海工建筑對(duì)周邊岸灘演變分析——以秦皇島市為例

韓曉慶，高偉明，甄彥龍，張蕓

（1.甘肅民族師范學(xué)院 歷史文化系 河洮岷文化研究中心， 甘肅 合作 747000；2.河北師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室， 河北 石家莊 050016）

海工建筑對(duì)周邊岸灘演變分析
——以秦皇島市為例

韓曉慶1，高偉明2，甄彥龍2，張蕓2

（1.甘肅民族師范學(xué)院 歷史文化系 河洮岷文化研究中心， 甘肅 合作 747000；2.河北師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室， 河北 石家莊 050016）

以多期地形圖、海圖，多時(shí)相航空影像圖、衛(wèi)星遙感影像，多年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，運(yùn)用“3 S”（ GIS、RS、GPS ）技術(shù)，系統(tǒng)分析了河北省秦皇島市50年來(lái)（1956年-2006年）海岸演變過(guò)程、動(dòng)因及規(guī)律，探討了海岸演變預(yù)測(cè)及對(duì)周邊岸灘的影響和環(huán)境效應(yīng)。結(jié)果表明，人工干預(yù)下岸灘演變對(duì)周邊海灘產(chǎn)生較大影響，表現(xiàn)為改變局部流場(chǎng)，促進(jìn)周邊岸灘的發(fā)育，形成秦皇島地區(qū)自然岸線整體侵蝕背景下的局部淤積現(xiàn)象，其演化特征為：海灘漸寬，年淤積量0.14 m～2.71 m。淤積速度減慢，0.04 m/a～0.7 m/a不等。坡度變緩，僅秦皇島煤一期突碼頭至人工填筑地海灘坡度即降低3.8°（ 1985 年-2006 年）；岸線弧度減小，年均變化0.083°～0.415°，灣頂位置逐年W、WWS向移動(dòng)；海灘組成物細(xì)化，海灘砂中值粒徑年均變化0.016 mm～0.035 mm。

岸灘演變；環(huán)境效應(yīng)；遙感分析

1 引 言

海岸帶是海洋與陸地交接的特殊地帶，是人類賴以生存和發(fā)展的重要場(chǎng)所，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的前沿地帶。海岸帶的變化，往往對(duì)海岸帶地區(qū)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失，備受世界各國(guó)關(guān)注[1-5]。因此，加強(qiáng)海岸帶演變研究對(duì)于沿海地區(qū)生態(tài)安全及可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 研究區(qū)概況

河北省的岬角港灣海岸位于東經(jīng)119°26.5′～119°50.7′，北緯39°48′～39°59.5′之間，分布于秦皇島市戴河口以北，至河北省與遼寧省交界處的張莊

[6]。

河北省岬角港灣海岸綿長(zhǎng)、開發(fā)歷史悠久。從公元前215年，秦始皇東巡“之碣石”，在北戴河和山海關(guān)海岸修建了規(guī)模宏大的行宮開始，到1924年，北戴河海濱已建別墅596幢[7]。自20世紀(jì)50年代中期開始，除新開辟的旅游海灘以外，以港口及突堤式碼頭為代表的海上人工建筑物的修建，不斷侵占沿海自然岸線，成為秦皇島自然狀態(tài)海岸逐漸減少的主要原因，至2006年，僅存42.7 km。隨著70年代省內(nèi)各大河流上游修建大型水庫(kù)，下游入海水量及泥沙量的急劇降低，整體岸線亦逐漸由淤積轉(zhuǎn)變?yōu)榍治g[8]。但海上人工建筑的存在，改變了局部海洋動(dòng)力，影響海工建筑周邊海岸沖淤狀況，形成整體侵蝕背景下部分淤積的獨(dú)特現(xiàn)象。本文自北向南選取鄰近人工建筑的具有代表性的8處岸段，并在此基礎(chǔ)上分析海工建筑的修建對(duì)周邊岸灘變化的影響(表1、圖1)。

表 1 研究區(qū)各岸段位置及長(zhǎng)度（2006年）Tab.1 Position and length of the study area

圖 1 研究區(qū)各岸段示意圖Fig.1 Sketch map of the study area

3 數(shù)據(jù)資料的選取與處理

3.1 數(shù)據(jù)資料

3.1.1 主要資料 選用覆蓋研究區(qū)，比例尺分別為1:50 000的1956年、1969年、1979年的3個(gè)年份共21幅地形圖，作為1979年之前提取岸線的主要依據(jù)。

衛(wèi)星影像選用自20世紀(jì)70年代以來(lái)的MSS、TM、ETM+、SPOT遙感資料作為主要數(shù)據(jù)源。其中，1979年為MSS影像，分辨率80 m，2000年后為ETM+影像，分辨率15 m，2006年為SPOT影像，分辨率2.5 m，其余皆為TM影像，分辨率為30 m，8個(gè)時(shí)段共11景。

3.1.2 輔助資料 除采用上述資料外，還采用部分年份的航空?qǐng)D片、海圖作為提取岸線信息的參考資料。

3.2 數(shù)據(jù)處理

本研究將上述資料校正到同一坐標(biāo)系下，以3期地形圖、8期衛(wèi)星遙感圖作為主要的數(shù)據(jù)來(lái)源，并將1979年地形圖與1979年遙感影像圖相互參考得出此年份岸線的相關(guān)信息，作為地形圖與遙感影像兩種不同數(shù)據(jù)源的銜接。

3.2.1 地形圖處理 首先，將地形圖以200 dpi進(jìn)行掃描[9,10]，然后利用MAPGIS 6.6的投影變換系統(tǒng)提供的生成標(biāo)準(zhǔn)圖框功能，設(shè)置與掃描地形圖相同的比例尺、橢球參數(shù)、地理坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)圖框，并轉(zhuǎn)存為200 dpi的.tiff格式的標(biāo)準(zhǔn)圖框圖像，作為幾何校正的參考圖像。經(jīng)ERDAS Image 8.6（以下簡(jiǎn)稱ERDAS）的Mosaic Images 功能，運(yùn)行Mosaic 工具輸出.img格式的拼接圖像。最后將覆蓋研究區(qū)的多幅圖像拼接成全景地形圖[11-12]。

3.2.2 遙感影像處理 利用 ERDAS 中的選擇多項(xiàng)式變換（Polynlmial）作為幾何校正模型(糾正變換函數(shù))。選取判斷圖像與校正參考依據(jù)對(duì)應(yīng)的同名點(diǎn)——GCP 點(diǎn)，用于控制計(jì)算、建立轉(zhuǎn)換模型及多項(xiàng)式方程。采用最近鄰點(diǎn)內(nèi)插法（Nearest Neighbor）進(jìn)行數(shù)字圖像重采樣，得到校正后的影像數(shù)據(jù)，并檢驗(yàn)誤差是否在允許范圍內(nèi)。利用ERDAS軟件中的Dataprep模塊中的Moisic Image功能，將多幅圖像拼接成整體，便于直觀的觀察研究區(qū)域及下一步信息的提取[13-15]。

3.2.3 岸線信息提取

3.2.3.1 地形圖岸線信息的提取 在制作地形圖時(shí)，岸線位置即采用大潮高潮線位置確定，除個(gè)別地區(qū)如河口等，須遵照上述岸線界定標(biāo)準(zhǔn)外，絕大部分地區(qū)的岸線可按照當(dāng)時(shí)地形圖上標(biāo)注的位置來(lái)確定。

3.2.3.2 遙感影像圖岸線信息的提取 將遙感影像圖進(jìn)行增強(qiáng)處理，并選取適當(dāng)?shù)牟ǘ危顾懡缇€明顯，同時(shí)參照海圖、航空?qǐng)D像等資料，用于修改岸線的細(xì)部，通過(guò)目視解譯最終確定岸線所在位置，從而形成不同年份，不同時(shí)段的岸線資料。

4 演變結(jié)果及環(huán)境效應(yīng)分析

4.1 演變結(jié)果

通過(guò)上述研究方法，結(jié)果表明：河北省岬角港灣海岸整體逐年向海推進(jìn)，年均變化0.4m～33 m 。1956年—1969年、1969年—1979年，是統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)內(nèi)變化幅度最小的兩個(gè)年份，其速率分別為：2 m/a和0.4 m/a（表2），與其他年份的數(shù)據(jù)相比，海向推進(jìn)的速度較小。

自 80 年代，岸線向海推進(jìn)的速率亦大幅增長(zhǎng)，1979年—1987年為24 m/a，是1969年—1979年的60倍。至1991年岸線向海推進(jìn)達(dá)到最高峰，為33 m/a。

之后增長(zhǎng)速度有所減緩，至2000年，其向海推進(jìn)速度已達(dá)歷年人為作用影響下的最低值——13 m/a。2000年—2006年，年均向海推進(jìn)32 m，其中前期變化速度較慢為19 m/a，后期速度增長(zhǎng)較快，年均海向推進(jìn)51 m，其速率在所有統(tǒng)計(jì)年份為最高。

表 2 河北省岬角港灣海岸距離變化表Tab.2 Changes of distension in rocky coast of Hebei Province

1956年—2006年，河北省岬角港灣海岸向海推進(jìn)共計(jì)782 m，年均變化15.6 m/a；其中，1956年—1979年，岸線向海推進(jìn) 27 m，年均變化1 m/a；1979年—2006年，其間岸線向海推進(jìn)755 m，年均變化28 m/a，其增長(zhǎng)速度幾乎為前者的28倍。

4.2 岸線演變對(duì)周邊岸灘影響分析

4.2.1 港口工程岸線變化對(duì)周邊岸灘影響分析

4.2.1.1 人工岬角港灣 港口工程及其他突入海中的人工建筑物，如突堤碼頭、棧橋碼頭、伸向海中的防波堤及人工填筑區(qū)等，與其之間自然岸灘形成岬角港灣。在人工岬角處波浪輻聚，波能集中；在港灣處隨著波浪輻散及水深變淺，波能擴(kuò)散，波浪攜沙力亦有所降低，泥沙逐漸沉積，促使港灣處岸灘發(fā)育。

人工岬角港灣分為兩種，一種是兩端岬角皆為人工建筑，稱之為人工—人工岬角港灣，與之相對(duì)的另一種人工岬角港灣則表現(xiàn)為，一端是人工建筑，另一端則為自然岬角，即自然—人工岬角港灣。研究區(qū)域中，3、4、8屬前一種類型，1、7屬后者。

（1）人工—人工岬角港灣

第 3 岸段，海岸整體呈緩慢淤進(jìn)趨勢(shì)，1979年—1987年為岸灘發(fā)育之初、海向淤進(jìn)速度較快時(shí)期，海灘寬度整體增加2 m，年均變化0.25 m，岸灘弧度減少0.03 π（ 表 3 ）。自弧頂向東、西兩側(cè)淤進(jìn)量漸大，其中，近西側(cè)填筑地岬角處變化最明顯，最寬處增加9.6 m，年均淤進(jìn)1.2 m。東側(cè)近秦皇島煤港處海灘寬度由19 m增至24 m，年均0.63 m；1987年—1998年，岸灘增長(zhǎng)速度有所減緩，年均淤進(jìn)0.18 m，與前期相比減少28%，岸灘弧度減至0.141 π。西側(cè)最寬處增加7 m，東側(cè)淤進(jìn)3 m，年均增長(zhǎng)0.27 m；1998年—2006年，岸灘增長(zhǎng)速度持續(xù)下降，年均淤進(jìn)僅0.13 m，同期岸灘弧度減少0.015 π，即2.7°。

表 3 秦皇島煤碼頭西—填筑地岸灘變化統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Coastal changes between the west of coal dock and the stuff area

海灘整體淤積的同時(shí)，還表現(xiàn)出西側(cè)岬角處淤進(jìn)速度優(yōu)于東側(cè)的特點(diǎn)，至2006年西側(cè)岸灘最寬處已增至42 m，東側(cè)則為28 m。灣頂位置逐年西移，與1979年相比，2006年灣頂西向移動(dòng)7 m（圖2）。

圖 2 秦皇島煤碼頭西—填筑地岸灘變化Fig.2 Coastal changes between the west of coal dock and the stuff area

（2）自然——人工岬角港灣

以第1、7段岸線為代表。自然條件下的第 1段岸線，除受波浪傳播過(guò)程中港灣處波能輻散，造成該區(qū)域淤積外，由于山海關(guān)船廠防波堤攔截部分西向傳播的沿岸流，其西側(cè)產(chǎn)生不完全波影區(qū)，并發(fā)生波浪繞射作用，波能沿波峰線作側(cè)向傳遞進(jìn)入波影區(qū)，能量大為減少，泥沙在此沉降，海灘自建港后逐年淤積。繞過(guò)防波堤的沿岸流直接沖刷灣頂區(qū)域海灘，造成岸灘的侵蝕。此后沿岸流攜帶侵蝕的泥沙物質(zhì)西向移動(dòng)，受老龍頭岬角處的阻滯作用，并在此沉積。但該處海灘旅游價(jià)值較高，在逐年人工填沙護(hù)灘等人為作用的影響下，使得岸灘整體仍呈海向淤積態(tài)勢(shì)。1979年—1987年岸灘演變以快速海向淤進(jìn)為主，整體變化速度0.94 m/a，海灘弧度減少 0.005 π，即0.9°。弧頂以西岸灘淤進(jìn)速度為1.88 m/a，是東部增長(zhǎng)速度的5倍；1987年—1998年，岸灘整體海向推進(jìn)速度有所減緩，年均0.57 m。其中，弧頂西部岸灘最寬處增至68 m，年均淤進(jìn)1.45 m，同期東部最寬處僅23 m，為西部岸灘的1/3；1998年—2006年，海向淤進(jìn)3.1 m，變化速度持續(xù)降低，為0.39 m/a，與前期相比下降23%。西部最寬處為75 m，位于錦鐵療養(yǎng)院海灘，東部最寬處位于交通部職工療養(yǎng)所外側(cè)海灘，為24 m，年均淤進(jìn)僅0.14 m（表4、圖3）。

表 4 山海關(guān)船廠西側(cè)—老龍頭東北角岸灘變化Tab.4 Coastal changes between the west of Shanhaiguan dockyard and the northeast of Laolongtou

圖 3 山海關(guān)船廠西側(cè)—老龍頭東北角岸灘變化Fig.3 Coastal changes between the west of Shanhaiguan dockyard and the northeast of Laolongtou

4.2.1.2 形成波影區(qū) 突于海中的碼頭或防波堤在其下游形成的隱蔽的波影區(qū)，處于該區(qū)域的波浪，流速減慢、攜沙力降低，大量的泥沙在此范圍內(nèi)近岸沉降，海灘淤積，并由人工建筑根部向遠(yuǎn)處淤積量逐漸減少，以至岸灘變化平衡。

以第5、6段岸線為代表。建于20世紀(jì)90年代初的第6處海岸防波堤，使其西側(cè)局部海域的ENE向主波浪大為減弱，并由SSW向波浪取代，促使防波堤西側(cè)局部岸段產(chǎn)生向東北方向運(yùn)移的泥沙流，進(jìn)而使防波堤西側(cè)海灘逐年淤積。

1991年—1998年，波影區(qū)岸灘淤積量較大，整體變化速度達(dá)2.7 m/a，岸線弧度減少0.028 π；1998年—2006年，岸灘淤進(jìn)14 m，年均1.8 m，較前期速度減緩26 %，岸線弧度減少0.046 π，即8.28°（表5）。

表 5 湯河西側(cè)海上運(yùn)動(dòng)中心西側(cè)波影區(qū)岸灘變化Tab.5 The coastal change of the west of sea sport center in Tang River

防波堤西側(cè)為1954年修筑的戰(zhàn)備碉堡，當(dāng)時(shí)距海岸線約170 m，之后因海灘連年受蝕后退，碉堡逐漸侵入海中，至1985年距岸線約40 m。20世紀(jì)90年代初水上運(yùn)動(dòng)基地防波堤的修建改變了沿岸水動(dòng)力條件，使該處海灘由侵蝕轉(zhuǎn)為淤積，至1991 年12月，該碉堡又重新現(xiàn)于沙灘之上，且距水邊線51 m；至1998年該碉堡所在地（原碉堡被炸掉，并在其底座之上修建一涼亭）距水邊線已達(dá)85m，淤積速度近 5 m/a；2006年間距進(jìn)一步擴(kuò)大，為105 m （圖4）。亦即防波堤的修建，使海灘在1991年—2006年間重新淤長(zhǎng)約145 m，年均淤進(jìn)量近10 m。

圖 4 湯河西側(cè)海上運(yùn)動(dòng)中心西側(cè)波影區(qū)岸灘變化Fig.4 The coastal change of the west of sea sport center in Tang River

4.2.1.3 對(duì)沿岸泥沙的攔截 河流入海的泥沙及海岸遭侵蝕而形成的砂礫，在沿岸泥沙流的作用下為沿岸各地海灘的發(fā)育不斷提供沙源。一旦突于海中的突堤碼頭及防波堤截?cái)嗔搜匕赌嗌尺\(yùn)移，將會(huì)對(duì)海灘發(fā)育帶來(lái)影響。通常情況下，此類港口工程來(lái)沙一側(cè)海灘淤長(zhǎng)，而另一側(cè)除工程根部波影區(qū)可能淤積外，下游地區(qū)海灘則因沙源虧損而遭侵蝕。

以第2段岸線為代表。第2段岸線東側(cè)緊鄰石河，沿岸流攜帶入海泥沙西向運(yùn)移，使本段岸灘逐年淤進(jìn)。1975年石河水庫(kù)的修建，其下游入海水量及泥沙量逐年減少，本區(qū)域亦停止以河口及西側(cè)地區(qū)為中心海向淤進(jìn)，變?yōu)橹鹉昵治g。侵蝕的泥沙為沿岸流所攜帶，至20世紀(jì)80年代末修建的沙河口東側(cè)防浪堤，受其阻擋逐漸淤積。

2003年，于石河原西側(cè)出?？谝晕? 000 m處，修建一海上公園平臺(tái)，向海最遠(yuǎn)端180 m，其東側(cè)阻擋部分沿岸流，并逐漸淤積。至2006年，緊鄰平臺(tái)東側(cè)根部淤積最大處為40 m，西側(cè)波影區(qū)淤積約5 m。平臺(tái)西側(cè)500m 處海灘開始出現(xiàn)侵蝕，蝕退最大變化速度為1 m/a，與未建此平臺(tái)前相比，侵蝕速度增加 0.4 m/a。至沙河口東部溝渠寨漁港防波堤，阻滯西向沿岸流，其東側(cè)又出現(xiàn)部分淤積，最寬處近20 m。漁港防波堤西側(cè)原為沙河入?？?，屬堆積岸灘受蝕嚴(yán)重，細(xì)小顆粒泥沙皆被波浪掏蝕，沖刷至水下岸坡及下游，僅留顆粒較大的礫石，形成獨(dú)特的礫石灘地貌。

5 岸灘變化特征及原因分析

5.1 海灘漸寬，淤進(jìn)速度減慢，坡度變緩

在所統(tǒng)計(jì)的上述岸灘中，除第2段部分岸線出現(xiàn)侵蝕外，其余各段均為淤積岸灘，年淤積量0.14 m～2.71 m不等。其中，第6 岸線淤積速度居各岸段之首，1991年—2006年，淤積量達(dá) 33 m，年均海向推進(jìn)2.2 m，淤積速度之所以如此之快，除受其他各處岸灘所處的波影區(qū)海洋動(dòng)力較弱的影響外，最主要是由其獨(dú)特的地理位置所致。該區(qū)域主要物源地——湯河緊鄰其東，入海泥沙在西向沿岸流的攜帶下首先在此處沉降，加之 SSW 向次主向波浪將越過(guò)防波堤的泥沙流再次運(yùn)移至附近岸灘，造成本段岸灘快速淤積。

從多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，各段岸線淤進(jìn)速度皆有所減緩，變化速度0.04 m/a～0.7 m/a不等。其中，第3段岸線，1979年—2006年，淤進(jìn)速度為0.18 m/a，1998年—2006年僅為0.04 m/a，為同期相同類型各岸段淤積速度最慢的區(qū)域。其原因?yàn)?，本段岸灘雖東有秦皇島煤碼頭、西有填筑地庇護(hù)，水動(dòng)力條件微弱，易于泥沙物質(zhì)的沉降，但距本區(qū)域主要的泥沙物質(zhì)來(lái)源地——石河已較遠(yuǎn)，且沿岸泥沙流在西向移動(dòng)過(guò)程中，受秦皇島煤港、油港，尤其是煤五期及輔建區(qū)（后者海向推進(jìn)近 3 km ）的阻滯作用，加之中途基本沒(méi)有物源補(bǔ)給，沿岸流所攜泥沙含量已非常低，故淤積量與其他地區(qū)岸灘相比較低。新開河位于其西側(cè)，但其入海水量及泥沙量已極少，且在西向沿岸流的作用下，基本補(bǔ)給了第4段岸灘的發(fā)育，泥沙極少到達(dá)本區(qū)域，也進(jìn)一步致使第 3 段海灘淤積緩慢。

此外，坡度逐漸變緩也是各岸段表現(xiàn)出的共同特征。以第3段岸灘為例，據(jù)1985年海灘剖面測(cè)量資料，海灘平均坡度為5°30′，在1995年野外調(diào)查時(shí)，海灘坡度降為2°30′(低潮線附近坡度較大)，2006年岸線調(diào)查時(shí)顯示海灘平均坡度已為1°42′，21年間坡度降低3.8°，年均變化0.18°。前10年坡度降低速度為 0.3°/a，后期為0.08°/a，前后相比變化速度降低0.22°/a。

5.2 岸線弧度減小，灣頂位置W、WWS向移動(dòng)

岸線整體弧度的計(jì)算，主要與兩個(gè)因素有關(guān)，其一為界定所在岸線的范圍，其二是岸線兩端連線與弧頂距離。前者在人為規(guī)定好后基本不變，后者則隨岸灘變化而變化，成為決定弧度變化的關(guān)鍵因素。第1段岸灘，1979 年岸線弧度為0.18 π，至1987 年減少為0.175 π，1998年減至0.171 π，2006年測(cè)量岸線弧度為0.166 π。1979年～2006年，岸線弧度共減少0.012 π，年均變化 0.083°；第3段岸線在此期間共減少 0.06 π，變化速度為0.415 °/a；第6段岸線變化速度較快，為0.318 °/a（表6），其他各岸段亦與之相似。其原因主要由于岸灘的逐年淤積，導(dǎo)致岸線兩端連線與弧頂距離不斷縮減，使岸線弧度逐漸減小。

表 6 1979年—2006年部分岸線弧度統(tǒng)計(jì)表Tab.6 Statistics of the coastal radian from 1979 to 2006

隨著岸線弧度逐漸減小，灘面變化還表現(xiàn)出灣頂位置逐年W、WWS向移動(dòng)的趨勢(shì)，人工岬角海灣尤為明顯，如第 1、3、4、7、8等段岸線。第1段岸灘灣頂位置，1979年—1987年移動(dòng)54 m，1987年—1998年西向變化速度為4.2 m/a，1998年—2006年移動(dòng)20 m。1979年—2006年WWS向變化共120 m，年均4.4 m，其余各段變化速度3.1 m/a～3.8 m/a不等，且隨著時(shí)間的推移，灣頂位置移動(dòng)速度明顯降低。其原因主要由于岸灘在西向沿岸流的作用下，灣頂及西側(cè)海灘不斷受蝕，沖刷的泥沙西向漂移過(guò)程中，在西側(cè)岬角處受阻沉降，逐年淤?gòu)?，灣頂位置亦隨之不斷西向移動(dòng)。

5.3 海灘組成物細(xì)化

海上人工建筑引起的海灘淤積，其地貌特征是變寬、變緩，而沉積學(xué)特征則表現(xiàn)為海灘砂細(xì)化。根據(jù)蔣忠信[16]、馮金良[17]、高偉明[7]等人，同一地點(diǎn)附近前后共20年的海灘砂粒度分析資料表明，受海上人工建筑影響，其周邊岸灘沉積物逐漸細(xì)化。其中，山海關(guān)船廠防波堤西側(cè)，1985 年海灘中潮位砂中值粒徑為0.494 5 mm，10年后變?yōu)?.215 2 mm，至2006年是0.077 6 mm；石河口西700 m附近，1985年岸灘沉積物中值粒徑為 0.4282 mm，至 2006 年細(xì)化為0.093 3 mm；1985 年—1995 年，煤一期突碼頭西側(cè)海灘中潮位砂中值粒徑減少0.265 8 mm，1995年—2006年，減少0.186 5 mm；湯河口西側(cè)海灘，1985年岸灘沉積物中值粒徑為0.757 8 mm，至1995年減少0.541 mm，2006年海灘砂中值粒徑進(jìn)一步減少，為0.022 4 mm（ 表 7 ）。

表 7 1985年-2006年部分海灘砂中值粒徑統(tǒng)計(jì)表Tab.7 Statistics of the median grain diameter on the beach from 1985 to 2006

在所統(tǒng)計(jì)的4處人工建筑附近海灘中，1985年湯河口西粒徑最粗，其原因?yàn)楫?dāng)時(shí)海上運(yùn)動(dòng)中心并未建成，在西向沿岸流的作用下，湯河入海較大粒徑泥沙部分淤積于出海口西側(cè)，使之灘面較粗。經(jīng)10年波浪作用，1995年海灘組成物質(zhì)已較均一，在所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)中相差僅0.000 6 mm。至2006年，除石河口西 700 m處海灘外，自北向南中潮位砂中值粒徑逐漸變細(xì)，石河口西海灘組成物質(zhì)較粗的原因?yàn)檠匕读鲾y帶石河入海泥沙西向運(yùn)動(dòng)，至2003年修建的海上公園平臺(tái)附近，受其阻擋海洋動(dòng)力減弱，顆粒較大的泥沙首先沉降并逐漸淤積，自東至西顆粒物逐漸變細(xì)。

致謝：河北省地理科學(xué)研究所顧建清研究員參加野外調(diào)查與測(cè)量工作，提供相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)研究方法提出改進(jìn)建議，在此表示衷心的感謝。

[1]Williams H.Shoreline Erosion at mad-island marsh preserve, Matagorda County, Texas [J].Texas Journal of Science, 1993, 45(4): 299-309.

[2]Day J W, Rybczyk J, Scarton F, et al.Soil accretionary dynamics, sea-level rise and the survival of wetlands in Venice Lagoon: A field and modeling approach [J].Estuarine Coastal And Shelf Science, 1999, 49(5): 607-628.

[3]Williams HFL.Sand-spit erosion following interruption of longshore sediment transport: Shamrock Island, Texas [J].Environmental Geology, 1999, 37(1-2): 153-161.

[4]Stone G W, Mcbride R A.Louisiana barrier islands and their importance in wetland protection: forecasting shoreline changeand subsequent response of wave climate [J].Journal of Coastal Research, 1998, 14(3): 900-915.

[5]韓曉慶, 高偉明, 褚玉娟.河北省自然狀態(tài)沙質(zhì)海岸的侵蝕及預(yù)測(cè) [J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2008, 28(3): 23-29.

[6]秦皇島市地方志編纂委員會(huì).秦皇島市志(第1卷) [Z].天津: 天津人民出版社, 1994, 10(1): 175-185.

[7]高偉明, 顧建清.秦皇島旅游海灘保護(hù)與管理 [M].西安: 西安地圖出版社, 2006: 20-65.

[8]韓曉慶.河北省近百年海岸線演變研究 [D].石家莊: 河北師范大學(xué), 2008.

[9]韓曉慶, 高偉明.基于ERDAS IMAGINNE的掃描地形圖的處理方法 [J].遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2007, 22(6): 748-752.

[10]Han xiao-qing, Gao wei-ming.The processing of scanning topographic maps based on the Erdas imagine [R].Sino-Japan-Korea Symposium of Young Geographers.Beijing, China, 2006.

[11]袁金國(guó).遙感圖像數(shù)字處理 [M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2006.

[12]黨安榮, 王曉棟, 陳曉峰, 等.ERDASIMAGINE遙感圖像處理方法 [M].北京: 清華大學(xué)出版社, 2003.

[13]梅安新, 彭望琭, 秦其明, 等.遙感導(dǎo)論 [M].北京: 高等教育出版社, 2001.

[14]湯國(guó)安, 張友順, 劉詠梅.遙感數(shù)字圖像處理 [M].北京: 科學(xué)出版社, 2003.

[15]王祥, 劉昊.基于DRG的遙感影像幾何校正 [J].遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2005, 20(5): 517-520.

[16]蔣信忠.砂的中值粒徑與分選系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系及其對(duì)沉積環(huán)境的反映 [J].沉積學(xué)報(bào), 2005, 3(1): 128-137.

[17]馮金良.人類工程活動(dòng)對(duì)秦皇島海灘侵蝕及淤積的影響 [J].海岸工程, 1997, 16(3): 41-46.

Analysis on the beach evolvement of the building on the sea——a case study of Qinhuangdao city

HAN Xiao-qing1, GAO Wei-ming2, ZHEN Yan-long2, ZHANG Yun2

(1.Center For Culture Studies of He-Tao-Min Area, History and Culture Department, Gansu Normal University for Nationalities, Hezuo 747000, China; 2.Hebei Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Construction, College of Resources and Environmental Science, Hebei Normal University, Shi Jiazhuang 050016, China)

The data of this paper was mainly from relief maps, charts, remote sensing imagines and the field data of different years and areas in Hebei Province from 1956 to 2006.Combined with the “3 S” technology, the condition of shoreline evolvement had been concluded after comparing above materials.The results of the study show that it was that the natural shoreline, replaced by the artificial activities gradually, became the main factors affecting the shoreline evolvement.Another character was that the changing areas mainly lied in the regions where the ports were, such as the region from Tanghe to Shahe which was affected little by the human beings.Shoreline evolvement had changed the local circulation and the development of surrounding beach.The phenomenon of partial deposition was formed with the whole erosion condition.The evolvement characters as followed: For one thing, the beach became more and more width with the speed of 0.14 m/a～2.71 m/a.The sedimentation got more and more faintness with the the speed of 0.04 m/a～0.7 m/a.Moreover, slope of the beach became slower and slower.For example, it had slowed down by 3.8°nearby the beach from the first coal port of Qinhuangdao to the filling area between 1985 and 2006.For another, the radian of the coastline was reduced about 0.083°～0.415°per year, and the top position of the bay moved towards to W and WWS year by year.The third, the component of beach was thinner and thinner with the speed of 0.016 mm/a～0.035 mm/a.

Coastal Evolvement；Environment Effects；Remote Sensing Analysis

P753

A

1001-6932(2011)02-0214-07

2010-03-10；收修改稿日期：2010-09-09

國(guó)家海洋局908專項(xiàng)資助（HE908-01-03-04）。

韓曉慶（1981-），男，山東萊州人，講師，碩士，研究方向?yàn)榛谶b感的環(huán)境演變分析。電子郵箱：xqhan312@126.com 。

高偉明，教授。電子郵箱：gaowmd@263.net。