——以北海銀灘為例"/>
999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?黃祖明,戴志軍,黎樹式,黃鵠,馮炳斌
1. 華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室,上海200062
2.廣西北部灣海岸科學與工程實驗室,欽州535011
3. 南寧師范大學,南寧530000
砂質海岸是我國海岸帶的重要組成部分,具有豐富的旅游資源、濱海砂礦、水產養殖與鹽業資源以及港口資源[1]。近年來,全球氣候變暖引起砂質海岸地貌如沙壩、沙丘和陸架沙脊等響應海平面升降而發生不同的演化和變異[2]。海灘作為砂質海岸的重要組成,已出現強烈的侵蝕后退跡象,國內亦不例外。當前我國近70%的砂質海岸遭受持續侵蝕[1],海岸侵蝕速率多集中于1~3 m/a,少數地區大于5 m/a[3],這已引起諸多學者關注[4-7],因此,開展海灘動力地貌的演變過程研究并對其進行保護與合理開發刻不容緩。
海灘剖面時空演變表征海岸動力地貌的主要變化。國外不少學者通過結合動力、地形測量及地貌分區等,并運用統計技術對海灘剖面響應波浪、臺風災害及沿海工程等的影響進行分析[8-11]。如Medina等采用主成分分析(PCA)確定了西班牙桑坦德海灘剖面及其沉積物數據變化中時間特征向量的季節依賴性[12]。Uda等通過建立等高線變化模型對下新川海岸的歷史波浪及剖面變化進行數值模擬,發現現場觀測的岸灘泥沙輸移與剖面的變化一致[13]。Díez等利用聚類算法(KMA)及經驗正交函數(EOF)識別出美國太平洋西北部耗散型海灘剖面經受波浪和水位季節性影響出現周期性波動現象[14]。國內海灘剖面研究集中于侵蝕成因及侵蝕強度評估,包括采取定性和半定量技術研究橫向剖面高程變化[15-18],并且主要以研究弱潮環境的海灘居多。其中,戴志軍等運用顯著性檢驗和交叉譜等方法發現寮嘴口岬間海灘短期變化過程主要受控于風應力、波浪及臺風等動力的作用[19]。陳子燊等分析臺風作用下粵西水東灣海灘剖面地形動力與侵蝕機制,認為剖面位置與形態和入射波要素共同作用下的最大增水是岸灘剖面侵蝕幅度決定性因素之一[20]。龔昊等通過對比木蘭灣在“威馬遜”及“海鷗”臺風前后的剖面特征變化,揭示了海灘在臺風作用下具有顯著空間差異和復雜響應[21]。當前海灘響應外在驅動作用的研究已積累不少成果[19,22-24],但較少探討中、強潮環境的海灘剖面過程,特別是地處中國西南區域的北部灣。
廣西北部灣沿岸作為中國砂質海岸的重要分布區域,該地區海灘資源豐富,但隨著海平面上升、高強度人類活動引起水沙輸運動力失衡從而導致北海銀灘發生侵蝕后退,且近30年來的侵蝕速率高達10.40 m/a[25]。到目前為止,銀灘動力地貌變化過程研究主要聚焦在剖面形態響應[18]、沉積物粒度變化[26]以及沙壩-沙槽移動趨勢[27]等方面。如黃鵠等[18]和黎樹式等[28]均利用EOF方法并著手于沉積物特征變化,反映波浪、潮汐及臺風對銀灘剖面不同位置的控制影響。劉濤等通過銀灘灘面高程動態變化探討了最有可能造成剖面下蝕的臺風路徑[29]。然而,將中、強潮海灘長時間尺度剖面變化與泥沙擾動臨界水深及其波浪影響范圍等聯系,以分析其動力地貌過程的工作尚缺乏。基于此,本文以2014—2017年每月最低潮期間海灘剖面實測高程變化為基礎,著重分析銀灘剖面受波潮聯合作用下泥沙擾動水深及范圍,進而揭示銀灘剖面動力地貌沖淤機制,為海岸工程建設與抵御環境災害提供科學依據。
銀灘位于北部灣北部地區(圖1),屬于湛江組和北海組地層,沉積物多為細砂組分[30-31]。該區域位于北回歸線以南,具有亞熱帶向熱帶過渡性質的海洋性季風特點,降雨量主要分布于5—10月,低值區為11月至次年4月[32]。銀灘潮波主要呈駐波性質,是由南海傳來的入射潮波以及北部灣反射潮波干涉而成[18]。海岸潮汐為正規全日潮,潮差較大,多年平均潮差為2.46 m,極值情況下最大潮差為5.36 m,屬典型中強潮型砂灘[27,30]。海區年平均波高約0.9 m,冬季以北向浪為主,平均波高0.8 m,最大波高2.5 m;夏季主要是西南向浪,最大波高可達4.8 m。此外,銀灘受北部灣半封閉地理格局影響導致近岸波能較低,且消散型岸灘類型使得波浪在低潮帶破碎[18]。

圖1 研究區域和剖面設置Fig.1 Map of the study area and location of the profile
本文使用GPS-RTK對銀灘剖面進行高程測量獲得數據,每月最低潮時自后濱起向海采樣至涉水最深處進行測量,每點平均間隔20 m,時間跨度為2014年7月至2018年2月,同時將所測剖面高程訂正到當地平均海平面。此外,研究收集相同時間跨度的每日預報潮位數據,資料來自潮汐表。最后,本文在國家海洋信息中心獲取北海銀灘波浪實測數據(圖1)以分析近岸海床泥沙的活動特性,考慮到廣西沿岸波浪強度最高的月份為6—8月(圖2a),故僅僅考慮7—8月波浪變化對海床泥沙活動的影響。
2.2.1 剖面分帶及體積計算
根據銀灘當地多年平均高潮線、平均海平面(0 m)及平均低潮線等把研究剖面劃分為后濱(>1.5 m)、前濱(-1.65~1.5 m)及內濱(<-1.65 m)三大區域[18],再結合地貌橫向變化狀態進一步將前濱下部(-1.65~0 m)分為沖流帶和破波帶[28]。從低潮線向海伸展的水下斜坡部分為內濱區域,低潮帶處于大、小潮低潮線間。為便于分析低潮帶剖面變化情況,本文將低潮帶從范圍較大的內濱帶中單獨分離(圖2b)。結合剖面各分帶沖淤變化特征,計算其自2014年7月到2017年12月剖面地形的逐月及半年平均高程、單寬體積,同時進行各分帶單寬體積與潮汐作用的相關性分析。其中,年際高程變化與半年高程變化分別據2014—2017年4年中的12月實測剖面高程和6至11月及12月至次年5月的剖面平均高程所繪,相繼分析銀灘季節性水動力作用下的地貌演變。此外,銀灘后濱區域沉積物主要受控于風力作用[18],波浪直接性觸及該范圍幾率較小,據此實測剖面測量范圍的選取涵蓋該分帶較少,故對平均高潮線以上后濱區域不作分析。2.2.2 Silvester及佐藤公式

圖2 廣西沿岸水文要素變化a.廣西沿岸波浪強度,b.銀灘剖面實測高程變化及分帶。Fig.2 Hydrological elements changes along the coast of Guangxia. Wave intensity along Guangxi Coast, b.Measured elevation change and zoning of Yintan profile.
為探討銀灘泥沙活動能力,通過結合內濱區域泥沙粒徑大小計算一年中波浪最強的7、8月份內各級波浪下泥沙起動臨界水深、各級波浪對不同剖面位置作用范圍,并將其與4年剖面變化比較來分析波浪對銀灘剖面的影響。將北海銀灘實測波浪資料統計分級,首先利用處理好的平均周期、水深進行迭代求出對應的淺水波長,再運用Silvester(1974)[33]公式對各級波浪狀態下的最大渦動水深進行計算:

式中,h3為最大渦動水深(m),H1/3為有效波高(cm),L為對應處的波長(m),D50為泥沙中值粒徑(取2.48 mm)。渦動水深是指在波浪作用下,泥沙可被掀動,若無其他搬運力存在則在原地沉降,與泥沙臨界水深具有相同意義[34]。該公式參數較少、容易獲取,并且反映了不同波浪級別作用下銀灘泥沙被掀動繼而進入推移、懸浮運動的臨界狀態的范圍性影響,對泥沙活動與海岸動力地貌的響應有一定實際意義[35]。
波浪作用下海底泥沙發生的推移臨界水深可用佐藤公式[36]計算。表面推移臨界水深公式:

全面推移臨界水深公式:

式中,H0為 深水波高(m),L0為深水波長(m),h1、h2為表面、全面推移臨界水深,H、L為h1、h2處的波高和波長,k為波數。
同時,把各年份平均剖面的實測水深點同樣進行波長迭代,再運用公式(1)求出每個水深點對應的波浪最大渦動水深,最后擬合成線即為不同級別波浪對各水深泥沙的起動范圍。
近岸海床泥沙在波能沖擊下,其受水流作用力大于泥沙顆粒所受的水流拖曳力、升力、慣性力及水底摩擦力的合力,便發生緊貼床面的滑動、跳躍及懸浮運動,從而影響剖面地貌的變化。據此,利用Silvester及佐藤公式計算銀灘7—8月最強波浪月份的海床泥沙活動特性。從表1來看,波高1.3 m的波浪級別可以影響北海銀灘大致-8 m水深以淺的泥沙水域,當有大風經過時,最高影響范圍可達-26.12 m水深區域。其中,波高為0.7 m的波浪頻率為3.846%,其使-3.85 m水深以淺的泥沙產生渦動,-0.740 m以淺的海底泥沙發生全面推移,-1.246 m以淺發生表面推移。波高0.8 m及以上的波浪頻率較低,均不超5%,泥沙運動可以視為隨機過程。

表1 北海銀灘7、8月各級波浪作用的泥沙活動臨界水深Table 1 Critical water depth of sediment activity at various levels of waves in July and August in the Yintan Beach
波高在0.3~0.6 m的波浪出現頻率總和高達72%,這對北海銀灘近海岸線以及剖面沖淤有顯著影響,該范圍級別內的波高使得-3.411 m水深以淺的泥沙頻繁擾動,即內濱帶剖面包絡線紊亂程度最高,較其他分帶侵蝕最為嚴重。同時,該級別內波浪亦使-0.627 m水深以淺的沖流帶內推移質運動,從而較大程度地促進區域局部淤積。此外,泥沙活動臨界水深與銀灘地貌水深分帶相近,波高0.5、0.6 m的波浪掀沙臨界水深為-2.56、-3.41 m,其對應的低潮帶及內濱帶的臨界區域恰處于-2.5 m上下波動,而沖流帶及破波帶的分帶與泥沙臨界水深差值不超過20%。
從2014年7月直到2016年7月,剖面各分帶包絡線變動幅度隨樁點距離增加而增大(圖3a—d),其中前濱上部區域接近后濱帶基本沒有變化。沖流帶在2014年主要以侵蝕為主,9、10月份變化明顯,蝕退深度最大超過0.3 m,隨后從2015年1月開始發生緩慢、持續的淤積調整直到4月結束(圖3a—b)。直至2018年2月,剖面沖流帶區域在相鄰1—3月中出現間隔性的侵蝕或淤積狀態,單寬體積基本集中于200~210 m3,月際最大單寬體積變化不超過5 m3。4年以來沖流帶單寬體積顯著上升,總體泥沙運動結果為淤積現象,淤積速率達到0.14 m3/月,其相關性檢驗置信度超過99.99%(圖4b)。

圖3 銀灘實測月際高程變化Fig.3 Measured monthly elevation changes in of the Yintan Beach
距樁點100~140 m的破波帶區域4年內多次出現4—6個月的持續淤積或侵蝕現象,在2015年夏季前的月變化程度較大,如其于2014年9、10月出現明顯沖刷槽和2015年3月淤積調整出現灘肩等(圖3a—b),直到2017年該區域包絡線較平順(圖3b—e),之后其沖淤變化相對其他分帶變化稍大(圖3e—f)。破波帶在常年受波浪破碎作用影響下,月單寬體積變化幅度大,與時間的擬合曲線為正相關,但斜率較低(圖4c)。同樣地,低潮帶在前兩年變化較大,2014年7—12月發生持續侵蝕使得斜率變大,隨后進行了半年的持續淤積調整后達到相對穩定(圖3a—f)。剖面內濱帶距樁點180 m起無規律地出現多個凹凸點,呈鋸齒狀,說明該處泥沙動力作用較大,凹點發生沖刷,凸點可能經過長時間動力沖刷作用后而作出淤積響應,逐漸發育成內濱灘肩或沙丘等(圖3a—d)。研究期間內濱帶單寬體積下降速率最大,達到-0.2 m3/月,有99.99%的置信度認為因泥沙輸移引起明顯侵蝕(圖4e)。

圖4 銀灘剖面不同部位單寬體積變化特征Fig.4 The characteristic of volume change per-meter for different parts of the Yintan profile
從剖面年平均高程變化來看(圖5a),沖流帶距樁點30~50 m在2015年發生最大深度0.16 m侵蝕現象,從2016年起該范圍呈現淤積調整結果。沖流帶后半段(距樁點50~100 m)在研究期間內處于明顯持續淤積狀態,淤漲深度最大達到0.24 m。破波帶100~120 m在2014—2015年期間變化甚小,沖淤深度不足0.1 m,剖面120~140 m在2015年沖刷明顯致灘肩消失而整個破波帶2016、2017年相較于2015年出現強淤積現象。低潮帶在研究期間內經歷淤積-侵蝕-再淤積的沖淤過程,剖面斜率逐漸變緩,尤其在2015年緩和度最大提升了0.03。內濱帶距樁點200 m前的明顯凹槽4年來持續淤積而完全消失,相反,200 m后的內濱區域處于持續侵蝕狀態。
銀灘剖面各分帶在不同季節下動態變化特征亦有區別。沖流帶在2014—2015年的冬春季節發生明顯侵蝕,2015年夏秋季進行了大幅度淤積調整,隨后研究期間內水深變化在0.05 m內擺動,沖淤過程為冬春淤積、夏秋侵蝕。破波帶始終呈現出沖淤交替性,夏秋沖刷,冬春淤積,變化幅度最大不超過7%。低潮帶在2014—2015年冬春季侵蝕面積超過20%,在研究期間結束后表現出無季節性規律的凈淤積。銀灘內濱帶變化幅度最大,兩季節間剖面水深變化基本集中于0.05~0.25 m,其中研究剖面內超過80%以上的內濱帶(距樁點175 m后)在2016年5月前變為持續侵蝕,進行半年淤積調整后在2017年沖淤達到穩定(圖5b)。

圖5 銀灘實測高程變化a.年際變化,b. 季節平均高程變化。Fig.5 Measured elevation changes in the Yintan Beacha.Yearly change, b.Average seasonal elevation change.
總體而言,與2014—2016年相比,2017年剖面包絡線變化較小且大部分發生在沖流帶以下,沒有出現局部位置超過0.2 m的沖刷或淤積現象。剖面各分帶最終年凈變化包絡線反映的沖淤現象與相對應的單寬體積變化總趨勢基本一致。沖流帶、破波帶及低潮帶呈現較明顯淤積,其逆向侵蝕在空間上主要位于破波帶及以下區域,時間大部分集中在夏秋季,內濱區域常年處于持續侵蝕狀態,從2016年6月才開始出現淤積調整。
銀灘沉積過程主要受控于以波浪和潮汐耦合的長期作用,其中潮間帶主要以波浪作用驅動所致,潮下帶受波浪和潮流聯合驅動作用影響[18]。銀灘剖面各分帶沖淤變化的差異性與波浪對底質床沙不同的起動范圍直接相關,當渦動水深線低于剖面包絡線,渦動水深線上的泥沙受該級別波浪作用會發生起動現象。由表1得知,波高0.7 m時北海銀灘的渦動水深-3.8 m已經超過采集的數據,因此在分析中主要討論頻率總和超過70%出現的波浪級別所作用的最大渦動水深影響區域。
波 高0.3 m的 波 浪 級 別 出 現 頻 率 最 高,為30.128%。其泥沙渦動范圍2014—2017年從距樁點96.374 m擴增到109.667 m,最大渦動臨界水深-0.980 m與表1的近似度達到90.7%,剖面受影響面積為S1,單寬體積為28.48 m3。超出此范圍波高為0.3 m的波能不足,無法使得更深的海底泥沙起懸,從此交點開始,渦動水深擬合曲線逐漸趨于水平線。波高0.4~0.6 m的波浪在研究期間內未出現超過0.025 m差值的渦動臨界水深,對剖面的水平影響范圍差值在2~10 m內波動,無持續增長或減少現象。其中,波高為0.4 m的波浪影響剖面區域為S1和S2的總和,而無法作用于S3,2016年范圍最大,為0~149.9 m,單寬體積影響范圍79.7 m3。以此類推,H=0.6 m波浪作用則是整個研究剖面(圖6中S1—S4)。研究區域內,各波浪級別對剖面距樁點的水平影響距離除H=0.3 m持續增長外其余無明顯規律,而單寬體積的影響經歷同樣的增長-下降-增長的過程,幅度較小,不超過5 m3(表2)。

表2 北海銀灘高頻波浪對研究剖面單寬體積影響Table 2 The influence of high-frequency waves on the singlewidth volume of the study profile on the Yintan Beach m3
海灘以其物質組成建立響應動力過程的形態,而各種動力過程亦試圖找到其各自作用范圍,海灘剖面正是在這些復雜過程中在較長時段相對平衡下疊加的結果[37]。本文發現不同級別的波浪亦可能以泥沙作為媒介對剖面范圍進行分帶,同時波浪作用與剖面地形主要變化具有同步性。波高0.6 m及以上的波浪級別影響距樁點平均大于167 m水域范圍,即對應的內濱帶(研究剖面距樁點175 m起)與大于0.6 m的波浪級別接觸越快,泥沙擾動程度最高,造成長時間持續侵蝕,剖面包絡線波動最大(圖5b)。破波帶和低潮帶分帶區域分別與波高0.4和0.5 m的波浪級別對泥沙擾動范圍大致相同(圖6中S2、S3),即距樁點96~171 m水域范圍遭受此級別波浪作用沖刷侵蝕。此外,波浪可能攜帶內濱帶懸移質向岸輸移而沉降在該中間區域會導致淤積,剖面對此波浪作用也會作出淤積調整,因此從圖3中觀察到該區域(距樁點100~175 m)剖面地形經歷侵蝕和淤積的年份間歇性轉換,且低潮帶接近內濱區域從而淤積程度大于破波帶。沖流帶(距樁點35~100 m)地貌分帶現象主要受控于波高0.3 m級別的波浪使底部泥沙擾動(圖6中S1),其波浪平均作用范圍的終點為101 m。盡管波高0.3 m以上的波浪級別對沖流帶造成擾動影響,但其因頻率較低、接觸較慢而可能通過進、退流等間接地對此范圍造成反饋作用,最終呈現剖面最明顯的淤積。綜上,研究發現不同波浪級別所致的床沙渦動范圍與各分帶的范圍相近,且兩者的水域平均差值變化范圍僅在5%以內,說明不同級別波浪主控的剖面床沙的空間響應可能對其分帶造成了較大程度的影響,因此表現出不同的沖淤結果。

圖6 銀灘剖面不同級別波浪渦動水深范圍Fig.6 The eddy water depth ranges for different levels of waves
潮汐作用是近海沉積的重要動力因素,與泥沙運移途徑有著密切關系。其中,潮差是潮汐作用強弱的主要標志之一,潮差越大,潮汐作用越強[34]。廣西沿海潮汐規律的形成受水下地形分布影響較大,潮波傳播方向與水下地形水深梯度變化趨勢較為一致[38]。在研究范圍內,除前濱上部(P<0.5)和破波帶(P<0.2)以外,銀灘平均潮差大小和剖面不同位置的單寬體積相關性均通過90%的顯著性檢驗(圖7),且其正負相關趨勢與所有動力作用下隨時間變化相同(圖4)。此外,不同級別波浪下泥沙擾動范圍內的單寬體積與不同位置的單寬體積變化具有較強正相關(圖8線①和線②),波高0.6 m的擾動體積對前濱及以上部位接觸慢、影響小,因此剖面累積體積受影響比例較小(圖8線③)。綜上,可以認為潮汐作用是影響剖面底質床沙活動的重要動力,而前濱主要受控于波浪作用,低潮帶及以深受潮汐與波浪的聯合作用,這與以前研究工作結果相一致[18]。

圖7 銀灘平均潮差與剖面不同部位單寬體積相關性Fig.7 Correlation between single-width volume and average tidal range in different parts of the profile

圖8 不同級別波浪下剖面單寬擾動體積與不同部位單寬體積相關性Fig.8 Correlation between the single-width disturbance volume at different wave levels and the single-width volume at different parts
北海銀灘隸屬于中強潮海灘,洪枯季落潮流速都大于漲潮流速、漲潮歷時長于落潮,該海域一般漲潮流強于落潮流,因此有利于泥沙落淤[39]。地處北部灣北部的銀灘潮流性質與潮汐相反,為不正規日潮流[40],往復流具有右旋性沿岸線由西南向轉至東北向[41],灣口指向灣頂的潮流作用與銀灘岸線角度較大可能在90°以內,有利于泥沙向灣內輸移。此外,底質泥沙在破波位置原地起懸后(-3.4 m至破波帶)發生雙向轉換,漲潮時波浪以“進流為主,退流為輔”的方式自海向陸攜帶內濱區域中波浪破碎后的懸浮物向岸運動,沉積在低潮帶及以上區域。又因潮汐上漲,波浪在海灘上破碎的部位亦向岸移動,銀灘波浪破碎范圍從內濱下部—破波帶提至低潮帶—沖流帶附近[42]。同時,波高0.3~0.6 m的波浪對近岸剖面泥沙擾動范圍亦隨潮差增大而改變,2014—2017年的平均潮差總體上略微上升,其對應的波浪范圍也總體向陸遷移,高頻波從218 m的范圍縮小到201 m(圖6)。相反,水位下降時波浪以“退流為主,進流為輔”,波浪破碎、泥沙擾動范圍向海平移,此時泥沙亦主要做離岸運動,回落到破波帶—低潮帶。
其次,北海銀灘的相對潮差參數RTR>7,屬于消散型砂灘,灘面平緩,平均潮差增大時會掩蓋波浪的驅動作用,說明波浪破碎后的余流能量消耗嚴重,回流基本無法再回到內濱區域,因此,剖面低潮帶及以上區域呈凈淤積狀態[18,43-44]。再者,破波帶及低潮帶由于波浪作用范圍的向岸遷移會同時受到沖刷作用,出現侵蝕同時亦有內濱區域泥沙顆粒的沉降補充,致使其淤積速率比沖流帶低。銀灘平均高潮線附近是波浪形成沖流的極限,較粗的泥沙往往最先沉降,但剖面后濱區域(包括前濱上部)的淤積現象較低潮間帶區域來說不明顯,且據現場觀測銀灘波浪基本無法直接到達后濱區域,泥沙無法繼續爬高,因此影響低潮間帶以上的泥沙淤積作用。據此,2014—2017年銀灘剖面內濱區域-3.5~-2.5 m處于凈侵蝕狀態,水深-0.8~0 m的沖流帶處于凈淤積的狀態,而破波帶及接近破波處的低潮帶處于侵蝕-淤積-再侵蝕-再淤積的過程。
夏秋季是熱帶氣旋等極端氣候事件常發生的時期,其中臺風路徑和風暴增水等對銀灘沖淤造成顯著影響。研究期間廣西沿海引起風暴潮較大增水的臺風為1409號“威馬遜”、1415號“海鷗”及1621號“莎莉嘉”。前兩個臺風分別發生在2014年7月和9月,增水極值分別高達286和161 cm[45],其均源于西太平洋經過海南島北部進入北部灣,該路徑最有可能造成銀灘強烈的海灘侵蝕[29]。例如,“海鷗”臺風引起最大增水時,水位短時間內相繼提升,插值得知波浪擾動水深范圍向陸遷移近90 m,主控銀灘各分帶地貌的波浪級別亦可能隨之改變。波高小于0.7 m的高頻波浪可能僅控制低潮帶以上的銀灘剖面(圖9),造成較明顯侵蝕,尤其是沖流帶區域大面積沖刷而出現發展為灘槽趨勢。研究剖面內濱帶受波高0.8~1.0 m波浪擾動亦造成明顯沖刷,距樁點180~200 m剖面向下蝕退而變平坦,估計在無法測量的剖面區域可能存在更大程度的侵蝕現象。然而,“莎莉嘉”臺風對銀灘剖面造成的沖淤影響相對較弱(圖3d),可能是其路經海南島時能量消耗較大的原因,且登陸北部灣后主要往西北方向移動并在3小時內減弱為熱帶低壓,風速較低,同時發現其引起減水轉為增水現象發生在北部灣之前[45]。

圖9 1415號“海鷗”臺風前后波浪擾動范圍虛線:臺風前,實線:臺風后,以最大增水161 cm為例。Fig.9 The eddy water depth range before and after Typhoon KalmaegiDotted line:before typhoon,solid line:after typhoon,example:storm surge of 161 cm.
銀灘對于季節性差異造成銀灘剖面顯著波動的自我調整較好,就破波帶及以淺區域而言,銀灘夏秋季侵蝕、冬春季淤積,同年內夏秋季節與冬春季節剖面變化各分帶深度差值不超過0.1 m(圖5b)。低潮帶除2014—2015年冬春季剖面蝕退以外,調整規律與其以淺區分帶一致。2016年夏秋季起,內濱帶也因常年受到沖刷而最終持續淤高0.3 m。因此,不同季節下銀灘剖面最終響應波浪、潮汐、潮流以及風暴增水作用的沖淤結果均以泥沙作為介質,低潮帶以淺淤積,內濱帶侵蝕(圖10)。

圖10 波浪及潮汐作用下銀灘剖面變化模式圖Fig.10 Profile change of Yintan beach under the coupling actions of the wave and tide
外,臺風將大幅度使得各波浪級別的擾動范圍向左遷移,造成銀灘大范圍侵蝕。
(1)在研究期間內,除前濱上部外,銀灘剖面其他分帶前3年夏初前沖淤幅度較大,此后變化穩定。沖流帶在首個冬半年以侵蝕為主,繼而進行緩慢淤積調整。破波帶發生淤積與侵蝕交替且出現弱的淤積現象。低潮帶主要展現淤積趨勢,相反,內濱區域處于持續侵蝕狀態。
(2)銀灘波高0.3~0.6 m的波浪發生頻率總和超過70%,其中波高0.6 m的波浪擾動內濱帶造成凈侵蝕現象,沖流帶、破波帶及低潮帶的凈淤積分別受控于波高0.3~0.5 m的波浪。
(3)潮汐漲落引起波浪進、退流作用在海床泥沙活動的范圍出現差異,同時往復潮流向灣內輸沙,導致銀灘由海向陸淤積現象逐漸明顯。
(4)潮汐水位的年內變化引起夏秋季銀灘波浪擾動范圍向陸遷移,低潮帶以上沖淤變化較快。冬春季節波浪擾動范圍擴大,引起內部變化快速。此