河北省海岛沙滩侵蚀现状与原因分析

邢容容，刘修锦，安振振

(1.河北省地矿局第八地质大队，河北 秦皇岛 066001；2.河北省海洋地质资源调查中心，河北 秦皇岛 066001；3.河北省海洋岸线生态修复与智慧海洋监测工程研究中心，河北 秦皇岛 066001)

我国是海洋大国，海岛众多。河北省海岛主要分布于石河口、滦河口、大清河口及曹妃甸近岸海域，呈长条形近乎平行于海岸分布，具有独特的地理与海洋环境，沉积物以中细砂、细砂为主，物质松散，植被覆盖率低，稳定性差。海岛沙滩是河北省重要的旅游资源和海岛保护对象[1]，对海岛沙滩侵蚀现状进行调查，并分析其原因，可为海岸侵蚀防治及海岛保护与管理提供参考依据。

20世纪70年代以来河北省海岛动态变化加剧，沙滩侵蚀现象普遍存在。吴桑云等[2]通过分析海图、钻孔等地质资料，提出滦河口至曹妃甸海域海岛的形成与滦河输沙有关，风暴潮、河流改道与截流拦沙、海岸开发等是造成海岸侵蚀的主要原因。高伟明等[3-4]通过历史海图和遥感数据发现，1956年以来祥云岛海侧沙滩遭受侵蚀，1987—2009年沙滩侵蚀速率达0.61～5.3 m/a。王建步等[5]利用2008—2013年遥感影像研究了滦河口外海岛的动态变化。但是，大多数学者主要以遥感手段对河北省海岛沙滩变化进行了研究，现场踏勘数据较少或已过时效。本研究在实地调查河北海岛沙滩侵蚀现状的基础上，结合历史资料，探讨沙滩侵蚀原因，旨在为下一步海岛沙滩整治修复及海岛保护管理工作奠定基础。

1 研究区概况

1.1 海岛的地理分布

河北省共有92个海岛，分布于沿海6个县，均为小型沙岛和微型礁岛。纳入《河北省海岛保护规划》(2012—2020年)的海岛总数为14个(包括2013年消失的海捞岛)，均为无居民泥沙岛，海岛陆域面积3 634.78 hm2。其中，石河南岛位于秦皇岛市石河入海口；长臂岛、风云岛、佛手岛、蛇岗位于唐山市乐亭县滦河口至浪窝口近岸海域；神奇岛、明月岛、吉祥岛、永乐岛位于唐山市乐亭县浪窝口至湖林口近岸海域；祥云岛、菩提岛、月岛位于唐山市乐亭县大清河口近岸海域；龙岛位于曹妃甸附近海域。

1.2 海岛的构造格局

河北省海岛分布在华北拗陷区，其形成与该区3个次一级的地质构造——黄骅拗陷、埕宁隆起、渤海中隆起有关[6]。黄骅拗陷内次一级构造——乐亭凹陷、马头营凸起、南堡凹陷、昌黎-滦县-丰润断裂是河北省海岛地貌发育的基础构造[7]。新构造运动引起滦河自西向东滚动，奠定了现今河北海岛的分布基础。

1.3 区域海洋水文特征

河北省海岛属暖温带半湿润季风气候区，海域流场均为往复流，以潮流为主，余流次之。潮汐类型为不正规半日潮，涨潮流向SW，落潮流向NE，潮流强盛，流速范围0～0.84 m/s。沿岸潮差较大，一般在3 m左右，最大4 m以上，平均潮位冬季低于夏季，平均潮差夏半年较大，冬半年较小。波浪常浪向为SE向，强浪向为E向，风浪频率大于涌浪。区内风暴潮较强，接近每10年发生一次较大风暴潮，危害较大。

2 资料来源与研究方法

项目组对河北省海岛海滩进行了详细调查与研究，采用高精度的GPS-RTK进行测量，现场采集大量表层沉积物样品送往实验室进行颗粒分析。测量过程中用佳能7D数码相机、航拍飞行器进行现场拍照记录，包括沙滩长度、宽度、侵蚀现状、护堤坍塌及侵蚀岸段的植被破坏状况等，全面掌握了河北省海岛沙滩的现状分布及侵淤情况，并分析了侵蚀原因。

3 海岛沙滩侵蚀现状

根据河北省海岛的成因、地貌形态、物质组成及构造分为河口沙坝岛、离岸沙坝岛、蚀余岛3种类型[8]。历史研究资料显示，这些海岛普遍存在侵蚀现象，滦河口以南至京唐港岸段沙岛侵蚀最为严重，年均侵蚀速率达30 m/a[9-10]。

3.1 河口沙坝岛沙滩侵蚀现状

河口沙坝岛是由河流携泥沙入海，在河口附近受海水顶托作用水动力减弱，携沙能力下降，泥沙沉降堆积而形成的，包括石河南岛(位于秦皇岛市石河口)，以及长臂岛、风云岛、佛手岛(分布于现滦河口附近)。2014年政府对侵蚀严重的石河南岛进行了整治修复，沙滩宽度由原来的不到10 m增至30～50 m，取得了良好的修复效果(图1)。长臂岛、风云岛、佛手岛靠海侧岸线总长约8.8 km，陆侧大部分岸段由养殖池塘与陆地相连，岸滩地貌发育较完整，有自然状态下的滩肩、滩面、水下岸坡，物质组成以细砂和中细砂为主，几乎不含粗砂和粉砂。岛体以侵蚀为主，长臂岛、风云岛侵蚀最严重：长臂岛剩余滩肩宽度仅10～20 m，部分岸段已无滩肩，滩肩后缘沙丘也已被侵蚀；风云岛北部岸段滩肩几乎被侵蚀殆尽，岛体南部出现数十厘米高的侵蚀陡坎，局部岸段岸滩已被冲蚀殆尽，出露潟湖相淤泥质层。佛手岛岸滩结构较完整，滩肩宽50～70 m，滩面宽缓。

图1 石河南岛人工养滩前后对比

3.2 离岸沙坝岛沙滩侵蚀现状

离岸沙坝岛主要分布于古滦河三角洲外围，是由海浪破碎带泥沙或贝壳堆积而成的离岸沙坝型的沙岛[8]。沙坝长2～5 km、宽30～100 m。这些沙坝与陆地之间多形成全封闭和半封闭状淤泥质潟湖，分别为蛇岗诸岛(蛇岗、神奇岛、明月岛、吉祥岛、永乐岛)、唐祥云岛和龙岛。

3.2.1 蛇岗诸岛

蛇岗诸岛岛体海侧岸线总长约7.8 km，沉积物以细砂、中细砂为主，几乎不含粗砂和粉砂。岛体呈长条状平行于海岸分布，受潮水冲刷，两端多向内陆弯曲，受修建养殖池和人工吹填影响，岛体部分与陆地相连，吉祥岛与明月岛毗连在一起，人为扰动明显。

蛇岗位于浪窝口以北，海侧岸线长约2.6 km。岛体南部滩肩较宽平，滩肩上建筑物被冲塌，滩面较陡；岛体中北部滩肩几乎不发育，沙滩后缘出现0.4 m的侵蚀陡坎，部分岸段养殖池的外侧围埝被侵蚀坍塌，低潮线附近露出大量潟湖相淤泥质层。

神奇岛位于浪窝口南岸，由于修建港池而大部分被占用，目前仅剩东北部长约300 m的部分。

明月岛、吉祥岛、永乐岛紧邻京唐港北侧，海侧岸线总长约4.3 km。明月岛内侧为宽约500 m的半封闭状潟湖，干滩宽度平均仅20 m左右，低潮时有潟湖相淤泥出露。吉祥岛沙滩明显呈现出南宽北窄的特征，南部干滩最宽处可达100 m，中部和北部无滩肩，而且出现约3 m的侵蚀陡坎，滩面较缓，岛体中部和北部滩脚处有大量潟湖相淤泥露出，并有大量的石块砖瓦堆积，近岸处发育有低缓的沙坝，低潮时露出水面。永乐岛以老米沟河与吉祥岛和明月岛分隔，与陆地之间有约300 m宽的潟湖，高潮时干滩宽度平均不足30 m。

3.2.2 祥云岛

祥云岛位于京唐港以南，是河北省最大的海岛，岛体南边向海一侧为砂质岸线，长约11.8 km，北边向陆一侧为潟湖，高潮时被淹没，低潮时露出淤泥状沉积物。祥云岛总体开发程度较低，仅东段祥云湾温泉度假村、中段浅水湾浴场、西段金沙岛旅游区开发旅游，其余岸段多为空置或后方为养殖池。祥云岛沉积物以中细砂为主，几乎不含粗砂和粉砂。祥云岛东段祥云湾温泉度假村岸段高潮滩狭窄，高潮时潮水直接涌入护岸根部，护岸被侵蚀冲毁，无护岸岸段侵蚀陡坎最高可达1.7 m，该岸段即将进行沙滩修复工程；中部沙滩侵蚀后退，岸前残留沙丘已被侵蚀至中轴线处甚至消亡，沙滩消浪功能减弱，原沙滩后滨废弃建筑物大部分根基现已没入海中，其中浅水湾岸段沙滩于2021年6月修复完成，修复长度1 500 m，修复后沙滩平均拓宽约30 m；西段金沙岛岸段沙滩已于2016年5月完成修复，修复后沙滩宽度最宽可达80 m左右，目前该岸段比较稳定。

3.2.3 龙 岛

龙岛位于唐山湾三岛和曹妃甸之间，呈“7”字形，岸线长约9 km，冀东油田在龙岛附近建有两座人工岛，岛体中部建有连岛大堤，附近有生活、旅游设施，其他区域几乎无人工扰动迹象。龙岛为古滦河入海冲积而成，沉积物以中细砂为主，砂质细腻，沙滩宽平，大部分干滩宽200 m左右，两端逐渐尖灭，部分岸段发育有风成波痕，低潮时露出浪成波痕、干涉波痕、削顶波痕等微地貌。水下发育有数列较小的沙坝，沙坝最高约1 m。

3.3 蚀余岛沙滩侵蚀现状

蚀余岛包括月岛和菩提岛，分布在大清河口外，因历史上滦河改道后，古滦河三角洲堆积体经海水侵蚀、泥沙搬运堆积改造而形成。目前两岛主要开发旅游业，开发程度较高。菩提岛岛体大部分岸段已人工固化，较稳定，且潮间带以淤泥质滩为主。月岛岛体相对较大，向海侧受海水冲刷，出露灰黄-灰黑色紧实亚砂土亚黏土古三角洲相沉积层，坡度较大。岛体东南有一沙坝，开辟为浴场，沙坝总长约6.9 km，宽50～150 m，高潮时部分被淹没，北端与岛体距离较近，仅几十米。沙坝与岛体围成宽浅的半封闭状潟湖，有多条潮汐通道与外海连通。沙坝沉积物以中细砂为主，几乎不含粗砂和粉砂。

4 侵蚀原因分析

在相对稳定的海岸地质和动力环境下，沙滩具有形态上的自我调节能力，各部分相互协调组成一个完整的自然体系，成熟的沙滩体系短时间内通常会在一定范围内处于平衡状态[11-12]。当其中某些因素发生变化，破坏这一平衡，海岸形态将产生改变，引起海岸侵蚀或海岸淤积，通常可分为河流改道、海平面上升、风暴潮等自然因素及修建水库截流、不合理海岸工程等人为因素。

4.1 自然因素

4.1.1 河流改道

自然条件下的沙滩宽度受来沙与外动力输沙动态平衡的影响。由于河北省的砂质海岛多发育于滦河三角洲上，因此滦河入海泥沙对各岛都有重要影响。根据滦河三角洲的地貌形态和沉积特征，滦河入海泥沙大部分用于滦河三角洲的外扩和水下三角洲的建造。

滦河曾发生过多次改道，因改道而废弃的离岸沙坝会因为泥沙供给骤减而处于侵蚀状态。祥云岛、菩提岛和月岛就是滦河改道北移之后废弃的离岸沙坝岛或蚀余岛，因为几乎不再接收滦河的携沙，所以自然条件下这3座沙岛砂质岸滩处于严重的侵蚀状态。该区附近曹妃甸龙岛也处于这种大的外部环境中，河流和沿岸来沙补给量锐减，目前侵蚀现象仍在持续。

4.1.2 风暴潮

风暴潮和风暴浪是在极短时间内造成海岸快速侵蚀的主要原因。河北省海岛岸滩因纬度较高，夏季台风影响次数有限，所受极端天气影响主要来自冬季寒潮大风引发的风暴潮和大浪。风暴潮潮高浪大，每次风暴过后，大量沙滩沉积物被带到海里，滩面遭受明显侵蚀[13]。

风暴潮对海岸的塑造不容忽视，一次强风暴潮往往破坏掉正常天气情况下很长时间的沉积结果，对岸线影响显著[13]。历史资料显示，河北省沿海是我国风暴潮灾害严重的地区之一。1985—2011年河北省沿海共出现风暴潮44次，近年来风暴潮更加频繁且严重，比如2016年“7·20”风暴潮、2017年“8·3”风暴潮、2019年台风“利奇马”引发的风暴潮等造成海岛岸滩侵蚀加剧、高程降低，对海岛稳定性影响极大。

4.1.3 海平面上升

海平面上升引起海岸侵蚀加剧的观点是BRUUN在1962年首先提出的，他认为海面上升越快，海岸侵蚀后退速度越快越严重[14]。海平面上升改变了海洋与海岸动力条件，破坏了海岸物质原来的平衡和稳定状态，加重了海岸侵蚀灾害。据自然资源部发布的《2020年中国海平面公报》，1980—2020年我国海平面平均上升速率为3.4 mm/a，高于同期全球平均水平。预计未来30年，中国沿海海平面将上升55～170 mm。海平面上升作为一种缓发性灾害，其长期积累效应加大了河北省海岛的侵蚀作用。

4.2 人为因素

4.2.1 修建水库截流拦沙

修建水库截流拦沙，使来沙量减少，动态平衡发生转变，砂质岸滩逐渐被侵蚀，岸滩宽度减小，甚至消失。比如，分布于滦河口南岸的长臂岛、风云岛、佛手岛，以及浪窝口两侧的蛇岗、神奇岛，岸滩受滦河来沙减少影响明显。20世纪70年代以来，滦河上游修建了潘家口、大黑汀、桃林口等大量水库，以及拦潮闸和引水工程，使河流流量减少，泥沙被拦截，入海泥沙量锐减，下游海岛沙滩泥沙供应量低于流失量，岸滩呈明显侵蚀状态。

4.2.2 盗采海砂

随着经济的发展，人们对泥沙的需求越来越大，盲目开采海砂的现象也越来越普遍。河北近岸海域也存在大量盗采海砂的违法行为，据统计2010—2013年间相关部门共扣押非法采砂船只135艘，且主要集中在京唐港至曹妃甸海域。盗采海砂活动会导致海底地形发生变化，沙滩被掏空形成深坑，泥沙因横向输移，对水下泥沙进行补充，难以重新回到岸滩，最终导致泥沙向海净输移，打破沙滩泥沙动态平衡，使滩面遭受侵蚀，岸滩蚀退。

4.2.3 海岸工程

海岸工程不仅直接侵占砂质海岸，还能够改变沿岸泥沙输移机制和近岸波浪特征，影响沙滩的泥沙供应，改变蚀淤过程。海岸上修建的伸入海中的构筑物，拦截泥沙纵向输移，导致工程上游的沙滩淤积，工程下游沙滩得不到有效的泥沙补充而面临侵蚀。比如，风云岛丁坝、京唐港、祥云湾码头及其他渔港的修建不仅侵占了大量的海岛沙滩，而且加快了构筑物下游海滩的侵蚀速度。

4.2.4 修建养殖池

2000年以来，唐山市养殖业发展迅速，自滦河口至大清河口有大量养殖池，且规模逐年扩大。2010年后大清河口附近养殖池逐渐被清理，但滦河口至京唐港附近的养殖池仍迅速扩张，并侵占沙岛，致海捞岛消失，其他海岛也被养殖池或多或少地占据。养殖池容易受风暴潮影响而破坏[15]，同时养殖池建设时需在海岛滩面挖出数条潮汐通道，以满足其换水需求，因此养殖池的大肆修建严重影响海岛沙滩的自然演化，造成海岸侵蚀。

5 结 论

通过开展河北省海岛沙滩侵蚀现状调查，分析了侵蚀原因。研究表明，河北省海岛均存在不同程度的侵蚀现象，滩肩平均宽度不足20 m，部分岸段已无滩肩，出现几十厘米甚至几米高的侵蚀陡坎、养殖池围埝侵蚀塌陷等情况。河北省海岛沙滩侵蚀是多方面因素共同作用的结果。其中，自然因素包括河流改道、风暴潮、海平面上升、风蚀作用等，人为因素主要包括修建水库截流拦沙、盗采海砂、建设海岸工程、修建养殖池等。泥沙供给减少及人类活动改造是侵蚀加剧的主要原因，尤其是养殖池塘的扩建、海岸工程(港口、码头、防波堤、丁坝等)的建设，使得海滩人为固化，构筑物下游海滩遭受较严重的侵蚀。

为控制海岛沙滩继续侵蚀，提出以下修复建议：

(1)对海岛周边养殖池开展清理整治，退养还湿，潟湖清淤，进行岛体养护修复并构建覆植沙丘，近岸构建沙坝等柔性海岸防护措施，逐步改善恢复海岛湿地和周边潟湖的自然景观、生态结构功能。

(2)对旅游开发程度较高的祥云岛、月岛、龙岛开展海滩养护，辅以水下放浪促淤措施，后缘采用覆植沙丘、多道沙堤保护屏障的恢复治理方式，有效保护河北省海岛资源。