臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)山東省海陽(yáng)市海灘演化過(guò)程的影響

高偉 ，李萍*，高珊，田梓文，李兵，劉杰，徐元芹

(1.自然資源部第一海洋研究所 自然資源部海洋地質(zhì)與成礦作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061；2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋地質(zhì)過(guò)程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266237；3.自然資源部第一海洋研究所 海岸帶科學(xué)與海洋發(fā)展戰(zhàn)略研究中心,山東 青島 266061；4.自然資源部海島研究中心，福建 平潭 350400)

1 引言

海岸帶是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要區(qū)域，是人類活動(dòng)最活躍最頻繁的地帶[1-2]。隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和海岸帶開(kāi)發(fā)日趨增強(qiáng)，海岸帶系統(tǒng)格局或要素發(fā)生重大改變，特別是在全球變暖的大背景下，臺(tái)風(fēng)、寒潮等極端天氣現(xiàn)象愈發(fā)頻繁[3]，導(dǎo)致海岸侵蝕地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重威脅沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。山東省擁有漫長(zhǎng)的大陸海岸線，沙灘資源豐富，大陸海岸線長(zhǎng)達(dá)3 345 km，但是約有1 186 km松散沉積物組成的海岸發(fā)生侵蝕[5]，占總岸線長(zhǎng)度的35%左右，其中80% 的濱海沙灘正遭受侵蝕或者嚴(yán)重侵蝕，特別是煙臺(tái)市濱海沙灘侵蝕情況嚴(yán)重[6]。海灘作為海岸帶沉積動(dòng)力地貌響應(yīng)的動(dòng)態(tài)單元，受多種因素影響，如在長(zhǎng)時(shí)間尺度上受海平面變化、構(gòu)造活動(dòng)等的持續(xù)影響，短時(shí)間尺度上受波浪、潮汐、極端天氣情況和人類活動(dòng)等影響。在影響海岸沙灘形態(tài)變化的諸多因素中，臺(tái)風(fēng)及其帶來(lái)的風(fēng)暴增水是影響海灘剖面形態(tài)變化最主要的動(dòng)力因素[7]。臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)，往往使得海灘在短時(shí)間內(nèi)遭受嚴(yán)重侵蝕，海灘地形地貌發(fā)生改變，雖然臺(tái)風(fēng)過(guò)后灘面可以進(jìn)入恢復(fù)期，但是臺(tái)風(fēng)對(duì)后濱和風(fēng)成沙丘等造成的破壞往往恢復(fù)周期較長(zhǎng)甚至是形成永久性的破壞[8]。諸多學(xué)者對(duì)砂質(zhì)海灘的臺(tái)風(fēng)影響過(guò)程進(jìn)行了相關(guān)的研究工作[9-14]，研究表明風(fēng)暴期間灘面侵蝕和正常天氣下泥沙向岸回淤是中、長(zhǎng)尺度沙灘剖面演化的主要過(guò)程[15]，但是不同類型的沙灘對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)程度也有很大的不同[16]，甚至在臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)灘面表現(xiàn)出基本穩(wěn)定的狀態(tài)[17]。我國(guó)是遭受臺(tái)風(fēng)等極端天氣災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)，以瓊、桂、粵、閩、浙、蘇和魯?shù)仁》輀18-24]遭受災(zāi)害最為明顯，其中山東省是我國(guó)北方省份中遭受臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)。山東省平均每年1.1 個(gè)臺(tái)風(fēng)過(guò)境[25]且主要發(fā)生在7-9 月，海陽(yáng)市是山東省受臺(tái)風(fēng)影響較重的地區(qū)之一[26]，如1992 年的9216 號(hào)熱帶風(fēng)暴使山東省砂質(zhì)海岸遭受嚴(yán)重侵蝕，海陽(yáng)市的部分岸段最大蝕退距離達(dá)30 m[27]。因此，本文選擇2019 年8 月1909 號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境山東時(shí)，研究其對(duì)海陽(yáng)市“萬(wàn)米沙灘”的影響過(guò)程，從而探討北方砂質(zhì)海灘對(duì)極端氣候事件的響應(yīng)過(guò)程。

2 研究區(qū)與臺(tái)風(fēng)“利奇馬”概況

2.1 研究區(qū)概況

海陽(yáng)市位于黃海之濱，山東半島南端，處于青島、煙臺(tái)、威海3 個(gè)開(kāi)放城市中心地帶（圖1a），隸屬于國(guó)務(wù)院確定的首批沿海開(kāi)放城市之一的煙臺(tái)市，2012 年亞沙會(huì)在海陽(yáng)成功舉辦，2015 年成功入選首批“國(guó)家級(jí)旅游度假區(qū)”。海陽(yáng)夏季盛行南風(fēng)和東南風(fēng)，年平均風(fēng)速為3.2 m/s；常浪向?yàn)镾SW 向；強(qiáng)浪向?yàn)镾E 向，最大波高為5.8 m；次強(qiáng)浪向?yàn)镾SE 向，最大波高為3.9 m[28]。潮流主要為規(guī)則半日潮流，潮流為往復(fù)流。通過(guò)實(shí)測(cè)資料計(jì)算可知海陽(yáng)區(qū)域平均低潮位為-1.80 m，平均高潮位為1.72 m；最低潮潮位為-2.73 m，最高潮潮位為2.30 m（海陽(yáng)平均海平面為-0.04 m[29]，1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)）。

海陽(yáng)海岸線長(zhǎng)130 km，砂質(zhì)海岸平直，海岸走向基本為東北-西南方向，屬于潟湖沙壩型海岸[30]。海灘堆積物以淺黃色中、細(xì)砂為主，分選較好，沙灘沉積物向海由粗變細(xì)，大潮高潮期間，部分岸段潮水可以直接抵達(dá)灘肩下緣。同時(shí)部分海灘灘肩后發(fā)育為風(fēng)成沙丘，在海灘的東、中部為酒店和旅游設(shè)施等，東村河口南側(cè)的海灘上存在大量臨海養(yǎng)殖場(chǎng)，部分養(yǎng)殖設(shè)施直接建設(shè)在海灘灘肩和后濱，或是完全建設(shè)在海灘之上。其中的度假區(qū)也就是被稱為“萬(wàn)米海灘”的砂質(zhì)海灘，其長(zhǎng)度超過(guò)20 km，沙細(xì)、浪穩(wěn)、坡緩、水清，是國(guó)內(nèi)最好的海灘之一，但近年來(lái)由于波浪、風(fēng)暴潮等自然因素和采砂、養(yǎng)殖等人為原因，海陽(yáng)海灘侵蝕嚴(yán)重。

圖1 研究區(qū)位置和臺(tái)風(fēng)“利奇馬”路徑Fig.1 Location of study area and Typhoon Lekima track

2.2 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”概況

2019 年8 月4 日，臺(tái)風(fēng)“利奇馬”（編號(hào)：1 909）誕生于西北太平洋洋面上，10 日凌晨，“利奇馬”以超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)登陸浙江，中心附近最大風(fēng)力16 級(jí)（52 m/s），一舉成為1949 年以來(lái)登陸我國(guó)大陸地區(qū)的第五強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。在其穿過(guò)江蘇移入黃海后，11 日20 時(shí)50 分在山東省青島市黃島區(qū)海域再次登陸，中心附近最大風(fēng)力9 級(jí)（23 m/s，熱帶風(fēng)暴級(jí)），之后迅速穿過(guò)山東半島后進(jìn)入渤海，13 日減弱為熱帶低壓，14 時(shí)，中央氣象臺(tái)對(duì)其停止編號(hào)（圖1b）?！袄骜R”給山東省帶來(lái)8 級(jí)以上陣風(fēng)，它登陸強(qiáng)度強(qiáng)、陸地滯留時(shí)間長(zhǎng)、降雨強(qiáng)度大且極端性顯著、大風(fēng)影響范圍廣且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，使華東及環(huán)渤海等地遭受嚴(yán)重風(fēng)雨影響[31]。其對(duì)海陽(yáng)市的影響主要為8 月10-14 日，其中8 月11-12 日影響最為嚴(yán)重，期間國(guó)家海洋局煙臺(tái)海洋預(yù)報(bào)臺(tái)發(fā)布海浪II 級(jí)“橙色”預(yù)警，東南風(fēng)超過(guò)8 級(jí)（圖2），海陽(yáng)市海域浪高可達(dá)4.5 m[32]（圖1c），對(duì)海陽(yáng)市海灘造成了嚴(yán)重的沖擊。根據(jù)千里巖驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)潮位資料，臺(tái)風(fēng)過(guò)境期間海陽(yáng)海域增水過(guò)程主要發(fā)生在11-12 日，平均增水超過(guò)50 cm，最大增水時(shí)間為11日中午，增水高達(dá)75 cm（圖3）。

圖2 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境期間研究區(qū)風(fēng)向變化Fig.2 Changes of wind directions during Typhoon Lekima landing

3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)主要依托山東省重大科技創(chuàng)新工程專項(xiàng)課題“海岸侵蝕綜合預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)及對(duì)生態(tài)脆弱性的影響”，對(duì)海陽(yáng)市砂質(zhì)岸線進(jìn)行了周期性的灘面監(jiān)測(cè)工作。2019 年7 月2-4 日完成了海陽(yáng)海灘夏季剖面和無(wú)人機(jī)影像的監(jiān)測(cè)任務(wù)，在8 月14 日臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)程影響結(jié)束后，8 月15-17 日對(duì)該海灘進(jìn)行了重點(diǎn)剖面和無(wú)人機(jī)影像的復(fù)測(cè)任務(wù)，獲得了臺(tái)風(fēng)對(duì)砂質(zhì)海灘影響過(guò)程的第一手資料。同時(shí)，7 月4 日至8 月14 日期間，除臺(tái)風(fēng)“利奇馬”外，海陽(yáng)海域并無(wú)其他臺(tái)風(fēng)或風(fēng)暴潮過(guò)程，因此兩次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以完整反映臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)海陽(yáng)砂質(zhì)海灘的影響過(guò)程。

3.1 無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)

圖3 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境期間海陽(yáng)海域?qū)崪y(cè)潮位與增水過(guò)程（千里巖驗(yàn)潮站）Fig.3 Hourly tide height process and high tide water at Haiyang area during Typhoon Lekima landing (tide gauge station:Qianliyan)

無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)工作采用大疆M600 PRO 六軸飛行器，在前期現(xiàn)場(chǎng)踏勘和確定無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)范圍的基礎(chǔ)上，在白天最低潮時(shí)航飛，利用無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃軟件進(jìn)行航線規(guī)劃，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行路徑、控制方式、飛行高度、飛行速度、旁向重疊度等主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。航飛時(shí)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的航線進(jìn)行無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航飛行作業(yè)，飛行高度為150 m，作業(yè)區(qū)域長(zhǎng)度約10 km，每次作業(yè)起降3 個(gè)航次。同時(shí)在地面布置相控點(diǎn)約50 個(gè)，用于后期圖像處理的校準(zhǔn)工作，通過(guò)相控點(diǎn)校準(zhǔn)和基準(zhǔn)點(diǎn)比測(cè)，無(wú)人機(jī)影像后處理平面精度優(yōu)于0.05 m，高程精度約為0.10 m。室內(nèi)工作主要是依據(jù)多時(shí)相無(wú)人機(jī)正射圖像，采用人工識(shí)別和臺(tái)風(fēng)前后圖層疊加對(duì)比解譯等手段，開(kāi)展海灘灘面變化特征以及海岸侵蝕等分析。

3.2 灘面高程監(jiān)測(cè)

在海灘設(shè)置垂直岸線的灘面高程監(jiān)測(cè)剖面，采用基于CORS 系統(tǒng)的高精度實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)差分技術(shù)，定位精度為厘米級(jí)，定期獲得剖面上點(diǎn)位的大地坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)，繪制出臺(tái)風(fēng)前后的灘面沖淤變化剖面圖。根據(jù)海灘灘面體系劃分，分別計(jì)算臺(tái)風(fēng)前后不同灘面的單寬蝕淤量、坡度變化和沖淤變化極值等，從而獲取臺(tái)風(fēng)對(duì)海灘的影響程度。灘面高程監(jiān)測(cè)共設(shè)置剖面12 個(gè)（P01 至P12）（剖面位置見(jiàn)圖1a），趁最低潮時(shí)作業(yè)。

3.3 侵蝕量計(jì)算

圖4 東村河口西南側(cè)海灘臺(tái)風(fēng)前后變化Fig.4 Beach changing after typhoon in the southwestern of Dongcun Estuary

臺(tái)風(fēng)過(guò)境后，海灘各部分沖淤變化不同，單點(diǎn)高程變化不能準(zhǔn)確計(jì)算沙灘損失，而剖面的單寬體積變化（如單寬侵蝕量、單寬淤積量）則可計(jì)算剖面兩側(cè)一定范圍的條帶狀海灘體積變化，因此本文采用單寬侵蝕量來(lái)計(jì)算臺(tái)風(fēng)過(guò)境后的沙灘損失[33]。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果

4.1 臺(tái)風(fēng)前后海灘灘面地貌變化

無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)海灘長(zhǎng)度約10 km，以東村河口為界，根據(jù)海灘灘面變化不同將研究區(qū)分為西南側(cè)海灘和東北側(cè)海灘，分別研究?jī)烧咴谂_(tái)風(fēng)前后的變化情況。

4.1.1 西南側(cè)海灘臺(tái)風(fēng)前后變化

西南側(cè)海灘長(zhǎng)度約4.6 km，整體較為平直，略呈弧形，基本以剖面P03 處為頂點(diǎn)，低潮時(shí)頂點(diǎn)處海灘寬度約150 m，向兩側(cè)海灘寬度相對(duì)變大，最大寬度約300 m。由海向陸依次為海水、潮間帶、風(fēng)成沙丘，風(fēng)成沙丘后修筑有高約1.0 m 的護(hù)堤，堤外為大片的養(yǎng)殖場(chǎng)。其中，潮間帶寬度較大，低潮時(shí)可見(jiàn)寬度約200 m，高潮帶坡度較大，中、低潮間帶坡度平緩，風(fēng)成沙丘受護(hù)堤影響寬度只有15～30 m，沙丘上生長(zhǎng)有綠色植被。同時(shí)，沿高潮線存在一條明顯的侵蝕陡坎，長(zhǎng)約2.5 km，高約0.3～0.5 m（圖4，圖5a）。

根據(jù)臺(tái)風(fēng)前后無(wú)人機(jī)正射影像分析可知，臺(tái)風(fēng)后岸線變化不大，但部分灘面遭受沖蝕[34]。臺(tái)風(fēng)對(duì)西南側(cè)海灘的主要影響包括3 個(gè)方面：（1）灘面下蝕：主要發(fā)生在高潮帶和中潮帶灘面，以P04 剖面南側(cè)灘面排水管道和矮墻為參照可知，水泥管道直徑約1 m，臺(tái)風(fēng)后埋入沙灘的深度減少約1/3（圖4a），可以計(jì)算該處灘面下蝕0.3～0.5 m；（2）風(fēng)成沙丘淤積：整個(gè)岸線的風(fēng)成沙丘均有不同程度的淤積，表現(xiàn)為風(fēng)成沙丘面積略有擴(kuò)大，部分植被和建筑物被掩埋（圖4b）。以P05 剖面北側(cè)建筑被風(fēng)沙掩埋為例，風(fēng)成沙丘臺(tái)風(fēng)后淤積厚度約0.1～0.2 m；（3）灘面微地貌消失：由于西南側(cè)海灘緊靠養(yǎng)殖場(chǎng)，養(yǎng)殖場(chǎng)排水形成了眾多排水沖蝕溝槽等微地貌[35]，臺(tái)風(fēng)后表現(xiàn)為后濱的微地貌由于增水沖刷被夷平或后濱沙丘上的開(kāi)挖痕跡被掩埋（圖4c）；（4）侵蝕陡坎消失：臺(tái)風(fēng)后平行于大潮線的侵蝕陡坎消失，經(jīng)實(shí)地勘查發(fā)現(xiàn)，該陡坎消失原因一部分是由于臺(tái)風(fēng)增水沖刷被夷平，二是增水帶來(lái)的泥沙覆蓋在陡坎下的滸苔之上從而造成陡坎消失的假象（圖5，標(biāo)紅區(qū)域表層為泥沙，下伏已變成白色的滸苔）。

4.1.2 東北側(cè)海灘臺(tái)風(fēng)前后變化

東北側(cè)海灘長(zhǎng)度約5.3 km，整體亦較為平直，略呈弧形，基本以剖面P10 處為頂點(diǎn)，低潮時(shí)頂點(diǎn)處海灘寬度約140 m，向兩側(cè)海灘寬度相對(duì)變大，東村河口最大寬度約500 m。由海向陸依次為海水、潮間帶和風(fēng)成沙丘，其后為城市道路或酒店住宅區(qū)（圖6）。該海灘發(fā)育高灘肩，陡斜的灘面和寬廣的低潮階地，可見(jiàn)大型灘角。較西南側(cè)海灘而言，其潮間帶較窄，一般在60～90 m，向陸側(cè)發(fā)育寬緩的風(fēng)成沙丘，沙丘西側(cè)生長(zhǎng)大片防風(fēng)林，長(zhǎng)約1.7 km，寬約500 m，其余部分防風(fēng)林寬度僅有30 m 左右。

圖5 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”前后侵蝕陡坎變化Fig.5 Changes of erosion scarp after Typhoon Lekima

圖6 東村河口東北側(cè)海灘臺(tái)風(fēng)前后變化Fig.6 Beach changing after typhoon in the northeastern of Dongcun Estuary

根據(jù)臺(tái)風(fēng)前后無(wú)人機(jī)正射影像分析可知，臺(tái)風(fēng)后P11 剖面附近岸線略有后退，其余部分變化不大，但灘面遭受沖蝕，其最大侵蝕位于連理島大橋處。臺(tái)風(fēng)對(duì)東北側(cè)海灘的主要影響包括3 個(gè)方面：（1）潮汐通道歸股：該改變主要發(fā)生在東村河口。臺(tái)風(fēng)前，東村河口潮汐通道分支較多，水深較淺，呈現(xiàn)“漫流”狀態(tài)；臺(tái)風(fēng)后，受降雨導(dǎo)致的徑流量加大和潮汐增水水量加大的影響，東村河潮汐通道在短時(shí)間內(nèi)歸股為幾條主要通道（圖6D），其直接導(dǎo)致河口東側(cè)沙灘頂部外側(cè)水深加大，沙灘坡度變陡。（2）灘面下蝕：主要發(fā)生在高-中潮帶灘面，以P09 北側(cè)連理島大橋處最為直觀，臺(tái)風(fēng)前灘面可達(dá)第五個(gè)廢棄橋墩處且灘面較高，臺(tái)風(fēng)后灘面后退至第六個(gè)廢棄橋墩處，且灘面下蝕約0.5 m（圖6E），表明該處灘面下蝕較為嚴(yán)重。（3）灘肩形態(tài)變化：臺(tái)風(fēng)后在高潮線上部的灘肩高度明顯增加（圖6F），形成與高潮線基本平行的一條隆起狀灘脊。

4.2 臺(tái)風(fēng)前后海灘剖面地形變化

4.2.1 西南側(cè)海灘剖面變化

馬河港大橋以南海灘，向陸側(cè)已開(kāi)發(fā)為鹽田，南側(cè)為河流入海口，入海徑流量很小。該處風(fēng)成沙丘直接連接潮間帶，受侵蝕較為嚴(yán)重，形成高約2.7 m 的陡坎，潮間帶則發(fā)育多條水下沙壩。臺(tái)風(fēng)后，海灘中低潮灘形態(tài)變化較大，沙壩形態(tài)更為明顯且向岸不斷遷移，沙壩間溝槽持續(xù)沖刷，沙壩不斷增高（圖7a）。同時(shí)剖面整體坡度變化不大，其中沙丘陡坎上部風(fēng)沙塌落量加大造成陡坎坡度略有降低，但高潮帶灘面受上部沙丘泥沙塌落堆積和下部沖刷的共同影響，坡度略有增加。

西南側(cè)海灘中低潮帶坡度相對(duì)較大，臺(tái)風(fēng)后整體趨勢(shì)以侵蝕為主，海灘坡度整體變緩，且在離岸120～150 m 處的中低潮帶發(fā)育了高度為0.4～0.8 m 的水下沙壩。局部區(qū)域侵蝕主要發(fā)生在中低潮帶，部分灘面高潮帶也遭受較為嚴(yán)重的沖蝕（圖7d）。同時(shí)后濱發(fā)育的海灘則呈現(xiàn)出兩端淤積、中間侵蝕的狀態(tài)，即后濱和低潮帶灘面淤積、高-中潮帶灘面發(fā)生侵蝕（圖7b，圖8a）的現(xiàn)象。東村河口西側(cè)海灘受東村河口影響，中低潮帶發(fā)育多條寬緩的水下沙壩，臺(tái)風(fēng)后侵蝕主要發(fā)生在高潮帶灘面（圖8b，圖8c），造成高潮帶坡度增加，但中低潮帶坡度變化不大，水下沙壩向岸遷移約34 m。

圖7 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”前后P01 至P04 海灘剖面變化情況Fig.7 Changes of beach profiles (P01-P04) after Typhoon Lekima

4.2.2 東北側(cè)海灘剖面變化

東北側(cè)灘面具有低緩的中低潮帶，坡度均小于1°。其中，P08、P09、P10 和P11 剖面形態(tài)類似，都發(fā)育有寬緩的后濱（P09 起點(diǎn)后為酒店圍欄，無(wú)法測(cè)量）和高灘肩，臺(tái)風(fēng)后變化也基本相同，整體坡度略有減小，都表現(xiàn)為高潮帶灘面下蝕、后濱和中低潮帶灘面堆積的現(xiàn)象（圖8d，圖9a-c）。最大下蝕均發(fā)生在灘肩下部，灘肩遭受沖刷向岸移動(dòng)（圖10），最大淤積除P08剖面外均位于高潮帶坡腳處。海陽(yáng)港東北側(cè)約4.5 km處的海灘具有較寬的后濱沙丘，沙丘向海側(cè)遭受嚴(yán)重沖蝕，形成高度約2.5 m 的侵蝕陡坎（圖11），臺(tái)風(fēng)后剖面整體以侵蝕為主，主要表現(xiàn)為灘肩下部侵蝕嚴(yán)重，下蝕距離達(dá)到0.86 m（圖9d），導(dǎo)致高潮帶坡度增加，中潮帶以弱淤積為主，且原低緩的水下沙壩向岸遷移約20 m。

4.3 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)海陽(yáng)海灘的侵蝕量

由于P01 和P12 剖面距離主海灘較遠(yuǎn)且相對(duì)獨(dú)立，因此選擇P02 至P11 剖面參數(shù)參與計(jì)算臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)海灘造成的侵蝕量。剖面間隔較小，各剖面的平均單寬侵蝕量可以代表整條海灘的侵蝕情況。此外，各剖面測(cè)量最低高程均達(dá)到了平均低潮位，可以準(zhǔn)確反映各個(gè)海灘地貌單元的沖蝕情況。

圖8 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”前后P05 至P08 海灘剖面變化情況Fig.8 Changes of beach profiles (P05-P08) after Typhoon Lekima

圖9 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”前后P09 至P12 海灘剖面變化情況Fig.9 Changes of beach profiles (P09-P12) after Typhoon Lekima

圖10 P10 剖面臺(tái)風(fēng)后剖面形態(tài)Fig.10 Profile shape of P10 after typhoon

圖11 P12 剖面附近的沙丘沖蝕嚴(yán)重Fig.11 Serious erosion of sand dunes nearby profile P12

式中，V為海灘侵蝕量，單位：m3；為平均單寬侵蝕量，單位：m3/m；En為各剖面單寬侵蝕量，單位：m3/m；L為海灘長(zhǎng)度，單位：m。

海陽(yáng)主海灘長(zhǎng)度10 km，整體以侵蝕為主，平均單寬侵蝕量為2.43 m3/m，計(jì)算可知臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境期間海灘侵蝕量為2.43×104m3。其中，后濱和中低潮帶以弱淤積為主，平均單寬淤積量分別為1.53 m3/m和 2.41 m3/m，整體淤積量為3.94×104m3，高潮帶平均單寬侵蝕量為6.37 m3/m，整體侵蝕量為6.37×104m3，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)過(guò)境期間對(duì)高潮帶灘面造成的沖刷最為嚴(yán)重，少部分泥沙隨沖越流到達(dá)后濱，更多的沉積物向海運(yùn)動(dòng)，堆積在較深水區(qū)，形成沙壩體。

5 討論

5.1 臺(tái)風(fēng)對(duì)海灘的作用過(guò)程

臺(tái)風(fēng)過(guò)程中的臺(tái)風(fēng)浪沖擊是改變海灘地貌形態(tài)的最主要因素，風(fēng)暴增水與潮汐過(guò)程的疊加同樣對(duì)海灘地貌變化有重要影響。正常天氣條件下，海灘沉積物運(yùn)移與水動(dòng)力作用之間相互平衡，形成灘面相對(duì)較陡的“常浪剖面”。根據(jù)本次臺(tái)風(fēng)“利奇馬”路徑特點(diǎn)，在臺(tái)風(fēng)影響的時(shí)間內(nèi)，逆時(shí)針氣旋導(dǎo)致海陽(yáng)海灘受東南風(fēng)影響更為強(qiáng)烈（圖2），向岸風(fēng)主導(dǎo)整個(gè)臺(tái)風(fēng)過(guò)程，由此帶來(lái)的臺(tái)風(fēng)浪正面沖擊海灘，造成了海灘的嚴(yán)重侵蝕。臺(tái)風(fēng)期間，強(qiáng)風(fēng)暴增水與漲潮過(guò)程導(dǎo)致水位快速升高，持續(xù)時(shí)間為2 d，增水造成海灘上部和前濱沖蝕嚴(yán)重[36]，同時(shí)臺(tái)風(fēng)浪波高遠(yuǎn)超過(guò)日常（圖1c），因此越頂浪將部分海灘沉積物帶向后濱；而水位升高同樣導(dǎo)致海灘潛水面抬升，海灘滲流作用減弱，灘面大量沉積物被回流帶向近岸海域，堆積形成水下沙壩或加積在原沙壩位置[37]，抬升海底標(biāo)高，促使臺(tái)風(fēng)浪提前破碎[38]，減緩對(duì)海灘的沖刷而最終形成“風(fēng)暴剖面”。此外，向岸風(fēng)受防風(fēng)林和建筑物阻擋風(fēng)速降低，攜沙能力下降導(dǎo)致風(fēng)成沙丘略有淤積（圖12）。

5.2 海灘不同地貌單元對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)

圖12 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)海陽(yáng)海灘的作用過(guò)程示意圖Fig.12 Sketch map of the response process of the Haiyang Beach evolution to Typhoon Lekima

海陽(yáng)海灘屬于典型的低潮階地型海灘，同時(shí)部分區(qū)域發(fā)育為沙壩型海灘，一般具有坡度較大的高潮帶和寬緩的中低潮帶，而南側(cè)后濱相對(duì)北側(cè)較窄。臺(tái)風(fēng)后海灘整體以侵蝕為主，由海向陸不同地貌單元的形態(tài)變化反映了對(duì)臺(tái)風(fēng)作用過(guò)程和強(qiáng)度的響應(yīng)規(guī)律（表1）。

中低潮帶侵蝕與淤積并存：中低潮帶灘面以東村河口為界，西南側(cè)灘面坡度較陡，一般大于1°，東北側(cè)灘面較緩，一般小于1°。臺(tái)風(fēng)后，西南側(cè)灘面整體遭受沖蝕，水下沙壩向岸遷移，部分灘面在中潮帶出現(xiàn)新的小沙壩，說(shuō)明剖面有向沙壩式轉(zhuǎn)化的跡象；而東北側(cè)平緩灘面對(duì)大波浪具有更明顯的消散波能作用，因此臺(tái)風(fēng)后灘面基本穩(wěn)定。

高潮帶灘面侵蝕：臺(tái)風(fēng)期間水位增高，風(fēng)浪與潮流的共同作用致使高潮帶灘面上部受侵蝕嚴(yán)重[40]，且灘面坡度越大，水動(dòng)力對(duì)灘面的沖刷強(qiáng)度越大（圖13）。臺(tái)風(fēng)后，高潮帶灘面坡度略有增加，且整體呈現(xiàn)高潮帶灘面坡度越大，侵蝕量越大的趨勢(shì)（表1）。

后濱以弱淤積為主：灘肩向岸遷移，形態(tài)更加“棱角分明”（剖面P08），灘脊受臺(tái)風(fēng)大浪激浪流堆積，高度增加約0.4 m，特別是東側(cè)灘脊隆起更加明顯。淤積原因有兩點(diǎn)：其一，臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的8 級(jí)強(qiáng)烈的東南向向岸風(fēng)，攜帶細(xì)顆粒沉積物堆積于后濱區(qū)域；其二，臺(tái)風(fēng)引起的巨浪增水越過(guò)灘脊后能量耗散，卷攜的泥沙沉降造成后濱堆積。

風(fēng)成沙丘弱淤積和強(qiáng)侵蝕同時(shí)存在：淤積型沙丘向海側(cè)為寬緩的后濱，植被較多，大風(fēng)攜帶的風(fēng)沙在此堆積[39]，使得沙丘增高，但由于大風(fēng)時(shí)間較短，淤積量較小。侵蝕型沙丘由于直接連接潮間帶，長(zhǎng)期受波浪影響，一般在高潮線附近形成大型侵蝕陡坎，臺(tái)風(fēng)期間潮位增高，波浪沖刷作用加強(qiáng)，使得侵蝕陡坎繼續(xù)向岸蝕退。

6 結(jié)論

（1）臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境前后無(wú)人機(jī)正射影像對(duì)比顯示，臺(tái)風(fēng)后海灘變化主要以風(fēng)成沙丘面積略有擴(kuò)大、高-中潮帶灘面發(fā)生下蝕、微地貌消失和潮汐通道加深等現(xiàn)象為主。

表1 臺(tái)風(fēng)前后海陽(yáng)海灘形態(tài)參數(shù)變化Table 1 Parameters changes of beach morphology after Typhoon Lekima

圖13 高潮帶灘面坡度與單寬侵蝕量之間的關(guān)系Fig.13 Relationship between the slope and the erosion amount in the high tide zone

（2）臺(tái)風(fēng)后，海灘整體以遭受侵蝕為主，侵蝕主要發(fā)生在高潮帶灘面；風(fēng)成沙丘以弱淤積為主，但部分岸段發(fā)生嚴(yán)重沖蝕；后濱受大風(fēng)和沖越流攜沙堆積后以弱淤積為主；而中低潮帶沖淤主要受灘面坡度控制，表現(xiàn)為高坡度灘面沖蝕，低坡度灘面弱淤積，且臺(tái)風(fēng)過(guò)后形成多個(gè)小型水下沙壩。

（3）臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境期間對(duì)海陽(yáng)海灘造成了約2.43×104m3的侵蝕量，其中，高潮帶灘面損失高達(dá)6.37×104m3，而后濱和中低潮帶灘面淤積量達(dá)到3.94×104m3，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)海陽(yáng)海灘的侵蝕整體以高潮帶灘面沖刷為主。