范文一：青岛的砂质海岸和基岩海岸

青岛的砂质海岸和基岩海岸

摘要

一、 青岛的海岸线

二、 砂质海岸典例

三、 基岩海岸典例

四、 我的认识

我从网上查找了有关青岛海岸的形状、形成原因、发展现状等方面的资料，并到栈桥、八大关、石老人等典型海岸区域实地调查，最后结合我们课上所学的知识，完成了此次调研报告。通过这一次的学习调研，我了解了青岛的海岸，更从科学的角度认识了青岛这座沿海城市。

高德洋

14020041011

海洋技术专业

2014.12.25

一、青岛的海岸线

青岛海岸线北起丁字湾南阡

乡金口村东小河口(北纬36?36′

17〃,东经120?46′03〃),南至

胶南红石崖镇的张戈庄村。海岸线

长730.64公里,海岸基本分为基

岩岬角岸、稳定岸、淤积增长岸等

3种类型。现有海岛69个，总面

积为21.1平方公里，岸线总长132

公里。这些海岛绝大多数距离大陆

不超过20公里，最远的千里岩岛，

距陆地约64公里。在这69个海岛

中，只有10个海岛有固定居民。青岛地处北温带季风区域，属温带季风气候。市区由于海洋环境的直接调节，受来自洋面上的东南季风及海流、水团的影响，故又具有显著的海洋性气候特点。

青岛市海岸线长且多曲折,岛屿环绕,山岭岸角之间构成形态多异、特点不同的多处海湾。较大的有35个,总面积1369.53平方公里。多为泥沙、岩礁底质,滩岸居多。自然资源丰富,停泊避风条件好。浅海海底则有水下浅滩、现代水下三角洲及海冲蚀平原等海底地貌。是青岛海珍品和水产养殖的基地。

二、砂质海岸典例(以石老人海水浴场为例) 1.形成原因

石老人海水浴场位于崂山区海尔路南端，是青岛市区最大的海水浴场之一，浴场全长达,公里，水清沙细，滩平坡缓。海浪的侵蚀、堆积作用使得沿岸基岩不断被剥蚀成细小的砂砾，并在在海湾的浅滩上沉积起来。由于浴场内坡面比较平缓，所以泥沙在海浪的作用下，仅发生沿坡向岸的搬运，形成了堆

积性的海岸，浴场附近没有较大型

的河流，没有河流泥沙的冲击作用。

另外，浴场内波浪比较平静，水体

的波动作用使得滩面的沉积物产

生分层，最粗的颗粒留在滩面的顶

部，比较细的颗粒则慢慢沉降到底部。海滩长期受到波浪、水流的作用，波痕、流痕十分发育。

2.发展现状

由滨海步行道贯穿始终，并以此为主线串起度假海滩、欢庆海滩、运动海滩、高级会员海滩等4个高质量沙滩活动区域，成为集度假、观光旅游、海上运动、沙滩运动、休闲娱乐为一体的综合性旅游度假海滩。但也存在许多问题。滩面变窄、变陡，滩面物质被侵蚀，侵蚀陡坎频现， 老地层出露和人工建筑掏蚀破坏的现象比较严重，海水浴场东侧沙滩的一些礁石已经开始露出沙滩。

三、基岩海岸典例(以石老人为例)

1. 形成原因

“石老人”是耸立于岸外的高24米，长10米，宽5米的一块巨

石，中部有一高8米，宽3米的鸡心状的海蚀洞，该海岸是由花

冈岩形成的基岩海岸，形成的主要动力是波浪和潮流。基岩海岸

水边线处由于长期受海浪冲刷侵蚀破坏，岩基凹进去形成一个槽

或洞穴;槽或洞穴上部岩体破碎塌落后，海岸后退形成海蚀崖。

从悬崖上崩塌下来的岩块，堆积在海蚀崖的坡脚。这些岩块被波

浪冲刷带走的过程中，它们逐渐滚磨成碎块。波浪携带这些碎块

去撞击新的海蚀崖，形成新的凹槽——海蚀洞穴。海蚀洞穴顶部

岩体崩塌后，形成新的海蚀崖。这样，海岸线就不断地向陆地后

退。石老人海蚀柱就是这么形成的。

2. 发展现状

石老人是我国基岩海岸典型的海蚀柱景观。千百万年的风浪侵蚀和冲击，使午山脚下的基岩海岸不断崩塌后退，并研磨成细沙沉积在平缓的大江口海湾，唯独石老人这块坚固的石柱残留下来，乃成今日之形状。但是，石老人毕竟是海蚀柱，它长年受到海浪的侵蚀，不难判断，或许在不久的将来，执着的石老人也会倒下，变成碎石，最后

消失在茫茫大海之中。

此外，在鲁迅公园附近主要是岩浆岩,岩石成因复杂,种类较多，岩石的风化作用非常明显。风化作用总的效果主要是破坏岩石颗粒间的连接, 形成、扩大岩体裂隙,产生次生粘土矿物等,从而降低岩体的强度和稳定性。

波浪对基岩进

行机械性的撞

击和冲刷,挟带

的碎屑物质对

基岩进行研磨,

由于风化作用

而变得疏松的

部位往往容易

被侵蚀而形成凹坑。同时,空气被海浪压缩进入海岸基岩在风化过程产生的裂缝中,对岩石产生巨大的压力,促使裂隙扩展和岩块脱落。对于产生节理缝的基岩来说,沿节理缝的风化程度较深,风化产物被波浪及时带走,导致基岩破碎程度越来越严重。处于潮上带的基岩由于长时间暴露在空气中,抗风化能力较弱的成分容易受风化作用而变的松软,这种情况下风可以带走部分风化产物,加速风化侵蚀;尤其是当遇到风暴潮时,风化产物就会被大量带走,从而在基岩上形成显著坑、槽等侵蚀痕迹。

四、我的认识

通过此次调研，我亲身到了青岛许多海岸，看到了许多海岸地貌，有遍地游人沙滩，也有惊涛骇浪的海蚀崖，看到他们之后我的第一反应就是感叹大自然的鬼斧神工，赞美之情油然而生。但是我们是当代有知识的大学生，应该用科学的眼光看待问题，用科学的知识解释自然现象。我还看到许多问题，比如:人工采砂，海岸的不合理利用，海岸植被的破坏等等，这些都是我们应该反思的，都是应该被制止的，除此之外，政府和社会还要加强宣传力度，大家携起手来，共同保护青岛的海岸，保护我们的家园～

高德洋

14020041011

海洋技术专业

2014.12.25

范文二：【DOC】中国砂质海岸分布特征与存在问题

中国砂质海岸分布特征与存在问题

ISSN1009—2722MarineGeologyLetters海洋地质动态2006,22(6):l一4

文章编号:1009—2722(2006)06—0001—04

中国砂质海岸分布特征与存在问题

李震,雷怀彦

(厦门大学海洋与环境学院,厦门361005)

摘要:中国东部砂质海岸分布范围广泛,地形发育多样,风沙灾害,海岸侵蚀等地质灾害问题多

发,严重影响了沿海地区的社会经济发展.了解沙质海岸的分布特征,做好砂质海岸的研究防护工

作,对促进海洋经济持续稳定的发展有着十分重要的作用.

关键词:砂质海岸;海岸侵蚀;海岸带

中图分类号:P737.1文献标识码:A

海岸带是陆地与海洋的交接地带,是海岸

线向陆,海两侧扩展一定宽度的带型区域,它受

海一陆一气三相的交互作用,对人类的生产生

活具有特殊的地理意义.据统计,全球有40

的人口居住在离海岸100m以内的范围里,大

约30的海岸被开发为城市,工业场地,农业

用地和旅游用地_1].其中,砂质海岸因其丰富

的资源,秀美的风光成为人类休闲娱乐的聚集

地.特殊的地理位置和组成成分使砂质海岸对

外部环境具有很高的灵敏性和区域差异性.

一

方面,砂质海岸对周围环境因子的变化

极为敏感,这些变化既包括自然方面,也包括人

为因素.最为显着的自然因素有:海平面变化,

海岸宽度,气候变化,主导风向,植被覆盖度和

砂源补给等,它们往往决定了砂质海岸系统的

形态和发展规模,同时,地球第3大营力——人

类活动,对砂质海岸也产生重要的影响.如:沿

海岸工业区,居民区的建设,地下水的过度抽

取,掠夺性的开采砂矿,甚至一些微小的活动,

如旅行者在海岸的足迹,车辆的痕迹等等都能

改变砂质海岸的结构,破坏沿岸植被和砂质海

岸地貌的稳定性,从而进一步影响砂质海岸的

演化;另一方面,在不同地区,影响砂质海岸地

收稿日期:2006—03—28

基金项目:福建省自然科学基金资助项目(D0410009)

作者简介:李震(198O一),女,在读硕士,海洋资源与环

境地质专业.

貌成因的主导因素具有区域差异性,例如],

澳大利亚西南海岸主要受海岸线上升速率,

波浪侵蚀速率的影响;英国西北海岸沙丘主

要受海岸地形,海滨动力状态,风况特点,自

然植被覆盖率及生长方式等条件控制;欧洲

大陆沙质海岸主要受沙源,风况,海岸形态及

植被的影响.

中国的沿海地区分布着上百座大中城市,

如何协调沿海城市佳绩发展与海岸环境各要素

之间的关系,建立合理有效的海岸管理措施,减

轻全球变化和人类的不合理活动对海岸系统带

来的影响,已成为我国经济发展的重要环节.

中国砂质海岸的分布特征

(1)中国砂质海岸的分布范围较广,但又相

对集中,从图1中可以看出,中国沿海的各省市

均有砂质海岸分布,但从全局看主要分布在辽

东半岛,山东半岛和华南海岸3个区域,其中,

黄渤海沿岸受风沙作用的岸线长达1000多千

米,分布总面积达700km(傅命佐,1997).华

南地区,仅广东和海南两省,砂质岸线就长达

1861km(陈欣树,1989),闽南,两广和海南省

分布总面积有2378km.

(2)砂质海岸的发育规模主要受主导风向

和海岸地形的影响,据调查,中国砂质海岸的发

育地形多样.黄渤海沿岸地形比较平缓开阔,

2MarineGeologyLetters海洋地质动态2006年6月

图1中国砂质海岸的分布

Fig.1DistributironofsandycoastinChina

砂质海岸地貌多分布于沿海的中小平原海岸(如

昌黎海岸),开阔台地海岸(山东半岛西北岸)和

岬湾(山东半岛北岸)之间;华南地区,砂质海岸

受基岩岬角的影响分布零散,多发育于岬角海湾

之间,规模较小.在主导风向方面,因为我国典

型的季风气候,风力受季节性影响显着,冬春季

节吹东北风,夏秋季节吹东南风.因此在与主导

风向垂直的岸线,砂质海岸发育较好.

(3)典型的砂质海岸多分布于河流人海口两

侧,中国东部平原地区河流众多,给海岸风沙提

供了丰富的沙源.如图1中,在渤海沿岸分布着

我国温带海岸沙丘最典型的区域昌黎,该地区的

砂质海岸主要发育于大浦河口一滦河口之间.

闽南地区海岸风沙多分布在闽江口以南.晋江,

九龙江人海口的东南,东北岸也有分布.广东省

的砂质海岸以韩江三角洲附近最为发育.

2中国砂质海岸存在的问题

2.1海岸风沙灾害严重

海岸沙丘是砂质海岸最常见的地貌形态,

第22卷第6期李震,雷怀彦:中国砂质海岸分布特征与存在问题3

是在风力作用下,砂质海岸的地表物质被吹蚀,

搬运,堆积而成.据调查研究,全球除南极洲

外,其他各大洲几乎都有海岸沙丘分布,总面积

约2×10halL3].靠海的沙丘一般高1,2m,

一

方面它能够有效的缓解近地面由海向陆的强

劲风势,使海滨来砂在此沉降,抵挡被风扬起的

海滨风沙向内陆长驱直人,抵御波浪,潮汐的侵

蚀,过滤并提高海岸水分的质量;另一方面,海

岸沙丘具有流动性.由于沿海风力十分强劲,

使得风沙向内陆移动.研究表明,海岸沙丘因

为自身形态和稳定性的不同,向陆移动的速率

也不同.较稳定的沙丘移动速率不足0.25m

每年;流动性强的沙丘可移动几米到数十米每

年,其中新月形沙丘的移动速率可高达100m/

a_4]

.上覆植被的多少对海岸沙丘的流动性也

有影响,当其上覆植被不足以固定沙丘,或因其

他人为因素破坏了沙丘稳定性时,沙丘流动性

加强,严重的可吞没良田,村庄,成为近海岸带

灾害之一.

我国砂质岸线绵长,砂粒粒径多在0.21,

4.41之间,属于中细砂.据吴正(I995),0.25

,

0.Imm砂粒的启动风速在干燥状态下为

3.8m/s,而东部沿海及其岛屿是我国最大的风

力资源区.据朱瑞兆(I981),沿海地区有效风

力出现的百分率达80,90,其中,大于

3m/s的风速全年出现7000,8000h,大于

6m/s的也有4000h左右.特别是闽南地区,

大于17m/s的年平均大风日数为30.2d/a.

因大风引起的风沙灾害一直困扰着我国沿

岸居民的生产生活.据统计_5],福建省东山县

近百年来被风沙埋没的村庄有I3个,良田2万

多亩;广东省潮阳县海门镇,近50年来被风沙

埋没的村庄有14个,良田数千亩;广东陆丰县

甲子镇,目前风沙成灾,屋顶积沙不止;广东电

白县,近80年来埋没村庄8个,良田4300多

亩,迁移人口2400人;海南省文昌县白砂,砂

头,录内等5个村庄,因风沙侵袭已搬迁了3

次.虽然各级部门都极为关注,并采取了各种

措施来改善砂质海岸的生态环境,但因为砂质

海岸生态环境严酷,砂丘植被生长困难,暴风潮

来袭等原因都不能有效地达到风砂治理的目

的.

2.2海岸侵蚀加剧

人类在海岸带的无序开发,特别是无限制

的掠夺性挖沙,给原本就脆弱不堪的砂质海岸

带来了一系列负面影响.其中海岸侵蚀是我国

砂质海岸目前面临的又一普遍问题.据统计,

我国砂质海岸的约7O在遭受侵蚀,侵蚀速率

多在I,3m/a的范围(表I),海南文昌地区的

砂质海岸侵蚀后退速率高达10,I5m/a].

中国科学院地球科学部对海平面上升造成的岸

线变化进行了预测,当海平面上升0.5m时,

中国砂质海岸平均后退23.7m.按照国家测

绘局I992年发布的信息,中国海平面的年上升

率为2,3mm.按这个速度计算,海平面上升

0.5m需要百年的时间,而按照我国砂质海岸

侵蚀后退速率,达到23.7m只需短短几年的

时间.由此可见,海平面上升对海岸侵蚀的影

响是有限的,人为影响在海岸侵蚀破坏速率方

面起着举足轻重的作用.

砂质海岸的侵蚀后退,不仅破坏沿海的动

力系统,引起海岸重塑,还会危及滩后的生态环

境,导致海水入侵,破坏沿海工程建筑,给沿海

地区的社会经济带来巨大损失.以福建东山岛

为例,为了固定流动沙丘,曾在西北海岸营造了

一

条长30km,宽50,100m的防护林;但是近

些年,人们大量开采海滩沙引起海岸侵蚀后退,

海岸防护林也遭到破坏,据I994年《中国海岸

灾害公报》,该岛的马銮湾和金銮湾因为海岸后

退,现已无海湾,涨潮时海水直接冲人破坏林区

生态环境,风沙满天的现象再次重现.青岛流

清河一带,因为海岸后退波及公路桥梁安全,迫

使公路内迁,而我国惟一的黄土海岸也因为海

滩开挖加剧海岸侵蚀,几近消失.

3发展策略

从前人的研究内容来看,对砂质海岸的研

究还仅局限在对海岸形貌变迁,分布范围,沙丘

4MarineGeologyLetters海洋地质动态2006年6月

表1我国部分砂质海岸侵蚀速率

Table1IndexesofsandycoasterosioninChina

地区岸段出处

注:未标明出处的数据提取于丰爱平,夏东兴《海岸侵蚀

灾情分级》

进积速率等发育模式的定性描述上,有关风沙

运移的系统观念,沉积构造和其内部特征的研

究还不完善.随着3S技术的发展和应用,如何

将海岸带管理纳入地球科学系统,在地理信息

系统的管理模式下作出探讨论述,如何根据已

有的定性描述,利用现有的技术水平做出定量

模拟和动态分析,更好的预测砂质海岸地貌的

变化趋势和可能影响,是下一步防治海岸风砂

灾害的研究重点之一.

在海岸灾害防护方面,因为海平面的变化

是全球的统一趋势,而人类活动是区域性侵蚀

灾害加强的重要原因,如何协调人类与海岸带

的关系,加强海岸带综合管理是防治海岸侵蚀

的重要手段.对于砂质海岸的侵蚀防护,在以

后的研究中我们应该注意以下问题:

?重视植被的护岸保滩作用.海滩植被不

仅能有效的抵挡沙丘移动,防止海岸风沙灾害,

还有消浪促淤的功能.我国风暴潮多在夏季发

生,正好是植被生长旺盛季节可以有效地防止

海岸后退.

?完善海岸带综合管理体制,协调海岸利

用和维护的关系.

?加强海岸综合效益的研究,加强砂质海

岸综合体系统性研究,研究海岸沙丘对人类活

动的反馈效应,建立数字模型,加强海岸监测预

警系统,尽可能减少灾害损失.

?对侵蚀严重的海滩施行人工喂养政策,

改善海滩因沙源不足,海岸侵蚀,人为挖砂等带

来的不利影响,同时还可以减轻因为后岸海堤

冲蚀造成的海滩消蚀问题,使海岸尽可能的恢

复自然状态,促进旅游业,休闲业的发展.

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范文三：我国海岸线的形成和海疆的分布

海岸线的成和海疆形的分　布

黪巍　缒

．

●昭　董四川 省泸 市合州县江 街 中学马 ４（ ０ ３） ／ ６日６１ 　

０◆　。

国位于洲东亚部， 海 绵疆 长，海域 面积大广， 洋资　海

岛、

东半 山岛抱 环 ，个半岛之两间的渤 海 峡海约 ９ 宽　 ０余

海 里。以 辽 半东岛 端南 的 老铁山西 角 与 东 半山岛北 岸蓬　 莱 头 连 线 为渤海 与 黄海 的 界 线。海域 面积 ７ 千． 米，　７ 　万 底平海 坦，岸 水在 深 ｌ ０米沿以 ，内 般水 ２ 一深０～３ 米０， 　

Ｈ

一丰源富 ，文化历古史灿烂老。我漫国的长岸海线　是

如何’形 成 的呢 ？ 　中 国 海岸线 的形 成 经 了历漫长 的地 质 年 代。 地 在质　

年代第三

前纪期（ 今距 ５０万年０至 ０３０年前万） 已 就　０ ０ ， 　

　均水平 ｌ 米深。渤 海岸海分布 着辽 、 ８东 渤海 莱州 三个、

形成 　了中国南和东海 目海前 构的 。至第 造纪三期晚第　和

四 早纪期 （ 距今 １ 　 ０万０年 ３至万０ 年） 由于 陆 板 大块运 　 ５０

海湾，，海 岸 大多为岸 ，沿海沙要主海人河有流黄河 滦　、河

、河 、 河、子 河 河 、、 白 、 河 河 凌 。渤等海　 辽 太海浑 潮大

动

，喜拉马 雅山脉持隆起续，亚 东部呈现洲状 的弧岛　屿 链 中国，海轮近廓步初定 。 ５型至 万年０更新世后期 前， 气　候 转 暖

， 盖与 冰川 消 ， 融 面平 上 升 国， 部 沿 东海地 冰 　 中

三海大 海是湾著 的名鱼类产卵 、肥育地， 海域分 着布多　个渔 场 ， 北方 经济鱼类 黄小 鱼、 姑鱼 、 鱼 、鱼、 　 黄是 绸 带 梭鱼、 鲈 的产鱼地 。对虾 是渤 著名 海海 的品产 ， 贝类用 　 等资食也十分源富。 　丰黄海 大陆为架浅海 ，位于国大中与陆鲜朝半岛间 之 　 北起，鸭绿江口 ，西北渤海与相 连， 至南长江口 以长江， 北口　角至韩 国 济岛州线连与海分东 。海界面域 积３ ８千万 ｚ 。米　 黄 海底海部略北 、浅南 渐深 部， 平均 水 深 ４４米 ，沿岸布　分有胶州 湾、海 州湾。 流人黄海 河流的鸭有绿江、 大 洋河、 碧　 河 流 、庄大河、 莱河 胶 大沽河、等。 　东海是我 国 区中部的太海平洋缘边海，北部 与黄海　 连 ， 东相滨部 日本 九州岛、 琉球群岛 ， 部南 闽粤 交以处　 界的澳岛与南台湾岛南端 鹅銮的鼻连与线海划界南，西 　临上 市海 和 浙 闽两、 省 面， 约 ７ 积千 　米总 ７ 万。 底海 起 较 伏　大， 部为西平坦 较大的架陆浅海 ， 东部则有大 陆 、坡海脊 和　海 槽。海 底 深处最 达２０ 米 均 深度， ３０ 东海　。 　 ０

平 ７５米海岸 折 ， 多海曲湾， 杭有湾 州 台、湾 、 州温州湾、 洲湾湄、 厦　 门湾等 人海。的主要河有长江 流、 塘江钱、 闽江 等。 东海　是

被区海水淹没 （ 北河平、 苏北平原和长江原角三洲 ）时　当。

东华的 岸线 ， 由北向南大海约在燕今尾港、 陈 港家 、建 湖 　、海安 、

一 带 。 南通

距在今５ ０ 年这万 段间时， 地内球出过多次现期和　 冰冰间 期， 起引 多 次过 浸海 和海 退。 入第 进四冰 后期 平，　 海 面大幅度下降 ，渤海全完涸 ，黄海干 、海东、 南海水　深１０～

００ ２米０ 的大陆 架 继相成 陆。海 岸线 向 东扩 展 ， 自朝

鲜　半 岛东南， 经 湾台东岛 、岸 南 岛南海 ，岸直达 南半岛　中中部 。 　距 １　今 ０ ， 年 ５０ ０全 气球候变 暖， 海平 面 回升 海水，　 再淹没大陆架和沿次海部分地。区 台湾、 南海及岛沿海岛 　 屿次再 大陆分与 离海，线岸再向次退西。距缩今 ６０ 　年０　０ ，时海浸达 高峰到 ， 海渤 线大岸在约 昌 、黎 安文 丘 、 任 、　 献县 德、 州 、南一线济 黄，海岸线大约在今赣 榆、 云 灌 涟水 、、　 高邮 、 中一带， 江 南以 岸海线在无 锡、 扬长苏州 、 、 嘉兴 　绍 东兴一部带 。那 的时东半 岛胶一大为岛， 悬孤 中。海 距今　 ６ 　 ００以年来， ０海 面与海岸线相对平稳定。 此后　由于

海黄、 河、 江以及 它其 大 河小流 ， 年 夹 带 量　大 淮长 每

我国国外航路内要冲 ，北经朝鲜 海峡与日本海 相 ，通 东　 经琉球 岛群太与平洋 航相线 ，连南 经 南国海直中通南亚 东 　

西、亚 。湾台海 峡位 于 福建 省 台和 省湾 中间 ， 南 长 北３ ０ 千　 ０米 东，西平 宽均度 约１０ 米 ，窄处１ ５米 ，部 、 ９ 千 最３ 北千中 　 部水 ４ ８ 深米 ，南部水 深７ ０ ０～ ０东１０～米 ， 南北 海 上 ６　 为运输的 捷径 。　

泥

人沙海， 不沉断 积，使华北平 原 苏、平北不断原扩展， 海 　 线 向东 推岸 移， 步形 成 了 前 的 状态 目 。 国的海 岸线　从逐 中 辽

宁 鸭 江绿口至 广 西 仑 北河口 ，总 长度 大 约 　０１千 ８０　 ０

米

，如 果把海岛屿沿 的海线计算岸 内， 国在岸海总长　线 我 则度 为３ 　多千０米。 ２０ ０ 临 海 省 的 、、 市自治区 有宁辽省、 河 　省北 、天 市 津 、山东省、 江 苏省、 海市上 、 浙江 省、 建福 省 、　 东广省 广西壮、族 自区治其。 ，中 宁海辽线岸为 １０千米２， 　 　０

北河海岸 线约 ５ ０千米 ， 海 岸津线 １ ０ 米千 ， 东海　０ 天 ０多 山

南 海

是 我国 最 的大 海 ，区 东 接 台湾北 海 ， 峡临　 东菲 律 诸宾 岛， 至来马西 亚 南 西， 临南 半 岛中 ， 北 广西　依 族壮自 治区、 南 和 广东 省省 ，北 长 约２ ９０千 米 海 ， 南７ 　　 西东宽 １ ６千０米， 　７总面 积３０千 万米。　南 北海 、、５ 西 　 南三 靠面近 陆附大近 ， 较 形浅 ； 地中部 、 东部 深 水大　 多 在０ ０２ 米以上 ， 括包大 陆架 ， 括包大 陆 坡和 　海 　 ０ 既

又线 岸３０ 　 ０多 米 千 ０ ，江苏岸海线 １０ 多千 米， ０ 　 上０海海岸　 线０ ２ 千米０，浙江海 岸线２ ２０米千， 福海岸线 ３建 千０　　０ 　 ３ 米， ０广海东岸 ４３线０多米 ，千　０ 广 西岸海 线 ０ 　１ ０千米 ５ 。　 中国大陆东、 临海 ， 近海分南为四 海 区，大 渤海即 、黄 　海、 东海 南、海 ，面总 积４ ０ ７ 万米千　其中 ３０万多千米　，

０海域的为 我 管国辖 。　

渤 海是大陆 浅海架 ，被北平原东、 华平原 北 辽、东　

半

盆 。国东群沙 岛、我 西 群沙岛 、中沙 群岛 南 和群 岛 即　 沙分布 在 其 大 陆 坡 山的 上 。脊南 海 平均 水深为 １２２ 　１　 米 ， 海 有多沿 江河 条入 ， 汇江韩 江、等 。 南海位 于　如 珠 平太洋 与 印度 洋 之间 ， 是 西东方海 上 运 输的 要 重　航道， 由 其于海底 蕴着藏 丰富的 油 石 源资 ， 我 国 尚待　是 开发 的源 宝藏能。 ▲

理　轰育 ２ ０第７ 　８ 年 －期０１

范文四：代表性的一类,分布也很广泛, 在砂质海底、软泥海底、珊瑚礁及

第一节 海星纲(Asteroidea)

海星纲是棘皮动物中结构生理最有代表性的一类,分布也很广泛, 在砂质海底、软泥海底、珊瑚礁及各种深度的海中都有分布。

海星纲动物身体呈星形,由中央盘(central disc)及辐射出的 5个或 5的倍数的腕(arm)组成,两者分界不清。腕的口面有步带沟 (ambulacural groove),内有 2—4行管足。

一、形态与生理

1.外形

海星纲动物身体的直径一般在 12—24cm 左右,但大小在不同种变化 很大、直径的变化幅度在 1—80cm 之间。多数体表黄褐色,但也有的种 具明亮红、桔、蓝、紫等色,或几种颜色的混合色。身体呈五星形,例 如海盘车(Asterias)(图 14-3),由中央盘向外伸出五个腕。太阳海 星(Heliaster)的腕可多达 40个。多数种类的腕靠近中央盘处较宽, 末端渐细,少数相近。腕的长度一般为中央盘直径的 1—3倍,但也有的 腕达 4—5倍。有的种类腕很短,以致使身体呈五角形,如面包海星 (Culcita)。由腕到中央盘的中心区称步带区(ambulacral area), 也称辐射区(radii)。步带区之间的部位称间步带区

(interambulacral area),也称间辐射区(interradii)。

生活时,海盘车向下的一面,中央盘的中央有口,口的周围为膜质 的围口部(peristome),这一面称为口面(oral surface)。相对的一 面,即上表面称为反口面(aboral surface)。口面从口到各腕的末端 伸出一条很宽的沟称为步带沟,沟内有 2—4列管足(podia)。步带沟 的两侧边缘有可动的长棘,可随时关闭及保护步带沟。腕的末端具一小 丛触手,末端的一个触手下具红色眼点。反口面中央盘的中央部位有肛 门,但一般不易看到。在中央盘靠边缘某两腕之间有一圆形小板,称筛

板(madreporite),它是水管系与外界相通的门户。由于由体表向外伸

出许多刺和棘,所以整个身体的表面,特别是反口面通常是很粗糙的。 也有的种类体表的刺和棘呈扁平状,而使体表略光滑。口面与反口面的 位置在棘皮动物各纲中并不完全相同。由于生活方式的改变,或使口面 向上(海百合类),或使口面与反口面的区分不明显(海参纲)(图

14-4)。

2.体壁与骨骼

棘皮动物的体壁由表皮及真皮组成(图 14-5A)。体壁的最表面是 一层很薄的角质层,其内为一层单纤毛的柱状上皮细胞(mo-nociliated columnar epidermis)。在上皮细胞中夹杂有神经感觉细胞及粘液腺细 胞,腺细胞的分泌物可以粘着落于体表的沉渣,再由纤毛扫走。表皮之 下是一层神经细胞及纤维层,构成棘皮动物的表皮下神经丛(图 14-5B)。随后是真皮层,包括一层很厚的结缔组织及肌肉层。肌肉可分为 外层环肌和内层纵肌,反口面的纵肌发达,收缩可使腕弯曲。肌肉层之

内即为一层体腔膜(periton-eum)。

棘皮动物的骨骼由中胚层形成,属内骨骼,位于体壁的结缔组织 内。它是由许多分离的不同形状的小骨片在结缔组织的连接下形成的网 格状骨骼(图 14-6A),由掺有 10%MgCO3的钙盐(CaCO3)组成。小骨片 上有穿孔,这样既可减轻重量,又可增加强度。每个小骨片是由真皮中 一个细胞先分泌一个晶体,围绕晶体再由周围的细胞分泌及积累钙盐形

成,因此骨片可随动物的生长而增大。骨片的大小、形状及网格的排列

都决定于真皮细胞的结构与排列。除了骨片之外,还有一些刺(spine) (图 14-6B)、叉棘(pedi-cellaria)(图 14-6C,D)及棘突束 (paxilla)(图 14-6E)等骨骼成分散布于体表,用以防卫及消除体表 的沉积物。其中叉棘有的无柄,有的有柄。叉棘在海盘车及棘钳目是很 普遍的,它们由小骨板组成,呈钳状或剪刀状,借助于基部的一对对抗 肌牵引、控制开闭。有的叉棘在刺的四周成圈排列。显带目海星的反口 面有分离的伞状骨片,伞面上有许多可动的刺,这就是棘突束,适用于 沙面穴居生活。表皮上除刺、棘之外,还有大量的皮鳃(papulae),它

的结构与功能将在呼吸部分叙述。

3.水管系统(water vascular system)

水管系统是棘皮动物所特有的一个管状系统,它全部来自体腔,因 此管内壁裹有体腔上皮,并充满液体,它的主要机能在于运动。

水管系统通过筛板与外界相通。筛板是一石灰质圆板,上面盖有一 层具纤毛的上皮,表面具有许多沟道(图 14-7A),沟底部有许多小孔 及管道,并进入下面的一个囊内,由囊再连到下面的石管(stone canal)(图 14-7B)。石管是由于管壁有钙质沉积而得名,壁管有突起 伸入管腔(图 14-7C),而将管腔不完全地隔开,以允许管内液体向口 面及向反口面同时流动。石管由反口面垂直向下,到达口面后与口周围 的环水管(circular canal)相连(图 14-8A)。环水管位于口面骨板 的内面,管壁也常褶皱,将管腔也分成许多小管道,其作用可能有利于 液体在其中的流动。在间辐区的环管上有 4—5对褶皱形成的囊状结称, 称贴氏体(Tiede-mann’s bodies)(图 14-8A),它的作用可能是产 生体腔细胞。另外相当多的海星类环管上还有 1—5

个具管的囊,称波里

氏囊(Polianvesicles),囊壁上有肌肉,用以贮存环管中的液体。海 盘车没有波里氏囊。由环管向每个腕伸出一辐射管(radial canal)直 达腕的末端,辐水管位于步带沟中腕骨板外面,辐管沿途向两侧伸出成 对的侧管(lateral canal),左右交替排列。侧管末端膨大,穿过腕骨 片向内进入体腔形成坛囊(ampulla)。坛囊的末端成为管足进入步带沟 内。许多种类管足末端扁平形成吸盘。管足的结构与体壁相似,外有纤 毛上皮,内有体腔上皮,中间有肌肉及结缔组织,肌肉的收缩控制管足 弯曲或延伸。由辐水管向两侧伸出的侧水管如果等长,则管足在步带沟 内表现出两行;如果侧水管长短交替,则管足在步带沟内表现出 4列。 海盘车则表现出 4

列状。

水管系统中充满液体,其体液与海水等渗,其中含有体腔细胞、少 量蛋白质及很高的钾离子,在运动中相当于一个液压系统。当坛囊收缩 时,它与侧管交界处的瓣膜关闭,囊内的液体进入管足,管足延伸,与 地面接触,管足末端的吸盘产生真空以附着地面。当管足的肌肉收缩 时,管足缩短,液体又流回坛囊。棘皮动物就是这样靠管足的协调收缩 以完成运动,而水管系统的其他部分可能仅用以维持管内的压力平衡。 有实验证明管内的液体并不与外界交换。

海星运动时常以 1—2个腕为领导腕,该腕内的管足同步向相同方向 伸出及缩回。但实际上 5个腕的管足并不总是向相同方向伸出或完全协 调的,因此,海星的运动是很缓慢的。由于意外身体翻转时,它用 1—2个腕扭转恢复到正常位置,并吸附在地面,然后身体由腕下面翻过,以 恢复正常运动。显带目海星如槭海星(Astropecten)、砂海星

(Luidia)等生活在软质海底,其管足无吸盘,在步带沟中排成两列, 这些特征有利于它们在泥沙穴居或爬行。

4.营养

海星类都是肉食性动物,可以取食各种无脊椎动物,特别是贝类、 甲壳类、多毛类、甚至鱼类等。其中有的是单食性的,例如许多种类通 常仅食双壳类动物。也有多食或杂食性种类。其取食方式基本上有以下 三种:(1)大多数海星类具长可弯曲的腕,管足上具吸盘,多以双壳类 为食,取食时身体位于贝壳上,以两腕在贝壳两侧吸着,由于管足末端 吸盘的真空作用,其拉力足以拉开双壳类的壳口,海星立刻翻出喷门胃 插入壳口内,并分泌消化酶,直到闭壳肌及内脏部分地被消化,贝壳完 全张开,再用胃包围吞嚥食物一同进入口内。(2)一些具短腕、管足上 无吸盘的种类,是以较小的动物如小的甲壳类等为食,取食时是整个将 食物吞嚥,消化在胃内而不在体外进行。(3)深海生活的种类以纤毛过 滤取食,靠纤毛作用将落入体表的沉渣有机物等扫入步带沟,形成食物 索,再送入口内,例如槭海星。又如鸡爪海星(Henri-cia),胃盲囊内 有纤毛,靠纤毛的运动帮助抽吸食物入胃。

海星类的消化道也呈五辐排列,口位于口面中央,周围有围口膜, 膜上有环肌及括约肌,调节口的扩大与缩小。口后为食道,很短,随后 进入膨大的胃(图 14-9)。胃壁上有水平方向的紧缩,使胃被分隔成近 口面的喷门胃(cardiac stomach)和近反口面的较小的幽门胃

(pyloric stomach)。取食时喷门胃常外翻,包裹食物后再一同缩回体 内。胃壁上有 2—10条体腔膜起源的胃带(gastric ligaments),将之 连接到骨板上。由幽门胃向各腕伸出一幽门管,进入腕后立刻分为两 支,直达腕的末端。幽门管沿途向两侧分出例管,其周围有大量腺细胞 包围形成幽门盲囊(pyloriccecvm),它实际上是消化腺,也称肝脏, 具分泌消化酶、吸收及贮藏营养物质的功能。幽门胃后为很短的肠,肠 末端直肠周围有 5个直肠盲囊(rectal cecvm),最后以很小的肛门开 口在反口面中央。有的种甚至没有肠,不能消化的食物通常仍由口吐

出。

消化道的内壁均裹有纤毛上皮,在喷门胃壁上有发达的腺细胞以分 泌消化酶,特别是幽门盲囊可以分泌蛋白酶、淀粉酶及脂肪酶。食物可 进行部分的体外消化,在胃内主要进行胞外消化,在幽门盲囊中可进行 胞内消化。

5.循环、呼吸及排泄

棘皮动物没有专门的循环器官,可能由体腔液执行循环机能。中央 盘及腕中都有发达的体腔,围绕在器官周围,其中充满体腔液,靠体腔 膜细胞的纤毛摆动造成体腔液的流动,以完成营养物质的输送。体腔液 中的体腔细胞可能是来自体腔膜,也有人说来自贴氏体,具吞噬机能。 由于体腔液与海水等渗,很少具调节能力,因此棘皮动物只能生存在海 水中,很少侵入河口。仅有个别种可以在低盐水中(8—18‰)生活,其 余均生活在标准海水中(盐度 35‰)。

棘皮动物具有一特殊的血系统(hemal system)及围血系统 (perihemal system)。血系统包括一系列与水管系统相应的管道,其 中充满液体,液体中也有体腔细胞。在口面环水管的下面有环血管,向 各腕也伸出辐血管,也位于辐水管之下。由环血管向反口面伸出一深褐 色海绵状组织的腺体与石管伴行,称轴腺(axialgland)(图 14-10),它可能具有一定的博动能力。在接近反口面处伸出胃血环

(gastric hemalring),并分支到幽门盲囊,到达反口面时形成反口面 血环,并分支到生殖腺。在靠近筛板处有一背囊,也有搏动能力,可推

动液体的流动。血系统的功能尚不能确定,可能与物质的输送有关。

包围在血系统之外的并与之伴行的是围血系统,除了没有胃围血环 之外,其余完全相伴而行。实际上它是体腔的一部分,包在血系统之外 形成一套窦隙。关于它的作用很少了解。

海星类的呼吸及排泄主要由皮鳃、管足及体表进行。皮鳃是体壁的 内、外两层上皮细胞向外突出的瘤状物,体腔液也流入其中(图 14-11)。皮鳃内的体腔上皮的纤毛作用使体腔液在其中流动,皮鳃外层的 纤毛上皮造成体表的水流动,这样不停地进行着气体交换。在显带类皮 鳃顶端呈分支状,位于棘突束之间的缝隙内(图 14-6E)。管足在气体 交换中也起着重要作用,特别是在皮鳃不发达的种类。有实验证明,在 关闭步带沟、管足不能进行呼吸时,氧的消耗量减少

60%。

海星类的含氮废物为 NH 4,也是由皮鳃及管足排出,用活体染料注射 体腔表明,代谢废物由体脑细胞摄取,满载后移到皮鳃,并聚集在其顶 端,以后当皮鳃收缩时,这些体腔细胞被排出体外。也有的满载代谢物 的体腔细胞进入管足末端的吸盘处,以后由吸盘处被排出。还有的代谢 物来自幽门盲囊,以后随未被消化的食物残渣由口吐出。

6.神经系统

海星类及所有棘皮动物的神经系统都是分散的,不形成神经节或神

经中枢,且都与上皮细胞紧密相连。一般认为海星类包括三个互不相连

的神经结构:(1)外神经系统(ectoneural nervoussystem),位于口 面体壁的表皮细胞之下,在口面围口膜周围形成一口神经环(图 14-9),由它分出神经支配食道及口周围,并向各腕分出辐神经(radial nerve)。辐神经断面呈“V”字形,沿步带沟底部中央直达腕的末端, 沿途发出神经到管足、坛囊。除了这些可见的神经索以外,它们与上皮 下的神经纤维丛也相互连接。外神经系统是感觉神经,起源于外胚层, 是最重要的神经结构。(2)内神经系统

(entoneuralnervoussystem),是由上皮下神经丛在步带沟外边缘加厚 形成的一对边缘神经索(marginalnervecord)(图 14-8B),由它发出 神经到成对的步带骨板的肌肉上,并在体腔膜下面形成神经丛,支配体 壁的肌肉层。(3)下神经系统(hyponeural nervous system),位于 围血系统的管壁上(即体腔膜下),也称体腔神经,也是由一个围口神 经环及 5个间辐区神经加厚组成。内神经与下神经均是运动神经,由中 胚层起源,这在动物界是唯一的例外。

神经系统对运动起着重要的作用。有实验证明,切断一个腕的辐神 经,则所有腕的管足协调运动消失。如在两腕之间切断环神经,则抑制 了所有的运动,这说明在辐神经与环神经之间存在着一个神经中心,而 这个中心一般是存在于起主导作用的腕上,由它控制着其他腕的协调一 致。大多数种类五个腕都可临时性的作为主导腕,也有少数种只有一个 腕是永久性的主导腕。

每个腕的末端、触手的下面有一红色的眼点,是其唯一的感官,由 80—200个色素杯小眼组成(图 14-12)。每个小眼由上皮细胞组成杯 状,其中有红色色素颗粒,盖在其外面的角质层加厚处作为晶体作用,

即使把眼点都盖住,它也能对光产生反应。

表皮中含有大量的神经感觉细胞,这些细胞具有长的突起,最后加 入到上皮神经丛(图 14-5B),它们构成感受器,对光、触觉及化学刺 激均有反应。这些感觉细胞分布在整个体表,在管足、触手、步带沟边

缘特别丰富。

二、生殖与发育

绝大多数的海星类为雌雄异体,共有 10个生殖腺,每个生殖腺由一 丛葡萄状管组成。在非成熟期腺体很小,位于五个腕的基部。在生殖 期,腺体很大,几乎充满了整个的腕。生殖腺雄性常白色,雌性多橙 色,每个生殖腺有一个生殖孔位于反口面腕基部中央盘上。槭海星类 (Astropectinidae)每个腕有许多生殖腺,排列成行,生殖孔开口在口 面。少数种类为雌雄同体,例如一种海燕(Asterina gibbose),但雄 性先熟,即年幼时产生雄性生殖细胞,年龄较大后变成雌性个体,产生 卵。

生殖细胞均来自体腔上皮,产卵及受精均在海水中进行。一般雌性 生殖细胞的存在可以刺激其他个体也排卵或雄性排精,或是精子的存在 刺激雌性排卵。实验证明卵的成熟与排放是由辐神经的神经分泌细胞的 分泌物所刺激。大多数种类个体产卵量很大,可达 250万粒,卵小,少 黄卵,间接发育。少数种产卵数目较少,卵亦大,卵黄亦多,为直接发 育,但卵经母体的孵育。孵育的方法因种而不同,例如翼海星类 (Pterasteridae)的一些种,卵在口面孵育;还有的种卵产于反口面中 央盘上,腕基部长出长刺以保护卵,并在其中孵育。大多数的种还要经 过一自由游泳的幼虫期。由受精卵经辐射卵裂、形成囊胚,当发育到原 肠胚期后,开始自由游泳。起初整个表面有纤毛,随着发育纤毛被限制 在一定的纤毛带上,前端起自口,后端到肛门前(图 14-13A,B),幼 体靠纤毛带游泳与取食。以后口前的纤毛带形成一环状,同时体内出现 三分体腔,称为双羽幼虫。它是两侧对称的。大约经历数周时间才能发 育到双羽幼虫阶段。

双羽幼虫经过取食、游泳一段时间之后,在前端出现三个附属的短 腕,其顶端具粘着细胞,腕的基部也有粘细胞形成的吸盘,这时称短腕 幼虫(brachiolaria)(图 14-13C,D)。随后它用粘细胞及吸盘固着 在基底上(显带类不形成短腕幼虫),然后开始变态。幼虫的前端前口 叶特化成一固着柄,由幼虫的后端部分发生成体结构(图 14-13E, F),幼虫的左侧变成了口面,右侧变成了反口面,成虫出现腕。幼虫的 消化道退化,成虫的消化道按辐射对称发生。幼虫的后体腔变成了成体 的躯体腔,后体腔的一部分也变成了围血系统。左侧的前、中体腔(即 轴腔、水腔)发育成水管系统,右侧的前、中体腔退化,同时左侧的水 腔发生 5对突起,每对进入发育中的腕。这 5对突起分别代表第一对管 足。随着更多管足的形成,则用管足附着,原来固着的前端游离,并不 断形成骨板。大约经历了二个月的时间发育成幼体海星,这时直径大约 仅 1mm

左右,身体由两侧对称变成了辐射对称,完成了变态。

幼体的生长速率及寿命因种而不同,一般 1—2年后、少数 4—5年 后达到性成熟。生长可持续数年,寿命可达数年至 10多年,个别种可达 30多年。

一些海星可以行无性生殖,即通过中心盘的分裂,一个海星可以变 成两个。一般地说海星类都有很强的再生能力,一个腕只要带有部分中 央盘都可以再生成一个整体,特别是带有筛板时更易于再生。甚至一种 指海星(Linckia),一个被切下的腕,也可以再生出中央盘及其他腕, 但再生部分较正常的小。

三、海星纲的分目

现存种类 1600种,化石种类 300种,分目意见并不一致。

1.显带目(Phanerozonia)腕具二行明显的边缘板,管足 2列,没 有皮鳃,例如槭海星、砂海星。

2.有棘目(Spinulosa)边缘板很小,叉棘简单或缺乏,例如太阳海 星(Solaster)、海燕(Asterina)。

3.钳棘目(Forcipulata)边缘板不显著,叉棘复杂,具剪状,例如 海盘车、翼海星、冠海星(Stephanasterias)。

来源:

http://210.77.218.4:8080/Resource/Book/Edu/JCYGJS/TS015025/0030_ts015

025.htm

范文五：砂质海岸岸滩侵蚀演变模式探讨_以山东南部海岸侵蚀岸段的岸滩演变为例

第21卷第3期2003年8月

文章编号:100529865(2003) 0320094206　　海洋工程THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol 121N o 13Aug. 2003

砂质海岸岸滩侵蚀演变模式探讨

———以山东南部海岸侵蚀岸段的岸滩演变为例

包四林, 虞志英, 刘苍字, 张国安

(华东师范大学河口海岸国家重点实验室, 上海　200062)

摘　要:在分析山东南部海岸几十年来的地形观测资料的基础上, 运用砂质海岸等深线变化预测理论, 建立该区的岸滩侵蚀演变预测模型, 研究了该区域岸滩演变规律。实测资料验证表明:预测结果合理, 。关键词:砂质海岸; 岸滩演变预测模型; 波浪沿岸输沙; 输沙量分布

中图分类号:P751　　　文献标识码:A

Approach to the coast erosion

———A in s outh Shandong of China

BAO Si 2lin , Y U Zhi 2ying , LI U Cang 2zi , ZH ANG G uo 2an

(The National K ey Lab of Estuarine And C oastal Research , East China N ormal University , Shanghai 200062, China )

Abstract :In recent years , because of the extraction of the sand and the construction of reserv oirs at upper reaches of the river , the beach ero 2sion along the coast of s outh Shandong Province in China turns to be m ore and m ore obvious. The erosion is s o serious that the ratio of coast re 2treat is as high as 1. 3～3. 4m per year in s ome places. Even the g overnment departments concerned begun to pay attention to the phe 2nomenon. On the basis of the analysis on the land form observations for scores of years in this area , we tried in this paper to apply the equal 2depth 2line forecasting theory to the study on the rule of coastal shoal ev olvement in this area. We have established a forecasting m odel , which has the advantages of both the coastal line change m odel and the three 2dimensional land form ev olution one.

K ey w ords :sand coast ; forecast m odel of coastal beach ev olvement ; silt transport by the wave along coast ; silt discharge distribution

随着计算技术的进步, 运用数值模型对海岸岸滩变化进行预测目前已成为海岸研究领域的发展趋势。根据预测对象的不同, 预测模型可分岸线变化模型和三维地形变化模型二种。岸线变化模型, 在预测岸线长时间变化时目前国际上运用较广的有one line m odel [1]。这一理论的基本思路是, 岸滩断面呈平衡状态移动的, 岸线的进退是由沿岸输沙量的空间分布不均匀所引起的。因此该方法通过解出建立在整个岸滩上的输沙量公式和泥沙连续方程来预测岸线变化的。显然, 这一方法不能计算岸海方向岸滩断面的变化。

日本的宇多高明通过对现场水下地形的测量数据进行分析, 并在论证了岸线变化与其近旁的等深线相关性的基础上, 将one line m odel 扩展到各不同水深上而建立了可预测三维地形变化的等深线变化模型。在实施实际问题计算时, 该方法必须首先解决输沙量的沿水深方向分布的问题。为此, 宇多高明等在进行了各种不同条件下的试验和解析后得出了沿岸输沙量的分布函数。

三维等深线变化模型具有计算方法简明、计算速度快、并具可以计算岸滩断面形态的优点。本文试运用文献[2]方法建立本研究区域的三维岸滩变化模型。为此, 以山东南部岸滩为研究对象, 通过对该区实际地形测量数据的解析, 修改了文献[2]的沿岸输沙量的分布函数以反映出潮汐影响的地形变化特征。最后, 我

收稿日期:2002205230

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40071014) ; 华师大青年创新基金(53200115)

作者简介:包四林(1959-) , 男, 副教授, 主要从事河口海岸岸滩演变预测技术的研究。

第3期包四林, 等:砂质海岸岸滩侵蚀演变模式探讨95们对该区岸滩演变进行了预测计算, 取得了较为满意的效果。

1　三维岸线演变模式的基础方程

根据Savage 公式, 沿岸漂沙量Q 由式(1) 给出。

2αααQ =(f /8) ρgH b (c g ) b sin αb cos b =F 0sin b cos b (1)

式中:f 为系数, ρ为海水密度, g 为重力加速度, H b 为破波波高, (c g ) b 为破波处的群速度, αb 为破波处的入射角。其中系数f 值通常是根据实际的海岸变形状况而加以选定的系数。当αb 十分小的时候, 有:

(2) 式中:α0破波点的入射波向与y 轴所成的交角, 沿岸方向取x 轴, 与它垂直方向取y 轴。以Perlin and Dean Q =F 0tan α0-的方法为参考, 分别在为等深线所分割的各区域范围内应用式(2) 。各范围由k =1, 2, …, n 的n 根等深线作代表, 并设与此对应的水深处的输沙量为q k 。显然等深线距离y k 与q k (2) 的关系, 因而可推测下面的关系:

(3) q k =F 0k tan α0μk , μk k 可根据沿岸输沙量的水深方向分其中, F 0k =F 0?

布由式(4) 计算。

k z k z (z ) d z/ξ(z ) d z ∫-h c h r (4)

其中, ξ(z ) , z 以基准水面为垂直上方距离为正, h r 为陆地侧接受波浪作用而产生的泥沙漂移的上限, h c 为海底部受波浪作用而产生的泥沙漂移的下限水深。由输沙量连续方程得出:

(5) +h k =0　(k =1, …, n ) x t

其中, h k 以各等深线为代表的引起海滨变化的漂沙的移动范围, 由式(6) 给出。

(6) h k =z k -z k -1

(5) 的联立求解而计算　　即, 只要给出ξ(z ) 的函数分布形式, 式(4) 的μk 就可计算出来。这样通过式(3) 、

出各水深的等深线的变化量。

2　研究区域岸滩演变概况

2. 1　地形和沉积特征

地形测量范围, 在沿岸方向上, 选取韩家营子向南的3km 岸段, 在横向上, 由

陆向海6km , 至水深-7～-9. 7m 。其地理坐标为119°22′36″E ～119°27′E 和35°9′

26″N ～35°10′50″N (图1中的小方框) 。测线间距为100m 。地形测量结果见图2。

由图可知本区域水深6m 以内的岸滩坡度较陡, 测区水下地形自西北向东南缓倾,

等深线大体与岸平行, 呈现NNE ～SSW 向。据对测区范围内的沉积物采样分析,

沉积物分布有一定的规律。一般在前滨地带以中粗砂和中细砂为主, 中值粒径0.

Φ, 在0～5m 范围内以粉砂质砂、10～1. 90砂质粉砂和粘土—粉砂—砂为主, 中值

Φ。在-5m 以深的沉积物以中粗砂和中细砂为主, 中值粒径0. 70粒径4. 0～4. 9

Φ, 局部为粘土—图1　研究区域位置示意～2. 10粉砂—砂的混合沉积。

2. 2　岸滩侵蚀演变概况F ig. 1　Sketch map of the region

under study 根据对研究区地貌、动力和沉积特征的综合分析, 可以认为日照海岸泥沙主

要由北向南运移, 即有一个稳定的由北往南输移的泥沙流, 这是制约研究区域内岸滩演变特征的最重要因素[3,4]。沿海主要入海河流有付疃河、巨峰河、结庄河及龙王河等, 其中以付疃河径流量最大, 平均每年径流量3. 67亿m 3, 其次为巨峰河, 平均年径流量0. 706亿m 3, 成为滨岸带沉积物的主要来源。

波浪是产生沿岸流, 使泥沙纵向运移的主要动力。据统计, 本区偏北海风的风向频率、平均风速和最大

96海　　洋　　工　　程第21卷风速均大于偏南海风, 特别是灾害性天气条件下的

大浪, 以E ～NE ～NNE 最为集中。近岸带常年风浪

合力方向和灾害性大浪方向均可形成泥沙沿岸向南

的分量, 从而导致自北往南的沿岸流。

为了掌握该区域的岸滩冲淤变化的季节变化特

征, 我们对区域内的韩家营子附近1981年2月至

1997年8月的测量资料分别按不同季节进行了平

均, 结果如图3所示。由此可推知研究区域的断面特

征及季节变化的特征如下:各季平均剖面从平均潮位

(0m ) 为界, 平均潮位以上部分的岸滩坡面坡度较陡, 图2　研究区域水深分布(黄海基准面)

Fig. 2　Distribution of water depth of the region under study

约为4°; 平均潮位以下的部分较缓, 约为1°。冬季平(Y ellow Sea Base Level )

均剖面-1m ～1m 间遭受侵蚀明显, 其上部分愈趋

陡峻, 而下部愈趋平缓。由此推知, 冬季时, 东北风波浪作用较强时, , 并在其外侧进行堆积。季剖面, (前浜) 部分出现侵蚀而变低, 因而, 这一时期的剖面整体上较平缓, 图4是1981年、1990年和图中较明显地看出该处的侵蚀过程,1981年～1990年间及1990年～

1997-1. 29m/a 、-1. 03m/a 。

　　　　图3　不同季节的断面形态　　　　　　　　　　　　图4　不同年份间的断面形态比较　　　

　　　　　Fig. 3　The section forms in different seas ons 　　　　　Fig. 4　C om paris on of the section forms in different

(the case of Hanjiayingzi section ) years (the case of Hanjiayingzi section )

3　岸滩演变预测计算

3. 1　气象条件及深水波推算

根据对本研究区域附近的连云港气象站自1960年至1973年的连续观测记录所作的统计分析, 我们得出本区的年平均风速为6. 2m/s , 方向为E 。

采用Wils on 的公式对研究区域的深水波进行推测必须事先确定出风区长度F 。关于各方向上的风区长度, 这里引用阎俊岳等的结果[5]。根据上述条件, 最后我们得到了本区各方向有效深水波的推测结果(图5) 。波高、周期的多年平均值分别为H 1/3=0. 70m , 周期T 1/3=3. 2s , 方向为常浪方向即E 方向。合田良实对风浪统计性质进行研究的结果表明平均波高与有效波高之间的关系如下[6]:

H 1/3≈116H 0, T 1/3≈(019～114) T 0(7)

(8) 据此可推算研究区域多年平均深水波高为:H 0=0144m , 周期T 0=2178s

3. 2　破波要素计算

鉴于缺少波浪观测数据, 本文采用波浪平面变形数值计算的方法, 给出破波处波浪要素的计算结果。关于波动场数值方法, 根据研究区域的岸滩地形特征, 认为采用波向线法数值计算方法比较合适。

计算区域为矩形(图2) , 南北沿岸方向(x ) 长为2600m , 东西离岸方向(y ) 为6600m 。由地形水深分布(图3) 可知, 该区域海底坡床较缓。为满足深水波的入射条件, 故有必要将计算区域的入射边界延伸到水深

第3期包四林, 等:砂质海岸岸滩侵蚀演变模式探讨97较深处。计算网格采用正方形Δx =Δy =100m 。区域内的水深数据离岸较远处直接从海图上读取, 近岸处的地形数据采用1997年的测量结果, 平均水位0m 线以上的部分根据韩家营子断面数据进行内插补足

。

图5　研究区域的多年平均深水波的推算结果

Fig. 5　Calculating results of multi 2year average deep in 本文计算采用的是多年平均波浪作为波浪入射条件, 0=44m , T 0=2. 78s 。波浪场的计算采用波向线法, , 然后将此内插到各网格上, 3. 3　q k 是求解和预测三维岸滩变化的关键之一。为此, 宇多高, 即:

(9) 当-h c ≤z ≤h r 时, (z 3) =2/h c 33(h c 3/2-z 3) (z 3+h c 3) 2

当z <-h c="" 及z="">h r 时, ξ(z 3) =0(10) 其中, 垂直轴是以破波波高进行无量纲的高度, Z 3=Z/H b , h c 3=h c /H b 是以破波波高进行无量纲后的波浪作用引起的泥沙移动下限。上式表达了波浪作用产生的陆地侧的上限h r 和水下下限水深h c 之间的沿岸泥沙输沙量的变化关系。

确定潮汐变动下的波浪作用引起的沿岸漂沙量沿水深分布有二种方法:一种是通过实验的办法; 另一种通过实际计算区域的地形资料分析整理。波浪潮汐共存下的动床实验, 因存在相似法则问题上技术上有很大困难, 因此本文通过对实际区域积累的地形资料的分析整理而求出沿岸输沙量的分布。

根据山东南部日照海区的韩家营子断面各等深线的水平位移的多年平均的分析结果, 对该地区的沿岸漂沙量分布进行评价, 得出下式:

ξ(z 3) =2/h c 32(h c 3-z 3) (z 3+h c 3) 2(11)

　　在本区域, 根据地形变化特征取h c 3=-3, 当地的波高取H b =1153m 。将上述数据值代入式(11) 计算后得到各等深线高的水平位移量与沿岸输沙量分布计算曲线的对比(图6) 。由图可知, 式(11) 基本反映了该区域多年平均的状况。

由式(9) 可知, 仅存在波浪作用情况下的计算公式呈3次曲线型, 在Z 3=0时达到最大值, 随着Z 3值的增加或减小, ξ(Z 3) 的数值急剧减小, 这说明仅存在波浪作用的情况下, 引起的输沙集中在平均水位附近。而反映潮汐因素影响下的式(11) 为2次曲线, 曲线型式趋缓慢。波浪作用引起的沿岸输沙量, 在潮汐因素的影响下, 范围扩大, 高峰则出现在平均水位(Z 3=2) 附近,

比只考虑波浪作用情况来得平缓、最大输沙量出现的位置

也比前者稍高。

4　岸滩演变预测计算

4. 1　计算区域及网格

在本节将运用上述的原理和方法, 针对研究区域实际

岸滩演变趋势实施再现和预测计算。计算区域岸滩变动图6　沿岸输沙量的水深分布Fig. 6　Distribution of silt discharge along coast

98海　　洋　　工　　程第21卷

的计算对象与波浪场计算一致, 但考虑到本区地形变化一般只

限于近岸地区才发生, 所以只要讨论近岸部分就足够了。这时

的岸滩演变预测计算区域如图7所示, 水深数据的输入与波浪

计算时相同。本区域的计算网格是x , y 方向分别为Δx =Δy =

100m 。

4. 2　计算时间及边界条件

预测计算时间为一年, 具体地说, 就是设定在图2中地形条

件的基础上, 通过2中叙述的方法求出的多年平均波浪持续地Fig. 7　Region under calculation and its divisio

(Section N o 11, X =600m ) 作用于本区域之上而产生的地形变化。这是考虑到计算在多年平均的情况下, 一年的计算结果基本反映出该区域的地形演变特征。计算时间步长t =300s 。区域的上、下图7　计算区域及网格划分游泥沙输沙量的边界条件, 由于没有长期的连续观测资料, 本文采用固定边界。即, Q b =Q b ±1。这里Q b :边界输沙量, Q b +1及Q b -1是邻接计算区域内的沿岸输沙量。区域内的泥沙粒径采用年有观测资料的平均值为2. 65Φ, 空隙率参照周围邻近的参数取0. 2。

4. 3　计算结果及验证考察

预测结果显示, 本区按沿岸方向(x ) 可分3个区域:0～800m 段:图8所示的N o. 1, 0m 等深线以上部分稍显侵蚀(, -(等深线前进) 。800～1800m 段:为整个区域的主要部分

N o 12(X =1000m ) 断面的各等深线平均侵蚀后退

预测结果如图9所示。该段内-2. 0～1. 0m 等深线范围内的均

呈侵蚀后退, 后退距离约为5～20m 不等。另外, 该分区的1

600m 附近存在的岸线突起处, 有遭波浪侵蚀夷平的趋势。1

800～2600m 段:该分段在-0. 5m 等深线以上部分存在岸线呈

现内凹, 从地形上判断可知, 内凹处波能分散, 将看到泥沙堆积

从而使等深线向海前进。断面N o 13的预测结果(图10)

大致反

图8　岸滩演变预测结果(断面No 11,X =600m ) 映了这一过程。根据该区域的北部呈侵蚀, 而南部呈淤涨, 并且

Fig. 8　F orecast of the coast beach ev olution

(Section N o 11, X =600m ) 根据区域内各等深线平面分布形态特征, 可推知泥沙的输移方向是由北向南的。这点也与观测结果相符合。

图10　岸滩演变预测结果(断面N o 13, X =600m )

图9　岸滩演变预测结果(断面N o 12, X =600m )

Fig. 9　F orecast of the coastal beach ev olution

(Section N o 12, X =600m ) Fig. 8　F orecast of the coastal

beach ev olution (Section N o 13, X =600m )

5　结语

本文运用三维岸滩等深线变化预测模型的原理和方法, 建立了山东南部侵蚀岸段的岸滩演变预测模型。根据对实测断面资料的解析, 对宇多高明的沿岸输砂量的水深分布函数进行了修改, 使模型的运用可推广到有潮汐作用影响的海域。计算结果表明, 本模型具有计算原理简明合理、适用范围广及计算速度快等优点。岸滩演变的预测结果表明, 研究区域中段有较明显的遭波浪侵蚀岸线后退的现象, 局部可达1m/a 以上, 因此, 对这些岸段进行加强护岸及保滩工程是有必要的。

致谢:本文得到国家海洋局第一研究所夏东兴教授的协助, 并提供宝贵资料, 在此表示衷心感谢!

第3期包四林, 等:砂质海岸岸滩侵蚀演变模式探讨99参考文献:

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[3]　庄振业, 陈卫民, 许卫东. 山东半岛若干平直砂岸近期强烈蚀退及其后果[J].青岛海洋大学学报, 1989.

[4]　王　琦. 山东日照县近岸沉积物及其扩散方向[J].山东海洋学院院报, 1978.

[5]　阎俊岳, 张秀芝. 连云港外海波浪要素计算[A].连云港风浪研讨会文集[C].1983.

[6]　合田良宝. 港湾构造物の耐波设计[M].日本:鹿岛出版会, 1990.

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