摘要：本文以秦皇島基巖海岸線為例，首先分析了港口工程岸線變化對周邊岸灘影響，然后對岸灘變化特征及原因分析，得出港口碼頭建設(shè)等人為開發(fā)活動不斷侵占原自然岸線，成為影響岸線演變的重要因素。
關(guān)鍵詞：人工干預(yù)；基巖岸線；影響；秦皇島

秦皇島基巖海岸線綿長，自20世紀(jì)50年代中期，以港口及突堤式碼頭為代表的海上人工建筑物的修建，不斷侵占沿海自然岸線，秦皇島自然狀態(tài)海岸逐漸減少，至2008年，僅存42km。隨著70年代省內(nèi)各大河流上游修建眾多大型水庫，下游入海水量及泥沙量的急劇降低，整體岸線亦逐漸由淤積轉(zhuǎn)變?yōu)榍治g。但海上人工建筑的存在，改變了局部海洋動力，影響海工建筑周邊海岸沖淤狀況，形成整體侵蝕背景下部分淤積的獨特現(xiàn)象。自北向南選取鄰近人工建筑的8處岸段加以分類，并在此基礎(chǔ)上分析海工建筑的修建對周邊岸灘變化的影響（表1.1、圖1.1）。
表1.1研究區(qū)各岸段位置及長度（2008年）



圖1.1各研究區(qū)岸段示意圖
一、港口工程岸線變化對周邊岸灘影響
1.1人工岬角港灣
港口工程及其他突入海中的人工建筑物，如突堤碼頭、棧橋碼頭、伸向海中的防波堤等，與其之間自然岸灘形成岬角港灣。在人工岬角處波浪輻聚，波能集中；在港灣處隨著波浪輻散及水深變淺，波能擴散，波浪攜沙力亦有所降低，泥沙逐漸沉積，促使港灣處岸灘發(fā)育。
人工岬角港灣分為兩種，一種是兩端岬角皆為人工建筑，稱之為人工--人工岬角港灣，與之相對的另一種人工岬角港灣則表現(xiàn)為，一端是人工建筑，另一端則為自然岬角，即自然--人工岬角港灣。研究區(qū)域中，3、4、8屬前一種類型，1、7屬后者。
（1）人工--人工岬角港灣
第3岸段，海岸整體呈緩慢淤進趨勢，1979年~1987年為岸灘發(fā)育之初、海向淤進速度較快時期，海灘寬度整體增加2m，年均變化0.25m，岸灘弧度減少0.03π。自弧頂向東、西兩側(cè)淤進量漸大，其中，近西側(cè)填筑地岬角處變化最明顯，最寬處增加9.6m，年均淤進1.2m。東側(cè)近秦皇島煤港處海灘寬度由19m增至24m，年均0.63m；1987年~1998年，岸灘增長速度有所減緩，年均淤進0.18m，與前期相比減少28%，岸灘弧度減至0.141π。西側(cè)最寬處增加7m，東側(cè)淤進3m，年均增長0.27m；1998年~2006年，岸灘增長速度持續(xù)下降，年均淤進僅0.13m，同期岸灘弧度減少0.015π，即2.7°。海灘整體淤積的同時，還表現(xiàn)出西側(cè)岬角處淤進速度優(yōu)于東側(cè)的特點，至2006年西側(cè)岸灘最寬處已增至42m，東側(cè)則為28m。灣頂位置逐年西移，與1979年相比，2006年灣頂西向移動7m。
（2）自然--人工岬角港灣
以第1、7段岸線為代表。自然條件下的第1段岸線，除受波浪傳播過程中港灣處波能輻散，造成該區(qū)域淤積外，由于山海關(guān)船廠防波堤攔截部分西向傳播的沿岸流，其西側(cè)產(chǎn)生不完全波影區(qū)，并發(fā)生波浪繞射作用，波能沿波峰線作側(cè)向傳遞進入波影區(qū)，能量大為減少，泥沙在此沉降，海灘自建港后逐年淤積。繞過防波堤的沿岸流直接沖刷灣頂區(qū)域海灘，造成岸灘的侵蝕。此后沿岸流攜帶侵蝕的泥沙物質(zhì)西向移動，受老龍頭岬角處的阻滯作用，并在此沉積。但該處海灘旅游價值較高，在逐年人工填沙護灘等人為作用的影響下，使得岸灘整體仍呈海向淤積態(tài)勢。1979年~1987年岸灘演變以快速海向淤進為主，整體變化速度0.94m/a，海灘弧度減少0.005π，即0.9°。弧頂以西岸灘淤進速度為1.88m/a，是東部增長速度的5倍；1987年~1998年，岸灘整體海向推進速度有所減緩，年均0.57m。其中，弧頂西部岸灘最寬處增至68m，年均淤進1.45m，同期東部最寬處僅23m，為西部岸灘的1/3；1998年~2006年，海向淤進3.1m，變化速度持續(xù)降低，為0.39m/a，與前期相比下降23%。西部最寬處為75m，位于錦鐵療養(yǎng)院海灘，東部最寬處位于交通部職工療養(yǎng)所外側(cè)海灘，為24m，年均淤進僅0.14m。
1.2形成波影區(qū)
突于海中的碼頭或防波堤在其下游形成的隱蔽的波影區(qū)，處于該區(qū)域的波浪，流速減慢、攜沙力降低，大量的泥沙在此范圍內(nèi)近岸沉降，海灘淤積，并由人工建筑根部向遠處淤積量逐漸減少，以至岸灘變化平衡。
以第5、6段岸線為代表。建于20世紀(jì)90年代初的第6處海岸防波堤，使其西側(cè)局部海域的ENE向主波浪大為減弱，并由SSW向波浪取代，促使防波堤西側(cè)局部岸段產(chǎn)生向東北方向運移的泥沙流，進而使防波堤西側(cè)海灘逐年淤積。1991年~1998年，波影區(qū)岸灘淤積量較大，整體變化速度達2.7m/a，岸線弧度減少0.028π；1998年~2006年，岸灘淤進14m，年均1.8m，較前期速度減緩26%，同期，岸線弧度減少0.046π，即8.28°。
1.3對沿岸泥沙的攔截
河流入海的泥沙及海岸遭侵蝕而形成的砂礫，在沿岸泥沙流的作用下為沿岸各地海灘的發(fā)育不斷提供沙源。一旦突于海中的突堤碼頭及防波堤截斷了沿岸泥沙運移，將會對海灘發(fā)育帶來影響。通常情況下，此類港口工程來沙一側(cè)海灘淤長，而另一側(cè)除工程根部波影區(qū)可能淤積外，下游地區(qū)海灘則因沙源虧損而遭侵蝕。
以第2段岸線為代表。第2段岸線東側(cè)緊鄰石河，沿岸流攜帶入海泥沙西向運移，使本段岸灘逐年淤進。1975年石河水庫的修建，其下游入海水量及泥沙量逐年減少，本區(qū)域亦停止以河口及西側(cè)地區(qū)為中心海向淤進，變?yōu)橹鹉昵治g。侵蝕的泥沙為沿岸流所攜帶，至20世紀(jì)80年代末修建的沙河口東側(cè)防浪堤，受其阻擋逐漸淤積。
2003年，于石河原西側(cè)出海口以西1000m處，修建一海上公園平臺，向海最遠端180m，其東側(cè)阻擋部分沿岸流，并逐漸淤積。至2006年，緊鄰平臺東側(cè)根部淤積最大處為40m，西側(cè)波影區(qū)淤積約5m。平臺西側(cè)500m處海灘開始出現(xiàn)侵蝕，蝕退量最大處變化速度為1m/a，與未建此平臺前相比，侵蝕速度增加0.4m/a。至沙河口東部溝渠寨漁港防波堤，阻滯西向沿岸流，其東側(cè)又出現(xiàn)部分淤積，最寬處近20m。漁港防波堤西側(cè)原為沙河入海口，屬堆積岸灘受蝕嚴(yán)重，細小顆粒泥沙皆被波浪掏蝕，沖刷至水下岸坡及下游，僅留顆粒較大的礫石，形成獨特的礫石灘地貌。
二、岸灘變化特征及原因
2.1海灘漸寬，淤進速度減慢，坡度變緩
在所統(tǒng)計的上述岸灘中，除第2段部分岸線出現(xiàn)侵蝕外，其余各段均為淤積岸灘，年淤積量0.14m~2.71m不等。其中，第6段岸線淤積速度居各岸段之首，1991年~2006年，淤積量達33m，年均海向推進2.2m，淤積速度之所以如此之快，除受其他各處岸灘所處的波影區(qū)海洋動力較弱的影響外，最主要是由其獨特的地理位置所致。該區(qū)域主要物源地--湯河緊鄰其東，入海泥沙在西向沿岸流的攜帶下首先在此處沉降，加之SSW向次主向波浪將越過防波堤的泥沙流再次運移至附近岸灘，造成本段岸灘快速淤積。從多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，各段岸線淤進速度皆有所減緩，變化速度0.04m/a~0.7m/a不等。其中，第3段岸線，1979年~2006年，淤進速度為0.18m/a，1998年~2006年僅為0.04m/a，為同期相同類型各岸段淤積速度最慢的區(qū)域。其原因為，本段岸灘雖東有秦皇島煤碼頭、西有填筑地庇護，水動力條件微弱，易于泥沙物質(zhì)的沉降，但距本區(qū)域主要的泥沙物質(zhì)來源地——石河已較遠，且沿岸泥沙流在西向移動過程中，受秦皇島煤港、油港，尤其是煤五期及輔建區(qū)（后者海向推進近3km）的阻滯作用，加之中途基本沒有物源補給，沿岸流所攜泥沙含量已非常低，故淤積量與其他地區(qū)岸灘相比較低。新開河位于其西側(cè)，但其入海水量及泥沙量已極少，且在西向沿岸流的作用下，基本補給了第4段岸灘的發(fā)育，泥沙極少到達本區(qū)域，也進一步致使第3段海灘淤積緩慢。
2.2岸線弧度減小，灣頂位置逐年W、WWS向移動
岸線整體弧度的計算，主要與兩個因素有關(guān)，其一為界定所在岸線的范圍，其二是岸線兩端連線與弧頂距離。前者在人為規(guī)定好后基本不變，后者則隨岸灘變化而變化，成為決定弧度變化的關(guān)鍵因素。第1段岸灘，1979年岸線弧度為0.18π，至1987年減少為0.175π，1998年減至0.171π，2006年測量岸線弧度為0.166π。1979年~2006年，岸線弧度共減少0.012π，年均變化0.083°；第3段岸線在此期間共減少0.06π，變化速度為0.415°/a；第6段岸線變化速度較快，為0.318°/a，其他各岸段亦與之相似。其原因主要由于岸灘的逐年淤積，導(dǎo)致岸線兩端連線與弧頂距離不斷縮減，使岸線弧度逐漸減小。
隨著岸線弧度逐漸減小，灘面變化還表現(xiàn)出灣頂位置逐年W、WWS向移動的趨勢，人工岬角海灣尤為明顯，如第1、3、4、7、8等段岸線。第1段岸灘灣頂位置，1979年~1987年移動54m，1987年~1998年西向變化速度為4.2m/a，1998年~2006年移動20m。1979年~2008年WWS向變化共120m，年均4.4m，其余各段變化速度3.1m/a~3.8m/a不等，且隨著時間的推移，灣頂位置移動速度明顯降低。其原因主要由于岸灘在西向沿岸流的作用下，灣頂及西側(cè)海灘不斷受蝕，沖刷的泥沙西向漂移過程中，在西側(cè)岬角處受阻沉降，逐年淤張，灣頂位置亦隨之不斷西向移動。
2.3海灘組成物細化
海上人工建筑引起的海灘淤積，其地貌特征是變寬、變緩，而沉積學(xué)特征則表現(xiàn)為海灘砂細化。根據(jù)有關(guān)在同一地點附近前后共20年的海灘砂粒度分析資料表明，受海上人工建筑影響，其周邊岸灘沉積物逐漸細化。其中，山海關(guān)船廠防波堤西側(cè)，1985年海灘中潮位砂中值粒徑為0.4945mm，10年后變?yōu)?.2152mm，至2008年是0.0776mm；石河口西700m附近，1985年岸灘沉積物中值粒徑為0.4282mm，至2008年細化為0.0933mm；1985年~1995年，煤一期突碼頭西側(cè)海灘中潮位砂中值粒徑減少0.2658mm，1995年~2008年，減少0.1865mm；湯河口西側(cè)海灘，1985年岸灘沉積物中值粒徑為0.7578mm，至1995年減少0.541mm，2009年海灘砂中值粒徑進一步減少，為0.0224mm。在所統(tǒng)計的四處人工建筑附近海灘中，1985年湯河口西粒徑最粗，其原因為當(dāng)時海上運動中心并未建成，在西向沿岸流的作用下，湯河入海較大粒徑泥沙部分淤積于出海口西側(cè)，使之灘面較粗。經(jīng)10年波浪作用，1995年海灘組成物質(zhì)已較均一，在所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)中相差僅0.0006mm。至2009年，除石河口西700m處海灘外，自北向南中潮位砂中值粒徑逐漸變細，石河口西海灘組成物質(zhì)較粗的原因為沿岸流攜帶石河入海泥沙西向運動，至2003年修建的海上公園平臺附近，受其阻擋海洋動力減弱，顆粒較大的泥沙首先沉降并逐漸淤積，自東至西顆粒物逐漸變細。

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