海南島西南部砂質岸灘沉積特征

王敏京，徐軍，冉娟，劉芳百惠

（河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 21)許宗藩.瓊西南海岸地貌.中山大學地質地理系編.海南島自然地理論文集.廣州: 中山大學, 1964.0098）

海南島西南部砂質岸灘沉積特征

王敏京，徐軍，冉娟，劉芳百惠

（河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 21)許宗藩.瓊西南海岸地貌.中山大學地質地理系編.海南島自然地理論文集.廣州: 中山大學, 1964.0098）

對海南島西南部龍沐灣70個海灘表層沉積樣品與12個近岸水下沉積樣品進行粒度分析，結果表明，龍沐灣海灘沉積物以砂為主，平均粒徑大都在0～2φ，為粗、中砂。近岸海底沉積物總體分布較細，平均粒徑大都在2～6φ，為砂-粉砂-黏土的組合。沉積物粒徑呈現由岸向海逐漸變細以及沿岸線南粗北細的趨勢，反映了波浪的橫向分選作用，以及南來沿岸流的縱向分選作用。另外，經初步判斷，龍沐灣岸灘基本處于沖淤穩定的狀態，僅白沙河口以南與丹村河口以南發育有侵蝕岸段。

粒度特征；沉積環境；龍沐灣

Abstract: Longmu Bay is located in the southwest coast of Hainan island, with sand beach along the coastline.70 sediment samples of beach were sieved using sieve analysis method, and the grain size was analyzed using GRADISTAT software.The results indicate that sediments of beach were mostly composed of sand, and their mean grain size diameters are mainly between 0 ～ 2Ф and in moderate or good sorting; 12 seafloor sediment samples near-shore were analyzed, and the result indicates that grain size diameters are mainly between 2 ～ 6Ф and show a combination of sand-silt-clay.Sediment grain size is finer and finer from beach to near-shore and from south to north along the coast, which shows the sorting of wave and the influence of long-shore drift from south.Moreover, according to the simple estimation, Longmu Bay beach is relatively stable with a short part eroded in the south of Baisha estuary and south of Dancun estuary.

Keywords: grain size characteristics; sediment environment; Longmu Bay

1 引 言

沉積物粒度是物源和沉積環境的反映[1]，復雜的沿岸過程在沉積物粒度上留下了特征[2]，通過研究岸灘沉積物粒度特征與變化可以判別沿岸泥沙搬運動力與沉積環境。海南島沿岸廣泛發育砂質岸灘，前人從海岸地貌、沿岸沉積、泥沙運移、海平面變化、沖淤動態等方面對海南島多個砂質海岸進行研究[3-7]，而對西南部的龍沐灣岸灘沉積環境方面的研究很少涉及。本文選取海南島西南部的龍沐灣為研究區，對海灘與近岸水下沉積物樣品進行粒度實驗分析，計算粒度參數，從而對沉積物特征進行分析，并結合動力要素分析沿岸沉積動力環境，這對了解龍沐灣沿岸沉積環境與指導龍沐灣現代海岸開發利用與建設發展具有一定的實際意義。

2 研究區概況

龍沐灣位于海南島西南海岸（圖1），北臨尖峰嶺，南臨鶯歌海，是一南北向的順直微彎的砂質海岸。這一帶海岸在區域地質構造上屬于瓊西南斷陷區，由東向西由花崗巖穹窿山地的幾級古夷平面逐漸向西遞降為丘陵、臺地及濱海堆積階地1)，現代海岸發育砂壩砂堤-瀉湖地貌。本區處于東亞季風南緣，風力較大[7]，偏東南向為主，西北、西南向次之[4]；氣候屬熱帶季風型，年均降水量1 500 mm左右，夏半年高溫炎熱，冬半年溫度宜人。本海區波浪受風況影響，東南向風多帶來離岸浪，向岸主浪向偏西北與西南向，且以風浪為主。受北部灣潮波系統控制，潮汐屬不正規全日潮，平均潮差13) 海灘樣品實驗分析在河海大學水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室完成。0cm左右，漲落潮流偏S-N向，漲潮含沙量高于落潮2) 龍沐灣水文測驗及水質調查報告.海南省海洋開發規劃設計研究院,2008.。該區即將開發建設為國際旅游度假區，成為繼海南島?？凇⑷齺?、萬寧、博鰲等著名旅游區后海南島又一重要的旅游度假勝地。

3 野外勘察取樣與實驗分析

2008年5月中旬，在研究區域近岸水下 -5 m等深線內布置了4個調查斷面，每個斷面設3個底質采樣點（圖1），共取得12個樣品，采取篩析法和激光粒度分析法相結合的方法處理，對于大于2 mm的粒徑組分采用國家標準檢驗篩篩選后稱重，對于粒徑小于2 mm的粒徑組分采用MS2000激光粒度儀進行測試，然后將兩種組分匯總，由龍沐灣水文測驗及水質調查項目進行實驗并提供粒度數據2)。

圖1 龍沐灣地理位置與采樣位置Fig.1 Locations of the study area and sampling in Longmu Bay

10月下旬，在該區海灘布置了26個調查斷面（圖1），各斷面進行地貌觀測、海灘形態測量、底質采樣等，其中70個表層樣先烘干，后采用篩析法3)進行了沉積物粒度分析[8]，篩析法粒級間隔為1/2Φ，粒級標準與組分范圍采用Udden (1914)- Wentworth(1922)等比制（Φ值），并采用Folk & Ward（1972）圖解法計算粒度參數[9]。

4 結果分析

4.1 海灘沉積物粒度特征

龍沐灣海灘 70個表層沉積樣（限于篇幅，僅列表3個海灘代表斷面沉積樣品粒度結果，見表1）中值粒徑在 -0.5～ 2φ之間，為中、粗砂質，部分樣品有一定含量的礫石，屬礫砂，樣品分選系數在0.3～1.6之間，灘面沉積物分選中等至較好；粒度頻率分布曲線大部分都屬中等尖銳或尖銳的單峰態；也有部分樣品因取樣于河口附近或不受波浪作用的特大高潮位，粒度頻率曲線表現出雙峰態。

4.2 近岸沉積物粒度特征

根據龍沐灣近岸水下 12個沉積物粒度分析結果（限于篇幅，僅列表一個代表斷面 LDC沉積樣品粒度結果，見表1），中值粒徑差異較大，在2～6.5φ之間，有砂、粉砂質砂、砂質粉砂、粉砂等類型，粉砂含量大都在50%以上，樣品分選系數在0.01～1之間，大都分選很好或較好。粒度頻率分布曲線大都呈單峰態，除潮下帶樣品外，其他樣品曲線較平坦。

通過調查海灣海底沉積物的粒度分布狀況,可以了解海灣的水動力。謝帕德三角圖能夠很好地表示沉積物的粒度組成，圖2為近岸水下12個沉積物樣品的粒度分布情況，從圖中可以看出，水下沉積物總體分布中等偏細，是砂-粉砂-黏土的組合，以粉砂為主，僅僅在丹村河口門外較粗，以細砂為主。從這些樣品的各組分平均含量來說，砂-粉砂-黏土的含量之比約為37∶53∶10，是混合型沉積物，同時也表明海灣內動力條件中等。

圖2 水下沉積樣品粒度組成三角圖Fig.2 Triangle diagram of seafloor sediment grain sizes

表1 龍沐灣岸灘沉積物粒度Tab.1 Result of the grain-size analysis of beach sediment along Longmu Bay

4.3 龍沐灣沿岸沉積動力環境

沉積物粒度沿程變化可以反映水動力條件。從龍沐灣海灘與水下沉積樣品粒度分析結果可以發現，從岸上到水下方向，沉積物中值粒徑φ變大，砂含量減少，由90%以上減少到10%左右，粉砂含量增多，即岸灘沉積物的橫向變化為由岸向海逐漸變細。從海灘到近岸水下沉積物粒徑變細，反映了龍沐灣沿岸波浪作用對泥沙的分選，使粗物質向上推移到海灘，細物質堆積在水下岸坡。從海灘沉積物縱向粒徑變化（圖3）來看，丹村河口附近岸段沉積物粒徑最粗，中值粒徑大多在-0.5～1φ，太陽城岸段海灘沉積物較細，水邊線沉積物都較粗。白沙河口沉積物因受河流來沙影響，大小顆?；祀s，與其他岸段差異較大。水下沉積物最粗的區域同樣位于丹村河口附近，向白沙河口方向變細（圖4）。從白沙河口到丹村河口方向，潮下帶樣品砂含量增加，粉砂含量減少。龍沐灣沿岸沉積物粒徑南粗北細的縱向變化規律表明南來的沿岸流帶來泥沙對沿岸的沉積起了重要作用。

圖3 灘面沉積物粒徑縱向變化Fig.3 Longitudinal change of the grain-size of surface sediment

圖4 潮下帶沉積物成分變化Fig.4 Change of sediment component of subtidal zone

根據鶯歌海測波站數據[4]，SE與SSE向風浪頻率明顯較高，鶯歌海南部岸灘受到侵蝕，大部分被侵蝕泥沙在SE向波浪及其引起的沿岸流推移下向北運移，加之由南向北漲潮流含沙量大于由北向南落潮流，而使龍沐灣沿岸沉積得到了南來的泥沙流補充，泥沙沿途沉積，從而出現了由南向北逐漸變細的現象。

5 龍沐灣岸灘穩定性討論

5.1 龍沐灣海岸地貌

海岸地貌是對岸灘沖淤狀態的直接反映之一。

總體來看，龍沐灣海灘寬緩，從特大高潮位附近至當時水邊線一般寬20 ～ 40 m，灘面坡度大多在7～15°。白沙河口以北3 ～ 4 km岸段，沉積物粒徑較細，從地貌上看以堆積作用為主；白沙河口以南延伸約400 m的侵蝕陡坎，表明侵蝕作用為主；太陽城海灘寬緩，發育灘肩，表明堆積作用為主，部分岸段有灘尖嘴發育，表明偶有微侵蝕；丹村河口以南發育延伸1 km以上的侵蝕陡坎，灘面坡度較大，沉積物粒徑較粗，表明侵蝕作用為主。

5.2 龍沐灣岸灘沖淤計算

在對海岸地貌、微地貌進行調查的基礎上，嘗試對龍沐灣沖淤進行初步計算與判別。首先根據Dean（1973）提出的經驗參數

計算龍沐灣的岸灘平衡狀態（表2），其中，H0為深水波高，T為對應周期，ω為泥沙沉速。D0＞2.5可判斷為沙壩型剖面，表現為侵蝕，D0＜2.5可判斷為灘肩型剖面，表現為淤積。其中分別為泥沙密度與水密度，D為粒徑值[10]。波高H0與周期T數據根據鶯歌海波浪觀測站波浪要素統計值得到[4]，H0=0.8m，T=4.3s。結果表明，中部的斷面參數值略大于平衡值，說明微有侵蝕。

表2 剖面型判別參數Tab.2 Discrimination parameter of section type

然后，根據R.L.Wiegel（1964）提出的前濱坡度與粒徑之間的關系對岸灘受掩護狀態的反映。對龍沐灣部分典型斷面粒度與坡度數據之間的關系進行分析（兩者關系如圖5），表明大部分斷面屬于中等掩護狀態，僅丹村河口以南無掩護，侵蝕較強。白沙河口 01斷面表現為無掩護狀態，這可能受到河流搬運至此的粗物質的影響。

圖5 龍沐灣灘面坡度與粒徑以及波能間的關系[據R.L.Wiegel(1964)]Fig.5 Relationship between beach gradient, grain size and wave energy of Longmu Bay[according to R.L.Wiegel (1964)]

在龍沐灣海岸的開發建設中，應考慮到整個岸灘的穩定性，盡可能不破壞原有的泥沙流場與動力環境，保證海灘資源的可持續性。

6 結 論

（1）龍沐灣是海南島西南部典型的砂質海岸，沿岸發育砂壩砂堤地貌。現代海灘沉積物平均粒徑大都在0～2φ，以中、粗砂為主，近岸水下沉積物總體分布較細，平均粒徑大都在2～6φ，以砂質粉砂、粉砂為主。

（2）垂直于岸線沉積物粒徑由岸向海變細，反映了波浪的橫向分選作用；沿岸線沉積物粒徑由南向北大致變細，這是由于由南向北的泥沙流對沿岸沉積產生了影響。

（3）對龍沐灣岸灘穩定性進行初步判斷，表明白沙河口以南與丹村河口以南岸段部分受到侵蝕，大部分岸段處于基本穩定的狀態。岸灘穩定性受到海平面變化[13]、泥沙來源、沿岸輸沙[5,6]、波浪作用變化等多因素影響，因此龍沐灣現代岸灘穩定性值得進一步深入研究。

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Sediment characteristics of southwest beach of Hainan Island

WANG Min-jing, XU Jun, Ran Juan, LIU Fang-bai-hui

(College of Hydrology and Water Resource, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China)

P736.22+1

A

1001-6932(2011)01-0060-05

2009-10-09；收修改稿日期：2010-06-22

王敏京（1986-），女，在讀碩士，主要從事海岸帶資源與環境研究。

中國自然科學基金（40776023）

徐軍，副教授。電子郵箱：navy2690996@163.com