何 金， 傅成來， 束立勇， 張 剛， 萬凱超

(1. 鹽城市海域使用動態(tài)監(jiān)管中心, 江蘇 鹽城 224000； 2. 華東有色測繪院， 江蘇 南京 210007 )

0 引 言

鹽城濕地遼闊，擁有太平洋西海岸、亞洲大陸邊緣最大的海岸型濕地，灘涂面積約占江蘇灘涂總面積的7/10、全國灘涂總面積的1/7。受歷史上黃河入海改道及近海潮汐動力的影響，海岸自北向南呈規(guī)律性變化，射陽河口為“北沖南淤”分界點。從海岸陸地地貌上看，灌河與射陽河之間由近代黃河奪淮入海后帶來的泥沙淤積而成，黃河改道后，泥沙來源大幅減少，岸線受侵蝕而逐漸后退；射陽河以南的海積平原區(qū)是近千年來海岸不斷淤積而成的濱海平原，岸外有輻射沙洲屏護。已有研究成果(張忍順等，2002；李楊帆等，2003)表明，近三四十年以來，蘇北的侵蝕岸段不再局限于廢黃河三角洲海岸，已擴大至兩側(cè)的濱海平原海岸。20世紀70年代，南側(cè)蝕積界限在雙洋河口附近，80年代移至大喇叭口，90年代已南移至射陽河口以南的沙港閘附近(北距大喇叭口7.5 km)，此界限在20世紀七八十年代以大約1 km/a的速度南移，近年來這一速度與廢黃河三角洲的侵蝕現(xiàn)象逐漸弱化相適應，在逐漸降低。

最新的實地調(diào)查結(jié)果表明，蘇北地區(qū)的侵蝕岸段已由雙洋港口和沙港閘移至鹽城自然保護區(qū)的核心區(qū)，即新洋港與斗龍港之間的區(qū)域。2012年之前，鹽城保護區(qū)核心區(qū)域近岸海域一直處于淤積狀態(tài)，目前，保護區(qū)的核心區(qū)出現(xiàn)明顯侵蝕現(xiàn)象。調(diào)查鹽城海岸線現(xiàn)狀，研究侵蝕南移原因，對鹽城保護區(qū)核心區(qū)的穩(wěn)定、管理和保護具有重要意義。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 海岸沖淤演變研究現(xiàn)狀

海岸演變是沉積動力地貌演變的結(jié)果(Wright et al., 1977)，不同的動力條件組合會形成不同的海岸地貌形態(tài)。在海岸地貌演變過程中，潮汐和徑流是潮灘地貌的主要動力機制。水動力與地貌相互作用導致潮灘地形的沖淤演變，波流共同作用是潮灘發(fā)育的主要控制因素。三角洲海岸沖淤演變的控制因素極為復雜，物源最為重要，泥沙量的減少或斷絕會導致三角洲的侵蝕，如尼羅河、黃河和長江入海泥沙量的減小使這些三角洲遭受侵蝕，1855 年黃河北歸導致蘇北廢黃河三角洲的泥沙來源斷絕，造成嚴重侵蝕(Zhou et al., 2014)。

1.2 廢黃河三角洲區(qū)域海岸演變研究現(xiàn)狀

張忍順等(2002)研究了蘇北黃河三角洲及濱海平原的成陸過程，即黃河奪淮入海期間演變?yōu)橛倌噘|(zhì)平原海岸，黃河北歸使廢黃河陸上和水下三角洲遭到強烈侵蝕，泥沙主要向南搬運，侵蝕岸段逐年向南擴大，中部海岸淤漲速度逐漸減緩，前人(虞志英等，1986；高抒，1989；陳宏友，1991)通過波浪、潮流、地形剖面的分析，總結(jié)了廢黃河三角洲的侵蝕過程，指出三角洲南側(cè)為潮流波浪共同作用造成侵蝕；王穎等(1998)研究了人類活動與黃河斷流對海岸環(huán)境的影響；孟慶海(2000)通過分析沉積和地貌特征，將三角洲的侵蝕定為海岸線蝕退的破壞型三角洲階段，并基于波流共同作用建立了岸灘侵蝕后退模式；Fan(2001)分析了蘇北廢黃河水下三角洲的侵蝕演變、海岸侵蝕特征和動力機制，模擬了岸灘剖面的演變趨勢；閆秋雙等(2015)研究認為近年來江蘇海岸的侵蝕范圍已擴展到射陽河口以南，且有進一步擴大的趨勢；陳瑋彤等(2018)基于江蘇1984—2016 年 61 景多源遙感影像數(shù)據(jù)和部分實測潮位、坡度數(shù)據(jù)，認為海岸線的離海后退主要發(fā)生在廢黃河三角洲岸段，但在 2008—2016 年岸線侵蝕范圍已向南擴大至新洋河口—斗龍港岸段。

1.3 現(xiàn)有研究成果的不足

(1)已有研究成果多通過遙感數(shù)據(jù)對岸線提取，缺少岸灘岸線的實地觀測資料及測量數(shù)據(jù)。

(2)鹽城岸線處于侵蝕南移的變化期，每年情況不盡相同，近年來，特別是鹽城自然濕地申請成為世界自然遺產(chǎn)后，對保護區(qū)研究成果較少。

2 材料與方法

利用近30年來的5期遙感數(shù)據(jù)，使用ArcGIS軟件ArcToolbox中的數(shù)據(jù)管理工具將不同時期的海岸線轉(zhuǎn)換為不同時段的蝕淤范圍分布情況，通過2015—2020年岸灘剖面監(jiān)測實測數(shù)據(jù)分析典型灘涂灘面寬度及高程變化，通過實地調(diào)查及無人機航拍調(diào)查灘涂前沿灘面侵蝕情況。

3 岸線淤蝕時空動態(tài)變化特征

近30多年來，鹽城海岸的變遷表現(xiàn)為分段性和時段性，不同的岸段海岸蝕淤特點不同，包括已修筑至大潮高潮位以下的人工構(gòu)筑物的向海方向增加或被侵蝕減少，以及灘涂自然岸線的向海淤進或蝕退。

近30多年來，鹽城海岸處于明顯北蝕南淤的動態(tài)變化過程(圖1)。① 北部從灌河口以南至運糧河口段處于明顯蝕退狀態(tài)，大致表現(xiàn)為逐步蝕退，以廢黃河口兩側(cè)岸段的總蝕退程度最為明顯。其中，雙洋河口北側(cè)與中山河口兩側(cè)的總蝕退程度相對較低，雙洋河口以南至運糧河口以北岸段處于由蝕到淤的過渡狀態(tài)。② 中部運糧河口—斗龍港口段處于蝕淤兼有，以淤為主。其中，運糧河口—射陽河口岸段基本穩(wěn)定，蝕淤程度均低，河口表現(xiàn)為淤進；射陽河口—新洋港口岸段淤進程度有所增加，已明顯超過蝕退程度；新洋港口—斗龍港口岸段的淤進程度已遠超蝕退程度，且越向南淤進面積越大。③ 南部自斗龍港口往南至老壩港北側(cè)一段明顯處于淤進狀態(tài)，由北向南大致呈淤進面積增大的趨勢，且以1990年代和近10年來的淤進面積相對更大。其中，斗龍港口—四卯酉河口岸段雖在近10年有小范圍蝕退，但近30多年來總體呈現(xiàn)大面積淤進；四卯酉河口向南至老壩港北側(cè)岸段均呈現(xiàn)大面積凈淤進。

圖1 鹽城岸線蝕淤范圍時空變化分布圖Fig. 1 Temporal and spatial distribution of erosion and deposition of Yancheng coastline

從鹽城海岸帶侵蝕淤積類型分布(圖2)可見，侵蝕岸段已經(jīng)從射陽河口以北南移至國家級珍禽自然保護區(qū)的核心區(qū)，到達大豐區(qū)斗龍港附近，自2018年底以來，侵蝕嚴重區(qū)域后退了200余m，大量養(yǎng)殖魚塘遭到破壞，防波堤被侵蝕掏空，威脅著人們的生命與財產(chǎn)安全。

表1 1986—2018年鹽城海岸蝕淤面積統(tǒng)計結(jié)果

圖2 鹽城海岸帶侵蝕淤積類型分布圖Fig. 2 Distribution map of coastal erosion and deposition types in Yancheng

4 典型剖面監(jiān)測

鹽城海岸整體呈現(xiàn)“北沖南淤”的趨勢，以射陽河口作為分界點。根據(jù)近年岸灘剖面實地監(jiān)測結(jié)果，隨著射陽河口北側(cè)硬化海堤的修筑以及布設防浪樁等防護措施的加強，海岸侵蝕作用逐漸減弱；射陽河口以南至自然保護區(qū)，海岸侵蝕、岸線后退較為明顯。

4.1 監(jiān)測方法

采用人工跑灘方式進行高程測量和樣品采集。低潮線以上岸灘部分采用RTK接收JSCORS定位信號進行剖面地形測量，測點間距為20 m，地形復雜處加密測點，岸灘高程水準測量時，同步觀察記錄岸灘地貌形態(tài)，測量數(shù)據(jù)的高程基準為1985國家高程基準。

在監(jiān)測剖面上采集表層沉積物，每條剖面間距50 m左右采集沉積物樣品，進行粒度分析，地形地貌發(fā)生明顯變化的部位根據(jù)實際情況適當加密采樣。岸灘沉積物采取5 cm以內(nèi)的岸灘表層沉積物，每個樣品質(zhì)量不少于1 kg；粒度分析樣品根據(jù)實驗室測試要求進行分樣和處理，砂礫級組分用篩析法分析，細砂以下組分使用激光粒度儀分析。

4.2 華海測16剖面

該剖面位于濱海中山河口—濱海港之間的海岸帶，岸線呈西北東南向。剖面標志樁位于公路路肩，剖面長400余m，80～100 m處有防浪樁及石塊。

多年監(jiān)測結(jié)果顯示：① 消浪樁內(nèi)側(cè)灘面呈明顯淤積狀態(tài)，最大淤積深度達50 cm，表明消浪防侵蝕效果顯著；② 消浪樁外側(cè)近樁處呈侵蝕狀態(tài)，近5年來侵蝕變緩；③ 消浪樁外側(cè)剖面除2014年外總體呈斜坡型，坡度逐漸變陡。2014年剖面呈雙凹型，表明剖面侵淤狀態(tài)尚未達到平衡；2015年夏冬季剖面顯示夏季淤積，冬季侵蝕；2018年，剖面的季節(jié)性變化有逆轉(zhuǎn)趨勢，即夏季侵蝕，冬季淤積。比較2015—2019年冬季剖面，灘面呈淤積轉(zhuǎn)侵蝕狀態(tài)(圖3)。上述表明該剖面侵淤狀態(tài)尚未達到平衡，需持續(xù)監(jiān)測。

圖3 華海測16監(jiān)測剖面地形對比圖Fig. 3 Comparison of topography of monitoring profile of Huahai Survey 16

按?？肆６冉M成三角分類法，2019年冬季該剖面表層沉積物主要為砂、粉砂質(zhì)砂2種類型，幾乎沒有黏土組分，表明潮灘處于風浪作用較強的動力環(huán)境。剖面表層沉積物的平均粒徑由3.8φ降低至3.3φ，顆粒漸變粗，分選由差變至中等。

4.3 華海測13剖面

該剖面位于射陽港南側(cè)10 km左右的海岸帶，呈斜坡型(圖4)。近岸米草灘明顯被沖刷，草灘邊界向陸移動，2014年首次監(jiān)測灘面有近100 m寬米草灘，2018年監(jiān)測時已全部被侵蝕，近岸養(yǎng)殖池塘被海水沖毀，岸線向陸側(cè)推移約150 m。

圖4 華海測13監(jiān)測剖面地形對比圖Fig. 4 Comparison of topography of monitoring profile of Huahai Survey 13

2019年監(jiān)測時，原有剖面起點標志樁已于2018年被侵蝕掉，重新定剖面起點。剖面近岸沉積物類型為砂質(zhì)粉砂，分選中等，向海可見寬50 m左右的米草灘侵蝕地貌，米草灘前緣沉積物類型為粉砂質(zhì)砂，分選中等；剖面260～360 m段波紋發(fā)育，可見米草灘碎葉根系，沉積物類型為粉砂質(zhì)砂；360～500 m段沉積物類型為粉砂質(zhì)砂，分選好，灘面硬實，波紋發(fā)育呈四邊形、五邊形和六邊形，剖面末端灘面波紋變?yōu)槠叫胁y。該剖面沉積物由岸向海有變粗的趨勢，表明高潮灘受潮流駐波型流速作用而沖刷，泥沙在中潮灘落淤，遠岸灘腳和低潮灘受風浪掀蝕和潮流沖蝕，灘面進一步粗化，呈現(xiàn)以潮流作用為主的濱岸沉積環(huán)境(蔡則健，2008)。

4.4 雙洋港南側(cè)剖面

雙洋港南側(cè)侵蝕較為嚴重，南側(cè)2 km左右侵蝕情況(圖5)顯示，該段北側(cè)養(yǎng)殖塘口已被侵蝕，南側(cè)米草灘侵蝕嚴重，即將威脅貝殼堤。現(xiàn)場監(jiān)測情況及剖面(圖6)顯示，米草灘前沿陡坎約為60 cm，向陸側(cè)的貝殼堤寬約22 m。

圖5 雙洋港南側(cè)2 km左右段海岸侵蝕現(xiàn)狀Fig. 5 Coastal erosion status map of section about 2 km south of Shuangyang Port

圖6 雙洋港南側(cè)約2 km地段現(xiàn)場監(jiān)測圖Fig. 6 Field monitoring diagram of section about 2 km to the south of Shuangyang Port

5 保護區(qū)現(xiàn)狀

江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)作為中國最大的海岸濕地保護區(qū)和面積最廣的互花米草分布區(qū)域，其核心區(qū)受人為活動影響最小，發(fā)育了典型平原型淤泥質(zhì)潮灘(朱葉飛等，2007)。自2012年至今，核心區(qū)范圍內(nèi)米草灘下邊緣已發(fā)生明顯侵蝕，2019年核心區(qū)兩端無人機航拍顯示，北部侵蝕現(xiàn)象明顯(圖7)，南側(cè)斗龍港附近侵蝕現(xiàn)象較弱(圖8、圖9)。遙感影像反演解譯海岸米草灘邊界線的變化情況(圖10)顯示，保護區(qū)北部2020年的植被外緣相對2015年向陸后退明顯，南部變化不大，因此該段可能已成為江蘇海岸帶侵淤轉(zhuǎn)換的新地帶。

圖7 江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)核心區(qū)北部侵蝕現(xiàn)狀Fig. 7 Erosion status in the northern core area of the National Nature Reserve of Rare Birds, Yancheng, Jiangsu Province

圖8 江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)核心區(qū)南部現(xiàn)狀Fig. 8 Erosion status in the southern core area of the National Nature Reserve of Rare Birds, Yancheng, Jiangsu Province

圖9 斗龍港南側(cè)海岸現(xiàn)狀Fig. 9 Current situation of the southern coast of Doulong Port

圖10 鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)濱海濕地植被外緣2020與2015年對比圖Fig. 10 Comparison of the outer edge of coastal wetland vegetation of the National Nature Reserve of Rare Birds, Yancheng, Jiangsu Province in 2020 and 2015

6 原因分析

6.1 黃河北歸后泥沙優(yōu)勢削弱

海岸地貌的塑造是泥沙、波浪和潮流等因素相互作用的過程，黃河帶來的巨量泥沙入海為海岸的淤長提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，高含沙水體對波浪和潮流動力的削弱也起著重要作用。河口海岸向海淤長對河口兩側(cè)很大范圍岸段起到了掩護作用。因此，黃河奪淮入海期間，入海的泥沙在地貌塑造過程中占據(jù)了絕對優(yōu)勢，盡管黃河奪淮入?？诳拷鼰o潮點，流速較大，利于泥沙擴散，但巨量泥沙入海仍然促使海岸大范圍快速淤長。

在海岸淤長過程中，由于泥沙沿途沉積，淤積速率與海岸至沙源區(qū)的距離有關(guān)。泥沙來源斷絕后，海岸侵蝕的開始以及強侵蝕部位均出現(xiàn)在原沙源區(qū)附近岸線相對突出、動力相對集中的部位。黃河北歸后海岸的侵蝕調(diào)整正是黃河奪淮期間海岸淤長的逆向過程，侵蝕首先開始于河口附近的突出岸線并逐漸向兩側(cè)擴展。150年來，廢黃河口附近的岸線向陸側(cè)侵蝕后退近30 km，原水下三角洲基本夷平至-15 m以深。南側(cè)的射陽河口距廢黃河口相對較遠(約50 km)，加上北側(cè)強侵蝕區(qū)的侵蝕泥沙總體向南運移形成的供給，射陽河口附近海岸在黃河北歸后的一段時期內(nèi)仍處于淤長過程。近年來，海岸侵蝕自北向南擴展雖已波及至此，但射陽河口附近的海岸仍處于由淤積向全面侵蝕過渡的階段。

6.2 廢黃河三角洲侵蝕不斷南移

海岸沖淤演變過程的直接控制因素是水動力條件和沉積物來源，間接控制因素主要是人類活動、氣候變化。

廢黃河三角洲海岸面向黃海，外圍沒有島嶼及沙洲圍護，且海岸線向海突岀，有利于波能集中。波浪作用是近岸侵蝕的主要動力，在平常波浪的作用下，岸線的拐角處及其偏南側(cè)部分具有很強的沿岸輸沙潛力，加上缺少上游泥沙的補給，該岸段成為蘇北海岸近岸侵蝕最強烈、黃河北歸以后岸線后退最多的岸段。張場等(2009)研究表明，廢黃河三角洲北翼的沉積物呈現(xiàn)出向北—西北方向的輸運趨勢，南翼則表現(xiàn)為向外海即東南方向輸運趨勢，三角洲拐角處主要呈向外海輸運的趨勢。廢黃河三角洲在水動力作用和沉積物輸運的影響下，提供沉積物的海岸呈侵蝕狀態(tài)，接收沉積物的岸段則呈沖淤平衡或微淤狀態(tài)。

從整個廢黃河三角洲海岸的侵蝕動態(tài)來看，隨著向海突出的水下三角洲和海岸的侵蝕后退，其挑流作用對兩側(cè)岸段的掩護功能勢必逐漸減弱，靠近廢黃河三角洲拐角岸段的射陽河口附近水下岸坡的潮流侵蝕趨勢在所難免，岸線持續(xù)侵蝕是廢黃河三角洲未來岸線變化的主要特征，海平面上升和風暴潮將加劇侵蝕趨勢。這種動態(tài)趨勢屬于長周期大范圍的變化過程，短期和局部因素的改變并不能對其產(chǎn)生根本性影響(陳宏友，1991)。

6.3 波浪和潮流作用優(yōu)勢的分布及其變化

波浪對海床的作用受到水深的限制，其能量釋放主要集中在淺水區(qū)，特別是破波帶附近淺灘，而潮流流速的大小恰恰是由深水區(qū)向岸遞減。這種差異決定了波浪和潮流在橫向上優(yōu)勢的分異，即淺灘為波控區(qū)，水下岸坡為潮控區(qū)(陳可鋒等，2010)。同時，由于岸線和海岸剖面特征不同，波浪和潮流在整個橫向剖面上的綜合優(yōu)勢在不同岸段存在一定的差異，隨著海岸淤蝕進程和地貌的變化，這種控制作用也會有一定的變化甚至轉(zhuǎn)換。

在淤泥質(zhì)海岸淤長過程中，岸灘剖面坡度平緩(一般坡度<1‰)，波浪在自海向岸傳播過程中能量沿途分散釋放，因此在淺灘區(qū)波浪對岸灘的作用非常有限，但在整個海岸斷面上潮流作用的相對優(yōu)勢明顯。在泥沙來源減少或斷絕后，深水區(qū)潮流的侵蝕隨即開始，但周期性的潮流淹沒可將大量細顆粒泥沙帶至波浪作用尚不強烈的高潮灘并在高潮憩流期落淤，使海岸在由淤積向侵蝕轉(zhuǎn)換的初期表現(xiàn)為上淤下蝕。這種淤蝕造成的結(jié)果是岸灘逐漸變窄變陡，波浪在高潮灘的作用下逐漸加強并占據(jù)主導地位，岸灘剖面形態(tài)逐漸由潮控的上凸型變成波控的下凹型。這種變化過程在廢黃河三角洲海岸表現(xiàn)十分明顯，從射陽河口至廢黃河口，海岸動態(tài)由南側(cè)上淤下蝕的過渡型(由淤積向侵蝕過渡)岸段向北漸變成全面侵蝕岸段，岸灘剖面的形態(tài)和坡度自南向北由上凸緩坡漸變?yōu)橄掳级钙?，近岸波浪的控制作用自南向北逐漸增強。

灌河口以西的岸段處于云臺山與廢黃河口突出部位之間，海岸相對凹入，與廢黃河口及其以南的岸段相比潮流較弱，且旋轉(zhuǎn)流特征明顯，潮流對海床的沖刷強度相對較小。但由于該岸段海岸開敞，岸外缺少沙洲、島嶼和淺灘的掩護，波浪較強且常浪流向與岸線及岸灘等深線接近垂直。波浪作用造成近岸侵蝕，同時波浪以橫向輸沙為主的方式將部分較細顆粒泥沙向岸外輸移，從而使得海岸的淤蝕特征表現(xiàn)為上沖下淤。

6.4 人類活動及海平面上升

隨著大規(guī)模的沿海開發(fā)建設，鹽城沿海大量修建港口，特別是射陽港導堤的修建，導致以華海測13剖面為代表的射陽港南側(cè)岸線近年來侵蝕明顯，對近岸環(huán)流存在一定的影響。此外，近20年來，河口沙咀開采建筑用砂使得沿岸飄沙不能通過河口轉(zhuǎn)移。例如，繡針河口沙咀每年開采(50～60)萬t；在龍王河口沙咀，夜壺沙以及其他各河口都有采砂活動，成為該段沙質(zhì)海岸侵蝕加劇的直接原因(張忍順等，2002)。

在廢黃河與大板跳之間的侵蝕性淤泥質(zhì)海岸上形成了規(guī)模不等的貝殼堆積體，尤其是埒子河口與大板跳之間，寬50～60 m，厚1.5～1.6 m，高程達3.8～4.0 m，成為天然消浪堤，近二三十年來貝殼堤被開挖作飼料添加劑，導致后側(cè)的陸域侵蝕加重。

全球海平面上升將導致風暴潮及風暴浪的強度增大、頻率增加，進而海岸侵蝕的強度和幾率也會大大增加，江蘇海岸突發(fā)性的蝕退均在風暴潮時發(fā)生。例如，1981年14號臺風導致海州灣北部的沙岸后退110 m；一次大風暴潮可使弶港局部岸段后退數(shù)十米，造成海堤的損壞。

7 結(jié) 論

(1)鹽城海岸侵蝕范圍不斷南移。侵蝕淤積界限由20世紀70年代雙洋河口附近，80年代的大喇叭口以及90年代的沙港閘附近(北距大喇叭口7.5 km)，逐漸向新洋港至斗龍港之間的自然保護區(qū)核心區(qū)(北距射陽河口約25 km)過渡。目前，核心區(qū)海岸侵蝕日趨嚴重，米草灘外緣與光灘交界處普遍發(fā)育大型侵蝕陡坎地貌。

(2)近30多年鹽城岸線動態(tài)時空變化特征研究表明，鹽城海岸變遷表現(xiàn)為分段性和時段性，不同岸段海岸蝕淤特點不同，整個鹽城海岸目前明顯處于北蝕南淤的動態(tài)變化過程。

(3)鹽城岸線侵蝕淤積變化是因為黃河改道，蘇北海岸大量泥沙來源斷絕，導致其動力、泥沙平衡發(fā)生根本性改變，海岸演變由河流作用為主的堆積過程轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｑ髣恿ψ饔孟碌那治g改造，導致水下三角洲被大面積沖蝕，海岸侵蝕的區(qū)域逐漸擴大，侵蝕范圍由廢黃河口突出岸段逐漸向兩側(cè)擴大，從原來沖淤轉(zhuǎn)折的射陽河口不斷南移。

(4)目前，對鹽城岸線的研究手段以遙感為主，缺乏現(xiàn)場調(diào)查成果，后續(xù)應綜合水下地形及水動力研究、灘面監(jiān)測等手段，對人類活動尤其是港口碼頭建設影響應進行專題研究。