广西北海银滩

强潮环境下的海滩剖面沉积特征——以春季广西北海银滩为

例

黄鹄;戴志军;施伟勇;盛凯

【摘要】Beachmoiphodynamicstateisoneoftheimportantcontentsto

dieson

geomorphologyanddepositforsandybeachesinrespontostrong-tidal

nthemeasuredprofile

changeandassociateddepositionsofYintanBeachinMarch,2010,

depositioncharacteristicsofstrong-tidalbeachprofileinresponto

ultsshowthat:1)Itisof

simplegeomorphologiccompositionforYintanBeach,andits

geomorphologicstateisattributedtooneofthedissipatedtypes.2)

DepositionofYintanBeachisakindofsandwithmaincomp薏仁的功效 ositionsof

addition,thepercentageofbothmediumsandandthemediansizein

depositiongraduallydecreadfromlandtoa,andthepercentageof

thesuper-finesandindepositionsfromlandtoagraduallyincread.3)

DepositionsalongthetransverprofileforYintanBeachcanbedivided

intothreetypes:backshorecell,beachface,ntsin

thebackshorepartconsistofmainlysaltationloadunderthecontrolof

ntsinthebeachfaceareofbilateralmovement

r,diments

intheinshorepartconsistofmainlysiltationloadwiththedetermination

ofcombinationoftidalcurre紫檀盆景 ntandwave.%海滩地貌动力状态是海滩过程和陆

海相互作用研究中的重要内容,但目前国内对北部湾强潮环境下的砂质海滩地貌与

沉积的研究相对较少.对2010年3月采集的北海银滩剖面高程与沉积物变化的资

料进行分析,探讨此类海滩响应外在驱动力作用的地貌动力状态特征,结果表明:1)北

海银滩地貌结构简单,地貌状态属于消散型类型.2)银滩沉积物类型为砂,并以细砂、

中砂为主,沉积物分选性较好；此外,沉积物中砂的百分含量和中值粒径自陆向海逐

渐减小,而极细砂的百分含量则逐渐增加.3)北海银滩横向剖面沉积物可区分为后滨、

滩面和内滨3个沉积单元.后滨沉积物在风的作用下以跃移质为主；滩面沉积物因

波浪形成的冲流作用而具有双向运动的性质；内滨沉积物主要受控于波浪和潮流的

联合驱动作用而以跃移质组分为主.

【期刊名称】《热带海洋学报》

【年(卷),期】2011(030)004

【总页数】6页(P71-76)

【关键词】沉积;海滩剖面;强潮环境;银滩;广西

【作者标语广告 】黄鹄;戴志军;施伟勇;盛凯

【作者单位】广西师范学院北部湾环境演变与资源利用省部共建教育部重点实验室,

广西南宁530001;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;国家海

洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;广西师范学院北部湾环境演变与资源利用

省部共建教育部重点实验室,广西南宁530001

【正文语种】中文

【中图分类】P737.1

海滩居于陆海相互作用的前沿地带,自然成为海岸地区抵御台风大浪侵袭的天然屏

障[1]。在复杂的波、流及风等动力耦合作用下,海滩展现出不同的沉积与地貌特征。

海滩的沉积与地貌特征一直受到同领域专家和学者的关注[2−4]。然而,国外研究

主要集中在形态呈口袋或弧形的弱潮砂质海滩,包括沙坝形成、滩角产生、裂流与

海滩地貌的相互作用以及海滩不同变化状态等[5−8]。国内研究则主要集中在弱潮

条件下海滩的状态、剖面变化和沉积特征[9−13],而较少研究强潮环境条件下海滩

的沉积与地貌演化。有关北部湾沿岸的强潮环境海岸的研究很少,因此文章以北部

湾北部强潮动力作用环境下的北海银滩为例,探讨海滩的剖面沉积变化特征,为北部

湾强潮环境海滩的规划与利用提供相关理论依据。

我国北部湾北部沿岸受传入南海的太平洋潮波影响,加上北部湾地理条件的影响以

及北部湾反射潮波的干涉,沿岸平均潮差为2.2—2.5m,最大潮差可达4.9m以上,

其中在北海的平均潮差超过2.3m,最大潮差为5.36m。根据Davis[14]的海岸分类

原则,北海市沿岸属于强潮环境海岸,大潮汛时涨潮平均流速为0.13ms−1,落潮平

均流速为0.31ms−1。此外,海岸冬半年以北向浪为主,平均波高为0.8m;而夏季

以西南向浪为主,最大波高可达4.8m[15−16]。位于北海市南端的银滩呈西北偏西

走向,面临开阔的北部湾(图1)。该岸段的岸线长约5km,海岸沉积物组分为砂,其

中银滩内侧为澙湖,而沿陆地向海方向可以分为台地、澙湖和沙坝[17]。

2010年3月28日北海银滩处于低潮位时,基于水准仪和5m塔尺,沿银滩后滨沙

丘铺砌石块道路的边缘起自陆向海横向测量海滩剖面高程。测量的剖面高程向海延

伸到涉水最深处,由此进一步将剖面高程订正到当地平均海平面。沿图1所示的剖

面从后滨向海高密度依次采集沉积物样品18个;采样点1—18方向为由北向南,

平均间隔为13m(图2)。采用美国产的激光衍射法粒度分析仪(Malvern2000)对

沉积物样品进行分析,并利用Folk等[18]的方法对沉积物的组分及粒度参数进行统

计和分类。

海滩地貌状态是海滩地形与潮波动力在一定时间尺度内相互耦合而导致地貌出现的

一种均衡形态[5]。自20世纪80年代以来海滩地貌状态及其演化机制一直受到广

泛关注[3,5,19],其中Wright等[5]于1984年提出用碎波带参数来表征海滩地貌

状态,得到广泛的应用,参数公式为:

式中b为碎波带振幅,w为入射波的圆频率,g为重力加速度,为海滩坡度。当

<2.5时,海滩呈反射性状态,即海滩坡度陡,水下没有沙坝发育;当2.533≤≤时,海

滩部辞职邮件怎么写 分反射和部分消散,而且水下发育有沙坝[5]。此外,值越高,海滩消散性越强,

水下坡度渐为平缓且沙坝地形发育较少[19]。

同时,部分研究者注意到潮差的变化对海滩地貌状态也会有深远影响,并提出相对

潮差参数(RTR)[20]:

Tr是平均大潮潮差,Hb为破波高。当RTR<3时,海滩呈现为弱潮海滩类型中的反

射、中间与消散地貌状态;当RTR>3时,随着潮差与波浪的相对变化,海滩可能出

现低潮台地、低潮沙坝/裂流以及消散类型的海滩状态;当RTR>7时,如果波高小

于2m,则海滩因为潮差的影响而为消散性的地貌状态[20−21腰臀比例标准 ]。

根据北海银滩的目测破碎波高0.6m、多年统计波高0.8m和平均周期3s[16,19]

以及实测海滩剖面坡度0.023,计算得到值为250。同时据公式(2)计算RTR为

8.9(由于没有实测平均大潮潮差数据,在此采用的是大潮最大潮差5.36m),显然海

滩呈消散性状态。此外,实测剖面以及实地调查发现(图2和图3),海滩在低潮位时

出露水面的海滩宽度一般可达200m,滩面平缓且坡度小于0.03。此外,本次观测

中没有发现滩角与滩肩地貌;利用摩托艇在近岸100m监测水下地形的变化,也没

有发现水下沙坝。由于观测时间为春季,海滩恰处东南浪向西南浪的过渡期间,海

滩的地貌状态随波侯的季节性变化而具有周期性特征,因此北海银滩的地貌状态需

要进一步深入观测和研究。

根据按照Folk等[18]的沉积物组分分类及粒度参数统计方法得到,银滩横向剖面沉

积物全部为砂组分,并以细砂为主,平均含量超过50%;其次是中砂,平均含量为

32%;粗砂含量最少,不超过8%(图4)。

银滩沉积物的组分自陆向海沿剖面也呈现一定的变化特征:极细砂的百分含量向海

逐渐递增,在平均低潮线附近向海递增幅度显著增加,但最大百分含量不超过27%;

细砂含量以50%沿程自陆向海上下波动;中砂百分含量沿程自陆向海则趋于递减,

在低潮带以下区递减幅度显著增加(最低不到10%);粗砂在平均高潮线附近含量最

多(约为7.5%),整个滩面粗砂表现为“Z”字形的波动(图4)。

进一步分析剖面沉积物的粒度参数,结果表明沉积物中值粒径(使用刻度法表

示粒径,即=−log2d,d为粒径,单位:mm)沿程的变化与极细砂含量正相关但与中

砂含量负相关,即由陆向海极细砂含量增加,中砂含量减少,导致中值粒径变细(图5)。

分选系数为0.5—0.65,即使在平均高潮带和平均低潮带,分选系数也有所增大,但

总体而言沉积物分选较好。此外,沉积物偏态变化区间为−0.05—−0.01,偏态为负

偏,频率曲线尾巴显示沉积物集中在粗端(图6)。偏态值沿程呈现类似于中砂百分

含量的变化,即沿程呈现递减趋势,沉积物峰态值较小,集中在0.95左右,频率曲线

相对宽阔(图5和图6)。

海滩沉积物组分和粒度参数的变化反映了强潮环境和波浪组合控制作用下的海滩沉

积特征。银滩的强潮动力作用环境特殊,外海传入的波浪受北部湾地理格局限制,

近岸波浪平均动能相对较低,导致沉积物中值粒径普遍较小,特别是低潮带以下的区

域经受波浪的颠选作用较弱,因而沉积物相对较细且分选性相对较差。平均低潮线

是波浪经常破碎的地方,平均高潮线附近是波浪破碎形成上冲流的极限所在,因而

较粗的泥沙往往最先沉降,这些物质混合了中砂和粗砂两个众数,故沉积物分选性

最差。

沉积物中值粒径沿程并没有呈现如前人所述的随波浪能量逐渐向陆递减而沉积物粒

度递减的趋势[1],这很可能是由于强潮海岸的潮差与波高相比,平均潮差(特别是大

潮潮差)增大,掩盖了波浪的驱动作用,当潮差增大且破碎波高相对较低时,海滩则会

出现类似波控海岸的消散型海滩状态[21]。北海地区海滩平均潮位超过2.3m,年

平均波高在该区域也很小,从而造成波浪能量与世界其他地区如法国大潮控制的海

岸[3]比较,波能相对要低。在海滩相对平坦地形的影响下,波浪在近岸发生破碎,形

成的上冲流作用相对较弱,仅对潮位线附近的海滩沉积物变化有较强影响,故随着潮

位的上涨,波浪随之对潮位线附近的沉积物产生作用。由于强潮海岸的潮差比波控

弱潮海岸的潮差要大,潮位上涨覆盖的海滩范围比弱潮海岸潮位上涨覆盖的海滩要

广,这就可能导致海滩横向剖面上粗砂自陆向海出现“Z”字形波动[21]。此外,根

据海滩横向剖面的发育特征,对应于平均高潮线以上、平均高潮线和平均低潮线之

间以及平均低潮线以下,将海滩分为后滨、滩面和内滨地带[1]。海滩横向剖面上3

个地带区域的坡度、粒度组分以及粒度参数的分布都有所差异(表1)。由于该区域

为全日潮,落潮历时超过7h,故在落潮时滩面因长时段的风作用力而导致沉积物中

极细砂成分含量较少,分选性相对较好。

银滩在强潮动力作用环境的控制下,地貌发育虽然相对简单,但沉积物组分及粒度

参数自陆向海还是呈现一定的规律性特征(表1)。由此,进一步在后滨、滩面及内

滨选择沉积物1号点、10号点及18号点以分析沉积物响应动力作用的搬运方式。

3个样品的概率累积曲线表明,后滨沉积物存在3种组分的运动方式:悬浮组分相

对较少,不到5%;跃移组分超过95%,其中细截点=3.6—3.8,粗截点=0.8—1;

推移组分小于0.2%,即后滨沉积物反映了物质主要受控于风的作用力,并且具有沙

丘沉积物的性质。高潮带和低潮带之间滩面沉积物的悬移组分不到0.1%,以跃移

为主,跃移质占了99%,同时跃移组分具有双向运动性质,细截点=3.4演讲稿模板 —3.5,粗

截点=0.9—1。滩面沉积物的跃移性质反映了滩面沉积物在潮位上升和下降时,

波浪破碎后形成上冲流和回卷流。低潮带以下区域沉积物的悬移组分约为1%;跃

移组分为98%,细截点=3.8—4,粗截点=0.9—1;推移质组分约为1%。这很

可能是由于内滨存在相对较为强劲的潮流作用[3],而波浪则因内滨水位较高,发生

破碎的几率相对较小,往往是传播到近岸才出现破碎。但当低潮时,波浪在内滨破

碎形成的波生流对沉积物组分产生较大的影响,故内滨沉积物的变化主要受来想象的英文 自于

潮流和波浪联合驱动作用的影响。

进一步将采集的剖面沉积物点绘在分选系数和偏态构成的图上(图7),根据沉积物

沿剖面的变化,银滩横向剖面的沉积物可区分为后滨(后滨主要是沙丘沉积物)、滩面

(即波浪上冲和下泄形成的冲流带)以及内滨地带(即波浪将会发生破碎的地带)3个

沉积单元。

1)北海银滩地貌结构简单,滩面平缓,海滩地貌状态属于消散型海滩类型。

2)北海银滩沉积物类型为砂,主要以细砂为主,其次为中砂。沉积物中砂百分含量沿

海滩横剖面自陆向海呈递减趋势,极细砂百分含量则呈递增趋势。此外,沉积物分

选性较好、负偏且峰态值较小,其中沉积物粒径自陆向海逐渐减小。

3)北海查档证明 银滩横向剖面沉积物可分为后滨、滩面和内滨3个沉积单元。其中后滨沉

积物主要受控于风的动力作用,以跃移质为主;滩面沉积物则受控于波浪形成的冲

流作用,沉积物具有双向运动的性质,表征了波浪作用的高能环境;内滨沉积物则主

要受控于潮流和波浪的联合驱动作用,以跃移质组分为主。

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