5.2.2 海岸坍塌
1)海岸坍塌的原因及分类
海岸坍塌是指陡峻海岸的岩土体在重力作用下脱离母体发生坍落、崩塌造成的灾害,主要发生在陡峭的岩岸或由沙、土组成的海岸。海岸坍塌的主要诱发因素是海浪、潮流和海平面上升,其次是风暴潮、地震和人为活动。海岸坍塌会导致滨海土地面积的损失,其中沙岸比岩岸损失面积较大,海岸坍塌还会破坏滨岸工程建筑,危及港口、船只安全。与海岸侵蚀的缓慢发展过程不同的是,海岸坍塌的发生具有突发性和不可预测性。
海岸坍塌发展过程与破坏形式与水动力条件和海岸土体结构类型密切相关,根据其破坏过程和破坏形式可分崩塌(块塌)、条塌和片塌三种。
①崩塌。崩塌主要发生在海水顶冲或横向环流发育的海岸部位。海岸介质由粉质黏土或软土和沙层组成,其结构类型多为双层或多层结构。崩塌常发生在汛期大潮的落潮时刻或大浪后退时刻。对于沙层的掏蚀,其发展情况不易被察,一旦发现地表土层出现裂缝,就会向四周迅速扩展,因此崩塌具有突发性,规模也一般较大。
②条塌。条塌主要发生在横向环流不发育,海流基本平行于海岸的地段,介质以沙性土为主,土体结构类型多为均一型或上部黏性土较薄的双层结构。由于水动沙流的原因,与水面接触线以下的岸坡沙体随着水的冲刷流失,表层土体失去支撑而塌落。条塌发展过程是渐变的,几乎常年可见;汛期加剧,塌岸带会长达数千米,岸线多而且参差不齐。
③片塌。片塌是指在比较宽阔的海岸段,由于风浪拍打岸坡沙体,沙体被掏蚀形成孔穴,致使表层黏土失去支撑而塌落,而且由于波浪此起彼伏,海岸塌落最终呈片状分布。片塌的破坏深度较浅,只限于水面附近。片塌的发生有一定的时间性,一般东南风引起的波浪主要破坏北岸,西北风引起的波浪主要破坏南岸。片塌经常和条塌相伴一起出现。
2)国内外海岸情况
(1)英国诺福克郡海岸崩塌。
2018年3月受到寒流“东方野兽”的影响,英国诺福克郡的一段海岸线被风浪摧毁,海岸的坍塌使建在悬崖边的房子一夜之间成了“危房”。海浪不停地拍打岸边的砂岩导致了这一带的悬崖坍塌,沙石坠入海中,建在悬崖边的房子变得岌岌可危,一些房子甚至已经部分悬空在外,如图5-5所示。2015年,当地居民共同筹款在悬崖上加筑蜂窝状的混凝土块来加固海岸、抵御海浪,但似乎并未奏效,海岸被侵蚀的速度远远超出人们的想象。当地居民回忆道:“两年前,我的房子离海有90 m远,而现在只剩1.5 m了。”
图5-5 诺福克郡海岸崩塌
(2)晋江东石张厝村海岸崩塌。
2017年2月,晋江东石张厝村村民家门口的海岸出现了崩塌。崩塌海岸段是一段小山坡,距离海滩的高度约30 m,在距离岸边一栋建筑前不足10 m的位置有一处裂开的海岸,形成一道宽约0.3 m的裂缝。坍塌下方的沙滩是成堆的崩塌下来的土方和石料。坍塌的原因是海水不断侵袭海岸造成的。当时在岸边修建了海堤保护海岸,早在2013年该地也曾发生过崩堤事故,相关部门对海岸进行了紧急加固,但2015年8月的一次天文大潮,海浪将加固的护堤卷垮,海岸再次发生了崩塌。事发海岸周边有大面积农田和几十栋村民住宅。海岸坍塌将使周边建筑岌岌可危,如再遇天文大潮,将引发严重的内涝和水土流失。
(3)长江江苏岸段海岸坍塌。
1998年,长江流域发生特大洪水,江苏段险情不断,险象环生,共发生重大险情50起,其中38起为江岸崩塌,共损失面积31.21 km2。坍塌离主江堤最近处仅30 m,有3处外江堤被冲坍,总长度300 m,最大的一次坍损面积达6 km2(润州)。在抢护过程中,共搬迁居民205户,拆毁房屋4间,沉船21条,抛石77.45×104 t,沉树梢石6 080组,投入了大量的人力物力,付出了较大的代价,江岸坍塌的严重性与危害由此可见一斑。
长江江苏段自20世纪50年代以来,江水的侵蚀作用非常强烈。江岸线(含江心洲)在水流作用下发生崩坍的岸段长约343 km,由塌岸引起的岸线蚀退幅度,最大达3550 m,最大蚀退率为225 m/年。江岸坍塌从某种意义上讲是长江河床不断演变的结果,它由长江水流对江岸产生侵蚀作用而引起。
(4)黑龙江干流海岸坍塌。
黑龙江同仁江段主流宽1 500 m左右,水深15~30 m,地面高程为58~63 m,地面植被有大量森林和少数耕地。该段江道在近岸水流与河床土体的相互作用下,形成了横向环流,江道演变成S形。同仁护岸处为黑龙江凹岸,上游水流趋势是由西北向东南流,当水流到达该段时方向转向东偏北,水流直冲我国江岸。由于江水横向环流作用、河床土质松散、波浪冲刷、地表水汇流、地下水渗透、冻融效应等共同作用下,江岸大面积坍塌,主河槽向我国一侧移动。据历年黑龙江干流查勘资料统计,平均每年坍塌岸6~8 m。塌岸严重段长为3 850 m,对紧邻岸边的旅游景点及同仁边防哨所构成极大的威胁。
通过以上对于海岸或江岸坍塌案例的介绍,可见近些年来坍塌事故频繁发生,造成海岸坍塌的主要原因是海水、波浪的长期冲刷侵蚀,以及风暴潮的突然侵袭或地震等突发作用引起的。此外,研究表明海岸坍塌背后还有一个间接原因——全球海平面上升。因为海平面的上升会导致海岸地基持续浸泡变弱,强度降低,在外力作用下极易发生破坏。此外,海平面上升还将加剧风暴潮灾害的破坏程度,更容易造成海岸坍塌事故。而海平面上升本身就是一种海洋灾害,这也是我们下面要介绍的内容。