3.海蚀的危害
第九章 海岸雕刻家——海蚀
1.认识海蚀
海水侵蚀海岸地带的方式,主要有水力撞击及水压作用、磨蚀作用、溶蚀作用等。海蚀作用所造成的地形相当丰富,常见的有海蚀崖、海蚀洞、海蚀平台、海蚀凹壁、海蚀阶地、海蚀柱等,都是在海岸地带常见的地形景观。
海岸的侵蚀作用,主要有波浪、潮汐及海流等3种管力。海浪不断地拍打海岸,是塑造海岸地形最重要的因子。潮汐大规模的水面升降现象,与波浪的作用相辅相成。
2.海蚀的成因
海蚀主要由波浪作用产生。由于波浪对岩岸岸坡进行机械性的撞击和冲刷,岩缝中的空气被海浪压缩而对岩石产生巨大的压力,波浪携带的碎屑物质对岩岸进行研磨,以及海水对岩石的溶蚀作用等,统称海蚀作用。海蚀多发生在基岩海岸。海蚀的程度与当地波浪的强度、海岸原始地形有关,组成海岸的岩性及地质构造特征,亦有重要影响。所形成的海蚀地貌有海蚀崖、海蚀台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱等。
根据海岸地貌的基本特征,可分为海岸侵蚀地貌和海岸堆积地貌两大类。侵蚀地貌是岩石海岸在波浪、潮流等不断侵蚀下所形成的各种地貌,主要有海蚀洞、海蚀崖、海蚀平台、海蚀柱等。这类地貌又因海岸物质的组成不同,被侵蚀的速度及地貌发育的程度也有差异。堆积地貌是近岸物质在波浪、潮流和风的搬运下,沉积形成的各种地貌。按堆积体形态与海岸的关系及其成因,可分为毗连地貌、自由地貌、封闭地貌、环绕地貌和隔岸地貌。按海岸的物质组成及其形态,可分为沙砾质海岸、淤泥质海岸、三角洲海岸、生物海岸等。
海蚀平台是海蚀崖前形成的基岩平坦台地。海岸侵蚀地貌类型。在海浪作用下,海蚀崖不断发育、后退,在海蚀崖向海一侧的前缘岸坡上,便塑造出一个微微向海倾斜的平坦岩礁面。以后,平台可不断地展宽,直到波浪通过平台,能量全消耗于对平台的摩擦以及对碎屑物质的搬移上,海蚀崖停止后退为止。在海蚀平台上通常发育有浪蚀沟、锅穴、洼地等微地貌,以及由海蚀崖崩坠堆积成的锥形岩体和砂粒覆盖的波蚀残丘。海蚀平台一般位于平均海面附近,也有分布于高潮线以上的,它们是由特大暴风浪作用而形成的暴风浪平台;也有位于海面以下的,它们是由波浪侵蚀作用在下限处形成的海底平台。由于海平面的变化及构造运动,也可以形成不同高度的海蚀平台。
海蚀柱是海岸受海浪侵蚀、崩坍而形成的与岸分离的岩柱。海岸侵蚀地貌类型。它是在海蚀洞的基础上发展而来的。由于海浪的继续作用,岬角两侧的海蚀洞可以被蚀穿贯通,形成顶板呈拱形的海蚀拱桥。海蚀拱桥又称海穹、海拱石,常见于岬角海岸。海蚀拱桥进一步受到海浪侵蚀,顶板的岩体坍陷,残留的岩体与海岸分隔开来后峭然挺拔于岩滩之上,即为海蚀柱。
3.海蚀的危害
些海岸由质地松软的黏土、古冰川沉积物构成,有些由软硬相间的岩层构成,它们最容易遭受侵蚀。波浪和潮汐都能使侵蚀加速进行,特别是在发生风暴时,海水掏蚀海岸悬崖的底部,并迅速将从悬崖掉下来的物质搬运到海里。这类海岸悬崖极不稳定,常常发生坍塌、滑坡或泥石流。
在侵蚀海岸,人们企图用修筑海堤、护岸堤和护坡的办法来保持海岸的稳定,这些工程设施一般用混凝土和石块修建,目的在于减弱波浪的能量,以减少破坏。这些护岸措施在较高纬度暴风浪带的沿海最为常见。这些地方由冬季风暴形成的波浪,可能对海岸设施造成巨大危害。
在中纬度地区,堆积海岸较侵蚀海岸更为常见,而堆积海岸由于冲淤变化快,因此海滩易发生变化。在波浪、海流和潮汐的作用下,海滩上的散沙会被冲刷、搬运和再堆积。在波浪和海流对散沙的搬运过程中,如果海滩上散沙的供应量少于其冲刷量,那么海滩就处于受侵蚀状态。
4.海蚀的防范
海岸侵蚀是世界范围内普遍存在的一种海岸灾害,也是一种地质灾害。简单地说,海岸侵蚀是指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。
导致海岸侵蚀的原因除风暴潮等引起的自然过程外,依次为河流入海泥沙减少、人工采砂、海面上升和海岸工程等。人类活动是导致现代海岸侵蚀灾害的主要因素。沿岸采砂、海岸工程建设、沿岸开采地下水和采伐红树林等,是人类活动直接导致的海岸侵蚀的常见原因,而河流输沙减少和海面上升也受人类活动间接影响所致。
海岸侵蚀的直接后果是造成土地资源流失、冲毁沿岸村庄、工厂、道路、盐田、养殖场和防护林等,沿岸农田、公路和居民区也受到威胁。还会导致地下水质被破坏、海岸线减短、比如海水倒灌、盐碱地增加,影响沿岸地区经济社会的发展。
我国是侵蚀灾害最为严重的国家之一。我国70%左右的沙质海岸线以及几乎所有开阔的淤泥质岸线均存在海岸侵蚀现象。总体上看,长江以北的海岸侵蚀重于长江以南。从华南地区的情况看,广东、海南、广西三省区被侵蚀海岸长度占其海岸总长度的比例分别为17.9%、57.3%和15.5%。在海岸侵蚀强烈的地方,如海南海口市的海甸岛及新埠岛、广东汕尾等地,不仅受到风暴潮和巨浪的威胁,而且土地流失严重。海口市海甸岛和新埠岛长约6千米岸线20年间损失土地约1.5平方千米。许多海滩旅游区的临海设施受破坏威胁,海滩泳场的环境受破坏。部分港口及其他海岸工程设施受到威胁。如海口市污水处理厂、海南东方市四更村的东方盐场、海口湾西部临海高速公路等,均不同程度受到海岸侵蚀的影响。
我国的海岸防护工程历史悠久,规模宏大。其中抗御台风风浪和杭州湾涌潮袭击的钱塘江海塘久有盛名。钱塘江海塘始建于两汉时期,五代时用竹笼填石作塘,以后开始筑石塘,清代乾隆年间大多改为石塘。著名的钱塘江鱼鳞大石塘出现于明代,清代又有改进。鱼鳞塘全部采用条石建造,相邻条石用铁件嵌固。塘脚前滩地上用排桩夹石构筑成坦水,通常设有一至三道,称为头坦、二坦、三坦。实际上,塘身是岸坡防护工程,坦水是护脚或保滩工程。另一种石塘为条块石塘,只在临水一侧用条石砌筑,内侧堆填块石。明、清时期修建的海塘,经历了数百年浪潮的侵袭和淘刷,至今仍有部分基本完好,发挥着良好的作用。鱼鳞塘、条块石塘都是直墙岸壁式海塘,近40年来采用了带平台的斜坡式海塘,建造经济方便,防护效果良好。塘前也设有坦水。钱塘江两岸仍用传统的丁坝群保护滩地,主丁坝头部成功地采用直径达20米的巨型沉井来抗御涌潮。20世纪50年代以来,中国沿海多数土堤增加了块石或草皮护坡,不少滩地采用工程或生物措施防浪促淤。
对海岸侵蚀最好的治理是减少人为破坏。现在可以采取的治理办法主要有:保护红树林、禁止海岸采砂、限制沿岸地下水开采、调控河流入海泥沙、修建海岸护堤等,在重要的旅游海滩也可采用人工喂砂的方法进行养护。
荷兰、美国、日本在海岸防护方面都比较先进,有丰富的经验。荷兰著名的须德海工程,海堤长达30余千米;三角洲开发工程,海堤断面大、标准高,施工机械化程度高,堤身沙土用水力冲填,混凝土或沥青护面用机械浇筑。美国系统地研究海岸演变与防护设施50余年,提出了完整的海岸防护规划、设计标准和方法,在世界上得到广泛应用。日本近40年兴建的海岸防护工程保护了15000千米海岸线,约占其海岸线总长的一半。
马来西亚29%的海岸线出现不同程度的海蚀,其中约10%的海岸线海蚀程度“相当严重”或“非常严重”。1996年时,面临严重海蚀问题的海岸区已达74个。形成该国严重海蚀的主要原因是沿海地区没有经过良好规划而大肆开发,如兴建港口、过度捕捞、过度采沙填海、采矿、砍伐红树林、大兴土木以及大量发展工业区等,从而造成对环境的破坏。为防止严重的海蚀影响国家经济的持续发展,马来西亚政府对海蚀问题十分重视,并积极加以治理,采取了长期防范策略和短期补救措施并举的政策。在短期措施方面,针对遭受严重海蚀的沿海地区,政府主要采取了修筑海墙、防护堤、防浪石礅和种植红树林等措施,并在海滩推行增加海沙计划。