基于大量卫星图像研究青岛汇泉湾海滩近40年的地形地貌演变

受自然变化和人类活动影响,全球海滩普遍侵蚀。研究基于大量卫星图像评估海滩演变的方法,对于缺乏实测资料的海滩的侵蚀防护具有重要意义。使用1984~2021年的993幅卫星图像,采用聚焦剖面的亚像素海岸线识别方法识别水边线和干湿线位置,进一步得出平均高、低潮线,沟槽中线和沙坝坝顶位置,利用多指标重建汇泉湾海滩地形地貌的时空演变。使用固定地物对Sentinel卫星图像进行了地理精校正,基于海滩实测结果评估了海滩岸线位置误差。结果显示,平均高潮线、沟槽中线和沙坝坝顶的系统误差和随机误差以及平均低潮线的随机误差均较小,但平均低潮线的系统误差偏大。研究结果还揭示青岛汇泉湾海滩近40年的地形和地貌演变主要受人类活动影响。海滩平均高潮线在2003年海滩整治和补沙后由稳定转为蚀退,在2017年海滩补沙后淤进减缓;沙坝和沟槽的演变则与2002年海滩东南部码头拆除有关。建议重视研究区沙坝和沟槽近期变化,定期监测以进一步掌握其演变规律,并向沙坝和沟槽补细砂维护汇泉湾海滩。     

企望湾砂质海滩剖面冲淤幅度的估算

以海滩沉积地貌现场观测资料为基础 ,通过海滩剖面形态组合 ,历史地形资料比较和特征地貌形态变化理论计算分析 ,对汕头南部企望湾弧形砂质海岸切线段的海滩剖面冲淤幅度进行了估算。结果表明 ,该海滩剖面冲淤幅度具有区段变化 ,低潮阶地和槽谷部位约 1 .5～ 2 .0m,滩肩和水下沙坝部位可达 3 .0 m。近 3 0年来 ,海滩剖面总体上趋于微冲刷 ,平均冲刷强度约为 1～ 2 cm/a,可能与近期人工挖砂有关。     

热带气旋前进方向两侧海滩风暴效应差异研究--以海滩对0307号台风"伊布都"的响应为例

在0307号台风“伊布都”(Imbudo)袭击华南沿海前后,对相距约300km的高栏岛飞沙湾(位于气旋前进方向右侧)和水东港下大海(位于气旋前进方向左侧)的固定海滩剖面地形及滩面沉积物进行了对比调查。调查结果表明,右侧海滩地形受台风暴浪冲击发生剧烈变化：后滨陆侧堆积,后滨向海侧及前滨滩面侵蚀(单宽侵蚀量达55m^3／m,平均海面(MSL)位置蚀退13m,岸线位置蚀退5m),以致剖面类型由滩肩式断面向沙坝式断面转变,表现出了海滩对台风做出快速响应;而左侧海滩剖面地形基本保持原状,虽也略呈侵蚀,但冲淤变化不大,表现为对台风做出迟缓响应。同时,从动力、滨海输沙、滩面沉积物变化和海岸地貌等方面对两侧海滩明显差异的风暴效应的机制进行了探讨。     

台风"艾利"对福建沙质海滩影响过程研究

通过对福建沙质海滩地形地貌现场调查,对比分析0418号台风“艾利”登陆福建前后各沙滩剖面的蚀淤变化,探讨了福建沙滩对台风“艾利”响应规律。研究结果表明,2004年8月底台风“艾利”过境期间,福建沿海砂质海岸显出了较强烈的地貌响应。沙滩剖面地形变化,冲淤相间,以冲蚀为主;后滨沙丘蚀退、滩肩蚀低、岸线向陆迁移是地貌响应的主要特征;沙滩沉积物的总收支趋于亏损。不同海岸类型的沙滩剖面对台风“艾利”的响应特征不同。岬湾型沙滩剖面地貌响应以前滨滩面侵蚀为主要特征。夷直型的长乐江田下沙剖面,对“艾利”台风的主要地貌响应特征为后滨沙丘、高潮带侵蚀,岸线后退超过16m,出现高度近1 m的直立侵蚀陡坎。沙坝-泻湖型沙滩剖面冲淤变化的主要特征是中潮带形成次一级沙坝。各沙滩的地貌风暴效应有自北往南依次减弱的趋势。     

厦门岛东南海岸贝壳层与风沙的研究

最近调查发现，厦门岛东南海岸剖面出露了三段长总计约15m、厚度0.4m的古贝壳层。该层在高潮线之上1m处，直接覆盖在古海滩沙之上，顶部被厚度达4-5m的三层风成沙所覆盖。本文根据贝壳种类鉴定及^14C年代测定和沉积物粒度分析进行研究，结果显示，厦门岛1510a前的古海岸线比现在的海岸线高约1m、现代风成沙最早开始形成于隋唐时期，至今仍存在风沙隐患。为此，建议在开发利用中要因地制宜，防止风沙再度泛滥。     

工程养护海滩对"803"风暴潮的响应过程研究

研究养护海滩对风暴潮的响应过程在人工养滩工程设计与施工中具有重要意义。老龙头养护海滩在竣工半个月后遭遇“803”风暴潮，导致岸滩滩肩最大蚀退 6.5 m，沙坝坝顶最大下蚀 1.2 m。在现场测量的基础上，利用 XBeach 建立风暴潮过程 的老龙头海滩海床演变模型，研究结果表明： （1） XBeach 模拟结果与实际地形变化侵淤趋势一致，风暴潮期间人工沙坝均向岸移动，但模拟结果的侵蚀程度更大，海滩响应更加剧烈； （2） 强浪条件下人工沙坝的透射系数为 0.29~0.42，常浪条件下透射系数为 0.45~0.95，因而人工沙坝在大浪条件下掩护作用更佳； （3） 风暴潮期间人工沙坝附近破波显著，坝顶流速明显增大，最大可达 1.21 m/s，是无人工沙坝情况下的 2.3 倍，而在人工沙坝向岸侧，因波能提前耗散，流速减为 0.28 m/s，是无人工沙坝时的 0.4 倍，且没有产生离岸流。老龙头养护工程整体泥沙损失较少，易于恢复.     

目标样本粒度判据在海湾环境演变研究中的运用——以福建前湖湾为例

高密度采集福建前湖湾海岸剖面133个泥沙样品做粒度分析,其频率曲线显示多种粒度分布特征,预示多种沉积环境的变化。采集研究剖面周边海滩、河口浅滩、河口、滨海沼泽和海岸沙丘等已知环境的样品作为目标样本。将目标样本沉积参数平均粒径(Mz)、标准偏差(σ)、峰态(Kg)设为判别参数,利用Excel计算海岸剖面样品与目标样本参数的距离,筛选最小距离样品,归为已知目标样本的同类。据此,分析了海岸剖面蕴含的6个沉积环境变化阶段。利用剖面底部淤泥测年14C=(328 15±170)a BP,和剖面上部泥炭测年14C=(24 130±100)a BP,了解这一变化发生的年代。自(32 815±170)a BP以来,前湖湾经历了河口浅滩-河口、沙丘-河口-滨海沼泽-海滩-沙丘等海岸环境演变过程。     

冬季波浪与人工岛联合作用下日月湾海滩冲淤演变特征

人工岛作为一种新兴的海岸工程, 它的建设所引起的岸滩冲淤和防护问题日益受到人们的关注。本文以海南万宁市日月湾人工岛为例, 通过4期实测海滩剖面数据和多时相遥感影像, 分析了冬季波浪与人工岛联合作用对日月湾海滩冲淤变化的影响, 并结合海区波况, 探究了海滩冲淤变化机理。研究表明, 日月湾海区冬半年的平均有效波高与波浪周期明显强于夏半年, 且波浪强度整体上呈现逐年上升的趋势, 但在人工岛建设前后变化幅度较小; 人工岛建设对海滩地貌变化有强烈影响, 海滩呈现出岛后淤积而两侧侵蚀的显著特征, 岛影区海滩不断淤积, 岸线向海淤进达200m, 甚至可能与人工岛相连形成连岛沙坝, 人工岛后两侧海滩侵蚀, 岸线向陆一侧蚀退最大距离达50m; 海滩在冬季波浪和人工岛共同影响下, 岸滩自北向南依次表现为稳定、侵蚀、淤积、相对稳定、略有侵蚀或淤积、侵蚀、淤积的冲淤变化特征。     

华南休闲海滩沙坝触发的裂流风险及特征研究

为应对频发的致命性海滩溺水事故，自然资源部开展了我国首次滨海旅游区裂流灾害技术调查，在华南地区发现大量滨海休闲海滩存在浅滩沙坝和裂流现象。作为全国调查的部分成果，本文应用多种方法研究了广东省3个热门海滩沙坝触发的裂流机理、特征和演变规律。地形动力计算和卫星影像显示了沙坝形态、岸线形状以及裂流的高度动态性，尤其在青澳湾裂流呈现非常规的反季节变化，冬季风险较高而夏季风险较低。在相位解析水动力数值模拟中，裂流表现出对沙坝形态、浪高、浪向的高度敏感性。沙坝间较宽间隙会产生尺寸较大的裂流区，但比起窄沟槽不一定伴随更强的流速。当大部分水流集中从邻近的较宽通道回流入海时，部分窄沟槽几乎没有裂流产生。裂流流速与浪高成正比与入射角成反比。数值模拟结果表明，当入射角达到10°～30°时，沿岸流会取代离岸流占主导地位。现场调查也验证了在低潮时，较浅的水深会放大水流和波浪的地形效应，导致裂流风险加剧。本文研究结果可为滨海旅游区裂流灾害的工程减缓措施和公共警示提供有益参考。未来将会持续开展针对特定岸线的长期观测，以为裂流预警报和风险管控积累足够的统计数据。     

天津港水域围垦条件下的水动力变化分析

本研究旨在讨论天津滨海新区的围垦对其附近水域水动力和悬沙输运所造成的影响,并进行定量评估。在天津港南部、北部海域分别选取4个站位进行了全潮水文观测,获取了流速剖面、悬沙浓度剖面数据,并据此计算了底切应力、潮不对称性以及余流。结果表明,底部悬沙浓度与流速、底切应力存在相位一致性,绝大部分站位的沉积物都呈现向岸净输运的趋势,悬沙通量分解显示潮汐捕捉项是该区域悬沙输运的主要贡献项;围垦愈增的2009～2015年,天津港北部潮不对称性增强,向陆的单宽悬沙输运率由20.15 g/(m·s)变至24.92 g/(m·s),而南部海域潮不对称性减弱,向陆的单宽悬沙输运率从37.75 g/(m·s)减小至6.37 g/(m·s)。综上,持续地围垦可能导致天津港附近海域的水动力条件改变,推测北部潮滩淤涨可能加快,而南部淤涨速率减小。     

海岸沙坝剖面和滩肩剖面特征研究

通过物理模型实验研究了海岸沙坝剖面和滩肩剖面的形成和演化过程,给出了稳定的沙坝剖面和滩肩剖面的几何特征。实验中考虑了两种初始坡度(1∶20和1∶10)和不同波高的规则波和不规则波,讨论了不同初始坡度海岸上破碎波空间分布特征。结果表明,沙坝产生后存在向岸和离岸两种运动形态,但最终将停留在稳定位置。稳定的沙坝剖面对应不同初始坡度和波浪存在不同的大沙坝和小沙坝分布。沙坝剖面由长时间小波高波浪序列作用后可转化为稳定滩肩剖面,该剖面不依赖于波浪和初始坡度。实验也给出了平衡剖面与理论曲线的对比以及剖面上泥沙粒径的分布。     

粤东后江湾海进海岸沉积特征和地貌发育

依据地质钻探和海滩观测资料，分析了后江湾海岸在海进作用下，海岸形成海进地层层序。滨面遭受侵蚀并正在后退和变陡。晚更新统陆相杂色粘土层和砾砂层直接暴露于海底。在海域供沙不足的情况下，整个海湾的海滩被侵蚀后退，而海滩各岸段侵蚀程度存在差异。     

福建江田下沙沙滩沉积地貌组合对台风的响应模式

利用福建长乐江田下沙砂质海滩台风前后两次野外调查资料,探讨了该处沙滩地貌和沉积物组合分布的基本特征;初步研究了该处沙滩对0418号台风“艾利”的响应模式.研究结果表明,下沙沙滩剖面沉积物以细砂和中细砂为主,台风前后采集的18个样品中,细砂6个,占总样品量的33%;中细砂11个,占总样品量的61%.沉积物结构上具有三维均匀性,沉积特征单一.剖面地形具有典型的夷直海岸特点,前滨滩面宽阔平坦,后滨沙丘带发育,岸线平直.受台风“艾利”作用,剖面后滨和高潮带遭受严重侵蚀,后滨低沙丘带平均蚀退超过6m,并出现高度为0.5~1.0m间的直立侵蚀陡坎.海滩沉积物对台风的响应相对较弱,台风过后剖面表层沉积物的平均粒径(Mz)均值由2.48变为2.39,粒度稍有变大;分选系数(σi)平均值由0.52变为0.63,分选稍有变差;偏度(Ski)平均值由-0.02变为0.01,峰态(Kg)平均值由0.96变为1.13;偏度和峰度没有明显变化.剖面底层沉积物对0418号台风“艾利”的响应特征与表层沉积物的沉积响应相似.     

波浪动力因素变化对沙质岸滩演变的影响

通过波浪水槽实验,对海平面变化造成的波浪动力因素改变引起的沙质岸滩形态响应开展机理性研究。实验采用1∶10单一沙质斜坡概化岸滩,利用3种不同实验水深模拟海平面变化,考虑椭圆余弦波、非规则波、规则波和孤立波4种类型波浪作用。实验对波浪在斜坡上的传播变形、破碎、上爬和回落过程的波高及波浪作用后的岸滩地形进行了测量。实验结果表明,椭圆余弦波、规则波和非规则波作用下,平衡岸滩呈现出滩肩形态,孤立波作用下则呈沙坝形态。海平面上升造成波浪动力增强,沙质岸滩平衡剖面形状基本保持不变向岸平移,槽谷、滩肩、沙坝位置以及岸线蚀退距离,均呈现出良好规律性。     

设计彩沙示踪法研究滨海沙滩底沙运动--以厦门大学滨海沙滩为例

本文设计彩沙示踪法于厦大滨海沙滩东段进行试验 ,取得了沙粒运动方向、最大运移速度、扩散范围、沿岸输沙率及粒度分异运移状态等定量数据 ,弥补了以往示踪法难以定量分析的缺陷。结果表明 :调查期间 ,厦大滨海沙滩东段沙粒运动是构成厦门岛南岸岸滩在偏东向波浪作用下形成的西南向沿岸漂沙之一个环节 :沙粒大体平行岸线向北运动 ;沙粒沿岸最大运移速度为 2 0 0m/d ;经一个潮周期 ,沙粒向两侧的最大横向扩散距离为 2 0m ,最大垂直扩散深度达 7cm ;岸滩横断面沿岸输沙率为 42 5t/d ;在该岸段沿岸漂沙中 ,粗粒沙偏向低潮带一侧 ,而细粒沙偏向高潮带。     

海平面变化及其海岸响应

第四纪气温的大幅度冷暖变化，导致全球海平面的变化，引起陆架海侵扣海退。海岸上的各种地貌如海滩、沙坝、三角洲扣陆架沙脊等响应海平面升降而发生新的演化扣变异。东海陆架古岸线、围绕古岸线发育的陆架沙脊、陆架深切河谷扣河谷充填沉积以及冰后期海进型扣海退型沙坝的形成乖演化等沉积事件都是响应海平面升降的结果。近百年来特别是近30年全球海平面普遍上升，引起风暴潮的频度扣幅度的增大。近岸波能增强，越滩浪增多，导致海滩侵蚀，岸线后退。Bruun法则扣其他一些模型能够说明海滩随海平面上升而蚀退的规律，但在预测速率时仍存在很多问题。使用时应注意海平面变化的区域性、海滩发育的滞后性和海滩蚀退因素间的权重关系。     

山东乳山市白沙滩沙坝泻湖沉积体系

根据实际观测和勘测资料,介绍和总结了白沙滩沙坝、泻湖、潮流通道和外潮流三角洲等地貌单元的沉积特征和演化机理,分析了它们之间的依存演化关系.白沙滩沙坝是由全新世不同时期3条沙嘴拼贴而成的,沙坝发育导致泻湖出现.当沙坝扩展时泻湖水面缩小,当泻湖扩展时沙坝变窄,在沙坝泻湖交接地带二者呈犬牙交错关系.潮流通道增强直接影响潮流三...