海南陵水新村潟湖口外滩槽演变分析

刘林，周鸿权，张永强

（1.中交疏浚（集团）股份有限公司，北京 100031；2.自然资源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3.自然资源部第一海洋研究所，山东 青岛 266061）

0 引言

沙质海岸潟湖口门滩槽稳定性较差，易受波流共同作用下的海岸输沙影响，分析滩槽的海岸动力地貌演变规律是整治口门滩槽的关键[1]。海南陵水新村潟湖是一个潮汐和波浪双重控制的近封闭状天然潟湖，近些年口外浅滩及深槽发生多次变化，造成渔船进出潟湖障碍，周边海岸沙滩也存在不同程度的冲淤变化，给渔业生产和滨海旅游造成诸多不利影响。历届政府曾积极推动潟湖的整治开发工作，诸多研究机构和学者也开展过相关技术研究[2-4]，但都因潟湖潮汐汊道及两侧沙嘴动态演变的复杂性[5]，未采取实质性的工程整治措施[6]，因此研究新村潟湖口门滩槽的发育规律，对潟湖后续的整治开发具有重要的现实意义。本文通过分析该区域的地形地貌和海岸动力输沙特点，研究了1987—2016 年近30 a 的历史遥感影像资料，探讨了潟湖口外海岸线和深槽边滩的冲淤演变特点，为潟湖的后续整治开发提供参考。

1 地形地貌特征

新村潟湖位于海南省陵水县东南部，东面与黎安潟湖腹背相依，为一近封闭状天然潟湖，仅潟湖西部有一宽约200 m 的口门与外海相通。新村潟湖南部为南湾半岛，地势较高，潟湖内无大河注入，内部水深稳定，无明显泥沙堆积。潟湖内水域面积约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。

新村潟湖口门外为潮汐汊道地貌体系，1981年的地形地貌特征见图1，2017 年实测的水深地形见图2。

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

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

口门处平均水深5.5 m，最大水深11.8 m，口外2 m 等深线与外海相连，口外潮汐汊道深槽向西弯曲。潮流三角洲由中粗砂组成，发育外缘可抵5 m 等深线，由中粗砂组成。口外东侧沙嘴位于潮汐汊道南侧，东西向延伸长度达1 km 以上，一般宽约200～350 m，近南湾半岛根部宽约700 m，由中砂或粗砂组成。西侧沙嘴呈条状顺岸分布，向海凸出沙体宽约350 m 左右。

2 海岸动力环境

2.1 潮流

根据2017 年3 月在新村潟湖开展的潮流泥沙观测资料，调查站位见图3。新村潟湖海域潮汐类型属不正规全日潮，平均高潮位0.95 m，平均低潮位0.38 m，平均潮差为0.63 m。平均涨潮历时约为8 h 10 min，平均落潮历时约为6 h 20 min，涨潮历时比落潮历时长约2 h。潮流运动形式为往复流，落潮流速大于涨潮流速，位于口门附近的4 号站位流速最大，实测最大涨潮流速为0.70 m/s，相应的流向为39°，实测最大落潮流速为0.97 m/s，相应的流向为296°。

图3 水文调查站位布设图Fig.3 Hydrology survey station layout

2.2 风浪

海南陵水地区冬季盛行东北风，夏季则盛行西南风，每年5—12 月常受热带气旋或台风侵袭，冬季平均风速为21 m/s，常风向为NNE 向，平均频率为23.3%，次常风向为N 向，平均频率为12.4%。研究区缺乏历史或实测波浪资料，参考位于研究区北侧60 km 处的万宁乌场资料如图4 所示，海域常浪向为SE，次常浪向SSE；强浪向为SE—SSW，最大波高约为5 m；各向平均波高为0.7～1.2 m，年平均波高为0.9 m，年平均周期为5.0 s。

图4 波浪分布玫瑰图Fig.4 Wave distribution rose plot

3 海域泥沙环境

3.1 水体含沙量

据2017 年3 月的实测资料表明，全潮平均含沙量为0.032 kg/m3，大潮略大于中潮、小潮期，含沙量随深度的增加而增大。从输沙强度平面分布看，口门附近4 号站位的涨落潮输沙量明显大于潟湖内部及外海海域，单宽涨潮输沙最大值为8.3 t/（m·d），落潮输沙最大值为8.8 t/（m·d）。

3.2 底质粒径

据2017 年4 月在潟湖口外采集的海床沉积物取样结果（见图5），沉积物中值粒径为184.6～1 168.3 μm，类型为粗砂、中砂、细砂，潮汐汊道及两侧沙嘴沉积物中的中砂平均含量约52%，细砂平均含量约25.7%。潮汐汊道东西两侧沙嘴近岸根部的沉积物粗砂平均含量为62.7%，中砂平均含量27.5%。

图5 沉积物类型分布图Fig.5 Sediment types distribution diagram

3.3 沿岸输沙

新村潟湖的动力条件为波潮混合型，泥沙输运以波流作用下的沿岸输沙为主，口外泥沙输运受SE—S 向常浪影响，沿岸输沙优势方向为自东向西，东侧沙嘴边缘不断淤涨，并向西侧延伸，一部分落在潮汐汊道中，少部分泥沙也会绕过落潮三角洲沉积在口门北侧浅滩区。

4 潟湖口外岸线冲淤变化

4.1 潟湖内岸线变化

提取1987 年、1997 年、2007 年和2016 年四期的遥感影像资料中的海岸线（见图6），对比可知新村潟湖的整体格局没有明显变化，局部岸段岸线向海推移，推移距离在110～850 m，主要是湾底的盐池或养殖池向海推进，潟湖面积也相应由1987 年的22.26 km2减小至20.21 km2。总体来看，近30 a 来新村潟湖的整体格局没有明显变化，潟湖总体的纳潮量变化较小。

图6 新村潟湖周边海岸线变化Fig.6 Shoreline changes around Xincun lagoon

4.2 潟湖口门外周边岸线变化

利用1987—2017 年间近30 期Landsat 遥感影像资料，选取低潮位的特征水边线为海岸线对比，其中4 期典型年的岸线位置对比见图7；历年的海岸线冲淤变化对比数据见表1。

表1 新村潟湖口外海岸线变化Table 1 Shoreline changes outside the Xincun lagoon estuary

图7 潟湖口门附近岸线的冲淤变化Fig.7 Changes in erosion and sedimentation of the shoreline near the lagoon estuary

由图7 和表1 可知潟湖口外北侧和东南侧岸线冲淤变化存在明显差异，口门北侧岸线呈现出沙嘴淤积连陆和侵蚀后退交替出现的规律，并存在沙嘴东西摆动的现象，侵蚀与淤积的变动间隔期约在10 a 左右。口门东南侧岸线2000—2005年呈现出淤积的趋势，在2005—2014 年岸线则较为稳定，其他年份则主要以侵蚀为主。

5 潟湖口外滩槽演变

5.1 滩槽地貌发育特点

为分析年际变化规律，利用1987—2017 年间逐年的30 期遥感影像资料，以落潮显示的沙洲水边线作为特征地貌线。按2 a 的间隔，选取了16期的滩槽地貌特征对比变化（见图8），用来说明口门外海域的潮汐汊道深槽和沙嘴的冲淤演变特征。

图8 新村潟湖口外滩槽演变Fig.8 Evolution of shoal-channel outside the Xincun lagoon estuary

在1987—1990 年期间，潟湖口外滩槽双通道并存，且发育西、中、东三个明显的洲滩。1991—1995 年间，潟湖口外滩槽地貌逐渐演变为单通道，期间东侧沙嘴逐渐向西淤积延伸，其长度由1 010 m 增长为1 300 m 左右。1996—2000 年期间，东侧沙嘴的根部逐渐出现缺口，并分割为2个明显的洲滩，重新演变为2 个潮汐汊道和3 个洲滩并存的地貌格局。自2001—2011 年的近10 a间，中部的沙洲逐渐西移，并与西侧沙洲连成一片，西侧的潮汐汊道逐渐淤塞封闭，东侧潮汐汊道成为主要的涨落潮水流通道，潮汐汊道的深槽主轴线也随之西移。2012—2017 年，西侧的沙嘴逐渐侵蚀萎缩，而东侧沙嘴逐渐向西淤涨，6 a 间长度由1 080 m 左右增加至约1 300 m，2017 年东侧沙嘴的根部又出现冲决缺口，新的潮汐通道又在新一轮的孕育之中。

5.2 滩槽演变分析

新村潟湖为中等规模的沙坝－潮汐汊道－泻湖海岸体系，潮汐通道口门断面和形状受控于潟湖纳潮量与潮汐通道过水断面面积的关系。根据张忍顺[7]对我国类似潮汐汊道稳定性的研究成果，以及杨阳等[8]对新村潟湖潮汐汊道稳定性的分析，新村潟湖在目前纳潮量条件下，基本处于均衡状态，潮汐汊道能够维持的宽度约为200 m，较强的落潮流保证了口门不淤积，并维持了潮汐汊道的通畅。

分析近30 a 来的地貌演变过程，由图8 可知，在1987—1997 年的10 a 时间，滩槽地貌经历了双通道—单通道—双通道的演变过程；但在1997—2017 年的20 a 时间仅仅经历了从双通道到单通道的发育过程；此外，值得注意的是，在2017 年东侧沙嘴的根部已经出现了一个小的缺口，有进一步发育为双通道的可能性，笔者查看了2018—2023 年的Google Earth 图像，并结合现场调研发现，潟湖滩槽地貌又再次从单通道发育成了双通道格局。以上分析表明，口外滩槽地貌体系完成一个相对较完整演变，大概需要经历近10～20 a 左右的时间，其时间跨度可能与台风等极端事件发生的强度及时间间隔有关。

沉积在潮汐汊道中的泥沙，在较强的落潮流的作用下，泥沙易于启动悬扬，加之波浪辐射应力引起的沿岸流影响，潮汐汊道及两侧沙嘴会发生明显的冲淤变化，进而引起周边海域泥沙的局地调整，导致北侧和东南侧岸滩发生强烈的冲淤响应。

潟湖深槽边滩地貌演变机理分析具有复杂性[9]，下一步需要结合风暴潮期间的水动力、地形冲淤等资料，采用数学模型或物理模型综合论证。

6 结语

1）新村潟湖滩槽演变是波流联合作用下的结果，潮汐汊道深槽的主轴线不稳定，周围岸滩亦存在较为强烈的岸滩冲淤变化响应。

2）新村潟湖口外滩槽地貌格局一直处于单通道和双通道相互演变之中，受自东向西的沿岸输沙以及台风浪等极端事件影响，容易造成潮汐汊道的再次形成或淤闭，一个相对完整的滩槽地貌演变期需要经历10～20 a 左右的时间。

3）潟湖综合开发中，要避免围填海等工程措施，以免降低潟湖纳潮量，引起口外潮汐汊道淤塞，也可考虑丁坝群、离岸堤等方式对周围岸滩进行整治，以降低沿岸输沙对潮汐汊道深槽摆动的影响。