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大河三角洲侵蚀灾害与应对策略研究进展

2022-05-10凡姚申窦身堂裴洪杨于守兵韩香举陈沈良

自然灾害学报 2022年2期
关键词:三角洲泥沙灾害

凡姚申,窦身堂,裴洪杨,于守兵,韩香举,陈沈良

(1.黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室,河南 郑州 450003;2.西安理工大学水利水电学院,陕西 西安 710048;3.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200241)

引言

大河三角洲拥有广阔的海岸湿地,生长着各类湿地植被,是候鸟迁徙、鱼类洄游的理想栖息地,具有丰富的物种多样性[1]。大河三角洲因其资源的丰富性、自然条件的优越性、地理位置的重要性,成为世界上经济最发达、人口分布最集中的地区之一[2]。因此,大河三角洲兼具重要的生态环境价值和社会经济价值,其发育演变及自然灾害研究引起世界范围的广泛关注[3-5]。在全球气候变化背景下,海平面上升、河流入海水沙变化、强风暴等极端气候事件增加致使全球不同地区的三角洲都面临着岸滩侵蚀后退、土地资源减少、人民生产和生活受到威胁等问题[6-8]。河流和海岸工程建设、滨海资源开发等人类活动又进一步增加了三角洲环境的脆弱性[9-10]。三角洲海岸侵蚀造成土地流失,道路、房屋、沿岸工程和旅游设施损毁,给沿海地区带来巨大的社会经济损失,已经从单纯的自然变异过程上升为一种灾害[11-14]。

目前国际上对许多大河三角洲侵蚀过程、现状及成因以及灾害等各个方面都取得了一系列重大研究成果。但对于世界范围的大河三角洲侵蚀灾害研究进展综述性文献却较少。本文就近几十年来国内外有关大河三角洲侵蚀灾害的相关研究进展做了归纳和总结,包括侵蚀灾害的孕灾环境、致灾因子、侵蚀灾情及应对策略等,探讨了目前存在的主要问题,并对今后在三角洲侵蚀灾害方面的研究方向作了初步展望。

1 世界主要大河三角洲侵蚀状况

在流域人类活动、气候变化及海平面上升的背景下,全球许多河口三角洲正在侵蚀下沉,滨海湿地生态与人类生命财产安全受到严重威胁[8]。Besset 等[15]研究发现地中海和黑海的10个主要的河口三角洲中有8个正在遭受不同程度的侵蚀,只有2 个处于相对稳定状态。更多研究者们针对单个河口三角洲系统进行了侵蚀状况的量化,见表1。

由表1可以看出,不同三角洲侵蚀状况表现出不同的侵蚀形式和时空特征,大多表现出以“潮滩侵蚀-岸线蚀退”的形式,如黄河三角洲[16-19],埃布罗河三角洲[20];也有以“海床冲刷-水下三角洲侵蚀”的形式进行,如苏北废黄河三角洲[21-24];最严重的灾情是“滨海平原丧失”,如密西西比河三角洲等[25-26]、印度河三角洲[27-28]。侵蚀发生的时间尺度决定了侵蚀灾情的表现形式,侵蚀初始时,主要表现为水下三角洲侵蚀,随着侵蚀的持续发生,侵蚀程度也会逐渐加强,多表现为潮滩或滨海湿地的丧失,甚至损毁了道路、房屋、农田、沿岸工程等设施,带来较大的社会经济损失,上升为一种严重的海岸带灾害。如《中国海洋灾害公报》中显示,2013-2017年废黄河三角洲和长江三角洲侵蚀岸段长度有逐年增加的趋势(图1),2018年以废黄河三角洲海岸侵蚀为主的江苏省海岸侵蚀造成的直接经济损失达900万元[42]。

表1 三角洲侵蚀现状研究进展Table 1 Research progress of delta erosion

图1 废黄河三角洲和长江三角洲海岸侵蚀监测情况Fig.1 Coastal erosion monitoring in the abandoned Yellow River Delta and Yangtze River

2 三角洲侵蚀灾害的影响

2.1 孕灾环境

孕灾环境作为一个整体而言包含众多要素,各要素之间存在复杂的物质循环、能量流动以及信息与价值流动过程—响应关系[43]。目前以孕灾环境整体作为研究对象的研究并不多见,且多数关注滑坡、泥石流等地质灾害,针对海岸带孕灾环境进行整体系统研究的较少,相关研究多以风暴潮灾害[44-46]、赤潮灾害[47]、沿海城市洪涝灾害[48-49]等孕灾环境的主要构成因素为主。

基于前人对三角洲演变过程及其影响因素的认识,通过梳理三角洲当地及其所依附流域的自然扰动和人为干扰,得到如图2所示的大河三角洲侵蚀灾害孕灾环境的概念体系。物源供给、沉积空间和水沙动力条件是决定大河三角洲的发育和演变的3个主要因素[50],而三角洲所依附的流域对前两个因素起着重要作用,如河流输沙率决定物源供给,入海水沙量影响河口动力条件[51],尤其是河控型三角洲。因此,流域产汇流过程及其影响因素(如河流筑坝、水土保持和气候干湿变化)是三角洲侵蚀灾害发生的重要孕灾环境。作为海岸带的重要组成部分,大河三角洲是水圈、岩石圈、大气圈和生物圈相互作用最敏感、最活跃的地带,是一个复杂的自然综合体,致使三角洲具有极强的易受损性。气候变化和海平面上升是大河三角洲面临的重要自然背景和趋势,不但可能直接导致岸坡失稳、三角洲侵蚀和陆地面积萎缩,更多的是通过引发或加剧其他自然灾害作用于三角洲,如气候变化带来极端天气事件的增多,海平面上升可能带来海水入侵程度的加深和风暴潮频率的增加。大河三角洲也是一个自然—人文复合系统,随着三角洲地区人类活动类型的增加、范围的增大和强度的增强,三角洲受到的人类干扰日渐增多,例如长江三角洲近海的海洋和海岸工程包括港口码头建设、填海造陆、海底管线工程等,直接改变三角洲岸线和海底地形,显著影响了三角洲近海的水动力和泥沙冲淤环境。这些人类活动不仅改变三角洲的自然演变过程,更重要的是人类的开发建设的成果,如农田、道路、房屋,成为侵蚀灾害的承灾体,加剧了三角洲侵蚀灾害的破坏程度。在自然环境扰动和人为环境干扰综合作用下,三角洲侵蚀灾害表现出强烈的孕灾环境脆弱性。

图2 大河三角洲侵蚀灾害孕灾环境的概念体系Fig.2 Conceptual system of hazards-pregnant environment in mega deltas erosion

2.2 致灾因子

自然灾害系统中的灾源被称为致灾因子。根据三角洲侵蚀灾害特点、孕灾环境及致灾原因分析,结合前人的研究结果,可将三角洲侵蚀灾害的致灾因子分为两类:第一类主要来自海洋、大气、河流、陆地等自然环境的影响,包括:(1)海平面上升;(2)风暴潮加剧;(3)河流决口改道;第二类主要来自人类活动的干预,包括:(1)河流入海水沙大幅减少;(2)人为入海流路改道、改向;(3)三角洲地下水超采;(4)三角洲生态系统破坏等。致灾因子也可以分别从“动力”和“物源”的角度分为两类,显然一类是动力增强,一类是物源减少。

海平面上升和入海泥沙减少是两大主要的致灾因子,引起众多学者的关注。全球海平面从20世纪起持续升高[52],至本世纪,这一趋势将会延续,而速率也将不断增长,预测2050 年全球平均海平面将上升0.2~0.3 m,到2100 年将上升0.4~1.5 m[53]。全球验潮站的水位观测表明,在1900-2009 年间,海平面以1.7±0.2 mm/yr 的速率上升;而卫星高度计的观测表明,在1993-2009 年间,海平面上升速率为2.8±0.8 mm/yr[54]。Schuerch 等指出受海平面上升影响,到2100 年全球多达30%的沿海湿地可能会消失。同时,由于松软沉积物易压实固结沉降,导致三角洲地区常出现地面沉降,加速了三角洲地区的相对海平面上升速率,使其更易受到侵蚀[55]。

20 世纪50 年代以来,随着河流建坝、采砂和引水等工程的建设,全球主要河流输沙量呈持续下降趋势[56],除了极地等地的少数河流,全球大部分主要河流入海泥沙通量呈现持续下降趋势(图3)[57]。Vörösmarty 等分析全球633 个主要大型水库(最大库容>0.5 km3)和4.4 万个小型水库对入海水沙通量的影响,发现这些水库使全球河流持水量增加600~700%,水从陆地到海洋的平均用时增加约3 倍,河流携沙超过40%被大型水库拦截,并保守估计约有4~5 Gt/yr(占全球输沙总量的25~30%)的泥沙被拦截在水库中,水库捕获泥沙对全球陆-海沉积物通量产生重大影响[58]。Walling 和Fang 对全球145 条河流的年际输沙量分析,发现约50%河流的入海泥沙通量呈现显著变化趋势,其中大部分河流为下降趋势,并认为水库建设是影响现代陆海沉积物通量最重要的因素[59]。Dunn 等[60]预测47 条主要河流的输沙量变化,发现到本世纪河流输沙量相比于1990-2019年还会减少34%-41%。我国的长江和黄河入海泥沙也呈显著减少的趋势(图4),1986以来黄河入海水沙发生了显著变异,黄河进入了枯水少沙期[61];目前长江输沙率已经低于河口三角洲冲淤平衡的临界值[50]。需要指出的是除了建坝对河流入海泥沙量产生巨大影响,水土保持、引水和采砂工程及气候变化等对输沙量也产生了很大作用[62]。

图3 近1000年全球主要河流入海泥沙通量变化(修改自文献[57])Fig.3 Changes of sediment load in global major rivers over the past 1000 years(modified from reference[57])

图4 1951-2019年以来黄河利津站和长江大通站年输沙量变化Fig.4 Variation of annual sediment discharge at Lijin station of the Yellow River and Datong station of the Yangtze River since 1951-2019

河流决口改道和人为入海流路改道、改向也是常见的致灾因子,两者带来的结局都是河流入海口的易位,但它们的本质和致灾效果却明显不同。首先,前者多由水患等自然因素决定,如1855 年黄河在兰考决口,而后者已经界定为“人为”,如1976年和1996年的黄河尾闾的改道[63]。其次,前者波及的范围大,而后者受人为控制条件的限制,多发生在小范围。发生的空间尺度不同,继而带来第三个方面的差异:前者大空间范围的变动往往致使整个三角洲全域的侵蚀,甚至滨海平原的丧失,而后者在小空间范围的变动通常致使三角洲部分岸段的潮滩侵蚀和岸线蚀退。

2.3 承灾体

承灾体是侵蚀灾害作用的主体和风险对象,承灾体暴露性与承灾体暴露在灾害风险中等级以及承灾体本身对灾害的敏感程度和抵抗能力有关[64]。三角洲自然环境,如近岸海洋波浪潮汐环境(动力)、岸滩沉积物特征(物源),以及包括区域经济发展水平、社会管理水平在内的社会经济因素都是影响三角洲承受侵蚀灾害风险能力大小的主要因素。相比于国内学者多从自然环境视角剖析承灾体灾害发生的物理机制,国外学者更关注于社会经济因素影响下的呈承灾体风险。如Lam 等[65]提出一个分析密西西比河三角洲可持续性问题的自然—人类耦合模型框架,该框架包括自然(水文、沉积物、植被)和人类(人口、工业、政府)系统的6个组成部分,通过三角洲海岸土地侵蚀将各部分联系在一起;Barnes 和Virgets[66]预计密西西比河三角洲地区未来50年将有36亿美元的商业、住宅和基础设施资产面临风险,这将导致每年国民经济活动额外损失76亿美元。

值得指出的是,最新的国内研究也注意到了三角洲承灾体自然—人类耦合的二元属性。如Zhang 等发现在河流沉积物供应减少和相对海平面上升的背景下,长江三角洲和密西西比河三角洲面临的侵蚀灾害压力源相同,但由于自然—人类过程的不同耦合,两大三角洲表现出不同的侵蚀灾害结果[67];Wang 等[68]使用百分位数排序法综合自然环境指标(平均潮差、平均波高、悬浮泥沙浓度、潮滩宽度和海岸坡度)和社会经济指标(堤防高度、单位面积GDP和财政收入)评估了长江三角洲沿岸49个城镇的侵蚀脆弱性。

3 三角洲侵蚀灾害监测与评价

3.1 侵蚀灾害监测

三角洲地形监测为海岸带系统演变提供了重要的信息,是三角洲侵蚀研究和灾害管理不可或缺的第一手资料。传统的岸滩地形观测采用的是插钎法或全站仪测量等方法[69],但由于三角洲岸滩宽广泥泞、潮沟纵横等原因,难以保证准确连续的观测要求。后来GPS-RTK 技术的应用,在一定程度上提高了地形监测效率,但因其点位式的观测特点,无法满足潮滩大面积实时观测的需求[70]。随着遥感应用技术的发展,遥感水边线信息复合技术被广泛应用于岸滩数字高程模型(DEM)的构建和侵蚀灾害监测中[71-73]。利用遥感技术尽管已能够反演潮滩地形,但由于垂直视角和光线的原因,其在还原潮滩地形高程数据方面仍然难以达到高精度要求[74]。激光测距技术具有快速获取大面积点云数据的优点,近20年来在潮滩地形观测的实践中开始得到应用[75]。

近年来,大数据与人工智能技术已经在医疗健康、资源开采等多个领域得到了发展和应用,并取得了令人振奋的实用效果[76]。基于水利和海洋等部门在三角洲监测预测业务产生的海量观测数据以及遥感数据,以侵蚀热点为重点研究区,研发基于人工智能的三角洲侵蚀实时检测、数据产出和预测预报技术是未来侵蚀灾害监测的重要发展方向。

3.2 侵蚀灾害评价

三角洲侵蚀评估用以评估三角洲在遭受侵蚀灾害时可能造成的损失程度,在海岸带灾害防御、资源保护和规划管理决策等方面起着非常重要的作用[77]。国外的研究主要集中在海岸侵蚀风险及其引发的各种次生灾害风险等方面,如El-Raey 采用多标准、决策矩阵方法和问卷调查,对尼罗河三角洲侵蚀带来的经济损失进行了定量评估[78],Dewidar 评估了该地区三角洲侵蚀对农业的影响[79]。Mukhopadhyay 等采用终点速率法(EPR)和线性回归速率法(LRR)对印度的马哈纳迪三角洲岸线后退过程及发展趋势进行了评价,并指出了未来该地区还将面临更大的侵蚀灾害[80]。总结来看,国外三角洲侵蚀灾害评估逐步由现状分析向预测研究发展,由单因子向综合因子发展,由定性描述向定量评估发展,由传统调查向模型化、网络化发展。

我国对三角洲侵蚀灾害的评估研究开展相对较晚,始于20 世纪90 年代中后期。主要侧重三角洲侵蚀脆弱性和侵蚀强度评价,集中在黄河三角洲[81-82]、长江三角洲[83-84]和珠江三角洲[85],属于灾后跟踪评估的范畴,缺乏三角洲侵蚀灾害风险预测。近年来,国内开始日益重视三角洲侵蚀灾害评估,刘曦等[86]对长江三角洲海岸侵蚀展开了相应的评估研究;Yin[87]选取海平面上升速率、滩面高程等8个因子,对中国三角洲海岸进行评估;刘小喜等[23]采用层次分析法确定各评估指标权重,结合遥感和地理信息系统技术对废黄河三角洲海岸侵蚀灾害进行评估。总体而言,我国三角洲侵蚀灾害评估研究还比较薄弱,尤其是一些侵蚀热点区域的侵蚀灾害依然需要进行系统全面的评估。

4 三角洲侵蚀灾害防护措施

根据对“动力”和“物源”两类致灾因子的识别,三角洲侵蚀的防护措施可以从“减弱动力”和“增加物源”两个方面考虑,因此三角洲侵蚀灾害防护措施可分为海岸堤防工程、生态与绿色海堤工程和泥沙供给工程三类,下面进行分类阐述。

4.1 海岸堤防工程

建设海堤对防止潮、浪侵袭和岸线后退有重要作用,在海堤设计中除考虑满足一定高程和坚固程度之外还需兼顾一定的消浪功能,从而起到“减弱动力”的作用。海堤外侧堤面常设计为斜坡、弧形、阶梯、加糙或透空等形式[88]。海堤能有效地防止岸线蚀退,但对堤外滩面侵蚀的防护缺乏有效作用,特别是直立或近直立堤反而会造成的波浪反射可促使堤前滩面侵蚀加剧[89],而且随堤前水深的增大这种效应会更加明显,这种例子非常普遍[90-92]。海堤的危险之处还表现在,巨浪会越过海堤的斜坡,造成堤坝背面的侵蚀,随着水流从裂缝倾泻而出,裂缝会变宽、加深,致使海堤出现决堤风险[93]。同时,Tessler 等[94]指出在能源受限的未来,面临昂贵的投资,护岸硬工程是不可持续的。黄河三角洲孤东海岸大堤受破坏就是一个典型的例子(图5)。

图5 黄河三角洲孤东大堤受破坏的现状Fig.5 Landscape of the destruction of Gudong dike in the Yellow River Delta

丁坝也是当前中国防治三角洲侵蚀的一种措施,它不仅能拦流截沙,同时也能消耗正面入射波的能量,减弱到达岸边的波浪。丁坝建设合理的长度约为当地破波带平均宽度的0.4~0.6 倍,其轴线与主波向线的交角以110°~120°为最佳[95]。为保护一定长度的海岸线,丁坝通常建成间距约为其长度1~3 倍的丁坝群,如长江三角洲的崇明、长兴、横沙岛建有数百条丁坝以防御海岸侵蚀[96]。需要指出的是丁坝的作用主要是阻止或减缓沿岸流及其引起的沿岸输沙,在无沿岸输沙或沿岸输沙率非常小的岸段,丁坝对岸滩防护几乎没有作用。离岸堤是一种平行于岸线、距水边线有一定距离的露出水面(或在水下的潜坝)的防护建筑物,通常成组出现。它的主要功能是使波浪受阻发生绕射,消耗入射波能,使岸滩免受海浪侵蚀,如黄河三角洲北部飞雁滩近岸采用的就是这种形式[97]。离岸堤主要适用于以横向泥沙运动为主的海岸,当沙嘴和连岛沙坝发育后,其作用将与丁坝相似。

4.2 生态与绿色海堤工程

生态湿地工程是缓解三角洲侵蚀的有效方法[98-99],且相比于海岸堤防建设,以生态工程为核心理念构建和管理海岸侵蚀防护体系,更能起到保障社会经济发展和维持生态健康的最佳效果[100]。在侵蚀型潮滩,植被的定居减弱了水动力强度,植物组织对悬浮泥沙颗粒的捕获促进了泥沙在其生境淤积,进而使得滩面高程抬高,起到“减弱动力-缓解侵蚀”的作用。海岸潮滩先锋植物具有较强的耐盐性和耐水湿性,易于在盐渍裸地上快速定植与扩散,形成庞大的根系,常在海岸生态修复工程初期使用[101]。同时,湿地植被的向好演化,也会提高三角洲自然抵抗能力,进而缓解其脆弱的孕灾环境。潮滩湿地的植物生长与泥沙沉积过程之间也存在反馈作用[102-103]:潮滩高程抬高则缩短了潮水淹水时间,增加了土壤含氧量并降低了盐度,从而改善了植物生长的条件,有利于植被繁殖体的建立与扩散。这种生物-物理反馈作用是生态护岸系统形成多稳态的主要原因,它促进了海岸湿地光滩和植被群落两个相对稳态间的转换[104]。但是,van Wesenbeeck 等认为这种正反馈作用只存在于植被斑块内部,它的消极作用是在更大尺度下,植被斑块周围的水流流速增加,形成水沟从而抑制草丛的扩张[105]。Bouma 等认为这种正、负反馈的强度主要取决于不同植物茎秆密度的大小,当茎秆密度低于某一阈值时,正反馈可以转化为负反馈[106]。可见,生态护岸工程建设时,先锋植被植物的选取是至关重要的问题。

硬杆植物在降低水流流速和沉积物捕获以及防止侵蚀方面有更好的效果[107],如在欧洲一些海岸护岸工程中,常见的潮滩先锋植物主要是大米草(Spartina anglica)和海蓬子(Salicornia europaea)等硬干植物。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)是在我国苏沪浙闽海岸盐沼植被的优势物种[108]。长江三角洲于1997 年人工引种了互花米草,遥感观测显示2004年潮间带上部已大多被互花米草覆盖[109]。现场观测表明,长江三角洲崇明东滩的互花米草具有显著的消浪、缓流作用,波高和波能密度在淤泥质潮间带盐沼上的衰减率比在光滩上高一个数量级[110]。互花米草的消浪、缓流作用有利于悬沙沉降,促进滩面物质堆积,但互花米草作为一种外来入侵物种,对我国海岸带生态环境的破坏更显著,已经成为一种生态灾害[111]。海三棱藨草是中国特有种,广泛分布于长江口至杭州湾一带,防浪、促淤和控制海岸侵蚀的作用也比较理想,但近十几年来,受海岸盐沼带的高强度围垦、外来入侵物种互花米草的挤占、河流入海泥沙减少及全球变暖引起的海平面上升等叠加效应影响,该地区的三棱藨草面积呈加速缩减态势[112]。

盐沼湿地和海岸堤坝相结合的混合护岸工程被认为是一种可持续较强的三角洲侵蚀防护措施[113],众多数学模型也证实了这一观点[114-116]。近期一项结合历史地图的实地研究也证实盐沼可以有效减少海浪对堤坝的破坏,研究者们调查了1717 年风暴造成破坏的历史地图,发现当时位于大型盐沼后面的堤坝发生的破坏更少、更小,700多米宽的盐沼保护的堤坝每公里只有1.2个决口,相比之下,200米宽的盐沼后面的堤坝每公里有6 个决口[117]。高抒从转变传统海堤结构、创造湿地生态位两个视角着手,提出水位波浪分治的双线绿色海堤的理念,并指出在近岸低盐海水为主的河口三角洲海岸和不能自然形成湿地的侵蚀型海岸,需要采用人工措施建造岸外防波堤、突堤、人工鱼礁等,促成盐沼和(或)生物礁的形成[118]。

4.3 泥沙补给工程

泥沙供给工程主要起到“增加物源”的作用。泥沙补给的地貌效应和侵蚀缓解机制的研究主要集中在在密西西比河三角洲[119-120]。Blum 和Roberts[121]认为最大限度地保持补给泥沙的有效性是关键问题,且泥沙补给方式有待讨论。Nardin 等[122]发现配合河口植被恢复工程,水沙补给的有效性能到得到一定提高:植被不仅能削弱海洋动力,还能影响河流输入泥沙的分配,使更多的泥沙输运到三角洲前缘,从而扩展三角洲面积,高效恢复受侵蚀破坏的三角洲。因为细颗粒泥沙具有易起动和高度不固定性[3],研究者们通常认为从密西西比河主河道上直接转移粗泥沙到蚀退型海岸区是一种有效的缓解侵蚀策略[123],但Esposito等[124]研究发现将细颗粒泥沙补给到海洋动力较弱的海岸现有植被区域,利用植被的消浪作用,可以快速形成足够的潮间带滩涂以应对海平面上升所带来的三角洲海岸侵蚀的影响,从而有效提高泥沙补给的有效性。

近期Warrick 等研究了上游大坝拆除后大量泥沙补给对埃尔瓦河(位于美国华盛顿州)三角洲海岸侵蚀的抵御作用,他们发现泥沙首先在河口扇形三角洲潮间带淤积,几个月后,通过波浪再悬浮作用将泥沙带到口门附近的洲滩,洲滩并岸之后,泥沙在海岸落淤形成堆积体,且堆积体在沿岸方向不断延伸[125]。Robichaux 等基于历史实测地形资料,研究了墨西哥湾北部一条古河道(位于美国路易斯安那州)疏浚后泥沙输运到河口深坑处的地貌演变过程,发现深坑填充完成后,坑面泥沙再悬浮和输移后会呈小丘状堆积在近岸海床[126]。这些研究成果为我们认识和理解泥沙补给缓解河口三角洲侵蚀的动力机制奠定了很好的基础,但是这些工程或研究报告多出现在国外。我国黄河三角洲北部海岸侵蚀灾害严重,而刁口河是《黄河河口综合治理规划》的备用入海流路[127],重新启用后必将有大量水沙经其输入河口[128],是泥沙补给缓解三角洲海岸侵蚀的理想试验基地和研究基地。

5 结论与展望

受入海水沙减少,河口流路变迁以及海洋动力和人为干预作用,当今世界上大河三角洲普遍遭受着不同程度的侵蚀。随着侵蚀的持续发生,三角洲受到的破坏也会不断加强,侵蚀变异过程进而上升为侵蚀灾害。大河三角洲发育和演变的多因素制约性决定了其侵蚀灾害危险且脆弱的孕灾环境;其致灾因子一类主要来自海洋、大气、河流、陆地等自然环境的影响,另一类主要来自人类活动的干预。由于缺少足量的和高质量的三角洲海岸高程数据和近海水深数据,现有的大河三角洲侵蚀灾害评价体系和侵蚀防护措施还不够完善,需要科学家持续不断的努力探讨大河三角洲侵蚀灾害防护与应对策略。具体应关注以下几个方面:

(1)亟待建立三角洲侵蚀灾害预报预警系统。基于大数据和人工智能技术,利用先进的国际中长周期三角洲地貌数学模式,建立三角洲侵蚀实时检测、数据产出和预测预报系统,实时纪录和观察三角洲动态和灾情过程,及时预测预报三角洲侵蚀灾害的时空变化。

(2)加强三角洲侵蚀灾害防护技术研究。在未来三角洲淹没和侵蚀风险加剧的情况下,传统海堤的防护功能和自身安全受到挑战,需要充分挖掘绿色海堤和泥沙补给等新型海岸防护工程的价值,提高三角洲侵蚀灾害防护体系的生态效益和可持续性。

(3)科学管理和规划三角洲资源开发利用。对于三角洲侵蚀灾害频繁发生的区域,应避免盲目地建立大型的滨海工程建筑、大量采集海岸带资源;对于侵蚀灾害严重的区域,应科学划定开发建设红线,禁止建造大型设施和资源开发活动。

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