福建深沪湾砂质海岸地形地貌特征及自然灾害承灾能力研究*

李荣茂

doi:10.11978/2024092

热带海洋学报 >

2024 , Vol. 43 >Issue 6: 72 - 79

DOI: https://doi.org/10.11978/2024092

海洋地貌学

福建深沪湾砂质海岸地形地貌特征及自然灾害承灾能力研究^*

李荣茂

展开

福建省渔业资源监测中心, 福建福州 350003

李荣茂。email: lirongmao2006@163.com

*感谢国家海洋局厦门海洋预报台协助调查

李荣茂(1972—), 男, 高级工程师, 主要从事海洋渔业生态资源调查与研究。email: lirongmao2006@163.com

Editor: 林强

收稿日期: 2024-04-25

修回日期: 2024-06-13

网络出版日期: 2024-06-17

基金资助

福建省科技计划项目(2023N0028)

2024年福建省海洋服务与渔业高质量发展专项

收起

Study on topographic and geomorphological features and natural disaster capacity of sandy coast in Shenhu Bay, Fujian

LI Rongmao

Expand

Fujian Fishery Resources Monitoring Center, Fuzhou 350003, China

LI Rongmao (1972-). email: lirongmao2006@163.com

Editor: LIN Qiang

Received date: 2024-04-25

Revised date: 2024-06-13

Online published: 2024-06-17

Supported by

Technology Plan Projects of Fujian Province(2023N0028)

Marine Services and High Quality Development of Fisheries Special Project of Fujian Province

Fold

摘要

砂质海岸是滨海湿地生态系统类型之一, 具有重要的生态服务功能, 同时也易受到人类活动和全球气候变化的影响。2022年9月和12月在福建深沪湾砂质海岸布设10条调查剖面, 开展秋冬两个季节的砂质海岸地形、地貌特征观测以及沉积物粒度测定, 基于砂质海岸资源禀赋评估指标、自然灾害承灾能力评估指标以及相应的分级等级赋值, 对福建深沪湾砂质海岸自然资源禀赋和自然灾害承灾能力进行了综合评估。深沪湾秋季沙滩潮间带宽度150~800m, 冬季为150~950m, 总体呈中间窄两边宽趋势, 潮间带坡度总体较缓。与秋季相比, 冬季高程、干滩宽度和潮间带宽度均有所增加。2条沉积物粒度特征调查剖面的滩肩区成分均为砂, 高潮区沉积物成分均为砂和砾石, 中潮和低潮区主要成分为砂和粉砂, 但秋季和冬季组分存在差异。深沪湾砂质海岸海滩总体自然资源禀赋较好, 但由于受到向海开阔度、相对潮差等因素的影响, 自然灾害承灾能力不高。研究成果可为掌握福建深沪湾砂质海岸地形、地貌基本特征提供了第一手基本数据, 为提升福建深沪湾砂质海岸海滩自然资源禀赋、自然灾害承灾能力以及砂质海岸保护修复提供技术支撑。

关键词： 砂质海岸; 地形地貌特征; 自然资源禀赋; 承灾能力; 福建深沪湾

本文引用格式

李荣茂 . 福建深沪湾砂质海岸地形地貌特征及自然灾害承灾能力研究^*[J]. 热带海洋学报, 2024 , 43(6) : 72 -79 . DOI: 10.11978/2024092

Abstract

Sandy coast is one type of coastal wetland ecosystems, which has important ecological service functions and is also susceptible to human activities and global changes. In September and December 2022, ten survey profiles were set up on the sandy coast in the Shenhu Bay, Fujian Province to conduct observations of the terrain and geomorphic characteristics as well as measurements of sediment granularity. A comprehensive evaluation of the natural resource endowment and disaster bearing capacity of the sandy coast in the Shenhu Bay was conducted based on the related national standards which provide corresponding indexes and grading criteria. The width of intertidal zone of Shenhu Bay beach is 150-800 m in autumn and 150-950 m in winter. The overall trend is narrow in the middle and wide on both sides. The slope of intertidal zone is generally slow. Elevation, dry beach width and intertidal zone width increase in winter, compared with those of autumn. For two of the sediment grain size characteristics survey sections, the composition of the beach shoulder area is sand, the composition of the sediments in the high tide area is sand and gravel, and the main components in the middle tide and low tide areas are sand and silt, but the components vary across the seasons. The overall natural resource endowment of the sandy coast in the Shenhu Bay is good, but due to factors such as seaward width and relative tidal range, the natural disaster bearing capacity is moderate. As the first-hand basic data of Shenhu Bay, the research results provide technological support for improving its natural resource endowment, natural disaster bearing capacity, and protection and restoration of the sandy coast.

Key words： sandy coast; sediment granularity; resource endowments; disaster bearing capacity; Shenhu Bay, Fujian

砂质海岸是自然海岸的重要一类, 主要指以波浪作用为主形成的由砂(砾石)构成的海岸(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等, 2017), 它是海洋生态系统与陆地生态系统的生态过渡区, 具有综合和多样化的生态功能和极高的生态服务价值, 是中国鲎、海龟、文昌鱼等国家重点保护野生动物的重要栖息地和繁殖区, 也是滨海旅游的重要资源。砂质海岸由松散沉积物组成, 是一种脆弱的海岸类型, 对周围环境要素的变化极为敏感(李志强等, 2011)。根据《T/CAOE 20.8-2020海岸带生态系统现状调查与评估技术导则第8部分: 砂质海岸》规定, 海滩的自然资源禀赋主要包括干滩宽度、潮间带宽度、潮间带坡度、沉积物类型、沉积物分选度、海滩地貌特征等(中国海洋工程咨询协会, 2020)。随着海洋开发不断发展, 受气候变化和人类活动影响, 部分砂质海岸面临侵蚀与退损、泥化或硬化等生态问题(李震等, 2006; 李兵等, 2009; 刘建辉, 2010)。

全球气候变化背景下, 砂质海岸的地形地貌及岸线的演变特征受到学者们的高度关注(Basterretxea et al, 2007; Anthony et al, 2011; Marinho et al, 2018; 刘星璐等, 2022; 任旭光等, 2023)。例如, 任旭光等(2023)基于海滩地形监测数据, 应用地理信息系统 (geographic information system, GIS) 空间分析方法和海岸韧性指数评估秦皇岛市北戴河区金屋浴场至浅水湾岸段海滩地形及岸线演变特征, 通过半定量方式预测岸滩的演化趋势。刘星璐等(2022)基于2020—2021年实测海滩剖面高程数据, 分析深圳市大鹏湾官湖海滩地形地貌和沉积物等的季节性变化特征, 识别潜在的影响因素。解航等(2022)根据2018年秋季至2019年夏季4个季节的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析结果, 研究了山东半岛东南部典型砂质岸滩季节性演化及控制因素。现有研究表明, 砂质海岸地形地貌特征形态变化具有一定的季节性。然而, 目前大部分研究主要关注地形地貌以及沉积物粒度特征及其驱动力分析, 关于海滩资源禀赋和自然灾害成灾能力的研究鲜见报道。

福建作为海洋大省, 岸线总长度居全国前列。福建深沪湾砂质海岸是福建沿海主要的海湾海岸之一, 因其分布有牡蛎礁、古森林等珍贵海岸资源而深受关注。目前, 福建深沪湾相关研究主要集中在浮游生物分布(潘非斐等, 2015)、旅游资源分析(李小璐, 2023)等领域, 对于海湾砂质海岸地形、地貌特征, 以及海湾砂质海岸自然资源禀赋、承灾能力的研究不多。本研究基于深沪湾砂质海岸海滩特征进行了现场调查和分析, 对于摸清砂质海岸自然资源状况, 查找受损问题和面临压力, 建立砂质海岸生态基线具有重要意义, 可为支撑砂质海岸保护修复提供支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

深沪湾为一般圆形的开敞海湾, 湾口伸出一对岬角, 其北岸为永宁嘴, 南岸为深沪镇的大屿角(潘伟然等, 2009)。岸线主要为北东—南西走向, 发育有基岩岬角海岸沙丘海岸和红土台地海岸。基岩岬角海岸分布于湾口两翼的永宁和深沪, 由燕山早期的低角闪岩相混合岩和混合花岗岩、二长花岗岩组成的基岩丘陵逼近海滨, 海岸陡峭, 岸线曲折。沙丘海岸主要分布于衙口—海尾寮一带, 由松散的中、细沙组成, 岸线较直, 海滩宽广, 海岸后缘沙丘横亘, 土地寮一带海滨分布有垄岗状新月形沙滩。湾内分布有距今7000多年历史的海底古森林遗迹、距今9000~25000多年的古牡蛎礁遗迹(颜利等, 2021)。

深沪湾砂质海岸位于福建晋江市龙湖镇东侧, 东临台湾海峡, 中心点地理坐标为118°37'36"E, 24°39'11"N。研究区属于南亚热带海洋性季风气候, 冬季盛行偏北风, 秋季盛行偏南风, 气候暖热, 年平均气温19.9℃。年平均降水量约1000mm, 主要集中在4—9月, 以6月最大。受季风影响明显, 台风、暴雨、洪涝、干旱等灾害性天气时有发生(胡文佳, 2008)。潮波属正规半日潮, 平均潮差3.99m, 最大潮差5.95m(潘伟然等, 2009)。研究区砂质海岸长度约8.26km, 沙滩岸线总体呈南—北走向, 呈弧形(表1)。

表1 砂质海岸调查剖面地理信息

Tab. 1 Geographic information of the survey profiles on the sandy coast

剖面	纬度	经度	方位角
P01	24 ˚37′24"N	118 ˚39′18"E	47.44°
P02	24°37′43"N	118°39′04"E	56.93°
P03	24°38′07"N	118°38′48"E	60.21°
P04	24°38′31"N	118°38′43"E	80.60°
P05	24°38′53"N	118°38′37"E	85.62°
P06	24°39′17"N	118°38′36"E	94.75°
P07	24°39′41"N	118°38′38"E	104.41°
P08	24°40′04"N	118°38′47"E	107.63°
P09	24°40′26"N	118°38′54"E	122.88°
P10	24°40′46"N	118°39′01"E	122.49°

1.2 调查方法

2022年大潮期9月16日和12月25日。根据《海洋调查规范第8部分: 海洋地质地球物理调查》(GB/T 12763.8-2007)和《海洋调查规范第10部分: 海底地形地貌调查》(GB/T 12763.10-2007)等开展福建深沪湾砂质海岸地形地貌和沉积物特征调查, 调查的指标包括岸线长度、地形、地貌和沉积物粒度(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等, 2008a, 2008b)。岸线长度采用实时动态测量仪(real-time kinematic, RTK)现场测量与遥感相结合的方法进行测量, 测量岸线位置为平均大潮高潮线, 其现场识别特征为最靠陆侧的堆积带、海滩干湿分界线或侵蚀陡坎, 测量比例尺1:1000。

在研究区砂质海岸共设置10条剖面(P01—P10)开展地形和地貌调查(表1)。采用RTK结合单波束测深的方法进行剖面地形测量, RTK地形测量每10m采集一个点。近岸水下剖面地形调查选择在高潮时段进行。海滩地貌调查与剖面地形测量同步开展, 沿剖面方向应分别识别滩肩、侵蚀陡坎、水下沙坝、滩角、沙波纹等地貌分布。

选择地形调查剖面中沙滩较完整的P03、P06两个剖面, 开展沉积物粒度测定, 分别在每个剖面上的沙丘、滩肩、高潮带、中潮带、低潮带等代表性位置各布设1个表层沉积物采样站位, 每条断面共5个站位采集沉积物粒度样品。此外, 在每个剖面对应的海域水下各采集2个点的沉积物样, 点位坐标分别为P03U1(118˚39'28"E, 24˚38'4"N)、P03U2(118˚39'45"E, 24˚39'13"N)、P06U1(118˚39'18"E, 24˚39'9"N)、P06U2(118˚39'39"E, 24˚39'12"N)。沉积物采样深度为5~20cm, 每个样品采集不少于500g, 沉积物粒度的实验室内测试分析按照《海洋调查规范第8部分: 海洋地质地球物理调查》(GB/T 12763.8-2007)要求进行。实验室采用Mastersizer 2000型激光粒度仪测定沉积物粒度, 根据福克-沃德(Folk-Ward)公式计算粒度参数, 沉积物命名采用谢帕德三角图分类法命名(Folk et al, 1957)。

1.3 评估方法

海岸自然资源禀赋特征评估指标包括海湾海滩干滩宽度、潮间带宽度、潮间带坡度、沉积物类型、海滩地貌特征等(中国海洋工程咨询协会, 2020)。干滩宽度指滩肩前缘至后滨沙丘或海堤之间的水平距离。潮间带宽度为平均高潮线到平均低潮线之间的水平距离, 潮间带坡度以平均高潮线到平均低潮线之间的高差和水平距离比值表示。沉积物类型指潮间带沉积物粒度名称。沉积物分选度即潮间带沉积物分选系数, 根据《海洋调查规范第8部分: 海洋地质地球物理调查》 (GB/T 12763.8-2007)进行沉积物分选度评估(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等, 2008b)。海滩地貌特征表征指标包括滩肩、侵蚀陡坎、水下沙坝等海滩地貌特征指标。以上各评估指标分级的赋值见表2。

表2 砂质海滩资源禀赋评估指标及其分级赋值标准

Tab. 2 Evaluation indexes and valuation criteria of resource endowments of sandy coast

序号	评估指标	等级Ⅰ	等级Ⅱ	等级Ⅲ	等级Ⅳ	等级Ⅴ
1	干滩宽度/m	≥70	[40,70)	[20,40)	[10,20)	<10
2	潮间带宽度/m	≥150	[100,150)	[50,100)	[30,50)	<30
3	潮间带坡度	≤1/80	(1/80,1/50]	(1/50,1/30]	(1/30,1/20]	>1/20
4	沉积物类型	细砂	中细砂	中砂	粗砂	砾质
5	沉积物分选度	极好	好	中等	差	极差
6	海滩地貌特征	发育滩肩与水下沙坝, 无侵蚀陡坎	/	发育滩肩, 无水下沙坝	/	不发育滩肩与水下沙坝, 有侵蚀陡坎
海滩禀赋评估指标赋值(R_i)		40	30	20	10	5

注: “/”表示不参与评估

海滩资源禀赋指数计算方法参照《T/CAOE 20.8-2020海岸带生态系统现状调查与评估技术导则第8部分: 砂质海岸》, 公式如下。

(1)$S\text{r}=\frac{\sum\limits_{i}^{6}{{{R}_{i}}}}{6}$

式中: S_r为海滩资源禀赋指数; R_i为第i个海滩禀赋评估指标赋值。根据《T/CAOE 20.8-2020海岸带生态系统现状调查与评估技术导则第8部分: 砂质海岸》确定砂质海滩资源禀赋评估指标及其分级赋值标准(表2)。当5≤S_r<10时, 海滩资源禀赋一般; 当10≤S_r<25时, 海滩资源禀赋较好; 当25≤S_r≤40时, 海滩资源禀赋好。

根据《T/CAOE 20.8-2020海岸带生态系统现状调查与评估技术导则第8部分: 砂质海岸》, 砂质海湾自然灾害承灾能力的评估指标包括岸线长度、向海开阔度、相对潮差(中国海洋工程咨询协会, 2020)。岸线长度反映砂质海岸规模。向海开阔度反映自海向陆观察海岸的开敞程度, 以“岸线长度/岸线起始点直线距离”表示。相对潮差反映海滩风暴响应强度的影响, 计算参照上述技术导则提出的方法(公式2)。以上各评估指标分级赋值见表3。

(2)$\text{RTR}=\frac{\text{MSR}}{{{H}_{\text{b}}}}$

式中: RTR为相对潮差; MSR为平均大潮潮差; H_b为破波波高, 计算方法(Sunamura et al, 1974)如下。

(3)$\frac{{{H}_{\text{b}}}}{{{H}_{\text{0}}}}={{S}^{\frac{\text{1}}{\text{5}}}}{{\left( \frac{{{H}_{\text{0}}}}{{{L}_{\text{0}}}} \right)}^{-0.25}}$

式中: H₀为入射深水波有效波高; L₀为入射波高的波长; S为坡度。

表3 砂质海湾自然承灾能力评估指标及其分解赋值标准

Tab. 3 Evaluation indexes and evaluation criteria of disaster bearing capacity of sandy coast

序号	评估指标	等级Ⅰ	等级Ⅱ	等级Ⅲ	等级Ⅳ	等级Ⅴ
1	岸线长度/km	>3.0	(2.0, 3.0]	(1.0, 2.0]	(0.5, 1.0]	≤0.5
2	向海开阔度	≥1.5	/	[1.3, 1.5)	/	[1, 1.3)
3	相对潮差/m	≥6	/	[3, 6)	/	<3
承载能力评估指标赋值(D_i)		40	30	20	10	5

注: “/”表示不参与评估

砂质海湾自然承灾能力指数计算公式参见公式(4)。

(4)${{S}_{\text{d}}}=\frac{\sum\limits_{i}^{3}{{{D}_{i}}}}{3}$

式中: S_d为承灾能力状况指数; D_i为第i个承灾能力评估指标赋值。当5≤S_d<10时, 承灾能力为弱; 当10≤S_d<25时, 承灾能力为一般; 当25≤S_d≤40时, 承灾能力为强。

2 结果

2.1 海滩地形地貌特征

2022年秋季和冬季深沪湾海滩地形地貌总体特征如表4和图1所示。沙滩潮间带总体形态为中间窄两边宽, 坡度总体较缓, 该砂质海岸秋冬季滩肩总体无明显发育。相较秋季, 冬季的高程、干滩宽度和潮间带宽度均有所增大, 说明滩面有所抬高。前滨段宽度相差不大, 后滨段宽度冬季总体大于秋季。大部分剖面秋冬季坡度基本相当。

表4 深沪湾海滩地形地貌总体特征

Tab. 4 The general characteristics of topographic and geomorphological features of sandy coast in the Shenhu Bay

调查时间	潮间带形态特征	潮间带宽度		坡度		干滩宽度
调查时间	潮间带形态特征	范围/m	均值/m	范围	均值	范围/m	均值/m
秋季(9月)	中间窄两边宽	150~800	210	1/200~1/38	1/52	0~130	65
冬季(12月)	中间窄两边宽	150~950	300	1/238~1/38	1/75	0~250	160

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图1 2022年深沪湾秋冬季10条剖面高程变化图

Fig. 1 The elevation changes of ten profiles in the Shenhu Bay in autumn and winter 2022

2.2 沉积物粒度特征

2022年秋季和冬季深沪湾沙滩表层沉积物粒度特征值见表5和表6。从粒径方面分析, 秋季P03和P06剖面中值粒径的均值分别为1.55φ和2.10φ, 冬季P03和P06剖面中值粒径的均值分别为1.36φ和2.28φ; 秋季和冬季, 两条调查断面中值粒径最小值出现在高潮区, 最大值出现在水下站位U2 (表5和表6), 说明高潮区的沉积物粒径相对较粗, 而水下站位粒径相对较细。两条剖面沉积物组分主要为砂、粉砂, 沙丘到低潮区以砂为主, 水下站位则以粉砂为主。从分选性方面分析, 秋季P03和P06剖面分选系数的均值分别为0.78φ和0.84φ, 冬季P03和P06剖面分选系数的均值分别为0.86φ和0.97φ, 两条剖面沉积物分选性等级总体为中等, 沙丘及滩肩分选性相对较好, 水下站位U2分选性相对较差。

表5 深沪湾沙滩表层沉积物粒度特征值(2022年9月)

Tab. 5 Granularity of surface sediment of sandy coast in the Shenhu Bay in September 2022

断面	站位	中值粒径(M_d)/φ	平均粒径(M_Z)/φ	分选系数(σ_i)/φ	偏态(S_ki)/φ	峰态(K_g)/φ	沉积物类型
P03	P03S	0.61	0.61	0.32	0.01	0.91	砂
	P03T	0.63	0.62	0.32	-0.02	0.91	砂
	P03H	-0.92	-0.72	0.94	0.29	0.74	砂
	P03M	1.70	1.67	0.87	-0.13	1.52	砂
	P03L	2.92	2.91	0.48	-0.02	0.98	砂
	P03U1	0.55	0.55	0.64	-0.06	1.71	砂
	P03U2	5.36	5.26	1.91	-0.07	0.80	砂质粉砂
	平均值	1.55	1.56	0.78	0.00	1.08
P06	P06S	1.14	1.14	0.35	0.05	1.10	砂
	P06T	1.23	1.23	0.55	-0.02	1.11	砂
	P06H	0.51	0.49	1.29	-0.01	0.91	砂
	P06M	2.35	2.36	0.56	0.03	0.94	砂
	P06L	2.58	2.78	1.21	0.44	1.75	砂
	P06U1	0.56	0.58	0.63	0.00	1.56	砂
	P06U2	6.32	6.35	1.32	0.04	0.92	粉砂
	平均值	2.10	2.13	0.84	0.08	1.18

注: 剖面后的S、T、H、M、L分别代表沙丘、滩肩、高潮带、中潮带及低潮带; U1、U2为水下站位

表6 深沪湾沙滩表层沉积物粒度特征值(2022年12月)

Tab. 6 Granularity of surface sediment of sandy coast in the Shenhu Bay in December 2022

断面	站位	中值粒径(M_d)/φ	平均粒径(M_Z)/φ	分选系数(σ_i)/φ	偏态(S_ki)/φ	峰态(K_g)/φ	沉积物类型
P03	P03S	0.11	0.11	0.82	0.00	0.50	砂
	P03T	0.15	0.30	0.49	0.50	1.62	砂
	P03H	0.07	0.06	0.83	0.03	0.93	砂
	P03M	1.02	0.47	0.99	-0.51	2.46	砂
	P03L	2.10	2.07	0.73	-0.06	0.92	砂
	P03U1	3.03	3.10	0.96	0.40	1.97	砂
	P03U2	3.05	3.23	1.23	0.47	2.44	砂
	平均值	1.36	1.34	0.86	0.12	1.55
P06	P06S	1.11	1.07	0.61	-0.02	1.42	砂
	P06T	0.80	0.82	0.89	-0.10	1.03	砂
	P06H	-1.12	-0.64	1.31	0.59	1.38	砂
	P06M	2.11	2.22	0.48	0.33	0.95	砂
	P06L	2.10	2.19	0.49	0.27	0.90	砂
	P06U1	5.47	5.51	1.52	-0.01	1.06	粉砂
	P06U2	5.50	5.54	1.52	0.00	1.04	粉砂
	平均值	2.28	2.39	0.97	0.15	1.11

注: S、T、H、M、L分别代表沙丘、滩肩、高潮带、中潮带及低潮带; U1、U2为水下站位

2.3 海滩资源禀赋

2022年秋季和冬季深沪湾砂质海滩资源禀赋各评估指标赋值见表7。由表2可知, 秋季和冬季的潮间带宽度以及冬季干滩宽度符合I级标准。潮间带坡度以及秋季干滩宽度符合Ⅱ级标准; 两个季节的沉积物分选度以及秋季的沉积物类型符合Ⅲ级标准, 而冬季的沉积物类型符合Ⅳ级标准。调查期间, 大部分断面海滩地貌均表现为不发育滩肩, 无侵蚀陡坎, 等级为Ⅴ级, 说明海滩地貌的禀赋较差。据计算, 2022年秋季和冬季深沪湾砂质海岸海滩资源禀赋状况指数S_r均为24.2(10≤S_r<25), 表明深沪湾海滩资源禀赋总体较好。

表7 海滩资源禀赋各评估指标赋值

Tab. 7 Evaluation results of resource endowments of sandy coast

指标	调查时间	结果	海滩禀赋指标赋值(R_i)
干滩宽度	秋季	65m	30
干滩宽度	冬季	160m	40
潮间带宽度	秋季	210m	40
潮间带宽度	冬季	300m	40
潮间带坡度	秋季	1/52	30
潮间带坡度	冬季	1/75	30
沉积物类型	秋季	中砂	20
沉积物类型	冬季	粗砂	10
沉积物分选度	秋季	中等	20
沉积物分选度	冬季	中等	20
海滩地貌特征	秋季	不发育滩肩, 无侵蚀陡坎	5
海滩地貌特征	冬季	不发育滩肩, 无侵蚀陡坎	5

2.4 海滩自然灾害承灾能力

2022年深沪湾砂质海岸自然灾害承灾能力各评估指标赋值见表8。由表3可知, 深沪湾砂质海岸岸线长度大于3km, 等级为I级; 向海开阔度小于1.3, 等级为V级; 相对潮差小于3m, 等级为V级。据计算, 2022年秋季和冬季深沪湾承灾能力状况指数均为16.7(10≤S_d<25), 结果表明深沪湾砂质海岸自然灾害承灾能力一般。

表8 海滩承灾能力各评估指标赋值

Tab. 8 Evaluation results of disaster bearing capacity of sandy coast

指标	调查时间	结果	承载能力指标赋值(D_i)
岸线长度	秋季	8.262km	40
岸线长度	冬季	7.096km	40
向海开阔度	秋季	1.2	5
向海开阔度	冬季	1.1	5
相对潮差	秋季	2.51m	5
相对潮差	冬季	2.51m	5

3 讨论

深沪湾沙滩潮间带总体形态为中间窄两边宽, 坡度总体较缓, 但秋季海滩剖面较冬季略陡, 秋季剖面高程、干滩宽度和潮间带宽度略低于冬季, 这可能与深沪湾地形地貌以及动力条件的季节性差异有关。深沪湾属于典型的岬湾型沙质海滩, 冬季主要受到东北季风影响, 浪向以NNE—ENE向混合浪为主, 在冬季波浪作用下, 泥沙向岸堆积, 沙滩剖面高程升高。同时, 在海滩中部受地形作用影响, 东北向波浪产生的波生流在进入深沪湾后, 分为南北两股, 带动泥沙向南北两侧输运, 也为两侧前滨区域提供更丰富泥沙供给。因此, 冬季时剖面高程相较秋季时均有不同程度的增加。滩面前滨经夏秋季侵蚀及后滨经冬季的淤积, 呈现冬季坡度较秋季平缓。《2022中国海平面公报》显示, 2022年福建省沿海各月海平面变化波动较大, 其中9月海平面明显高于12月, 且9—11月为福建沿海季节性高海平面期, 海平面的季节变化可能是高程、干滩宽度和潮间带宽度季节变化的重要原因。

沉积物粒径和波浪关系密切(杨名名等, 2024), 前滨是波浪、潮汐作用最活跃的地带(郑承忠等, 2005), 相比后滨, 前滨沉积物粒径的季节变化幅度较大(表5、6)。冬季, 由于泥沙向岸堆积, 中低潮位细泥沙流失, 沉积物粒径变粗, 而高潮位得到向上堆积的细泥沙补充, 沉积物粒径变细, 粒径的粗细反映了底部地形以及湍流和波浪能量的局部强度(郭俊丽, 2022)。

目前海湾海滩自然灾害承载能力评估指标体系还没有成熟的方案, 具体评估指标也在不断发展中。海岸侵蚀强度也直接影响到海湾海滩自然灾害承载能力, 但研究区域目前缺乏该方面的研究, 故本次承载能力评估未将海岸侵蚀强度纳入评估指标体系。从20世纪70年代到90年代, 福建海岸约有60%的砂质海岸处于蚀退状态(刘建辉, 2010), 其中泉州地区为强侵蚀区。开敞型砂质海岸自然侵蚀较为普遍, 岸线物质结构、海平面上升、台风风暴潮等均对海岸演变带来重要影响(崔振昂等, 2023)。深沪湾向海开阔度指标值小, 台风风暴潮影响频发, 虽然观测期间未捕捉到台风对海滩的侵蚀作用, 但是有研究显示在0418号台风“艾利”作用下, 深沪湾海滩中潮带和后滨均受到不同程度的冲淤影响(彭俊等, 2008), 因此台风灾害对深沪湾砂质海岸的侵蚀作用不可小觑。此外, 深沪湾砂质海岸周边入海径流为短小溪流, 流量及含砂量很低, 导致海岸缺乏天然沙源补给, 深沪湾发生海岸侵蚀风险较大。因此, 我们推测海岸侵蚀对深沪湾砂质海岸自然灾害承灾能力造成不利影响。

4 结论

通过在福建深沪湾砂质海滩布设10条剖面观测地形地貌、沉积物粒度等指标, 基于相关技术导则综合评估海湾砂质海滩的资源禀赋状况和自然灾害承灾能力。主要结论如下。

1) 福建深沪湾秋季沙滩潮间带宽度150~800m, 冬季为150~950m, 总体呈中间窄两边宽趋势, 潮间带坡度总体较缓, 但秋季海滩剖面较冬季略陡; 与秋季相比, 冬季高程、干滩宽度和潮间带宽度均有所增加。

2) 2条调查剖面滩肩区成分均为砂, 高潮区沉积物成分均为砂和砾石, 中潮和低潮区主要成分为砂和粉砂, 但秋季和冬季各成分的组成存在差异。

3)福建深沪湾砂质海岸资源禀赋较好, 其中, 干滩宽度、潮间带宽度和坡度等指标禀赋等级高, 但是, 沉积物类型和沉积物分选度禀赋等级一般, 海滩地貌禀赋较差; 受向海开阔度和相对潮差的影响, 福建深沪湾砂质海滩自然灾害承灾能力一般, 存在岸滩侵蚀风险。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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