海南陵水新村潟湖口外灘槽演變分析

劉林，周鴻權，張永強

（1.中交疏浚（集團）股份有限公司，北京 100031；2.自然資源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3.自然資源部第一海洋研究所，山東 青島 266061）

0 引言

沙質海岸潟湖口門灘槽穩定性較差，易受波流共同作用下的海岸輸沙影響，分析灘槽的海岸動力地貌演變規律是整治口門灘槽的關鍵[1]。海南陵水新村潟湖是一個潮汐和波浪雙重控制的近封閉狀天然潟湖，近些年口外淺灘及深槽發生多次變化，造成漁船進出潟湖障礙，周邊海岸沙灘也存在不同程度的沖淤變化，給漁業生產和濱海旅游造成諸多不利影響。歷屆政府曾積極推動潟湖的整治開發工作，諸多研究機構和學者也開展過相關技術研究[2-4]，但都因潟湖潮汐汊道及兩側沙嘴動態演變的復雜性[5]，未采取實質性的工程整治措施[6]，因此研究新村潟湖口門灘槽的發育規律，對潟湖后續的整治開發具有重要的現實意義。本文通過分析該區域的地形地貌和海岸動力輸沙特點，研究了1987—2016 年近30 a 的歷史遙感影像資料，探討了潟湖口外海岸線和深槽邊灘的沖淤演變特點，為潟湖的后續整治開發提供參考。

1 地形地貌特征

新村潟湖位于海南省陵水縣東南部，東面與黎安潟湖腹背相依，為一近封閉狀天然潟湖，僅潟湖西部有一寬約200 m 的口門與外海相通。新村潟湖南部為南灣半島，地勢較高，潟湖內無大河注入，內部水深穩定，無明顯泥沙堆積。潟湖內水域面積約22 km2，5～10 m 水深的水域占一半左右，大于10 m 水深水域占4%左右。

新村潟湖口門外為潮汐汊道地貌體系，1981年的地形地貌特征見圖1，2017 年實測的水深地形見圖2。

圖1 新村潟湖口外地貌特征（1981 年）Fig.1 Geomorphology outside the Xincun lagoon estuary（1981）

圖2 新村潟湖口外水深地形（2017 年實測）Fig.2 Water depth and topography outside the Xincun lagoon estuary(surveyed in 2017)

口門處平均水深5.5 m，最大水深11.8 m，口外2 m 等深線與外海相連，口外潮汐汊道深槽向西彎曲。潮流三角洲由中粗砂組成，發育外緣可抵5 m 等深線，由中粗砂組成?？谕鈻|側沙嘴位于潮汐汊道南側，東西向延伸長度達1 km 以上，一般寬約200～350 m，近南灣半島根部寬約700 m，由中砂或粗砂組成。西側沙嘴呈條狀順岸分布，向海凸出沙體寬約350 m 左右。

2 海岸動力環境

2.1 潮流

根據2017 年3 月在新村潟湖開展的潮流泥沙觀測資料，調查站位見圖3。新村潟湖海域潮汐類型屬不正規全日潮，平均高潮位0.95 m，平均低潮位0.38 m，平均潮差為0.63 m。平均漲潮歷時約為8 h 10 min，平均落潮歷時約為6 h 20 min，漲潮歷時比落潮歷時長約2 h。潮流運動形式為往復流，落潮流速大于漲潮流速，位于口門附近的4 號站位流速最大，實測最大漲潮流速為0.70 m/s，相應的流向為39°，實測最大落潮流速為0.97 m/s，相應的流向為296°。

圖3 水文調查站位布設圖Fig.3 Hydrology survey station layout

2.2 風浪

海南陵水地區冬季盛行東北風，夏季則盛行西南風，每年5—12 月常受熱帶氣旋或臺風侵襲，冬季平均風速為21 m/s，常風向為NNE 向，平均頻率為23.3%，次常風向為N 向，平均頻率為12.4%。研究區缺乏歷史或實測波浪資料，參考位于研究區北側60 km 處的萬寧烏場資料如圖4 所示，海域常浪向為SE，次常浪向SSE；強浪向為SE—SSW，最大波高約為5 m；各向平均波高為0.7～1.2 m，年平均波高為0.9 m，年平均周期為5.0 s。

圖4 波浪分布玫瑰圖Fig.4 Wave distribution rose plot

3 海域泥沙環境

3.1 水體含沙量

據2017 年3 月的實測資料表明，全潮平均含沙量為0.032 kg/m3，大潮略大于中潮、小潮期，含沙量隨深度的增加而增大。從輸沙強度平面分布看，口門附近4 號站位的漲落潮輸沙量明顯大于潟湖內部及外海海域，單寬漲潮輸沙最大值為8.3 t/（m·d），落潮輸沙最大值為8.8 t/（m·d）。

3.2 底質粒徑

據2017 年4 月在潟湖口外采集的海床沉積物取樣結果（見圖5），沉積物中值粒徑為184.6～1 168.3 μm，類型為粗砂、中砂、細砂，潮汐汊道及兩側沙嘴沉積物中的中砂平均含量約52%，細砂平均含量約25.7%。潮汐汊道東西兩側沙嘴近岸根部的沉積物粗砂平均含量為62.7%，中砂平均含量27.5%。

圖5 沉積物類型分布圖Fig.5 Sediment types distribution diagram

3.3 沿岸輸沙

新村潟湖的動力條件為波潮混合型，泥沙輸運以波流作用下的沿岸輸沙為主，口外泥沙輸運受SE—S 向常浪影響，沿岸輸沙優勢方向為自東向西，東側沙嘴邊緣不斷淤漲，并向西側延伸，一部分落在潮汐汊道中，少部分泥沙也會繞過落潮三角洲沉積在口門北側淺灘區。

4 潟湖口外岸線沖淤變化

4.1 潟湖內岸線變化

提取1987 年、1997 年、2007 年和2016 年四期的遙感影像資料中的海岸線（見圖6），對比可知新村潟湖的整體格局沒有明顯變化，局部岸段岸線向海推移，推移距離在110～850 m，主要是灣底的鹽池或養殖池向海推進，潟湖面積也相應由1987 年的22.26 km2減小至20.21 km2?？傮w來看，近30 a 來新村潟湖的整體格局沒有明顯變化，潟湖總體的納潮量變化較小。

圖6 新村潟湖周邊海岸線變化Fig.6 Shoreline changes around Xincun lagoon

4.2 潟湖口門外周邊岸線變化

利用1987—2017 年間近30 期Landsat 遙感影像資料，選取低潮位的特征水邊線為海岸線對比，其中4 期典型年的岸線位置對比見圖7；歷年的海岸線沖淤變化對比數據見表1。

表1 新村潟湖口外海岸線變化Table 1 Shoreline changes outside the Xincun lagoon estuary

圖7 潟湖口門附近岸線的沖淤變化Fig.7 Changes in erosion and sedimentation of the shoreline near the lagoon estuary

由圖7 和表1 可知潟湖口外北側和東南側岸線沖淤變化存在明顯差異，口門北側岸線呈現出沙嘴淤積連陸和侵蝕后退交替出現的規律，并存在沙嘴東西擺動的現象，侵蝕與淤積的變動間隔期約在10 a 左右?？陂T東南側岸線2000—2005年呈現出淤積的趨勢，在2005—2014 年岸線則較為穩定，其他年份則主要以侵蝕為主。

5 潟湖口外灘槽演變

5.1 灘槽地貌發育特點

為分析年際變化規律，利用1987—2017 年間逐年的30 期遙感影像資料，以落潮顯示的沙洲水邊線作為特征地貌線。按2 a 的間隔，選取了16期的灘槽地貌特征對比變化（見圖8），用來說明口門外海域的潮汐汊道深槽和沙嘴的沖淤演變特征。

圖8 新村潟湖口外灘槽演變Fig.8 Evolution of shoal-channel outside the Xincun lagoon estuary

在1987—1990 年期間，潟湖口外灘槽雙通道并存，且發育西、中、東三個明顯的洲灘。1991—1995 年間，潟湖口外灘槽地貌逐漸演變為單通道，期間東側沙嘴逐漸向西淤積延伸，其長度由1 010 m 增長為1 300 m 左右。1996—2000 年期間，東側沙嘴的根部逐漸出現缺口，并分割為2個明顯的洲灘，重新演變為2 個潮汐汊道和3 個洲灘并存的地貌格局。自2001—2011 年的近10 a間，中部的沙洲逐漸西移，并與西側沙洲連成一片，西側的潮汐汊道逐漸淤塞封閉，東側潮汐汊道成為主要的漲落潮水流通道，潮汐汊道的深槽主軸線也隨之西移。2012—2017 年，西側的沙嘴逐漸侵蝕萎縮，而東側沙嘴逐漸向西淤漲，6 a 間長度由1 080 m 左右增加至約1 300 m，2017 年東側沙嘴的根部又出現沖決缺口，新的潮汐通道又在新一輪的孕育之中。

5.2 灘槽演變分析

新村潟湖為中等規模的沙壩－潮汐汊道－瀉湖海岸體系，潮汐通道口門斷面和形狀受控于潟湖納潮量與潮汐通道過水斷面面積的關系。根據張忍順[7]對我國類似潮汐汊道穩定性的研究成果，以及楊陽等[8]對新村潟湖潮汐汊道穩定性的分析，新村潟湖在目前納潮量條件下，基本處于均衡狀態，潮汐汊道能夠維持的寬度約為200 m，較強的落潮流保證了口門不淤積，并維持了潮汐汊道的通暢。

分析近30 a 來的地貌演變過程，由圖8 可知，在1987—1997 年的10 a 時間，灘槽地貌經歷了雙通道—單通道—雙通道的演變過程；但在1997—2017 年的20 a 時間僅僅經歷了從雙通道到單通道的發育過程；此外，值得注意的是，在2017 年東側沙嘴的根部已經出現了一個小的缺口，有進一步發育為雙通道的可能性，筆者查看了2018—2023 年的Google Earth 圖像，并結合現場調研發現，潟湖灘槽地貌又再次從單通道發育成了雙通道格局。以上分析表明，口外灘槽地貌體系完成一個相對較完整演變，大概需要經歷近10～20 a 左右的時間，其時間跨度可能與臺風等極端事件發生的強度及時間間隔有關。

沉積在潮汐汊道中的泥沙，在較強的落潮流的作用下，泥沙易于啟動懸揚，加之波浪輻射應力引起的沿岸流影響，潮汐汊道及兩側沙嘴會發生明顯的沖淤變化，進而引起周邊海域泥沙的局地調整，導致北側和東南側岸灘發生強烈的沖淤響應。

潟湖深槽邊灘地貌演變機理分析具有復雜性[9]，下一步需要結合風暴潮期間的水動力、地形沖淤等資料，采用數學模型或物理模型綜合論證。

6 結語

1）新村潟湖灘槽演變是波流聯合作用下的結果，潮汐汊道深槽的主軸線不穩定，周圍岸灘亦存在較為強烈的岸灘沖淤變化響應。

2）新村潟湖口外灘槽地貌格局一直處于單通道和雙通道相互演變之中，受自東向西的沿岸輸沙以及臺風浪等極端事件影響，容易造成潮汐汊道的再次形成或淤閉，一個相對完整的灘槽地貌演變期需要經歷10～20 a 左右的時間。

3）潟湖綜合開發中，要避免圍填海等工程措施，以免降低潟湖納潮量，引起口外潮汐汊道淤塞，也可考慮丁壩群、離岸堤等方式對周圍岸灘進行整治，以降低沿岸輸沙對潮汐汊道深槽擺動的影響。