石?，? 陳周 呂宇波

摘要：為保護(hù)亞龍灣砂質(zhì)海岸及其生態(tài)系統(tǒng) ， 文章采用2016年和2019年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及2008年的歷史數(shù)據(jù) ，依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法 ，從岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率2個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)亞龍灣砂質(zhì)海岸的侵蝕狀況和侵蝕強(qiáng)度 ， 并分析其原因。研究結(jié)果表明：亞龍灣砂質(zhì)海岸存在持續(xù)性較強(qiáng)且較嚴(yán)重的海岸侵蝕;2008-2016年岸線(xiàn)后退速率和年均土地?fù)p失面積分別約為-1.00m/a和2080m2 ，2016-2019年岸線(xiàn)后退速率和年均土地?fù)p失面積分別約為-1.80 m/a 和9836 m2 ， 亞龍灣海岸侵蝕有明顯加劇的趨勢(shì);2016-2019年亞龍灣東部和西部海岸的岸灘下蝕速率分別約為-13.3 cm/a和-36.2 cm/a， 西部岸灘下蝕速率遠(yuǎn)高于東部岸灘;亞龍灣全段為強(qiáng)侵蝕等級(jí) ， 其中東部岸段為強(qiáng)侵蝕等級(jí) ， 西部岸段為嚴(yán)重侵蝕等級(jí);造成亞龍灣海岸侵蝕的原因主要包括海岸工程建設(shè)、植被破壞和海平面上升。

關(guān)鍵詞：砂質(zhì)海岸;海岸侵蝕;侵蝕強(qiáng)度;岸線(xiàn)后退;岸灘下蝕

中圖分類(lèi)號(hào)：P737.17????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?????? 文章編號(hào)：1005-9857（2021）12-0080-05

Monitoring and Evaluation of Coastal Erosion ofSandy Beach in Yalong Bay

SHI Haiying，CHEN Zhou，LYU Yubo

（Ocean Monitoring and Forecasting Center of Hainan Province，Haikou 570206，China）

Abstract：According to related technical standards and methods， in order to protect sandy beach ofYalong Bay and its ecosystem， monitoring data in 2016 and 2019 as well as historical data in 2008were adopted to comprehensively evaluate sandy coastal erosion and erosion intensity by coastlineretreat rate and coast erosion rate，and its causes were analyzed. The results showed that thesandy beach of Yalong Bay had suffered a long-term serious coastal erosion. During 2008 to 2016，coastline retreat rate was –1.00 m/a and average annual loss of land area was 2 080 m2. During2016 to 2019， coastline retreat rate and average annual loss of land area were –1.80 m/a and9 836 m2 respectively. Research data showed that there was an increasing tendency of coastal erosion in Yalong Bay. Besides， the rate of intertidal topology down-cutting of eastern coast was-13.3 cm/a， and that of western coast was -36.2 cm/a. The results showed that the west coastof Yalong Bay suffered more severer erosion. With respect to the coastal erosion intensity， thewhole section of Yalong Bay experienced serious erosion， more specifically， the east coast experiences serious， while the west coast mild. Coastal engineering construction， vegetation deterioration and sea level rise were the main causes for coastal erosion in Yalong Bay.

Keywords：Sandy beach，Coastal erosion，Erosion intensity，Coastline recession，Intertidal topologydown-cutting

0 引言

自20世紀(jì)50年代末期以來(lái) ，我國(guó)約70%的砂質(zhì)海岸和大部分粉砂淤泥質(zhì)海岸遭受侵蝕[1] ，侵蝕岸線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)全國(guó)海岸線(xiàn)總長(zhǎng)度的33%。持續(xù)的全球氣候變暖使得極地冰蓋融化、海平面緩慢上升、海岸線(xiàn)后退、近岸海洋動(dòng)力增強(qiáng)和風(fēng)暴潮發(fā)生次數(shù)增加 ，導(dǎo)致海岸侵蝕進(jìn)一步加劇[2]。海南島的海岸侵蝕現(xiàn)象非常普遍 ，早在20世紀(jì)90年代海南省就有約79%的海岸線(xiàn)受到侵蝕[3]。相對(duì)于其他海岸類(lèi)型 ，砂質(zhì)海岸最不穩(wěn)定 ， 極易遭受侵蝕而后退 ， 而海南島砂質(zhì)岸線(xiàn)約占海岸線(xiàn)總長(zhǎng)度的43%[4]。數(shù)十年來(lái) ，海南島的海岸侵蝕日益嚴(yán)重 ，約有82%的砂質(zhì)海岸遭受侵蝕[5]。

位于海南省三亞市的亞龍灣是半封閉的天然海灣 ，海岸線(xiàn)長(zhǎng)約10 km ， 灣頂?shù)纳百|(zhì)岸線(xiàn)長(zhǎng)約7.5 km。亞龍灣是我國(guó)唯一具有熱帶風(fēng)情的國(guó)家級(jí)旅游度假區(qū) ， 因其優(yōu)美的熱帶濱海風(fēng)光而聞名世界 ，灣內(nèi)由中細(xì)砂構(gòu)成的沙灘綿長(zhǎng)開(kāi)闊 ， 沙質(zhì)潔白細(xì)膩 ，是不可多得的優(yōu)質(zhì)沙灘。在不合理開(kāi)發(fā)利用和海洋災(zāi)害的影響下 ， 亞龍灣的砂質(zhì)海岸出現(xiàn)明顯的侵蝕狀況 ， 且近年來(lái)有加劇趨勢(shì) ， 部分嚴(yán)重侵蝕岸段的岸邊出現(xiàn)7～8 m 高的沙坎 ， 對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和旅游環(huán)境造成極大的影響。為研究亞龍灣現(xiàn)有砂質(zhì)海岸的侵蝕狀況 ， 海南省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心于2016—2019年對(duì)亞龍灣砂質(zhì)海岸的岸線(xiàn)和岸灘進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。本研究利用2016年和2019年的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及2008年的歷史數(shù)據(jù) ，分析亞龍灣砂質(zhì)海岸岸線(xiàn)和岸灘的變化 ，從而明確該區(qū)域海岸侵蝕狀況。

1 材料與方法

分別于2016年和2019年對(duì)亞龍灣砂質(zhì)海岸的岸線(xiàn)和岸灘進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè) ， 使用 ArcGIS 9.3和CAD 等軟件分析和處理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。利用2016年和2019年的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及2008年的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算 ，得到岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率。

1.1 監(jiān)測(cè)方法

1.1.1 岸線(xiàn)位置

海南省 CORS系統(tǒng)于2011年7月開(kāi)始運(yùn)行 ， 可提供13個(gè)參考站覆蓋地區(qū)及其周邊海域的網(wǎng)絡(luò) RTK 和 RTD服務(wù)[6]。采用 RTK 登陸海南省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)（ HiCORS）作為移動(dòng)站 ，人工測(cè)量亞龍灣約4 km 的砂質(zhì)岸線(xiàn) ，測(cè)點(diǎn)間距不大于50 m ， 并在明顯拐彎處加密測(cè)點(diǎn);利用 CORS-RTK 測(cè)量 ， 當(dāng)基準(zhǔn)站間距為50～100 km 時(shí) ，用戶(hù)均能獲得厘米級(jí)的定位精度[7] ， 因此測(cè)量精度能夠滿(mǎn)足岸線(xiàn)準(zhǔn)確定位的需求;測(cè)量的水平精度不大于0.1 m ，可準(zhǔn)確描述岸線(xiàn)位置。

1.1.2 岸灘斷面地形

在亞龍灣東部和西部的岸灘上各埋設(shè)1座監(jiān)測(cè)樁（YLW 1和 YLW 2） ， 待其沉降穩(wěn)固后測(cè)量高程（85基面） ，作為岸灘斷面地形監(jiān)測(cè)的控制點(diǎn)。在每座監(jiān)測(cè)樁向海垂直于海岸線(xiàn)方向設(shè)1條監(jiān)測(cè)主斷面 ，在監(jiān)測(cè)主斷面的兩側(cè)約100 m 處布設(shè)2條平行于主斷面的輔助斷面 ，監(jiān)測(cè)岸灘斷面地形。

采用中海達(dá) V30-RTK，登錄 CORS系統(tǒng) ，采集監(jiān)測(cè)樁的平面坐標(biāo)（CGCS2000坐標(biāo)系）。按照《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》， 采用南方 DL 201電子水準(zhǔn)儀和三等水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè) ，測(cè)量監(jiān)測(cè)樁樁頂高程（85基面）。

以監(jiān)測(cè)樁為控制點(diǎn) ， 采用南方 DL 201電子水準(zhǔn)儀和中海達(dá) V30-RTK，對(duì)6條岸灘監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行灘面高程測(cè)量。采用 RTK 進(jìn)行實(shí)地?cái)嗝嫖恢梅艠雍笫y(cè) ，測(cè)點(diǎn)間距原則上不超過(guò)5 m ，在地勢(shì)起伏處加密測(cè)量 ， 多次重復(fù)測(cè)點(diǎn)的位置盡量相同 ， 侵蝕沙坎的坎頂和坎底均進(jìn)行測(cè)量。

1.2 計(jì)算方法

利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果 ， 根據(jù)《海岸侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程（試行）》[8]計(jì)算岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率。

1.2.1 岸線(xiàn)后退速率

利用2期時(shí)間相隔為 t 年的連續(xù)岸線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) ，原有岸線(xiàn)之間的平面距離為 Li 。這些點(diǎn)與新的岸線(xiàn)連續(xù)構(gòu)成區(qū)域的面積 S 采用地理信息系統(tǒng)軟件計(jì)算。侵蝕岸段的長(zhǎng)度為原岸段中出現(xiàn)連續(xù)侵蝕的岸線(xiàn)測(cè)量點(diǎn)的平面距離之和 Li 。岸線(xiàn)后退速率 v 采用區(qū)域平均的方法計(jì)算 ，計(jì)算公式為：

1.2.2 岸灘下蝕速率

分別讀取同一條斷面上不同時(shí)間的相同站位的地形高程 ，岸灘下蝕速率為高程差與時(shí)間差的比值。2期時(shí)間相隔為 t 年的 n 個(gè)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（坐標(biāo)點(diǎn)相同或相近）的高程差為 zi ， 這些點(diǎn)彼此之間的平面距離為si。岸灘下蝕速率 v 的計(jì)算公式為：

2 結(jié)果與討論

2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

2.1.1 岸線(xiàn)后退速率

亞龍灣岸段測(cè)量的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度為4.09km。根據(jù)2019年實(shí)測(cè)海岸線(xiàn)與2016年實(shí)測(cè)海岸線(xiàn)的對(duì)比分析 ，2016—2019年亞龍灣最大岸線(xiàn)后退距離約為11.50m ，平均岸線(xiàn)后退距離約為5.42m ，岸線(xiàn)后退速率約為 -1.80 m/a;土地?fù)p失面積約為29508m2 ，年均土地?fù)p失面積約為9836m2。根據(jù)2016年實(shí)測(cè)海岸線(xiàn)與2008年歷史海岸線(xiàn)的對(duì)比分析 ，2008—2016年亞龍灣最大岸線(xiàn)后退距離約為32.00m ，平均岸線(xiàn)后退距離約為8.00m，岸線(xiàn)后退速率約為-1.00m/a;土地?fù)p失面積約為16640m2 ，年均土地?fù)p失面積約為2080m2。

將2008年、2016年和2019年3年的海岸線(xiàn)分別疊加在2010年和2019年的衛(wèi)星圖片上進(jìn)行對(duì)比分析 ，可以顯著看出相同位置生長(zhǎng)茂盛的大片防風(fēng)林在2019年已完全消失 ， 原有的寬闊沙灘明顯變窄 ，2008年海岸線(xiàn)和2016年海岸線(xiàn)已消失在海水中。

2.1.2 岸灘下蝕速率

根據(jù)監(jiān)測(cè)樁附近2016年和2019年測(cè)量的3條斷面高程分別計(jì)算岸灘下蝕速率。2個(gè)監(jiān)測(cè)樁均位于侵蝕沙坎上方 ， 沙坎上方測(cè)點(diǎn)的高程無(wú)明顯變化 ， 因此岸灘下蝕速率以沙坎下方測(cè)點(diǎn)的高程對(duì)比數(shù)值計(jì)算得出。根據(jù)2016年和2019年亞龍灣岸灘斷面的測(cè)量結(jié)果 ，2016—2019年岸灘下蝕速率約為-13.6 cm/a，最大岸灘下蝕高度約為434cm。

根據(jù)2019年與2016年亞龍灣東部3個(gè)岸灘斷面監(jiān)測(cè)數(shù)值的對(duì)比分析 ， 2016—2019年平均岸灘下蝕高度約為 40 cm ， 岸灘下蝕速率約為-13.3 cm/a;根據(jù)2019年與2016年亞龍灣西部3個(gè)岸灘斷面監(jiān)測(cè)數(shù)值的對(duì)比分析 ， 2016—2019年平均岸灘下蝕高度約為109cm ，岸灘下蝕速率約為-36.2 cm/a。亞龍灣東部的 YLW 1石樁所在斷面沙坎的高差為4.06m ， 亞龍灣西部的 YLW 2石樁所在斷面沙坎的高差為8.15m。

2.2 海岸侵蝕強(qiáng)度

海岸侵蝕強(qiáng)度可采用岸線(xiàn)后退速率、侵蝕岸線(xiàn)比率、岸灘下蝕速率、下蝕岸灘比率、物質(zhì)粗化率和岸灘寬度侵蝕模數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[9]。綜合考慮數(shù)據(jù)的可獲取性、可比性和重要性 ， 本研究選取最具有代表性的岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率2個(gè)指標(biāo) ，采用《海岸侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程（試行）》中的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ， 對(duì)亞龍灣海岸侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。海岸侵蝕強(qiáng)度等級(jí)如表1所示。

根據(jù)測(cè)量結(jié)果，2008—2016年亞龍灣岸線(xiàn)后退速率約為-1.00m/a，按照岸線(xiàn)后退速率指標(biāo)評(píng)價(jià)該岸段為較強(qiáng)侵蝕。由于2008年無(wú)岸灘高程監(jiān)測(cè) ， 無(wú)法按照岸灘下蝕速率指標(biāo)評(píng)價(jià)海岸侵蝕強(qiáng)度。

2016—2019年亞龍灣岸線(xiàn)后退速率約為-1.80m/a，按照岸線(xiàn)后退速率指標(biāo)評(píng)價(jià)該岸段為較強(qiáng)侵蝕;岸灘下蝕速率約為-13.6cm/a，按照岸灘下蝕速率指標(biāo)評(píng)價(jià)該岸段為強(qiáng)侵蝕。綜合考慮岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率2個(gè)指標(biāo)，亞龍灣海岸侵蝕強(qiáng)度等級(jí)為強(qiáng)侵蝕。

對(duì)比亞龍灣東部和西部2個(gè)監(jiān)測(cè)樁所在區(qū)域岸灘下蝕的計(jì)算結(jié)果，2016—2019年亞龍灣東部岸灘下蝕速率約為-13.3cm/a，按照岸灘下蝕速率指標(biāo)評(píng)價(jià)該岸段為強(qiáng)侵蝕;亞龍灣西部岸灘下蝕速率約為-36.2cm/a，按照岸灘下蝕速率指標(biāo)評(píng)價(jià)該岸段為嚴(yán)重侵蝕。結(jié)合岸線(xiàn)后退速率指標(biāo)，亞龍灣東部海岸侵蝕強(qiáng)度等級(jí)為強(qiáng)侵蝕，亞龍灣西部海岸侵蝕強(qiáng)度等級(jí)為嚴(yán)重侵蝕（表2）。需要說(shuō)明的是，單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果為嚴(yán)重侵蝕到穩(wěn)定的， 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為2個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果中侵蝕等級(jí)較高的。

2.3 海岸侵蝕的原因

海岸侵蝕的原因主要有2種：①沿岸泥沙虧損 ， 主要原因包括河流輸沙減少、沿岸挖沙和不合理的海岸工程;②海洋水動(dòng)力增強(qiáng)致使沿岸泥沙從海岸系統(tǒng)中丟失，主要原因包括海平面上升以及岸灘植被和天然防護(hù)林被破壞。

根據(jù)亞龍灣所處的地理環(huán)境和發(fā)展情況，造成其海岸侵蝕的原因主要包括3個(gè)方面。①亞龍灣灣口開(kāi)闊，朝向?yàn)?ES 向，灣內(nèi)無(wú)大的河流，冬季盛行風(fēng)向?yàn)槠?E 向到 EN 向，夏季盛行風(fēng)向?yàn)槠?S 向，在自然水動(dòng)力狀態(tài)下灣內(nèi)泥沙可隨季節(jié)變化保持動(dòng)態(tài)平衡。近年來(lái)，亞龍灣東南側(cè)海域的東洲島、西洲島和野豬島之間通過(guò)修建圍堤相互連接，使亞龍灣東部海域形成半封閉式的內(nèi)灣;2011年亞龍灣西側(cè)海域岸邊的龍溪入?？谔幗ǔ伞坝瓮?huì)”碼頭，防波堤向海延伸約300 m。通常來(lái)說(shuō)，突堤式構(gòu)筑物會(huì)造成其周邊岸灘的侵蝕沖刷，上述2處海岸工程的建設(shè)在一定程度上改變亞龍灣原有的海洋水動(dòng)力條件，導(dǎo)致亞龍灣海岸侵蝕。②隨著旅游業(yè)的不斷發(fā)展，為滿(mǎn)足旅游休閑娛樂(lè)需求，亞龍灣沿岸土地已基本建設(shè)旅游配套設(shè)施， 海岸上高檔酒店林立，破壞岸灘原有野生植被，大大降低岸灘自然防護(hù)能力。③根據(jù)《2019年中國(guó)海平面公報(bào)》， 2019年海南省沿海海平面較常年上升70 mm。海平面上升導(dǎo)致近岸波浪和潮汐能量增加以及風(fēng)暴潮作用增強(qiáng)，加劇亞龍灣的岸線(xiàn)后退和岸灘下蝕。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究利用2016年和2019年亞龍灣砂質(zhì)海岸的岸線(xiàn)和岸灘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合2008年的歷史數(shù)據(jù) ， 依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法，對(duì)比分析亞龍灣砂質(zhì)海岸的侵蝕狀況， 并評(píng)價(jià)亞龍灣砂質(zhì)海岸的侵蝕強(qiáng)度。亞龍灣砂質(zhì)海岸存在持續(xù)性較強(qiáng)且較嚴(yán)重的海岸侵蝕。從岸線(xiàn)后退情況來(lái)看 ， 2008—2016年岸線(xiàn)后退速率和年均土地?fù)p失面積分別約為-1.00m/a和2080m2 ，2016—2019年岸線(xiàn)后退速率和年均土地?fù)p失面積分別約為-1.80 m/a和9836m2 ，表明亞龍灣海岸侵蝕有明顯加劇的趨勢(shì) ， 年均土地?fù)p失面積大幅增加。從岸灘下蝕情況來(lái)看 ，2016—2019年亞龍灣東部和西部海岸的岸灘下蝕速率分別約為-13.3cm/a和-36.2cm/a，表明西部岸灘下蝕速率遠(yuǎn)高于東部岸灘。根據(jù)岸線(xiàn)后退速率和岸灘下蝕速率2個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)海岸侵蝕強(qiáng)度，亞龍灣全段為強(qiáng)侵蝕等級(jí)，其中東部岸段為強(qiáng)侵蝕等級(jí)，西部岸段為嚴(yán)重侵蝕等級(jí)。

根據(jù)亞龍灣的地理環(huán)境和侵蝕特點(diǎn)，造成亞龍灣海岸侵蝕的原因主要包括海岸工程建設(shè)、植被破壞和海平面上升。未來(lái)將針對(duì)亞龍灣海岸侵蝕機(jī)理開(kāi)展更深入的研究， 分析其形成機(jī)制和變化趨勢(shì)，并制定合理的海岸修復(fù)方案，從而確保岸灘的穩(wěn)定性、減少海岸侵蝕造成的土地?fù)p失以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

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