北海银滩响应台风作用的动力地貌过程

极端高能事件影响下的海滩动力地貌过程直接关乎岸滩稳定及海堤安全。本文基于2020年16号台风“浪卡”前后北海银滩顺直岸段的剖面高程及表层沉积物等资料, 探究了中等潮差的顺直响应台风作用的地貌变化机制。结果表明: 1) 台风后海滩地貌表现为冲流带的大型沙坝消失, 后滨沙丘-滩槽体系被削平, 滩面坡度趋于平缓。2) 银滩沉积物均以中砂、细砂和极细砂为主, 三者占比超过95%; 台风后, 高潮位带沉积物变细, 低潮位带沉积物变粗, 沙坝附近则出现粗细交错式变化; 银滩中高潮位带滩面响应台风过程的特征与强潮型海滩相似, 呈现消散型海滩的特征, 而低潮位带滩面则因大型沙坝的作用而呈现弱潮型海滩特征。3) 台风期间波浪是影响海滩的主要动力因素, 海滩地形影响了近岸水动力的表现形式, 从而改变了沉积物的粒径分布。     

1211号台风对浙江象山皇城海滩剖面的影响分析

通过对浙江象山皇城海滩地形地貌的现场调查,对比分析了1211号台风"海葵"登陆象山前后海滩剖面的蚀积变化,探讨了该处海滩对1211号台风"海葵"的响应特征。研究结果表明,在2012年8月台风"海葵"过境期间,皇城海滩从总体上看,剖面表现为上冲下淤,平面表现为北冲南淤,其后滨沙丘蚀积变化剧烈,海滩沉积物总收支变化不大。皇城海滩不同岸段剖面对台风"海葵"的响应特征不同,切线段以淤积为主,过渡段、遮蔽段以侵蚀为主,且遮蔽段在三个岸段中变化最小,台风响应强度最弱。台风路径走向、岬湾海滩相对台风的走向和岬角突出程度是其对台风响应强度的重要影响因素。     

海南岛东北部海滩侵蚀与恢复对连续台风的复杂响应

在连续台风作用下海滩的侵蚀与恢复是一个复杂的过程。基于海南岛东北部木兰-抱虎湾海滩的现场调查,对比分析台风"威马逊"和"海鸥"登陆前后海滩剖面和后滨沉积物的动态响应。结果表明,超强台风"威马逊"引起海滩的严重侵蚀和强烈的泥沙输移,在木兰湾海滩主要表现出由北向南沿岸海滩的差异性变化,在抱虎湾各海滩变化较为相近;后继登陆台风"海鸥"引起海滩显著堆积,对海滩主要起恢复作用,木兰湾海滩恢复效果明显,海滩后滨沉积物趋于恢复至台风前的状态,由于抱虎湾水下珊瑚礁及近岸岩礁地貌减缓了台风对该处海滩的侵蚀和堆积作用,抱虎湾海滩表现出与台风前较大差异性。两处海湾海滩的不同走向及台风的风向变化也是造成海滩不同响应的重要原因。研究将有助于更好地理解海滩对连续台风作用的复杂响应。     

海口湾中间岸段海滩剖面短期时空变化及沉积动态分析 *

海滩的演变特征是海岸地形动力学研究的一个重要内容。基于在海口湾假日海滩连续33d的地形剖面观测数据和台风前后表层沉积物粒度参数数据, 分析了海口湾中间岸段海滩剖面及沉积物变化特征。利用经验正交函数分析, 得出观测期间海口湾海滩有4个主要模态, 分别对应于涌浪对海滩的建设过程、当地风浪对海滩的侵蚀过程、台风对海滩的侵蚀过程和海滩特征地形的调整过程。研究结果表明: 涌浪和风浪对海滩剖面的作用受到了潮位调制的影响; 海口湾海滩显示出遮蔽型海滩变化特征; 沉积物粒度参数对海滩变化反应敏感, 可以提供丰富的海滩演变信息。     

基于高频观测数据的徐闻青安湾海滩对台风“贝碧嘉”的响应研究

风暴是造成海滩剧烈变化的重要因子。由于观测环境的恶劣,目前极少有风暴过程中海滩响应的现场高频观测工作。本研究在2018年台风“贝碧嘉”期间对徐闻青安湾海滩开展了历时6天半的高频观测,获得了全时水动力要素和164组逐时海滩滩面高程变化数据。通过分析表明:(1)青安湾海域风暴增水及波浪受控于海南岛?雷州半岛特有的地形地貌和台风“贝碧嘉”的多变路径,增水稳定在0.38～0.5 m之间,而波高先由0.78 m衰减至0.43 m,再增加至0.56 m;(2)海滩剖面地形变化总体表现为滩肩侵蚀,形成水下沙坝,滩肩响应过程分为快速向下侵蚀、缓慢侵蚀至最大值、振荡回淤恢复3个阶段,台风期间滩肩振荡恢复幅度可达最大侵蚀深度的1/4;(3)海滩的风暴响应过程主要由4个模态耦合而成:第一模态体现大潮滩肩侵蚀生成水下沙坝过程;第二模态体现风暴滩肩侵蚀,补偿大潮滩肩侵蚀位置和进一步促进沙坝形成过程;第三模态揭示了波浪二次破碎位置的上冲流和离岸底流使泥沙发生双向输移过程;第四模态表明台风大浪使得碎波带内泥沙大量悬浮,在沿岸流和离岸流作用下部分悬沙进入深水区,可能造成海滩泥沙的永久亏损。     

浙江朱家尖岛东沙海滩对热带风暴“娜基莉”的响应及风暴后的恢复

海滩对风暴的响应及风暴后海滩的恢复过程一直以来都是国内外海滩研究的热点。本文通过对浙江舟山市朱家尖岛东沙海滩地形地貌的现场调查,对比分析了热带风暴"娜基莉"影响下东沙海滩剖面的蚀积变化,探讨了海滩在热带风暴发生后的恢复情况。结果表明,在"娜基莉"影响期间,因风暴浪为向岸浪,东沙海滩几乎遭受全线侵蚀,12个剖面单宽侵蚀总量为73.46 m3/m,其中海滩直线段较两个遮蔽段侵蚀显著。由于海滩在风暴前进方向的左侧,且"娜基莉"距东沙较远,使得东沙海滩普遍侵蚀但强度较小。东沙海滩在热带风暴后的恢复过程中,不同部位的地貌调整和冲淤变化不同,下岬角遮蔽段基本趋于稳定,直线段和上岬角遮蔽段在恢复过程中因受海滩季节性调整的影响呈现持续侵蚀。     

强潮海滩响应威马逊台风作用动力沉积过程研究——以北海银滩为例

研究台风影响下的海滩沉积过程不仅可加深极端海况下的海滩冲淤变化理解,而且有利于海滩资源的保护与海岸工程保护。以强潮海滩——北海银滩为例,通过采集北部湾海区1409号威马逊超强台风作用前后的沉积物、剖面高程及水文资料,探讨强潮海滩的动力沉积过程。结果表明:1)台风作用前后的海滩沙丘-滩肩-沙坝体系的地貌状态基本不变,其中沉积物组分均为砂,细砂、极细砂和中砂三组分平均含量占所有组分的95%以上;与台风作用前比较,台风后的地貌在维持先前形态的条件下,发生局部侵蚀和后退,沉积物相对变粗且细砂含量增加了10%。2)台风作用后后滨沙丘侵蚀,且沉积物滚动组分增加;冲流带和滩肩前缘沉积物的搬运由双跳跃转为单一的跳跃形式。3)台风作用前后的海滩沉积物主要变化过程可由两个模态表征,其中主要模式反映了台风作用前后的海滩以细砂为主的动力沉积变化特征,该模式受控于区域波浪和潮汐的长期耦合作用,并以波浪为主导因素。台风作用前的次要模式反映潮汐作用控制下的海滩沉积横向振荡特征;台风作用后的次要模式表征了台风影响下的海滩横向沉积物偏粗、冲流带-低潮带振荡及其沉积分异过程。     

海滩-珊瑚礁系统风暴响应特征研究——以1409号台风“威马逊”对清澜港海岸影响为例

珊瑚礁海岸在我国热带地区广泛发育,海滩-珊瑚礁海岸的动力地貌过程是认识该类海岸的关键。本文基于对海南铜鼓岭-高隆湾岸段的台风"威马逊"前后跟踪观测,讨论了海滩风暴响应特征及其与珊瑚礁发育之间的联系。结果表明该岸段海滩在"威马逊"风暴作用下响应最为剧烈的区带位于平均海平面(MSL)以上,表现为后滨冲越,以及岸线蚀退、滩肩变窄、滩面侵蚀等响应特征。海滩风暴响应特征与近岸珊瑚礁发育密切相关,在无珊瑚或珊瑚受损的岸段海滩响应剧烈,剖面平均变化率(MPC)为其他岸段的3~6倍,珊瑚礁通过消耗波能对相邻海滩提供良好保护。海滩-珊瑚礁系统对风暴的响应特征受控于珊瑚礁对海岸波浪的消耗能力和海滩固有的缓冲能力。基于本文研究结果,归纳出风暴极端动力条件下海滩-珊瑚礁海岸的4种风暴响应模式。     

琼州海峡南岸海滩剖面动态变化特征分析

海滩地形变化是复杂的地形动力过程作用的结果,包含着诸多的时间和空间尺度特征信息。本研究利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）,对2018年4月至2019年3月的琼州海峡南岸铺前湾、海口湾和澄迈湾海滩剖面数据进行了分析。结果表明：①前3个时空函数可以代表琼州海峡南岸海滩主要变化模态。其中第1模态都表现为淤积,铺前湾和海口湾海滩呈现夏秋淤 冬春冲的季节性特征,澄迈湾为夏秋冲 冬春淤的季节性特征。第2、3模态则可能是风暴作用、潮位影响下的沉积物在滩面上的迁移或波浪随潮位变化引起,与海湾区域地形、入射波向、泥沙来源、潮差、波高、风暴路径等有关。②铺前湾和海口湾海域建设的人工岛加剧了海湾的遮蔽程度,促进了海湾部分岸段海滩淤积,海滩还要一段时间才能达到新的平衡。③作为次控因素之一,观测期间台风对海滩的影响程度有限。同时,海滩对台风响应与台风强度、登陆距离、相对台风的方位以及当地地形遮蔽程度密切相关。     

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。     

楮岛沙滩不同时间尺度变化特征与波能流密度相关性探讨

在波浪和水流的作用下,泥沙在不同时间尺度下的运动会引起沙滩的冲淤演变,对海岸资源有重要的影响。因此,了解沙滩季节性演变规律,并采取针对性的防护措施,是近岸沙滩亟须解决的问题。目前,现场观测是研究沙滩剖面冲淤演变的重要方法,通过沉积物组成、岸滩坡度及波浪动力的时空变化,了解沙滩剖面的变化特性,对于沙滩管理和海岸保护具有十分重要的意义。基于2017年9月—2019年11月在荣成楮岛南岸沙滩每个月采集一次的剖面数据,以及波浪动力数据,分别探究了沙滩在不同时间尺度下的变化特征,并对沙滩变化特征与波浪动力因素的相关性进行了探讨。研究发现：楮岛南岸沙滩形态变化具有较强的季节性特征,春季沙滩比较稳定;夏季沙滩受台风影响侵蚀严重,但在风暴过后的短时间内,沙滩泥沙恢复较快;冬季沙滩恢复速度逐渐减缓并趋于稳定。在夏季和冬季期间,波能流密度的向岸分量对楮岛南沙滩的演变产生重要作用,而且波能流密度向岸分量的均值（选取数据采集前15 d的波浪条件参与计算）与沙滩体积的相关性最好,并给出了两者的线性拟合公式。     

广西北海银滩侵蚀动力研究

广西北海银滩是一处典型的强潮海滩,以滩面宽阔、砂质纯白为特征,为当地的一处著名旅游景点。近年来银滩也出现了岸线后退、滩肩消失、沉积粗化等侵蚀迹象。为了研究银滩侵蚀的动力机制,本文对银滩海水浴场当前的滩面高程、坡度以及滩面后退距离特征进行了调查和分析。并基于2016?2018年间的滩面高程动态变化,分析了冬、春季风浪和台风期间水位、波浪特征与滩面侵蚀之间的关系,并进而探讨了最有可能造成银滩侵蚀的台风路径。研究表明,1985年以来的滩面最大后退距离为80 m,侵蚀造成海滩上部滩面坡度降低,使得海滩上部的剖面形态向上凸状转化。冬、春季节的风浪叠加高水位可能会造成一定程度的滩面侵蚀,并在海滩上部形成脊槽地貌,但是这种侵蚀会被夏季西南向涌浪导致的回淤所恢复。造成银滩侵蚀后退的主要原因是2003年以来风暴潮重现频率增加。发源于西太平洋,经海南岛北部或雷州半岛进入北部湾的台风可以导致显著的海岸增水,最易于引起强烈的海滩侵蚀事件。银滩东侧的渔港码头阻断了自东向西的泥沙沿岸净输运,也是加剧银滩侵蚀的重要因素。     

基于Argus图像的舟山东沙海滩对连续风暴的响应研究

海滩对风暴的响应是一个复杂的过程,尤其在连续风暴发生时。本研究利用Argus视频监测系统拍摄的连续图像,从海滩地貌、剖面、海滩滨线、海滩宽度等方面,定量分析了舟山东沙海滩对连续风暴"马勒卡"和"暹芭"的响应特征,并初步探讨了影响海滩地形地貌变化对连续风暴响应的因素。结果表明:(1)风暴"马勒卡"发生后海滩单宽体积变化量平均值为?73.75m3/m,风暴"暹芭"发生后海滩单宽体积变化量的平均值为?54.56m3/m,风暴"马勒卡"使整个海滩滨线平均后退14.75m,风暴"暹芭"使得海滩滨线相对于两次风暴前后退10.91m;(2)在海滩自身因素、外部动力因素以及人类活动等共同作用下海滩对连续风暴产生了复杂的响应。     

不同沉积物养护海滩对台风响应的差异性研究

本文通过对厦门天泉湾人工卵石滩和会展人工沙滩在1614“莫兰蒂”超强台风影响前后的典型剖面监测,结合水文动力要素的观测和数值模拟,计算了台风影响过程的波浪场、总水位,分析了剖面形态和台风过程的剖面平均变化量。结果表明,强潮海岸人工卵石滩与人工沙滩对台风响应的特征明显不同,人工卵石滩横向上大部分卵石向岸输移堆积,滩面侵蚀,滩肩堆积形成更高的风暴滩肩,坡度明显变陡。而人工沙滩则表现为明显的沉积物离岸输运,上部滩面侵蚀,下部滩面淤积,滩面坡度明显变缓,受台风登陆后的强烈向岸风作用,滩肩顶有所夷平,滩肩高度变化很小。海滩滩肩在台风过程中是否侵蚀与台风登陆和影响过程的总水位(天文潮、风暴增水、波浪爬高)密切相关,两个人工海滩的风暴响应模式均为冲蚀;台风影响过程中,波浪能量相对强、滩面坡度相对陡的人工卵石滩比人工沙滩的剖面平均变化量小,对于台风的响应程度小,在强侵蚀高能海岸采用砾石等粗粒径沉积物进行海滩养护是减缓砂质海滩侵蚀的一种有效手段。     

Applications of EMD to analyses of high-frequency beachface responses to Storm Bebinca in the Qing'an Bay,Guangdong Province,China

On average, five to six storms occur in the Qiongzhou Strait every year, causing significant damage to coastal geomorphology and several property losses. Tropical Storm Bebinca is the most unusual and complex storm event that has occurred in this region over the last 10 years. To detect the high-frequency beachface responses to the storm, a pressure sensor was deployed in the surf zone to record the free sea surface height, and the heights of grid pile points on the beachface were measured manua...     

厦门岛海滩剖面对9914号台风大浪波动力的快速响应

根据 9914号台风发生前后对厦门岛滨岸海滩剖面地形的重复测量结果及有关台风要素和潮位的实测资料 ,探讨了台风袭击厦门岛期间海滩的变形特征和侵蚀状态。分析得出 ,海滩地形受台风暴浪冲击普遍发生急剧变化。横向冲淤变形以东岸海滩为最剧烈 :滩肩蚀退可达 2 5m ;滩面呈上冲下淤 ,上段和滩肩的单宽冲蚀量达 30m3 /m ;下段单宽淤积量达 17m3 /m ;剖面类型由滩肩式断面向沙坝式断面转变。这种变形特点是在台风大浪波动力和潮位暴涨的双重作用下造成的。台风期间 ,沿岸输沙能力以北岸最高 ,南岸次之 ,东岸较低 ;且自南岸到东岸 ,随着沿岸输沙量减少 ,横向变形相应有增大的趋势。这是9914号台风以偏东方向袭击厦门的结果。表明不同方向海岸岸滩地形对同一台风大浪波动力作用具有不同响应特征。     

The effects of storms and storm-generated currents on sand beaches in Southern Maine, USA

Storms are one of the most important controls on the cycle of erosion and accretion on beaches. Current meters placed in shoreface locations of Saco Bay and Wells Embayment, ME, recorded bottom currents during the winter months of 2000 and 2001, while teams of volunteers profiled the topography of nearby beaches. Coupling offshore meteorological and beach profile data made it possible to determine the response of nine beaches in southern Maine to various oceanographic and meteorological conditions. The beaches selected for profiling ranged from pristine to completely developed and permitted further examination of the role of seawalls on the response of beaches to storms.

Current meters documented three unique types of storms: frontal passages, southwest storms, and northeast storms. In general, the current meter results indicate that frontal passages and southwest storms were responsible for bringing sediment towards the shore, while northeast storms resulted in a net movement of sediment away from the beach. During the 1999–2000 winter, there were a greater percentage of frontal passages and southwest storms, while during the 2000–2001 winter, there were more northeast storms. The sediment that was transported landward during the 1999–2000 winter was reworked into the berm along moderately and highly developed beaches during the next summer.

A northeast storm on March 5–6, 2001, resulted in currents in excess of 1 m s⁻¹ and wave heights that reached six meters. The storm persisted over 10 high tides and caused coastal flooding and property damage. Topographic profiles made before and after the storm demonstrate that developed beaches experienced a loss of sediment volume during the storm, while sediment was redistributed along the profile on moderately developed and undeveloped beaches. Two months after the storm, the profiles along the developed beaches had not reached their pre-storm elevation. In comparison, the moderately developed and undeveloped beaches reached and exceeded their pre-storm elevation and began to show berm buildup characteristic of the summer months.