第七章 海岸带

海岸带•全球海岸带长达44万公里，能绕地球赤道11圈•全球三分之二的人口居住在海岸带•国际贸易货运量的99%通过港口转运•渔业、养殖业是人类重要的食品资源•海岸带具有大量的滩涂资源•具有海盐、滨海砂矿、石油和天然气等资源•我国海岸线长18400km，岛岸线长32000km研究意义：Biodiversity生物多样性Biodiversityisamainfeatureofcoastalzone,whichsupportshumanlife.NeriticandlittorallivesHumanactivityleavesgreatpressureonthecoastzoneenvironment:vulnerablearea脆弱地区脆弱的海岸带国际地圈-生物圈计划（IGBP）之海岸带海陆相互作用（LOICZ）研究项目1、入海物质总量及其变化对海岸带功能的影响2、海岸带陆域土地利用的效应（城市化）3、陆源物质在海岸带的归宿与转化4、海岸带系统的完整性和资源的可持续性5、海岸带风险与安全海岸线：海水面和陆地面的交线。在有潮海区，一般把平均高潮面与陆地面的交线（平均高潮线）当做该地的海岸线。海岸线标志着永久暴露的海岸的向海界线，它把海岸和海滨分别开来。海岸带是海洋和陆地相互作用、相互接触的地带，是海岸水动力和海岸带岩石圈相互作用的产物。海岸动力包括波浪、潮汐、海流及沿岸河流，改变着海岸地貌，沿岸地质地貌条件，如岩石性质、地质构造、海岸地形、轮廓等影响海岸地质动力作用的结果。概念现代海岸带自陆向海分为陆上岸带、潮间带和水下岸坡带三部分。陆上岸带：又称后滨，高潮线以上的狭窄的陆上部分，向陆直至最大波浪作用所能达到的地方，相当于潮上带。一般情况下风浪和潮波都不能影响，受陆上河流的侵蚀和堆积作用。海岸带分段内滨侵蚀地貌有海蚀崖、海蚀穴、海蚀阶地和海蚀平台等，沉积地貌有泻湖-沙坝体系、河床沉积体系及风成砂丘等，在特大风暴和特大潮汐时，风暴浪、潮波及海啸能作用到该带，形成海岸风暴沉积和滩肩、滩坎等。潮间带：又称前滨，从低潮线至高潮线时波浪上冲流到达的界限，相当于潮间带。它从滩肩顶向海延伸至低潮时回流消散的界线。由海滩和潮坪组成，海滩坡度较陡，一般由砂质组成，形成海滩砂堆积，内部具有冲洗交错层理；潮坪为开阔平坦地，由淤泥和粉砂质淤泥互层组成，其上发育潮沟。海岸带分段内滨沙质海滩泥质潮坪水下岸坡带：又称内滨带、近滨带，自波浪破碎带至低潮线，相当于潮下带，水深在波高的1.3倍处向岸方向，波浪发生形变，是破波活动频繁的地带，常发育与岸线平行的沿岸槽、沙脊和沙坝。沉积物较潮间带和潮上带要细，生物均为底栖生物或浮游生物，其下为浅海外滨区。海岸带分段内滨海岸带浅海陆地潮上带潮下带潮间带后滨内滨、近滨前滨外滨陆上岸带水下岸坡带潮间带海岸带分段•内界：海岸线向陆15km•外界：15m等深线中国海岸带调查的划分海岸分类李希霍芬（F.V.Richthofen,1886）:1、海岸形态：陡峭的海岸；有平坦海滨并有海蚀崖的海岸；具有宽广滨岸平原和古海蚀崖的海岸；低海岸2、构造运动：纵海岸；横海岸和斜交海岸；下沉盆地的凹岸；桌状或块状地区的中性岸；堆积岸3、切割性质分类：海侵岸；与大陆基岩相连的堆积岸海岸分类约翰逊（D.W.Johnson,1919）：根据海岸构造运动的方向作为分类标准，分为：上升/隆起海岸、下沉/沉积海岸、混合海岸、中性海岸，中性海岸包括三角洲、冲积平原、冰碛海岸、火山和珊瑚礁海岸等，并将上升海岸和下沉海岸分为多个阶段。将每种海岸作出简单的演化示意图，并与现代海岸进行对比。问题：海岸运动方向只是海岸发育中的一个次级因素。难以定性。海岸分类四十年代开始，逐渐认识到现代海岸千差万别的根本原因不是地壳的运动，而是海岸的动力作用过程，这种动力过程的改造才使得海岸达到现代的状况。谢帕德（Shepard）首次提出海岸的成因分类，以形成海岸的主导因素及该因素的主要作用过程作为海岸划分的依据，当然在构造运动占主导地位的地区，地壳运动仍是分类的标志。首先将海岸分为原生海岸和次生海岸，原生海岸实际上未受海洋因素的改造，保留着陆地营力的侵蚀与堆积，以及火山作用或构造作用所塑造的面貌；次生海岸则是由于现代海洋的侵蚀堆积作用、海洋生物和海洋化学作用而形成的。海岸类型的进一步划分主要依据形成海岸的主导因素及该因素的主要作用过程。谢帕德（F.P.shepard，1937；1963）：金（C.A.M.King,1963,1972）提出以物质组成进行分类，分为砾质海岸、砂质海岸和淤泥质海岸。在海岸地带，沉积物、坡度和水动力是影响海岸发育的三个基本因素，他们相互影响，相互制约。因此依据沉积物进行分类，在一定程度上能反映海岸的特征，而且这种分类也比较简便，容易接受，我国使用广泛。但不够严格，不能包括众多的海岸类型和反映复杂的海岸发育过程。沈锡昌（1992）按照自然动力对海岸进行分类：分类等级一级海岸二级海岸三级海岸四级海岸分类原则动力成因气候成因岩性成因形态成因分类内容外动力海岸水动力海岸基岩海岸砂砾质海岸泥质海岸海蚀悬崖海岸、海蚀崖-波切台海岸、海蚀崖-堆积海岸、单（双）坡向海滩海岸、障壁沙岛/泻湖海岸、窄陡/宽平潮坪海岸三角洲海岸三角港海岸三角湾海岸扇形/鸟爪形/尖头形/岛屿三角洲海岸、喇叭形/漏斗形三角港海岸、三角湾海岸生物海岸珊瑚礁海岸红树林海岸暗礁海岸、堡礁海岸、环礁海岸、红树林海岸冰冻海岸热力海蚀海岸冰岸峡湾海岸岛礁海岸热力海蚀崖海岸、热力海蚀崖-堆积海岸、冰岸、峡湾海岸、岛礁海岸内动力海岸断层海岸地震海岸火山海岸断层海岸地震海岸熔岩海岸火山碎屑海岸断层崖海岸、地震海岸、熔岩被海岸、熔岩流海岸、火山碎屑海岸、火山锥海岸、破火山口海岸一级分类二级分类侵蚀海岸岬角-港湾海岸溶蚀海岸（基岩）海蚀崖（基岩）堆积海岸三角洲海岸三角港海岸沙坝-泻湖海岸淤泥质海岸风成砂丘海岸冰碛-冰蚀海岸峡湾海岸冰碛海岸冰蚀海岸构造海岸断层海岸火山海岸褶皱海岸盐丘海岸生物海岸珊瑚礁海岸贝壳堤海岸红树林海岸沼泽海岸本书分类基于以下两点：1、考虑各种地质营力综合塑造的结果；2、有利于海岸带的开发评价。侵蚀海岸（基岩）砂丘海岸泥质潮坪海岸红树林海岸贝壳堤海岸珊瑚礁海岸MekongRiverDelta海岸带的动力因素波浪、潮流和海流河流、冰地壳运动生物作用风深水波浅水波深水波与浅水波深水波：水深大于1/2波长浅水波：水深小于1/2波长浅水波水质点运动轨道是椭圆，水平半径不变，垂直半径不断减小，在海底水质点做往返运动。由于底摩擦作用，随着水深逐渐变浅，波峰处的水质点前进速度将大于波谷处的水质点向后运动速度，水质点的运动轨迹因此破坏，当水深等于波高1.3倍时，波浪将发生倾倒，形成破浪。破浪对岸底的沉积物要进行再搬运和再沉积作用，对基岩海岸要进行剥蚀作用，到达海岸的波浪能量非常巨大。在陡峭的岩壁岸，可形成海蚀穴、海蚀洞、海蚀壁垄、海蚀崖等等；在潮间带和潮下带，波浪搬运泥沙塑造海滩和潮坪的平衡剖面。潮汐作用的潮差对海岸形态和结构有较大影响。潮差大的海岸带宽，高差大，潮差小的海岸带狭窄，高差也小。潮流对淤泥质和粉砂质海岸的沉积物有显著作用。对海岸来说，海流作用不如波浪和潮汐作用直接，但浅海区季风形成的海流往往与潮流叠加，使泥沙定向运移，形成各种沉积体。河流带来大量泥沙在河口外扩散并沉积，使海岸线向海推进；河口区还可以发育三角洲；河流还给海岸带来大量淡水，降低岸外海水的盐度，形成广盐度水域；淡、咸水交界处会出现絮凝作用，加速泥沙的沉积。高纬度区有冰的作用参与海岸过程，河流形成冰河或山地冰川流入海洋，形成冰蚀、冰碛海岸，海岸上的泥沙和岩块固结在冰中，随冰漂流如海，形成冰筏沉积。地壳的构造运动对海岸形态也有重要影响，基岩下沉海岸多形成狭港型海岸，海岸线十分曲折，河口形成港湾状；上升海岸的岸线也十分曲折，岸线不断向海推进，形成多沙堤、多自由沙嘴和多泻湖的特征，断层形成的海岸海岸线平直，岸外水深浪急。生物海岸比较奇特，特征明显。珊瑚礁海岸发育在无径流入海、陆源碎屑少的海岸区，多为生物砂海岸；红树林发育于河口或淡化泻湖岸区；贝壳堤海岸发育于砂质海岸。海岸带是多种地质营力共同作用的结果，因此成为多种地貌特征的组合体。组成海岸带的地貌景观主要有：1）河口（estuaries）和海湾（bays）、2）湿地（wetlands）、3）海滩（beaches）和障壁岛（barrierislands）、4）侵蚀海岸。河口海湾湿地海滩湿地障壁岛侵蚀地貌海岸带常见地貌组合特征海岸泥沙运动和滨海砂体的形成起动流速——当海岸带的底部水流达到某一数值时，海底泥沙发生运动。使泥沙颗粒开始运动的流速，称为起动流速。垂直海岸的泥沙运动起动流速沉积临界流速•颗粒开始搬运（侵蚀）所需要的流速比继续搬运需要的流速大。因为处于静止状态的颗粒需要克服重力和颗粒间粘结力•砂质(0.05-2mm间)的颗粒需要的起动流速最小，且起动流速与沉积临界流速间的差距不大．砂粒在流水中搬运最活跃，易搬运易沉积，多跳跃•2mm粗颗粒的起动流速和沉积临界流速也相差很小，但流速值本身很大，随粒径增大而增大．砾石很难长距离搬运，多滚动•细颗粒的起动流速与沉积临界流速的差值随颗粒变小而增大，粉沙尤其是粘土一经搬运很难沉积，可以长期悬浮搬运．•一旦沉积则很难再呈分散状态而搬运，若流速急剧变化，他们可以被冲刷成粉沙质或泥质碎块而搬运．在河流沉积以及海洋或湖泊的破浪带、潮汐带的沉积中常见冲刷成因的泥屑（泥砾）碎屑。中立线的概念•中立线是理解复杂的海岸泥沙运动的理论概念水下岸坡上，泥沙在浅水波的作用下，作往返运动，在水下岸坡上可以找到这样一点，波浪携带泥沙向岸运动的距离，等于返回时运动距离加上重力作用在斜坡上使泥沙运动的距离，即泥沙在浅水波作用下，垂直岸线来回运动一周期后，仍然回到原来位置，这一位置被称为中立点，把岸坡上的中立点连接起来，便成为中立线。（P.Cornaglia）在水下岸坡上，若岸坡上分布着相同粒径和成分的砂粒，在垂直岸线的波浪作用下，当波峰来到时，砂粒在波浪的作用下发生向岸移动，当波谷来到时，颗粒发生反方向的离岸运动，由于该处是浅水波，它的向岸运动速度大于向海的回流速度，但由于回流时有重力作用，向岸时要克服重力作用，所以在岸坡上存在波浪运动一周后，又回到原来位置的中立点，该点处于侵蚀和堆积作用的平衡位置。曾柯维奇，1946年接受这一概念，并把它发展成为沉积物横向运移的模式影响中立线的因素：沉积物颗粒大小、岸坡坡度、波浪强弱岸坡坡度和波浪强度不变，颗粒变大，启动速度增大，由于水深处比水浅处有更大的能力，中立点向深处移动；颗粒大小和波浪能量不变，岸坡坡度变大，要求波浪的不对称性增强，向岸速度大，能量大，向海速度小，能量小，这种不对称性大的波浪在水深较浅的岸坡区，则中立线要移向浅处；颗粒粒径和岸坡坡度不变，波浪能量增强，向岸与向海的速度差变小，中立线向深处移动。平衡剖面与中立线颗粒运动时对岸坡底部有一定的侵蚀作用，而在中立线两侧形成两个侵蚀区，其外侧是堆积区，分别形成沿岸沙堤和水下沙堤。中立线位置的泥砂运动是达到均衡状态的，在中立线向陆侧的颗粒在波浪运动一周后向陆移动一段距离，向海一侧颗粒向海移动一段距离，颗粒的运动改变岸坡的坡度，最终在两侧分别达到平衡。这样在中立线上下两侧都出现颗粒运动的均衡位置，形成中立带，中立带上的颗粒都处于均衡位置，这便出现了均衡剖面。原始岸坡与海岸的侵蚀堆积原始岸坡急陡，波浪将侵蚀海岸，侵蚀物向海搬运，在剖面下部形成堆积体，整个剖面由切割原始海岸而逐步达到平衡，海岸线因侵蚀而后退。A原始岸坡较为平缓，中立线位于水下岸坡下部，向岸一侧将有大量物质向上运移，在岸边形成较大的堆积体，海岸线因堆积向前推进。D介于两者之间时出现过渡类型：在典型平衡剖面中，中部侵蚀，两端堆积，剖面呈凹形。C若原始岸坡达到某个临界值，在平衡剖面塑造过程中，海底受到侵蚀，而岸线保持原地不动。B如果原始坡岸比较平缓，在平衡剖面塑造过程中向上搬运的碎屑物于远离海岸的波浪破碎带形成水下砂坝，并