匡翠萍，劉 旭，夏子龍，朱 磊，叢 新

（1. 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092；2. 深圳市龍華區(qū)水污染治理中心，深圳 518110；3. 河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北秦皇島 066000）

風(fēng)暴潮是由強(qiáng)風(fēng)或氣壓驟變引起的海平面突變現(xiàn)象，其在短期內(nèi)向海灘輸入大量的能量，這種極端天氣條件下產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng)-浪-流相互作用對(duì)海灘地貌的塑造比正常天氣高出1～2個(gè)量級(jí)［1-2］，進(jìn)而造成海灘地貌發(fā)生顯著變化［3］。風(fēng)暴潮過程常伴隨有風(fēng)暴增水，這往往會(huì)使風(fēng)暴潮對(duì)海灘作用的上界向陸推移并造成沿岸侵蝕災(zāi)害；另外，波高增大會(huì)造成碎波帶顯著變寬，可能導(dǎo)致風(fēng)暴潮巨浪的能量在到達(dá)海灘之前已經(jīng)耗散殆盡，這種情況不造成強(qiáng)烈的海灘侵蝕［4-5］。風(fēng)暴潮作為海灘地貌短期演變的重要?jiǎng)恿π问?，一直是研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。對(duì)海灘進(jìn)行監(jiān)測(cè)是評(píng)估風(fēng)暴潮影響的基本手段之一，監(jiān)測(cè)方法包括人工實(shí)地測(cè)量和攝影測(cè)量［6-7］，其中攝影測(cè)量可以有效解決風(fēng)暴潮期間人工測(cè)量困難的問題。

隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，攝影測(cè)量的精度和自動(dòng)化程度都得到了極大提高。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)為海岸線的精確提取指明了方向。近些年來，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在海岸工程中的應(yīng)用逐漸增多。郭俊麗等［8］基于Argus記錄的舟山東沙海灘圖像，研究了東沙海灘對(duì)兩次連續(xù)風(fēng)暴的響應(yīng)，結(jié)果表明兩次風(fēng)暴使得海灘濱線較風(fēng)暴前后退10.91 m。Cao 等［9］將Argus系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)日照海岸的監(jiān)測(cè)圖片進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明養(yǎng)灘工程兩個(gè)月后海拔-6 m以上的沉積物體積大致保持穩(wěn)定，通過視頻圖像可以量化波浪的翻越特征。

研究海灘對(duì)風(fēng)暴潮響應(yīng)的方法通常為視頻圖像數(shù)據(jù)或數(shù)值模擬，本文將視頻圖像技術(shù)與數(shù)值模擬相結(jié)合，以提高風(fēng)暴潮反演精度、更多元化地豐富海灘動(dòng)力地貌過程研究。首先利用Delft 3D 模型對(duì)2016 年7 月20 日的“720”風(fēng)暴潮過程的動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行復(fù)演，然后基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)處理“720”風(fēng)暴潮前后的視頻圖像數(shù)據(jù)，反演風(fēng)暴潮前后地形，結(jié)合模擬的動(dòng)力環(huán)境與反演的地形，分析極端天氣過程影響下秦皇島平水橋海灘演變短時(shí)響應(yīng)特征及恢復(fù)期過程。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

平水橋海灘位于秦皇島北戴河西海灘東部，為砂質(zhì)海灘，岸線呈SW～NE走向，海岸沉積以中細(xì)沙為主，東側(cè)分布有老虎石天然岬角和人工潛堤岬頭，西側(cè)為平直岸段。平水橋?qū)儆谌醭焙０?，多年平均潮差約為0.74 m，最大潮差1.50 m。波浪以風(fēng)浪為主，常浪向?yàn)闁|南向。2016年7月19～21日，受溫帶氣旋影響，渤海沿海出現(xiàn)一次較強(qiáng)的風(fēng)暴潮過程，最大風(fēng)暴增水發(fā)生在河北省黃驊站，為115 cm；秦皇島站達(dá)到了黃色警戒水位，風(fēng)暴增水為59 cm［10］。

2014年10月，河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)在秦皇島平水橋海灘安裝了Argus 視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其完整地記錄下了“720”風(fēng)暴潮的全過程。Argus系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)視頻測(cè)站、可編程控制器、現(xiàn)場(chǎng)高程控制點(diǎn)系統(tǒng)、專用通訊網(wǎng)、中心服務(wù)器系統(tǒng)等硬件和Deltares公司開發(fā)的后處理軟件2 個(gè)部分組成［11］。如圖1 所示，圖1a 為Argus 視頻測(cè)站安裝位置，圖1b 為攝像終端，圖1c為中心服務(wù)器系統(tǒng)，圖1d為6個(gè)攝像頭監(jiān)測(cè)圖像融合后的海灘全貌。Argus 系統(tǒng)對(duì)海灘進(jìn)行24 h連續(xù)監(jiān)測(cè)，圖像采集頻率為30 min，記錄2560×1920 pixel2的瞬時(shí)圖像和10 min時(shí)均圖像。

基于Argus 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集圖像可以反演得到地形等信息，其工作技術(shù)路線如圖2 所示。首先對(duì)所采集的海灘圖像進(jìn)行處理，結(jié)合潮流模型提供的潮位信息；再根據(jù)攝影測(cè)量原理進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，即可得到水邊線坐標(biāo)；最后由不同時(shí)刻的水邊線反演地形的變化。

圖2 地形反演流程Fig.2 Flow chart of topography extraction

1.1 數(shù)學(xué)模型及參數(shù)設(shè)置

基于圖2 的技術(shù)流程，需要建立精確的潮流模型，以提供拍攝時(shí)刻的潮位信息。采用Delft 3DFlow 模塊建立二維潮流模型模擬研究區(qū)域的潮位過程，使用渤海-秦皇島雙重嵌套網(wǎng)格［12］，通過潮位過程來控制模型邊界，其中渤海大模型以大連潮位站至煙臺(tái)潮位站的連線為邊界，對(duì)大連至煙臺(tái)沿線各點(diǎn)的潮位數(shù)據(jù)插值，得到大模型的海域開邊界；秦皇島小模型的邊界由三條海域開邊界和一條岸線閉邊界組成，其中三條海域開邊界的潮位條件由渤海大模型的計(jì)算結(jié)果給出，岸線閉邊界流速為零。渤海大模型的曼寧系數(shù)取0.012～0.018，秦皇島小模型的曼寧系數(shù)取均值0.014 5，計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)均設(shè)置為1 min，水平渦黏系數(shù)取15 m2·s-1。

通過布設(shè)在平水橋南面700 m處的波浪監(jiān)測(cè)浮標(biāo)提供每小時(shí)的波浪數(shù)據(jù)，浮標(biāo)處水深約6 m。在“720”風(fēng)暴潮期間，浮標(biāo)遭到破壞，造成部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的缺失，因而采用第三代SWAN模型模擬研究區(qū)域波浪場(chǎng)，以補(bǔ)充缺失時(shí)間段內(nèi)的波浪數(shù)據(jù)。其中風(fēng)應(yīng)力計(jì)算如下：

式中：ρa(bǔ)為空氣的密度；W10表示海洋表面上方10 m處的風(fēng)速；Cd代表風(fēng)拖曳力系數(shù)，是精確模擬風(fēng)暴潮的關(guān)鍵參數(shù)，宋竑霖［13］基于前人建立的風(fēng)速與風(fēng)拖曳力系數(shù)之間的關(guān)系，歸納得

采用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）提供的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為模型中的風(fēng)作用過程。圖3為模型輸入的2016 年7 月風(fēng)速和風(fēng)向?？梢钥闯觯L(fēng)暴潮整個(gè)生長(zhǎng)衰落過程自7 月19 日18 時(shí)～7 月21 日7時(shí)，歷時(shí)約1.5 d。風(fēng)速?gòu)?月19日18時(shí)起開始逐漸增大，7月20日9時(shí)～7月21日5時(shí)風(fēng)速均在10 m·s-1以上，風(fēng)向?yàn)?0°～180°，其后至7月21日7時(shí)風(fēng)速逐漸衰減。

圖3 2016年7月ECMWF風(fēng)速及風(fēng)向Fig.3 Wind speed and direction in July 2016 from ECMWF

1.2 數(shù)字高程模型

結(jié)合已建立的潮流模型，對(duì)攝得的圖像經(jīng)過預(yù)處理、水邊線提取、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等步驟，得到拍攝時(shí)刻的水邊線實(shí)地三維坐標(biāo)，對(duì)多時(shí)相的水邊線進(jìn)行插值，得到研究區(qū)域的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）。

1.2.1 預(yù)處理圖像

現(xiàn)場(chǎng)視頻測(cè)站測(cè)得的圖片包含大量的噪聲，對(duì)海灘進(jìn)行水邊線提取時(shí)，需先通過空間濾波圖像處理方法對(duì)噪聲進(jìn)行預(yù)處理。空間濾波用于模糊處理和降低噪聲。典型的隨機(jī)噪聲由灰度級(jí)的急劇變化產(chǎn)生，通過使用濾波器模板將圖像每個(gè)像素的灰度值設(shè)置為其鄰域內(nèi)像素的平均值，從而降低噪聲灰度的急劇變化，有效防止其在邊緣檢測(cè)識(shí)別中被誤檢。高斯濾波以二維高斯分布為基礎(chǔ)生成濾波模板。濾波分布函數(shù)為

式中：x、y為像素點(diǎn)的坐標(biāo)；σ為分布函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差；G（x，y）為高斯函數(shù)。

用高斯函數(shù)和輸入圖像的卷積形成一幅平滑后的圖像如下：

式中：f（x，y）為輸入圖像；fs（x，y）為輸出圖像。

圖4為瞬時(shí)圖像與高斯濾波后圖像的對(duì)比。經(jīng)高斯濾波降噪后，圖像噪點(diǎn)被平滑，更利于后續(xù)水邊線的提取。

圖4 高斯濾波效果Fig.4 Effect of Gaussian filter

1.2.2 提取水邊線

經(jīng)空間濾波圖像預(yù)處理后，對(duì)圖像中的水邊線進(jìn)行提取，主要步驟為梯度計(jì)算、非最大抑制、雙閾值處理、像素坐標(biāo)導(dǎo)出。

計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的梯度幅度M（x，y）和方向a（x，y），則

首先，定義0°、45°、90°和135°四個(gè)方向，使用梯度幅度和方向來估計(jì)每一點(diǎn)處的邊緣強(qiáng)度和方向，初步檢測(cè)出邊緣像素。然后，對(duì)邊緣像素應(yīng)用非極大值抑制，以去除邊緣檢測(cè)過程中出現(xiàn)的雜散邊緣信息。對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行非極大值抑制的算法是：①將當(dāng)前像素的梯度強(qiáng)度與沿正負(fù)梯度方向上的兩個(gè)像素進(jìn)行比較；②如果當(dāng)前像素的梯度強(qiáng)度與另外兩個(gè)像素相比最大，則該像素點(diǎn)保留為邊緣點(diǎn)，否則該像素點(diǎn)將被抑制。最后，使用雙閾值處理和連接分析，從邊緣像素中鎖定待提取的水邊線，并使用提取工具導(dǎo)出水邊線邊緣的像素坐標(biāo)，提取效果見圖5。

圖5 水邊線提取Fig.5 Shoreline extraction

1.2.3 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)

圖像拍攝過程中可能會(huì)產(chǎn)生畸變，通過相機(jī)標(biāo)定可消除畸變［14］，并建立起圖像坐標(biāo)與真實(shí)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)解析攝影測(cè)量中的經(jīng)典共線方程，可得到像點(diǎn)坐標(biāo)與海灘坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

式中：（x，y）為像點(diǎn)的像素坐標(biāo)；（X，Y，Z）像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)；（XS，YS，ZS）為拍攝終端的實(shí)地坐標(biāo)；f為拍攝終端主距；a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3為外方位元素。

使用6 個(gè)高程控制點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用最小二乘法平差計(jì)算求解得到外方位元素，完成相機(jī)標(biāo)定。水邊線的Z坐標(biāo)即為圖像拍攝時(shí)刻的潮位，將模型計(jì)算的潮位數(shù)據(jù)結(jié)合水邊線像素坐標(biāo)代入已標(biāo)定的共線方程中，即可輸出水邊線的（X，Y，Z）坐標(biāo)。

1.2.4 反演地形

將圖片提取出的多個(gè)時(shí)刻的水邊線視作等高線［15］，然后使用克里金插值算法對(duì)多時(shí)相的水邊線進(jìn)行插值，即可得到海灘潮間帶的DEM。

2 模型驗(yàn)證

采用實(shí)測(cè)資料對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，潮位驗(yàn)證資料為2016 年7 月19～23 日秦皇島海洋站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)［16］，波浪驗(yàn)證資料為2016 年7 月19～21 日平水橋波浪監(jiān)測(cè)浮標(biāo)實(shí)測(cè)波浪數(shù)據(jù)，地形驗(yàn)證資料為RTKDGPS測(cè)量的2016年7月19日地形數(shù)據(jù)，其中波浪和地形資料由河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)提供。經(jīng)驗(yàn)證，潮位和波浪的模型計(jì)算結(jié)果在大小和相位上與實(shí)測(cè)值均比較吻合，如圖6所示。7月20日14：00～7月21日3：00期間增水均在0.4m以上，風(fēng)暴潮增水峰值達(dá)0.55m，與實(shí)測(cè)值0.59m［10］相差0.04m，相對(duì)誤差為6.78%；波高誤差均值為0.15 m，波向相對(duì)誤差為20.93%［17］。

圖6 潮位及波浪驗(yàn)證Fig.6 Verification of tide level and wave

在潮間帶內(nèi)測(cè)量了36 個(gè)高程控制點(diǎn)以驗(yàn)證反演地形的精度，部分驗(yàn)證結(jié)果如圖7所示，高程絕對(duì)誤差集中在0～0.30 m，平均值為0.12 m，與其他已有研究的誤差相當(dāng)［8，18］。反演基于同一套轉(zhuǎn)坐標(biāo)參數(shù)，在評(píng)價(jià)潮間帶地形變化時(shí)候，部分誤差會(huì)相互抵消，因此將該地形反演結(jié)果用于評(píng)價(jià)海灘潮間帶的地貌演變時(shí)，具有較好的可靠性。

圖7 反演地形的誤差Fig.7 Deviation of topography extraction

3 結(jié)果與討論

3.1 動(dòng)力變化

圖8為Argus系統(tǒng)3號(hào)攝像機(jī)記錄下的2016年7月20 日海灘圖像，此區(qū)域?yàn)楹┑钠街卑抖危移露容^緩，水位增加對(duì)岸灘影響較大?？梢钥闯觯陲L(fēng)暴潮的襲擊下，3號(hào)攝像機(jī)監(jiān)視的區(qū)域顯示出不同的狀態(tài)。13：30水位明顯較平時(shí)高；17：00海水漫上岸灘；18：30 海水進(jìn)一步蔓延，對(duì)附近房屋造成破壞；19：00，水位繼續(xù)增高。

圖8 Argus3號(hào)攝像頭下的2016年“720”風(fēng)暴潮過程Fig.8 Process of 2016 "720" storm surge captured by the Argus camera No.3

圖9為風(fēng)暴潮期間波浪和潮位過程，有效波高從7 月19 日18 時(shí)的0.63 m 開始增加，至20 日17 時(shí)達(dá)到峰值2.22 m，21 日7 時(shí)衰減到0.70 m，整個(gè)風(fēng)暴潮過程的平均有效波高為1.47 m。岸線與正北方向順時(shí)針成65°～80°角，故波向在65°～280°之間的波浪均可以直接入射海灘。由圖9a可知，風(fēng)暴潮期間的波浪均可以直接入射海灘，風(fēng)暴潮對(duì)海灘存在持續(xù)且較強(qiáng)的影響。由圖9b可知，風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)平水橋海灘正處于大潮潮情，最大潮差為1.45 m，高于全年平均潮差0.74 m，最大潮位出現(xiàn)在20 日21 時(shí)，與有效波高峰值出現(xiàn)時(shí)刻接近，增強(qiáng)了對(duì)海灘的影響，最大風(fēng)暴增水達(dá)0.55 m。

圖9 2016年“720”風(fēng)暴潮期間波況、潮位及風(fēng)暴增水Fig.9 Wave, tidal level and storm surge elevation during the"720"in 2016

3.2 海灘地形演變

3.2.1 風(fēng)暴期海灘沖淤演變

圖10a、圖10b分別為視頻反演的2016年7月19日、7 月22 日的潮間帶數(shù)字高程模型DEM，風(fēng)暴潮對(duì)潮間帶地形產(chǎn)生了重大影響，促使潮間帶坡度趨于平緩，泥沙自灘肩向水下輸移。進(jìn)一步地，將兩天的地形相減，得到風(fēng)暴潮前后海灘地形沖淤變化，其中正值為淤積，負(fù)值為沖刷，如圖10c所示。風(fēng)暴潮期間，海灘沉積物整體呈離岸輸運(yùn)的趨勢(shì)。海岸線（平均大潮高潮線）高程以上，海灘處于沖刷狀態(tài)，潮間帶處于淤積狀態(tài)。大風(fēng)浪導(dǎo)致岸灘及高潮帶泥沙掀揚(yáng)侵蝕，而在中、低潮帶區(qū)域落淤，且自岸向海方向淤積厚度增加，低潮帶最大淤積厚度達(dá)0.6 m。

圖10 2016 年7 月19、22 日潮間帶DEM 及7 月19~22 日地形變化Fig.10 Topography of intertidal zone and its differ?ence between July 19 and 22,2016

潮間帶沖淤分布存在明顯的空間差異。海灘中部受風(fēng)暴潮影響最為劇烈，其坡度比兩側(cè)坡度更為陡峭，且無(wú)岬角等地形掩護(hù)，根據(jù)地形動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)，更陡的坡度對(duì)波能耗散性更弱，海灘受到風(fēng)暴潮的影響也更為強(qiáng)烈［19］。海灘西側(cè)處于平直岸段，地形變化最為劇烈；海岸線以上出現(xiàn)強(qiáng)烈的侵蝕，最大沖刷深度達(dá)0.6 m，潮間帶淤積明顯。風(fēng)暴潮期間波浪破碎，波生流方向自東向西，主導(dǎo)泥沙向西輸移。平水橋海灘東側(cè)，由于天然岬角及NE-SW向的人工潛堤岬頭的遮蔽，海灘對(duì)風(fēng)暴潮響應(yīng)較弱，潮間帶地形變化不明顯，但沖淤變化情況較為復(fù)雜，整體以淤積為主，自東向西淤積厚度增加，靠近岬角側(cè)存在部分區(qū)域侵蝕，天然岬角和人工潛堤岬頭對(duì)岸段起到一定保護(hù)作用，提高了抵御風(fēng)暴能力。

3.2.2 風(fēng)暴期岸線變化

“720”風(fēng)暴潮在短期內(nèi)對(duì)海灘輸入了大量能量，造成海灘地形的劇烈變化。圖11為平水橋海灘2016年7月18日、22日的同一潮高下4、5號(hào)攝像頭的實(shí)景照片。通過對(duì)比風(fēng)暴潮前后的實(shí)景照片，發(fā)現(xiàn)灘肩上存在較為明顯的沖刷，砂質(zhì)粗化，如方框區(qū)內(nèi)的灘面沉積物明顯變粗；在同一潮高下的海灘出露面積明顯減小，表明潮間帶淤積，印證了風(fēng)暴潮造成的灘肩及高潮帶侵蝕，海灘整體坡度趨于平緩，岸灘及高潮帶泥沙向海輸移。對(duì)圖10海灘2016年7月19日和22日地形進(jìn)行處理，得到對(duì)應(yīng)的海岸線位置，如圖12所示。風(fēng)暴潮發(fā)生前（7月19日），灘肩寬度為130.80 m，風(fēng)暴潮之后（7月22日）為135.14 m，風(fēng)暴潮導(dǎo)致灘肩沖刷，灘肩高程降低，沖刷下的泥沙落淤在潮間帶，導(dǎo)致海岸線向海推進(jìn)4.34m。

圖11 2016年7月18日和7月22日同一潮高下海灘圖像Fig.11 Images of beach at the same tidal level on July 18 and July 22,2016

圖12 2016年7月19日和7月22日高潮線位置Fig.12 Location of high tide line on July 19 and July 22,2016

3.2.3 恢復(fù)期海灘演變

風(fēng)暴潮過后的一段時(shí)間里，海灘處于恢復(fù)階段。為更詳細(xì)地了解恢復(fù)期的海灘地形演變規(guī)律，對(duì)風(fēng)暴潮后14d（8 月3 日）的20 張Argus 圖片進(jìn)行解譯，提取水邊線，進(jìn)而插值反演得到風(fēng)暴過后8月3日的地形，如圖13a 所示；將8 月3 日與7 月22 日的地形相減，得到7 月22 日～8 月3 日地形變化，即風(fēng)暴潮過后14d的海灘地形沖淤變化，如圖13b所示。

由圖13 可知，自7 月22 日～8 月3 日，潮間帶整體以淤積狀態(tài)為主，在空間上將海灘大致分為東、中、西三個(gè)區(qū)域，海灘東部受人工潛堤岬頭和天然岬角影響，地形變化較為復(fù)雜，高潮帶輕微沖刷，中低潮帶淤積，淤積厚度小于0.2 m；海灘中部為平直岸段，整體呈上淤下沖的狀態(tài)，高潮帶區(qū)域淤積厚度小于0.1 m，中低潮帶沖刷，沖刷深度小于0.2 m；海灘西側(cè)也為平直岸段，地形演變規(guī)律與海灘中部較為一致，即上淤下沖，但變化程度更為劇烈，高潮帶最大淤積厚度達(dá)0.3 m，低潮帶最大沖刷深度達(dá)0.5 m。

綜觀海灘整體，發(fā)現(xiàn)在7月22日～8月3日的潮間帶演變中，平直岸段與岬角掩護(hù)岸段變化呈現(xiàn)出不同的規(guī)律，岬角掩護(hù)岸段高潮帶微沖而中低潮帶淤積，泥沙離岸輸移；平直岸段演變主要受中小恢復(fù)浪的作用，呈現(xiàn)出上淤下沖的態(tài)勢(shì)，泥沙由中低潮帶向高潮帶輸移。

4 結(jié)論

本文首先建立了“720”風(fēng)暴潮期間的水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型，復(fù)演了風(fēng)暴潮過程的動(dòng)力環(huán)境，然后結(jié)合視頻監(jiān)測(cè)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，反演出平水橋海灘2016年“720”風(fēng)暴潮發(fā)生前后的潮間帶地形，結(jié)合動(dòng)力數(shù)據(jù)分析風(fēng)暴潮對(duì)海灘的影響，得出以下結(jié)論：

（1）“720”風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)平水橋海灘正處于大潮潮情，整個(gè)過程自7 月19 日18 時(shí)起～7 月21 日7 時(shí)止，共歷時(shí)約1.5 d，風(fēng)暴潮期間平均有效波高為1.47 m，最大有效波高為2.22 m，波浪均為入射海灘，最大風(fēng)暴增水0.55 m。

（2）平水橋海灘對(duì)風(fēng)暴潮過程短時(shí)響應(yīng)劇烈。在強(qiáng)浪的影響下，泥沙向西、向海輸移，造成灘肩明顯沖刷，砂質(zhì)粗化，潮間帶整體淤積，從而導(dǎo)致海灘坡度變緩，岸線向海推進(jìn)4.34 m。受波向、地形等因素影響，海灘對(duì)風(fēng)暴潮的響應(yīng)存在明顯的空間差異，其中以平直岸段的海灘中部對(duì)風(fēng)暴潮響應(yīng)最為劇烈，海灘東部受人工潛堤岬頭和天然岬角影響，地形變化幅度最小。因此可認(rèn)為人工潛堤岬頭對(duì)其影響岸段起到了一定的保護(hù)作用，提高了岸段的抗風(fēng)暴潮能力。

（3）風(fēng)暴潮后的恢復(fù)期，平水橋海灘平直岸段與岬角影響岸段呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。岬角掩護(hù)岸段高潮帶微沖而中低潮帶淤積，泥沙離岸輸移；平直岸段演變主要受中小恢復(fù)浪的作用，呈現(xiàn)出上淤下沖的態(tài)勢(shì)，泥沙由中低潮帶向高潮帶輸移。

作者貢獻(xiàn)聲明：

匡翠萍：論文撰寫及修改。

劉旭：數(shù)據(jù)處理、論文撰寫。

夏子龍：數(shù)據(jù)處理、圖像繪制。

朱磊：現(xiàn)場(chǎng)工作。

叢新：論文修改。