近岸破波带破碎后, 形成较强的冲蚀能力, 加剧了海岸侵蚀。
根据调查分析和数值计算, 海阳砂质海岸侵蚀强度较大区域多分布于人类扰动较强的区域, 尤以海岸养殖、人工岛和凸堤所在区域海滩侵蚀较为严重, 说明上述人类活动行为对区域海滩形态破坏较大或者对区域水沙动力环境扰动较大。羊角畔西段沿岸养殖较多, 多紧邻海滩建设, 部分养殖占用海滩后滨, 排水管涵裸露于海滩, 直接破坏海滩剖面形态, 导致海滩滩面边界和底摩擦发生变化, 海滩涨落潮流态和沿岸输沙均发生变化, 排水管涵处海滩侵蚀严重, 而且部分养殖场直接在海滩取沙用于建设, 更加剧了泥沙损失。马河港和羊角畔潟湖不断遭到围填, 潟湖面积严重萎缩, 以羊角畔潟湖萎缩最为显著, 潟湖纳潮量骤减, 且上游来沙量骤减, 沙坝体系的泥沙供给遭到进一步破坏, 易导致侵蚀。不合理的海岸工程建设则对海滩的外部动力环境改变巨大。连理岛建设后, 阻挡了大部分的SSE向浪和部分的SSW向浪, 连理岛后方形成波影区, 且波浪经过岛时会发生绕射, 打破了后方岸滩动态平衡, 导致泥沙输移不平衡。根据多期海滩调查数据来看, 连理岛后方海滩均呈侵蚀, 模型计算结果表明连理岛建设导致岛后方沿岸输沙方向发生变化, 在岛后呈相向输沙的趋势, 易形成连岛沙坝, 但由于输沙量小, 且区域海滩侵蚀, 沙坝难以在短期内形成。海阳港至海阳核电厂的海岸中分布有多道凸堤, 凸堤将完整的海滩分割成多个小海滩, 凸堤的长度要略大于小海滩的长度, 不仅打破了原有泥沙自西向东的输送格局, 而且局部水沙动力环境发生了较大改变, 导致分割后的小海滩呈西冲东淤的现状, 侵蚀较严重的区域已经裸露出岩滩, 并呈逐年加剧趋势。
综上, 开敞型砂质海岸的自然侵蚀, 是砂质海岸普遍性的侵蚀规律, 但海阳羊角畔区域砂质海岸发生海滩侵蚀, 主要是不合理人类活动导致, 破坏了海滩剖面形态和改变了区域水沙动力环境, 加剧了海岸侵蚀。
5 防护措施建议
5.1 退养还滩
羊角畔西侧海滩分布有大量临海养殖设施, 部分养殖场直接建设在海滩或前滨上, 部分养殖场的排水管涵裸露布置在滩面上, 万米沙滩浴场有部分旅游设施建设在后滨上, 上述人类活动直接破坏了海滩剖面形态, 加剧了局部海岸侵蚀发生。因此, 建议对占据海滩的养殖池和旅游设施逐步实施搬迁, 对裸露于滩面上的排水管涵进行埋深改造, 减少对滩面的冲蚀。
5.2 凸堤拆除
海阳港区至海洋核电厂之间分布有多道凸堤或防波堤。上述凸堤本是海阳新港区填海工程的依托, 但新港区建设遥遥无期, 凸堤现基本无功能, 反而导致区域海滩侵蚀, 考虑到国家严控围填海政策将长期实施, 新港区填海造地工程的实施基本无望。因此, 建议将海阳港区至核电厂的多道凸堤实施拆除或优化凸堤接陆段为透水式的结构形式, 恢复沿岸泥沙输送通道, 恢复区域水沙运动格局, 减小区域海滩侵蚀强度。
5.3 沙滩喂养
沙滩喂养是海滩养护的主要手段之一。沙滩喂养是通过人工海滩平面和剖面设计, 根据当地波浪动力和海滩地形, 选择合理位置抛沙[1]。我国以沙滩喂养方式防御海岸侵蚀的成功案例较多, 如青岛的第一海水浴场、石老人海水浴场、秦皇岛的黄金海岸、三亚国宾馆海滩等, 均取得了较好的效果[1, 7, 9]。埃及阿莱曼海滩、美国长岛海滩、法国卡瓦莱尔海滩、西班牙马拉加海滩等都通过海滩养护成功抵御了海岸侵蚀灾害[38-39]。鉴于万米海滩主要浴场位于连理岛东侧, 该浴场呈弱侵蚀趋势, 建议采用异地取沙的方式, 进行海滩喂养。
5.4 现阶段海滩防护建议
目前, 由于国家严控围填海政策, 加之山东沿海各港区均纳入山东港口集团统一管理, 海阳港区至海洋核电厂之间建设的多道凸堤已无实际意义(现有凸堤是为海阳港填海造地而建), 可以考虑在适当时候拆除, 但考虑到海阳市政府财力现状, 应分阶段实施。羊角畔西侧至马河港海滩后方有大量临海养殖, 是周边几个村庄的村民的主要经济来源, 养殖品种多为市场价值较高的海参, 拆除和重新安置费用较高, 且不利于社会稳定, 短期内不宜实施搬迁。海洋万米沙滩的核心旅游区位于羊角畔以东5 km范围的海滩, 每年夏季吸引大批游客, 是海阳市重要旅游资源, 经调查该海滩现处于弱侵蚀状态, 每年进行沙滩喂养后, 可维持该段优质海滩资源。因此, 现阶段建议每年对万米海滩旅游区进行沙滩喂养。
6 结论
根据两期海阳市羊角畔两侧20 km砂质海岸侵蚀调查, 发现调查区42.5%的砂质海岸处于侵蚀状态, 2.4%的砂质海岸处于严重侵蚀状态, 76%的监测剖面的前滨处于侵蚀状态, 64%的监测剖面的海滩坡度不同程度地变陡, 海滩侵蚀量呈现出逐年加重的趋势。海滩侵蚀较严重区域多位于海滩养殖、海岸围填海工程等人类生产活动扰动较大的区域, 以海阳港至海阳核电厂段海滩侵蚀最严重。因此, 人类活动对海阳市砂质海岸地貌和海岸形态的改变, 导致的海岸动力过程和沿岸输沙的变化, 是造成海滩侵蚀的主要原因。根据调查区海滩侵蚀现状和原因分析, 建议海阳市逐步拆除羊角畔西侧邻近海岸的养殖以及海阳核电厂西侧多道凸堤, 对万米海滩浴场实施海滩喂养。
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Coastal erosion mechanism and its prevention in Haiyang
WANG Yong-zhi, TIAN Zi-wen, LI Xia, SUN Hui-feng
(The First Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Qingdao 266061, China)
There exists a rich sandy coastal resource in Haiyang that is nearly 120 km long and is especially famous for its 10000-meter beach. However, its social and economic developments have been affected by coastal erosion in recent years. Based on sandy coastal erosion observations of a typical 20-km sandy coast near the Yangjiaopan estuary for three years, characteristics and changes of beach erosion were quantitatively studied. Sediment motion characteristics and the beach erosion mechanism affected by human activities were studied combined with the one-dimensional numerical model. The result shows that 42.5% and 5.90% of the sandy coast experiences erosion and intense erosion, respectively. The erosion intensity of the east coast of the Yangjiaopan estuary is higher than that of the west, and the erosion intensity between the Haiyang harbor and the Haiyang nuclear power plant is the highest. The sandy coastal erosion intensity is closely related to the intensity of human activities. Therefore, some remedial measures (clearing farms occupying the beach, removing convex dikes, and beach nourishment) to mitigate the sandy coastal erosion in Haiyang are put forward based on different erosion mechanisms.
sandy coast; coastal erosion; numerical simulation; sandy beach prevention
Feb. 2, 2021
P694
A
1000-3096(2021)12-0018-13
10.11759/hykx20210202001
2021-02-02;
2021-03-24
国家自然基金项目(U1806214); 国家重点研发计划项目(2018YFD0900800)
[National Natural Science Foundation of China, No. U1806214; National Key Research and Development Program, No. 2018YFD0900800]
王勇智(1980—), 男, 山东青岛人, 高级工程师, 主要从事浅海动力沉积研究, 电话: 0532-88968672, E-mail: wangyongzhi@fio. org.cn; 田梓文(1979—),通信作者, 主要从事海洋测绘, E-mail: tesewen@fio.org.cn
(本文编辑: 丛培秀)
