辽东湾西侧砂质海岸侵蚀灾害评价方法研究

王玉广，杜 宇，黄 杰，马恭博（国家海洋环境监测中心，辽宁大连 116023）



辽东湾西侧砂质海岸侵蚀灾害评价方法研究

王玉广，杜 宇，黄 杰，马恭博
（国家海洋环境监测中心，辽宁大连 116023）

摘 要：目前，海岸侵蚀已经成为一种严重的自然灾害，不仅对海岸带土地资源，而且对沿岸居民生产生活造成了显著影响。海岸侵蚀不但压挤了人类生存空间，还破坏了岸滩生物多样性和生态平衡，对人类和自然环境都造成了直接或间接的危害。通过对辽东湾西侧砂质海岸岸滩地形、水动力、泥沙场和岸线变化等直接影响其岸坡底床不稳定性因素的分析，结合相关海岸开发状况、泥沙来源和运移损失等情况，对海岸侵蚀灾害进行了现状评价和风险评价，为海岸资源的开发利用以及海岸防护工程建设提供可靠的依据。

关键词：辽东湾；砂质海岸；侵蚀灾害；风险评价

1 研究区概况

本文研究区为辽东湾西侧（119°53′10″～120°31′46″E，39°59′51″～40°20′30″N），其海岸为典型的平原砂质海岸，由陆域众多入海河流携带泥沙经波浪营造而成的庞大海岸堆积体，从陆向海依次分布为平原-沿岸沙堤-海滩-沙咀泻湖-水下沙坝等若干地貌子系统十分发育［1］；受海洋动力作用影响，沿岸分布滨岸沙砾质堆积体，构成沿岸沙砾堤、岸堤等地貌体。潮间带以沙滩为主，侵蚀岸段可见多道砂砾堤［2］。本区属于温带半湿润大陆性季风气候，冬季多偏北风，夏季南风居多；春、秋两季是南北季风交替出现的过渡时期。波浪以风浪为主，风浪与涌浪方向多出现于SSW，该浪向为常浪向，SSE—SE与SSW—SW为强浪向。潮流具有明显的往复流性质，往复方向为ENE—WSW，其主轴方向约在60°～90°和240°～270°之间，与岸线大致平行。潮流流速一般以表层最大，中层次之，底层最小。实测最大表层流速为92cm/ s，一般为32～66cm/ s［3］。泥沙主要是入海河流泥沙供给，海浪和潮流改造和重塑形成新的地貌体，最典型的就是平行于海岸分布的沙质堆积。自20世纪70年代以来，河流上游兴建水库蓄水，入海水量受到控制，入海沙量大幅减少，仅在丰水年汛期泄洪时有一定沙量入海，其余季节河流入海沙量较少，使海岸处于不稳定状态，并且由于人为开发活动的影响，造成海岸侵蚀加剧。

2 海岸与地形分析

2. 1 海岸侵蚀状况

海岸侵蚀指岸线的蚀退和岸滩的下蚀的海岸变化［4］，根据不同时期海图、遥感和历史调查资料，该区岸线在20世纪60年代以前以淤积为主，当时河流径流量和入海悬沙量均比较大，因此，海岸稳定淤长。20世纪70年代后，该区河流上游已建设了水利工程，仅在丰水期有一定的悬沙入海，岸线处于冲淤相对稳定状态。进入21世纪以来，该区沿海经济高速发展，流域上水利工程大量兴建，大河流大量采砂，河床降低，导致河流入海悬沙迅速减少，同时，海平面不断上升，海岸和海上无序采砂，海岸不合理突提工程建设，破坏了该地区泥沙的运移平衡，在海洋动力与河流势能的双重作用下，造成了海岸侵蚀加剧。

2013—2014年笔者对兴城六台子—绥中芷锚湾海岸进行了监测，岸线位置每5km布设一个监测桩，共布设17个监测点；岸滩地形监测布设6条断面，水下地形监测布设4条监测断面（图1）。

根据现场监测和历史资料分析，可以得出监测区的各监测点的海岸侵蚀状况（表1）。海岸侵蚀严重地区主要在岸线凸出部位绥中团山子和团绥中南江屯附近，近几年来由于物质来源严重不足，海岸侵蚀严重区逐步向南部移动［5-6］，如绥中前卫长滩河南侧、绥中王宝镇小陶屯、杨家浴场和绥中芷锚湾南。表中出淤长的岸段主要是绥中海艺山庄、绥中天龙寺和绥中万家新民屯附近，淤长主要是由于海滩养护、海滩修复和海滩填沙所致。

表1　监测桩海岸侵蚀速率Tab. 1 Coastal erosion velocities of monitoring stakes

2. 2 岸滩动态分析

根据近几年的现场调查，并结合岸滩剖面和沉积物组成分析可以看出，六股河以北海岸剖面为上凸形状，呈弱淤积状态，以南海岸剖面基本以凹型为主，岸线附近有一近似直立的陡坎，说明海滩正受到侵蚀后退，寻求建立新的动态平衡。岸滩剖面物质组成以粗粒为主，主要以砾质砂和砂为主，没有粉砂以下的细粒级物质，也说明本区的物质来源不足，并且由于本区水动力较强，对岸滩的冲涮作用也较大，使海岸遭受不断的侵蚀后退。

龙泉寺附近岸滩剖面（图2）：位于六股河北部，剖面长度100m左右，滩面剖面呈向平缓的上凸型，海滩剖面坡度3°左右，高海滩以砂为主，滩面沉积物以中粗砂为主，本区物质来源较少、水动力较强，波浪对海滩呈不断冲蚀状态。断面地形滩肩以上后滨出现淤积，高潮阶地地形相对稳定，低潮带沙坝向海移动。受附近岬角地形的影响，一年以来地形总体相对稳定。沉积物高潮滩沉积物以粗砂为主，近期有小幅度的细化，高潮滩脚以砾砂为主，低潮带则为中砂；高潮滩坡脚及低潮带沉积物出现粗化，砾石成分增加，分选性变差。

绥中南江屯附近岸滩剖面（图3）：近岸存在明显侵蚀陡坎，陡坎高2m左右，陡坎以下海底坡度较陡，海滩处为砂，海滩冲涮严重。南江屯地区海岸侵蚀严重，一年内断面平均下蚀达63. 5cm，后滨持续蚀退。该地岸线形态平直，沿岸组成物质松散，沿岸流强盛，沿岸输沙处于亏损状态。且六股河上游水库建设、附近海域挖沙活动均减少了海滩砂源，造成海滩持续侵蚀。沉积物高潮滩以砂及砾砂为主，高潮滩脚为砂质砾为主，低潮滩沉积物为砾质砂和砂为主。监测期内海滩高潮带沉积物出现粗化，分选性变差，而低潮滩沉积物细化。

绥中前前卫狗河西侧岸滩剖面（图4）：本区岸线存在侵蚀陡坎，陡坎高度2m左右，水下部分海底地形较平缓。沉积物分布有砂—砂质砾—砂的特征。监测期年内海滩年平均下蚀11. 6cm，主要体现在高潮滩及坡脚滩脚下蚀、沙坝顶部出现下蚀。沉积物高潮滩沉积物以中砂为主，高潮坡脚为砂质砾，低潮滩则以细砂为主。监测期内高潮滩沉积物相对稳定，低潮滩沉积物细化。

绥中万家芷锚湾岸滩剖面（图5）：海底地形较平坦，海底有多道沙坝。监测期内芷锚湾地形相对稳定，年平均下蚀0. 3cm，海滩地形的主要变化为潮间带多重沙坝的迁移变化。高潮带沉积物为砾质砂，高潮坡脚则以砂质砾及砂为主，低潮带为砂。监测期内海滩沉积物均出现细化。

2. 3 水下地形变化分析

水下地形调查主要是在六股河口附近及两侧，并根据海岸侵蚀情况，共完成了4条测线（图1），除北部的A断面外，其余3条断面仍处于冲涮状态，海底不稳定，并且冲涮向南部海底发展发展，这与海岸侵蚀南部海岸越来越严重相一致。

A—A'剖面：位于六股河口的北部，兴城六台子外侧海域。本区海底地形相对稳定，冲淤变化不大，2013年和2014年海底地形变化不大，基本保持稳定（图6）。

B—B'剖面：位于六股河口外缘，是海底冲涮较严重的区域。近河口处3～4km位置，地形呈锯齿状分布，主要是由海底采砂造成的。2014年与2013年比较，整条测线的海底处于冲涮状态，测线距岸4km处，冲涮1m左右；深水区的海底沙坝向岸方向移动（图7）。

C—C'剖面：海底地形略有冲涮，距岸3. 5km处。与2013年比较，最大冲涮处有0. 5m左右。在距岸7km处，有一深沟，可以是采砂所致。深水处相对稳定，海底沙坝没有移动迹象（图8）。

D—D'剖面：海底冲涮严重，从测线起点至距岸7km处。与2013年相比，平均冲涮0. 5m左右，深水区的海底沙坝向岸方向移动（图9）。

3 海岸侵蚀评价

3. 1 海岸侵蚀现状评价

海岸侵蚀评价主要根据海岸稳定性分级标准，依据监测的海岸侵蚀速率，对海岸侵蚀进行分区，来直观表示出各段海岸的侵蚀强度。根据监测结果，对该区海岸分为兴城龙泉湾度假村—兴城闫家屯侵蚀区、六股河两侧稳定区、绥中团山子—新浪度假村强侵蚀区、绥中海艺山庄稳定区、绥中南江屯严重侵蚀区、绥中天龙寺稳定区、绥中前卫长滩河南侧强侵蚀区、绥中前卫狗河西侧稳定区、绥中王宝镇小陶屯强侵蚀区、绥中王宝镇大房子屯—绥中电厂浴场稳定区、绥中扬家浴场强侵蚀区、绥中万家新民屯稳定区、绥中扬家屯侵蚀区、绥中芷锚湾稳定区、绥中芷锚湾南竭石侵蚀区15个区（图10）。

兴城龙泉湾度假村—兴城闫家屯侵蚀区：岸线长度8. 40km，岸滩受到冲涮，修建的岸滩防护设施受到破坏，平均侵蚀速率为1. 3m/ a。

六股河两侧稳定区：岸线长度16. 85km，本段岸线大部分修建虾池，为人工海岸，保持稳定状态。

绥中团山子—新浪度假村强侵蚀区：岸线长度2. 62km，岸滩受到冲涮，海滩堆积了大量的护岸石头，平均侵蚀速率为2. 0m/ a。

绥中海艺山庄稳定区：岸线长度2. 71km，本段海岸受到侵蚀，对海滩进行了护滩，海滩得以稳定。

绥中南江屯西严重侵蚀区：本段海岸长4. 87km，海岸侵蚀速率为3. 4m/ a。

天龙寺稳定区：本段岸段长6. 21km，天龙寺由于整治修复，海岸出现了一定的淤涨状态。

绥中前卫长滩河南侧强侵蚀区：本段岸段长8. 87km，海岸侵蚀速率为3. 0m/ a。

绥中前卫狗河西侧稳定区：本段岸段长21. 11km，海岸侵蚀速率为0. 5m/ a。

绥中王宝镇小陶屯强侵蚀区：本段岸段长4. 62km，海岸侵蚀速率为2. 7a。

绥中电厂浴场稳定区：本段岸段长17. 37km，主要为人工海岸，由于人工护滩，海岸保持稳定。

绥中扬家浴场强侵蚀区：本段岸段长4. 25km，海岸侵蚀速率为2. 9m/ a。

绥中万家新民屯稳定区：本段岸段长5. 10km，海滩由于人工维护，处于稳定。

绥中扬家屯侵蚀区：本段岸段长5. 17km，海岸侵蚀速率为1. 7m/ a。

绥中芷锚湾稳定区：本段岸段长3. 28km，本岸段海岸稳定。

绥中芷锚湾南竭石强侵蚀区：本段岸段长2. 58km，海岸平均侵蚀速率3. 0 m/ a。

3. 2 海岸侵蚀风险评价

海岸灾害风险评价是灾害预防和减灾的主要内容，海岸侵蚀灾害评价是通过对孕灾环境因子与致灾因子的关系分析，并主要对海岸侵蚀的现状、原因、以及未来预测分析［7-9］。风险评价是基于一定的量化规则，对各评价指标进行量化，然后按照一定的计算规则对选定的评价区域各单元风险进行相对大小的比较。若定义g为海岸类型；s为海平面变化；h为风暴潮最大增水；Hw为平均波高，r为海岸动态变化因子（海岸侵蚀变化速率），因上述指标单位不同、量级不同，很难将其合并进行运算［10］。因此，一般定义一种规则对各因子首先进行标准划分，然后再量化分级。再根据下面风险性R计算模型，得出各岸段的风险系数，确定各岸段的风险等级。

海岸侵蚀风险评价所用的海岸地貌类型来自于现场调查成果，海平面相对变化来自《中国海平面公报》，风暴潮最大增水来自《中国海洋灾害公报》，平均波高利采用葫芦岛市芷锚湾海洋站的数据，海岸动态变化速率根据现场监测数据。根据上述的风险因子进行了相应计算，得出的风险指数，依据风险评价指标确定海岸侵蚀的风险等级。海岸侵蚀风险等级划分标准见表2。

表2　海岸侵蚀风险等级划分标准Tab. 2 Standard of coastal erosion risk grade

根据计算结果，监测区海岸侵蚀分区可以划分为兴城龙泉湾度假村—兴城闫家屯中风险区、六股河两侧低风险区、绥中团山子—新浪度假村强高风险区、绥中海艺山庄低风险区、绥中南江屯高风险区、绥中天龙寺低风险区、绥中前卫长滩河南侧高风险区、绥中前卫狗河西侧低风险区，绥中王宝镇小陶屯高风险区、绥中王宝镇大房子屯—绥中电厂浴场低风险区、绥中扬家浴场高风险区、绥中万家新民屯低风险区、绥中扬家屯中风险区、绥中芷锚湾低风险区、绥中芷锚湾南竭石高风险区15个区（图11）。

由上述评价结果可以看出，高风险区主要位于海岸的凸出部位，主要受到泥水来源不足的原因，风浪集中进行侵蚀。其它低风险区主要是进行海岸整治和修建防护体的原因。

4 结论

根据现场监测和多年历史资料分析，可以得出以下几点认识：

（1）监测区为典型的平原砂质海岸，受海洋动力作用影响，沿岸广布滨岸沙砾质堆积体，构成沿岸沙砾堤、岸堤等地貌体。潮间带以沙滩为主，侵蚀岸段可见多道砂砾堤，泥沙主要是入海河流来沙供给，海浪和潮流不断改造和重塑形成地貌体，以达成新的平衡。

（2）根据近两年的监测结果，该区海岸侵蚀高风险区主要在绥中团山子—新浪度假村、绥中南江屯、绥中前卫长滩河南侧、绥中扬家浴场、绥中芷锚湾南竭石区域。

（3）海岸侵蚀具体表现在海岸冲涮陡坎增高，海滩物质粗化，坡度变陡，海岸侵蚀影响严重地区已使滨岸构筑物遭到破坏［12］。

（4）河流携带的泥沙量锐减是海岸侵蚀的直接原因，不合理海岸突堤工程建设和海水无序开采是导致海岸侵蚀加剧的主要人为因素，同时海平面上升也加剧了海岸侵蚀。根据1954—2007 年54年资料统计，六股河多年平均径流量54316. 4万m3。六股河流域年径流量年际间变化较大，最大年径流量1668. 03×106m3（1969年），最小年径流量94. 61×106m3（1992年）。六股河多年平均输砂量99. 02万吨，河水平均含沙量1. 24kg/ m3。入海泥沙减少，1980后的平均输沙量六股河不到60、70年平均输沙量的1/5［13］，其河流携带的泥沙量锐减是海区侵蚀的直接原因。由于河流上游水库拦沙作用，入海泥水减少，只在洪水季节有少量泥沙入海，本区悬浮泥沙浓度较小，仅在50～60mg/ L，由岸向海逐渐递减［14］。

参考文献

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Study of the Coast Erosion Disaster Assessment Method on West Coast of Liaodong Bay

Wang Yuguang，Du Yu，Huang Jie，Ma Gongbo
（National Marine Environmental Monitoring Center，Dalian 116023，China）

Abstract：As a serous geological disaster，the coast erosion not only influences the land resources of coastal area，but also results in obvious impact on the residents living along coast. The coast erosion reduces the human living space，damages the species diversity of beach and affects the biological balance. Through analysis of the unstable factors as beach terrain，hydrodynamic，silt and coastline change influencing the coast bottom，this paper conducts status assessment and risk assessment to provide reliable basis for the development and utilization of coastal resources and the protection of coastal engineering.

Keywords：Liaodong Bay；sandy cost；erosion disaster；risk assessment

中图分类号：P736. 2

文献标识码：A

文章编号：1673-8047（2016）01-0079-08

收稿日期：2015-08-02

基金项目：国家海洋保护与监测业务项目（2014）

作者简介：王玉广（1964—），男，硕士，教授级高工，主要从事海岸地质灾害方面的研究。