从淤积到侵蚀的过渡型岸段

从淤积到侵蚀的过渡型岸段

在由砾石组成的沿海水域中，海岸动态相对活跃。在一些权威性的论著中均按动态把海岸分为侵蚀、淤积和稳定几种类型。对于砾石质和砂质海岸而言,由于人们多把注意力集中在海滩上,海岸的季节变化往往掩盖了稳定海岸的一些长期的缓慢变化。而在异常广阔的淤泥质潮滩剖面上,不同地貌部位往往呈现出非常醒目的动态差异。在一些被认为是稳定岸段的淤泥质潮滩剖面上,高潮带和低潮带可能发现明显淤长或蚀退的变化趋向截然相反的动态。1128至1855年的700多年间,黄河在江苏北部入海,造就了江苏广阔的黄河三角洲和滨海平原。1855年黄河北归后又使江苏海岸经历了前所未有的调整过程。因此,在占江苏岸线92%的淤泥质海岸中,既有淤长岸段,如中部岸段,又有蚀退岸段,如废黄河口附近岸段。淤长型和蚀退型海岸的演化过程早已为人所关注,但在淤长型和蚀退型海岸之间的过渡区岸段及过渡过程却只有少数学者在一些论述中提到过。苏北海岸从连云港的大板经废黄河口至射阳河口属于侵蚀型海岸,从射阳河口经港至海门市东灶港属于淤长型海岸。这一蚀积分界线大致以0.5～1Km/a的速度一直向南移动,这一观点已得到证实。但这一分界线是指人们所容易觉察到的在平均高潮线附近的侵蚀与淤积的分界点。然而,在分界点以南的一段海岸上,尽管平均高潮线附近还在淤积,但在平均低潮线附近早已开始被侵蚀后退,只是由于侵蚀开始发生在平均低潮线附近不易觉察而已。在江苏海岸南部东灶港——蒿枝港属于侵蚀性海岸,临近长江口附近的岸段由于泥沙供给相对充足而处于淤长状态,两者之间的岸段长期以来被认为是稳定的岸段,问题并不如此简单。经过实地观测和深入的调查研究后,发现这里海岸剖面动态变化相当活跃,也应属于淤蚀过渡段(图1)。在空间上,从低潮水边线开始侵蚀后退的断面到在高潮水边线也开始被侵蚀的断面二者之间的岸段叫做淤蚀过渡型岸段。在时间上,把处于淤蚀过渡段上的某一断面从其低潮水边线开始侵蚀到其高潮水边线附近也开始侵蚀的时间段称作淤蚀过渡期。过渡型岸段的地貌特征与侵蚀型和淤积型的岸段都有不同。通过对其形成机制、地貌以及沉积特征等方面的研究来总结其发展变化规律有着重要的理论和现实意义。1地质地貌调查1)剖面测量:2001年1-3月用日产GTS-310全站仪对江苏沿海多处海岸剖面进行测量;2)粒度分析:用英产Mastersizer2000激光粒度仪对所采集的样品进行粒度测量分析;3)地质地貌调查:对滩面的地形、微地貌等特征进行详细的观测记录。通过对二十世纪江苏海岸的一些剖面资料的研究发现,射阳河口附近的侵蚀和斗龙港附近的淤积是渐变的,而且,在1990年以前射阳河口以南的新洋港附近的剖面变化就表现出明显的由淤积到侵蚀的过渡特征(图2,表1)。启东市兴垦垦区外围的海岸,北邻侵蚀型的吕四海岸,南部则是处于淤积状态的启东嘴。二十世纪80年代以来对该段的剖面测量也表现出由淤积到侵蚀的变化(图2)。2001年1月,从启东嘴开始沿海向北对包括以上两地在内的多处海岸地貌进行了详细的实地考察测量并采样。2海岸的动力特征2.1侵蚀、开蚀期80—潮滩的冲淤特征射阳河口至斗龙港约50Km长的岸段由于其高潮水边线附近尚未受到明显侵蚀,一直被认为是江苏中部淤长型岸段的一部分。1855年黄河北归后,泥沙供给断绝,废黄河口附近岸线由于向海凸出且岸线开敞而遭到侵蚀,然后向北向南逐渐扩展。目前,从射阳河口向北经废黄河口到大板的160多公里的海岸已由淤长转变为侵蚀。而斗龙港向南到海门市东灶港的岸段则由于受到岸外辐射沙洲的掩护且仍能得到泥沙供给而维持淤长状态。射阳河口附近的平均高潮线的年均蚀退量不足5m,但平均低潮线附近的低潮滩年平均蚀退量却达30m以上。向南的斗龙港附近,平均高潮线附近年均淤进100m,而平均低潮线年均淤进量只有50m(见表1)。这说明射阳河口附近刚刚进入全剖面侵蚀期,平均高潮线附近侵蚀尚慢。而斗龙港附近则是即将进入过渡期的淤积型海岸,平均低潮线附近的淤长明显慢于平均高潮线,岸滩已开始陡化。新洋港附近从图2可以看出,1954年和1980年间的36年,平均低潮线和平均高潮线均快速向海移动,1米等高线向海前进3.8Km,每年平均达100m以上,整个滩面都明显淤高。但是在1980—1986年间,尽管平均高潮线附近依然明显淤积,2m和1m等高线分别向海前进2.5Km和1.5Km,然而潮间下带及潮下带已开始侵蚀后退,其中0m等深线在6年间后退980m,这就使得1986年的剖面明显地表现出平均低潮线和平均高潮线之间的距离缩短、潮间下带和潮下带变窄的过渡型特征。这表明至迟在二十世纪80年代起,这里就开始进入了由淤积向侵蚀过渡的过渡期。2001年4月2-3日的测量(见图2)表明,平均高潮线附近和潮间上带与1986年相比淤长已基本停止,但潮间下带和潮下带已表现出侵蚀性海岸的特征,岸滩进一步陡化,普遍出现侵蚀性的碟形洼地,波浪作用加强,很少潮沟发育。在广阔的潮间上带和潮上带,很多地貌特征依然表现为淤积。淤泥层在潮间上带的互花米草盐沼中广泛堆积,当然这与互花米草的促淤作用不是没有关系。2.2潮沟逐渐消失。在潮随着平均高潮线附近的淤积和平均低潮线附近的侵蚀,岸滩逐渐陡化,潮沟的作用也随之发生相应的变化。淤积使得平均高潮线以上的区域越来越多地不被潮水淹没(启东过渡段的潮上带已围垦),潮沟尾部趋向稳定,潮沟逐渐变得细小甚至消失成为洼地。在小潮高潮线以下部分,由于岸坡陡化,落潮流速相对增大,潮流下切作用加强,潮沟两侧多发育陡砍。2.3潮间上带的下带潮上带在海岸变型过程中处于淤长状态,其宽度在不断变大,几乎不发育潮沟,地势非常平坦,90%以上的区域被茅草和盐蒿覆盖。无植被或植被稀疏的地方多发育龟裂。潮间上带为互花米草覆盖区,茂密的互花米草滩内有较厚的细粉沙和淤泥质沉积。潮间下带则由于波浪作用强烈,侵蚀性地貌发育。在新洋港海岸,由于潮间下带受到侵蚀的时间不长,表层沉积物粒度依然相对较细,但已明显的表现出与其上部淤长带的差异。2.4盐沼周边的下带粗化与1984年相比,2001年新洋港海岸整个断面上表层沉积物都明显粗化(图3),潮间下带粗化的更加明显。只有在平均高潮位附近的互花米草盐沼中的沉积物粒中值径比1984年粗1.5-2.5《,这主要是由于1980年刚刚栽种互花米草,尚未形成成片盐沼;而现在互花米草盐沼已有近1km宽,潮流带上来的大量细粒物质被拦截在盐沼内,从而形成目前的细粉沙质沉积。2.5壳碎屑的富集贝壳碎屑的富集主要是由于潮滩上的细粒物质被冲刷之后滞留的贝壳由激岸浪搬运的结果,对于淤泥质海岸而言,贝壳碎屑的富集应看成是海岸后退的一个标志。在废黄河口以南和以北的侵蚀型海岸上广泛分布有贝壳堤,而在斗龙港以南的淤积型海岸上是没有贝壳堤分布的。但是在新洋港附近的过渡型海岸上,尽管还没有贝壳堤形成,可在平均高潮线附近已有大量贝壳碎屑富集,说明至少在贝壳碎屑富集区以下部分已经开始遭受侵蚀。3潮间带和潮下带多年的研究表明,长江口入海泥沙沿江苏海岸向北扩散的范围不大,而东灶港到蒿枝港的海岸受到严重侵蚀。但蒿枝港到连兴港长约47km的岸段向海凸出明显,且岸外几乎无大型沙洲掩护,波浪作用相对较强,潮间下带受到侵蚀,但长江口尚有少量的泥沙在一定条件下供给该区,再加上低潮滩和潮下带被波浪侵蚀下来的泥沙由潮流向上搬运,潮间上带和潮上带多年来一直缓慢淤积。在二十世纪70年代人工种植互花米草以来,平均高潮线以上滩面淤积较快(见图4),年均淤高速率启东Ⅳ断面为2.3cm/a,启东Ⅴ断面为1cm/a。与此同时,潮间下带和潮下带依然遭受着较为严重的侵蚀。该段潮上带和潮间上带的淤积曾得以使二十世纪70和90年代进行两次较大规模的围垦,匡围总宽度在2km以上。1992年的剖面由于受到当年新围海堤的影响,潮间上带快速淤高的同时平均低潮线附近也形成宽达1.5km的沙坝。从剖面形态来看,不管是二十世纪80年代还是现在,滩面上横向起伏明显,特别是在潮间下带和潮下带,都存在几列大小不等的沙坝。2001年1月14日观测时发现,有一列规模较大的沙坝,其上叠置着三列规模较小的次级沙坝。它们之间的洼地在落潮后期有积水。由于波浪作用较强,潮沟在此并不发育,沙坝上广泛分布有沙波和贝壳碎屑。对于侵蚀型淤泥质海岸,波浪常常是岸滩侵蚀的主要动力因子,潮流的作用主要是运移和扩散波浪所启动的泥沙;而对于淤长型淤泥质海岸,潮流往往是岸滩剖面塑造的主要动力,波浪仅在低潮水边线附近起一定作用。沙坝系列和沙波的发育正是波浪作用的结果,波浪作用的加强和作用范围的扩展将会使潮滩剖面和地貌特征表现出砂质海岸的某些特征。在图5所示的兴垦二期垦区外围剖面上,距海堤1300m以外由于波浪作用的明显优势,发育有沙坝系列和沙波,而且表层沉积物以细沙和粗粉沙为主(见表2)。由于受到波浪分选,细粒物质多被带到潮下带和被潮流带到潮间上带的盐沼中沉积下来,下部岸滩受到侵蚀而陡化,逐渐显示出砂质海岸的特征。随着波浪作用范围的向岸扩展和波浪作用的加剧,互花米草的边缘也开始受到侵蚀,互花米草本身也由于生长条件恶化而变得稀疏,盐沼物质粗化,并广泛分布有贝壳碎屑。在其上部茂密的互花米草盐沼中,随着波浪能量的消耗,潮汐作用占据主导地位,潮流可从深水区域将细粉沙和淤泥质颗粒带上盐沼并沉积下来,从而表现出明显的淤积。在沙坝的掩护下,其内侧的洼地内动力条件较为稳定,分布有淤泥质沉积物。4海岸侵蚀的控制黄河的北归使得江苏北部海岸大量的泥沙供给断绝,首先在废黄河口附近向海突出的岸段开始剧烈侵蚀,而江苏中部海岸则由于潮流将北部侵蚀下来的部分泥沙搬运南下,同时受到岸外辐射沙洲的掩护和泥沙供给,多年来一直保持淤积。但随着北部突出岸段逐渐趋直,水深加大,岸滩抗冲刷能力加强,侵蚀速度逐渐减慢,中部海岸得到的泥沙供给将逐年减少,当泥沙供给不足以维持整个潮滩的全面淤长时,其下部便开始遭受侵蚀,海岸从此进入过渡期。随着低潮水边线附近的淤蚀分界点南移,过渡型海岸将南移至受岸外辐射沙洲掩护的区域,这将使海岸的过渡受到泥沙和动力方面的制约而减慢速度。南部长江口北过渡型海岸的形成同样是受到泥沙供给的控制。长江口的南移使外来泥沙供给逐渐减少,再加上岸外没有大型水下沙脊的掩护和岸外大型潮汐通道的向岸移动,从东灶港到蒿枝港的吕四海岸首先受到侵蚀。这样,从长江口北海岸由北向南也逐渐进入过渡期。但由于长江口的南移的速度较慢,海岸由淤积向侵蚀过渡的速度也不像废黄河口附近那么快。同时,互花米草的种植可促进潮间上带的淤积,减缓海岸向全剖面侵蚀的过渡。5波浪作用的加强江苏蚀积过渡型岸段的基本特征和发展趋势如下:1)海岸刚进入过渡期时平均高潮线向海移动,平均低潮线