唐山市海岛沙滩受损海岸整治修复方案探讨

　　摘要：砂质海滩对于海岛旅游及可持续发展具有不可估量的价值，伴随着沿海开发进程的推进，海岛砂质海滩的稳定性逐渐受到考验，与其相关的海滩侵蚀问题日益凸显。文章通过对唐山市沿海一线海岛沙滩的踏勘，结合卫星影像资料，分析了2010—2016年唐山海島沙滩的长度、面积变化，结果表明受陆域来沙减弱及海洋动力诸如风暴潮的作用及人工构筑物(虾池)等原因，唐山海岛沙滩长度、面积每年在以较快的速度不断缩减。同时，以唐山湾三岛(祥云岛、菩提岛、月岛)为例，提出了对三岛及周边环境进行综合整治修复相应的方案，包括退养还滩、沙滩整治修复、防浪促淤工程、生态廊道构建等工程，以期为当地决策者提供可行的建议。

　　关键词：海岛砂质海滩;海滩侵蚀;整治修复;人工养滩;硬式工程

　　0引言

　　砂质海滩是重要的旅游资源，具有满足人类休闲旅游的景观价值，每年带来可观的经济收入。然而，作为陆海交互作用最为频繁的过渡地带，海滩在一系列水文条件诸如波浪、潮汐，极端天气诸如风暴潮、台风、气旋以及人类活动等的影响下，极易呈现剧烈的动态变化。围绕砂质海滩的研究层出不穷。如：海平面变化[1]，波浪、潮汐等水动力变化[2]，极端天气如风暴潮[3]，构筑物诸如丁坝和潜堤[4-5]对海滩剖面的形态、沉积物粒径的影响。如何合理开发和利用海滩资源，关系到海洋资源的可持续利用和海洋经济的发展。

　　海岛远离陆地，具有独特的地理与海洋环境，是保护海洋环境、维护海洋生态平衡的基础平台，也是防护海岸及其附近海岸工程的重要屏障。而砂质海滩是海岛旅游资源的重中之重[6]，海岛沙滩修复技术研究较早，各项技术也日臻纯熟，国外早已有针对海岛沙滩进行修复的案例。例如：尼日利亚的维多利亚岛，自1958年便开始人工补沙[7] ，Kana等通过对修复后的沙滩进行监测，指出该养滩工程塑造出了更宽的干滩[8]，Weathers等则运用滩补沙的时间演化模型(线性侵蚀、一线模型等)，指出在其预测的海滩寿命下，养滩收益远大于投资成本[9];德国诺德奈岛沙滩工程竣工后，Niemeyer等对其养滩剖面进行了监测，指出工程竣工后除有效增宽干滩，还可促进滨面上自然来沙的沉积[10];在对美国希尔顿黑德岛大西洋海滩进行了补沙后，Bodge等对沙滩的变化进行了26个月周期的监测与评估，指出养滩成效明显，沙滩保有量达到养滩规范[11]。

　　河北唐山沿海一线，属沙坝-潟湖海岸，其间沙坝岛星罗棋布，岛上砂质岸线广布，是十分优越的旅游资源。但是，经过长期的自然作用和过度开发利用，唐山沿海海岛沙滩普遍存在侵蚀现象[12-13]，部分岛屿诸如长臂岛、风云岛滩肩消失、沙滩侵蚀殆尽，神奇岛沙丘坍塌，出现侵蚀陡坎，严重影海岸资源环境，对唐山沿海海洋资源持续利用、海洋经济发展产生较大影响。因此，修复受损海岛海滩，提高海岛稳定性，迫在眉睫。

　　1海岛分布特征及其主要特性

　　唐山市海岛主要分布在滦河口南岸至曹妃甸海域，由东北向西南依次分布有长臂岛、风云岛、佛手岛、神奇岛、明月岛、永乐岛、祥云岛、月岛、菩提岛、龙岛(图1)，按照各岛的成因类型可将其划分为河口沙坝岛、离岸沙坝岛和蚀余岛3种类型。河口沙坝岛分布于滦河入海口及主要岔道附近入海口，主要由于河流携带泥沙入海，受到海水顶托作用，水动力减弱，泥沙沉降堆积，进而塑造成河口沙坝岛，譬如长臂岛。离岸沙坝岛主要分布于古滦河三角洲外围，为海浪破碎带泥沙堆积而成的离岸沙坝岛，主要包括风云岛、佛手岛、蛇岗、神奇岛、明月岛、吉祥岛、永乐岛、祥云岛和龙岛。蚀余岛为古滦河三角洲在滦河改道后，在波潮流作用下侵蚀、再堆积改造而形成的海岛，以菩提岛和月岛最为典型。

　　唐山诸岛在地形、地貌以及沉积特征上主要有以下4个特点。

　　(1)规模较小。

　　根据2016年卫片解译数据显示，唐山市各海岛面积最大的为祥云岛，面积为2 162 hm2，向海侧岛体岸线长约11.01 km，其次为月岛、菩提岛和龙岛，面积在390～560 hm2，其余各岛面积均小于60 hm2。

　　(2)岛体外形简单。

　　由于各岛的形成和发育受沿岸流、波浪和潮流等水文条件及陆源来沙的耦合作用，海岛的形状大多呈长条状、斑点状，以长条状海岛为例：由于受波浪作用影响较大，其主要平行于海岸线分布，岸线趋于平直，两端向陆弯曲，长宽比较大，其中佛手岛长宽比可达69。

　　(3)岛体动态变化剧烈。

　　海岛的数量和面积每年几乎都在发生变化，甚至曾经有些较大的海岛已经消失，如草木柁、海捞岛。而受制于自然或人为因素，有些海岛面积变化巨大。以菩提岛和龙岛为例，由于人为扩护原因，菩提岛在2016年时海岛面积相对于2010年增加了1倍以上;而由于自然因素的影响，龙岛面积减少约0.4 km2。

　　(4)沉积物松散，沙丘、沙坝发育。

　　海岛均是由第四纪松散沉积物经滦河搬运，在近岸堆积而成，经过波浪、潮流长期作用，细颗粒物质大多被冲走，剩余沉积物以细沙、中细沙为主，粒径主要介于1～3Φ之间，呈非常尖锐的单峰分布，中值粒径所对应的含量近70%，沉积概率曲线呈典型的三段式分布，跃移质含量占绝对优势，约90%以上，分选极好(图2)。海岛表面受风力作用，普遍发育成沙丘、丘间洼地、平地、沼泽等地貌;滩面多宽缓，受波浪、潮流等水文条件的作用，水下地形起伏变化相对剧烈，多发育成低缓的小沙坝。

　　2海岛岸线近期动态演变特征[14-15]

　　通过查阅相关资料以及以往研究成果，利用2010—2016年覆盖唐山市沿海的地形图、遥感图像、航空影像图及海图，并参照野外实测数据，在GIS技术支持下，通过提取不同时期的岸线，并利用数字岸线分析系统DSAS，采用终点速率法推算出唐山市海岛沙滩的演化速率[16]。结果表明，自2010—2016年，唐山市海岛砂质岸线急剧蚀退，岛体面积明显萎缩，有的海岛甚至消失(表1)。

　　2.1祥云岛、月岛、菩提岛和龙岛岸线动态

　　2010—2016年，祥云岛、月岛、菩提岛和龙岛在面积和向海侧岸线长度变化不一(图3)。由于人工围填的原因，祥云岛面积有所增加，向海侧砂质岸线蚀退11.01 km，从整体上看2010—2016年祥云岛向海侧岸线年均蚀退率为4.98 m/a，西南侧岸线向海方向淤进约71.19 m，为2014年的人为补沙工程所致;菩提岛面积和岸线长度增幅较大，为西部养殖虾池消失所致，向海侧岸线年均蚀退率为2.36 m/a;月岛面积减少0.5 km2，西部岸段侵蚀明显，平均蚀退239 m，向海侧砂质岸线0.4 km，砂质岸线年均蚀退速率10.0 m/a;龙岛向海侧砂质岸线侵蚀程度剧烈，2010—2016年砂质岸线年均蚀退率达7.54 m/a。滦河历史上经过多次改道，改道后废弃的离岸沙坝会因为来砂供应减少而处于侵蚀状态，现在滦河在此4岛的泥沙供应量基本没有，因此，促使自然条件下的4岛砂质岸滩处于严重的侵蚀状态。

　　2.2滦河口南岸-浪窝口岸段、浪窝口-湖林口岸段海岛岸线动态

　　2010—2016年，滦河口南岸-浪窝口海岛向海侧砂质岸线年均蚀退速率为6.6 m/a，岸线总长度减少3.44 km，海岛总面积减少0.57 km2，海捞岛甚至消失(图4);浪窝口-湖林口岸段海岛向海侧岸线年均蚀退率为1.1 m/a，2016年岸线总长度年减少1.02 km，海岛总面积减少0.17 km2(图3)。自20世纪80年代修建海堤以来，由于盐田、虾池在海岛外不断扩建，陆域海岸线不断向海推进，岸线的演变已经完全被人工控制，导致此岸段部分海岛沙滩蚀退，甚至消失。

　　3整治修复方案探讨——以唐山湾三岛岸段为例

　　滨海旅游业是发展海洋蓝色经济的重要组成部分，沙滩开发利用的合理程度与砂质状况是发展滨海旅游业的重要依托。为提高唐山海岛稳定性，减缓岸滩侵蚀退化，改善海岛生态环境，本研究以唐山湾“三岛”(菩提岛、月岛、祥云岛)为例探讨其整治修复方案。

　　目前，随着海滩治理理念逐渐趋于生态性，国内外的海滩治理工程逐渐摒弃硬工程护岸的理念，转而实施更具生态效应的抛沙养滩，即所谓的“软工程”护岸—向海滩抛沙[17]，并辅以丁坝或离岸坝等“硬工程”护沙，达到增宽和稳定海滩的目的。通过向海滩喂养沙来营造生态海滩，美国、荷兰、丹麦、德国等自20世纪70年代起普遍采用该种方式，经历了40年的不断探索与发展，至今仍然沿用。岬湾养滩模式通過近几年的不断完善，并且由于其投资少、施工周期短、见效快已成为目前最为行之有效的养滩方法。

　　近年来，唐山湾三岛地区由于河流来沙量锐减，加之京唐港防波堤阻挡了部分沿岸输沙，导致三岛的海滩侵蚀严重，天然优质的海滩正逐步减少。为扼制海滩侵蚀现状，亟须对三岛及周边陆域、海域环境进行整治。由于三岛彼此相邻，岛体通过影响区域内海洋水文作用间接影响彼此间岛体的稳定性，因此，在实际的整治修复过程中，拟将菩提岛、月岛、祥云岛以及周边海域作为一个整体来规划[18]。考虑到唐山湾三岛及周边陆域、海域的沉积现状，拟采用退养还滩、沙滩整治修复、防浪促淤工程、生态廊道构建等工程对三岛及周边环境进行治理修复。

　　推荐阅读：河北旅游职业学院学报