海岸前滨滩角地形动力过程分析
摘要：根据2006年讨论英文8月和2007年8月在粤东后江湾海滩收集的滩角、波浪、地下水位等资料，分析了在波浪、地下水位、拦沙堤等多种影响因子作用下的前滨滩角地形动力过程。结果表明，遮蔽岸海滩滩角在台风过后一两天内形成，并在两三天内因入射波变向后受拦沙堤阻挡而相继消亡；湾内开敞海岸，滩角形态较为显著，且滩角间距较大，存在时间较长，滩角在演变过程中随着海滩的堆积而变显著；滩角凸部对外动力变化的响应要比凹部敏感；滩角对波浪、潮汐等外动力反应迅速，处于不断演变过程中，在台风后滩角活动性增强。
关键词：滩角；台风；波浪；地形动力过程
引言：滩角（beach cusps）是经常出现在砂质海滩的一种韵律性海滩地貌形态，由一系列间距规则向海凹入的浅槽和向海突出的尖角相互交替所构成[1]。滩角是滩面上由波浪作用形成的尖角状海滩泥沙堆积体 ，可以出现在不同泥沙粒径(细沙—卵石)的海滩上[2]，其凸部由较粗物质构成，而凹部物质则较细。它们的主要特征是:滩角凸部(cusphorn)坡度较陡（如图1)；滩角湾部(cuspembayment)，或称凹部，坡度较缓；滩角间距亦称滩角波长。滩角可以定义滩角深度（cuspdepth）、滩角高度（cusp elevation），滩角间距（cuspspacingquantity），
滩角振幅（cuspamplitude） 等形态参量[3]iperf。[基金项目：国家自然科学基金资助项目(40576041)
虽然形成与存在时间很短暂，但对于近岸波浪、沿岸流、海滩地形与碎波带地形耦合关系等研究具有重要意义。滩角对动力条件反应敏感，地形变化快，加之碎波带和冲流带动力复杂 ，很难对其动力状况进行精确的观测。滩角地形动力的观测要求对波浪、潮汐、波生流、冲流、风等因素和地形变化同时进行高密度的测量 ，这也加大了滩角地形动力研究的难度。本文主要以现场观测资料为基础，对极端波况下砂质海岸滩角地形动力演变进行研究。
1后江湾滩角概况
后江湾位于粤东汕尾市遮浪镇碣石湾西南侧，是与红海湾相邻的一个岬间弧形海湾（图2）。海岸地形由海湾西南的遮浪角和东北部的施公寮两个基岩岬角和连接两者的海成沙堤构成。后江湾在两个岬角段仅存在一列滩角地形，接近岬角时滩角消失。岬角段的滩角间距比较规则，滩角浑圆，形态显著，滩角表层泥沙粒径在-3到1之间，分选性好，滩角的位置一般较低，在中高潮时可以受到冲流的作用。海湾中部存在两列滩角地形，高位置的滩
角对应于大潮和大浪情况，滩角的间距一般较大，在25-32m之间，滩角高度和振幅均较大，形态显著，滩角表面泥沙粒径在-2到0之间，分选较好。低位置滩角间距小于高位置滩角，滩角的间距变化较大。滩角表层的泥沙粒径变化较大，表层粒径在-4用身份证查四级成绩到0之间，一般凹部粒径小于凸部，呈现分异性，但有时却正好相反。低位置的滩角在中高潮情况下均可以受到冲流作用，即平均每天都受到一个潮汐冲刷周期。
图2 研究区域位置
Fig.2 Areas studied in Houjiang Bay
2遮蔽海岸滩角地形动力演变
2007年8月12-21日在后江湾中部汕尾电厂双拦沙堤东北边利用全站仪测量低潮时滩面地形，共计8组（如图3）。同时在碎波带内利用测波仪观测波流，在滩面冲流带打口探井记录地下水位变化。根据实测波流记录计算波浪要素：波高、波周期等，并将地下水位与波高、周期绘于图4。
图3 whole world around滩角
Fig.3 Beach cusps
图4 地下水位、波高与周期
Fig.4 Water table，wave height and period
Maslink（1999）对澳大利亚新南威尔士一弧形海滩（Pearl海滩）的滩角进行测量，发现新形成的滩角的沿岸间距有显著的变化，海岸开敞段的滩角间距大于遮蔽段[4]。Miller 等（1989）通过对特大风暴造成的滩角侵蚀夷平后的重新形成过程进行研究[5]，认为滩角发育初期是海滩处于侵蚀状态，随后滩角顺沿岸流方向依次发生迁移，滩角按相似的波长堆积，变成堆积性的滩角。陈子燊（1987）研究表明具有滩肩地形和处于加积阶段的海滩利于滩角的形成，强烈的沿岸流则使得滩角受破坏[6]。Evans（吉克隽逸 halo1938）[7]与Komar（1973）[8]研究发现开敞海滩上滩角形成仅数分钟，但一到三个潮周期内形成是较为典型的；Holland（1998）研究发现大多数的滩角一般形成于风暴峰值后的一到三天内，并且滩角形成的大小没有时间先后的关系[9]。后江湾拦沙堤附近滩面在0709号台风影响过后两天内形成形态不一的滩角，但滩角均在三天时间内基本消亡。Nolan（火锅用英语怎么说1999）等研究滩角形成条件是海区为半日潮且中等潮差，破波波高1-2m，风暴时破波波高为4-6m，主要波周
期为10-15s，泥沙粒径为2到-5之间[10]；Holland（1998）研究发现风暴对滩角形成具有重要意义，风暴后波高减小，波频变窄，破波正常的情况下滩角容易形成[9]。Inman和Guza（1982）研究认为如果入射波条件不合适滩角发育时，滩角振幅将减小[1]。Nolan（1999fifa是什么意思）等研究发现滩角振幅与泥沙粒径、海滩坡度有较密切关系[10]。此次观测到台风后遮蔽海岸滩面上形成的数个滩角中，泥沙粒径越大、坡度越陡的滩面上滩角越显著，滩角振幅越大。
本文主要以现场观测资料为基础，对0709号台风影响下后江湾遮蔽海岸滩角地形动力演变进行研究。0709号台风“圣帕”于8月14日凌晨在菲律宾吕宋岛以东的西北太平洋洋面上生成，下午加强为强热带风暴。台风引起的波浪要素的变化和风暴增水是海滩对风暴响应的根本动力因素，台风过境造成了后江湾沿岸带波浪、潮汐等海洋水文要素的激变。其中，0709号台风“圣帕”过境影响时间为8月17-18日。台风过后，波高迅速减小。
后江湾口外开阔海区多年平均波高约1.3m，平均周期4.6s，最大波高2.2m，海区潮汐为不正规日潮混合潮，属弱潮海岸，滩面泥沙粒径为-4到1。在后江湾中部拦沙堤附近，平坦的滩面在0709号台风影响过后，入射波以涌浪为主，潮汐为半日潮时形成滩角。
此次观测到离堤远近不同的滩角处于不同的形成、发展、消亡阶段，究其原因认为入射波波向的改变，遮蔽海滩不同岸段受入射波作用不同引起。8月19日前，入射波以东北偏东方向为主；20日以后入射波以西南方向为主。东北偏东方向入射波时，波浪可直接拍打拦沙堤附近滩面，并且受堤阻挡波波相互作用，离堤越近，波浪作用越强，因此19日形成的滩角具有离堤越近越显著的空间特点。入射波以西南方向为主时，拦沙堤越近，入射波受阻挡作用越强，拦沙堤附近滩角因此而处于不断消亡阶段，而离拦沙堤远的滩面入射波作用强，滩角处于发展阶段。
3湾内开敞海岸滩角地形动力演变
2006年8月六一儿童节快乐英语2-16日在后江湾中部海岸利用全站仪测量低潮时滩面地形，共计13组（如图人教版高一英语听力5），同时在碎波带内利用测波仪观测波流，在滩面冲流带打口探井记录地下水位变化。将实测数据处理得到地下水位、波高、波周期等，并绘于图6中。
