江苏省海岸侵蚀评价及防护对策研究
彭俊
摘要：江苏省在全国沿海开发中有着重要的战略地位，其海岸线长989.12千米，海岸带总面积为3.5万平方千米，且分布着宽广的淤泥质潮滩。但由于海岸的淤泥质特性以及近岸海域的开敞性等原因，在波流共同作用和海平面上升的影响下，江苏省海岸侵蚀不断加剧，对滩涂围垦和其他沿海开发活动产生了直接影响，并给海岸带生态环境带来了巨大压力。本文在江苏省海岸侵蚀现状的基础上，从海岸侵蚀损失评价、海岸侵蚀风险评价以及海岸侵蚀对周边地区经济发展影响的评价等方面进行分析，同时提出江苏省海岸侵蚀防护的对策建议。
关键词：江苏省海岸资源 损失评价 风险评价 防护对策
引言
海岸带是陆地环境和海洋环境之间的过渡区域，拥有密集的人口和发达的文明，是人类从事经济和社会活动的重要地域之一。海岸带的变化，特别是海岸侵蚀给沿海地区经济发展和生态环境带来的严重影响已引起海洋科学家和政府部门的密切关注（施雅风，1994）。海岸侵蚀是一个全球性的问题，世界上至少有70%的沙滩因受到侵蚀而后退。我国海岸侵蚀自20世纪50年代以来日趋明显，70年代后期加剧，迄今约有5600千米的海岸受到不同程度的侵蚀（陈吉余和陈沈良，2002；Chen and Chen, 2002；夏东兴等，1993）。随着海岸带人类活动的加剧，特别是随着经济发展，在人为活动造成的负面环境效应和全球气候变暖的叠加作用下，海岸侵蚀现象呈现加剧态势（Komar, 2000；蔡锋等，2008）。海岸侵蚀造成重大经济损失、社会问题和生态破坏，海岸侵蚀防护迫切需要加强。而对海岸侵蚀进行研究分析并做出预测，及时做好防护措施，可以为海岸资源的开发利用以及海岸保护工程提供可靠的依据。
江苏省海岸以兼有淤长岸段及蚀退岸段而闻名（张忍顺等，2002）。本文以江苏省海岸线侵蚀岸段为主要研究对象，在现场调查、文献查阅、资料收集的基础上，开展海岸侵蚀现状评价研究，为海岸侵蚀控制、海岸有效防护、海滩修复和沿海开发提供科学依据。
一 江苏省海岸发育历史
江苏省海岸的发育与黄河变迁有着密切的关系（岑仲勉，1957）。江苏省海岸除全新世高海面时期海水入侵较深外，曾在相当长的时期内大体稳定在赣榆-板浦-阜宁-盐城-海安一线，数条巨大的沿岸堤，成为不同时期海岸线的自然标志。南宋建炎二年（1128年），黄河南迁夺淮入海，长江、黄河南北两方的丰富径流带来大量的泥沙，使江苏省海岸线开始逐渐东移。1128～1494年，黄河南北分流，北流在利津入渤海，苏北黄河口淤涨速度约为54米/年。
明弘治七年（1494年）黄河全流夺淮以后，大量泥沙倾注入海，河口延伸速度加快到约215米/年。1128～1855年的700余年间，泥沙造就了江苏广阔的滨海平原和三角洲平原，黄河河口向东推进90千米，平均每年达120多米。其中淤涨速度最快的1578～1591年13年间，黄河河口向外推进20多千米，平均每年约1540米。不仅直接形成北达灌河、南抵射阳河的黄河三角洲，而且通过潮流和波浪作用，在三角洲的两翼形成广阔的滨海平原，北接赣榆沙质海岸，南接长江三角洲（见图1）。至1855年，黄河河口已伸至今废黄河口外约30千米（张忍顺，1984；叶青超，1986）。1855年黄河北徙后，泥沙来源骤减，黄河三角洲开始退蚀，南翼淤涨速度减慢。1855～1987年，淮河河口共蚀退20千米，在沿海逐步进行了海岸防护工程措施后，淮河河口才基本停止蚀退。
图1 江苏省海岸发育历史示意
南部海岸随着长江三角洲的形成和发育而变化。距今5500年前后，长江北岸为扬州-泰州-青墩沙堤，南岸为镇江-常州-苏州-马家浜沙堤，泥沙以沙洲和浅滩的形式堆积于三角港内。长江主泓最初在弶港入海，以后主泓逐渐南移，河口逐步向外延伸，沙洲依次并入北岸，陆地迅速向南挺进，海岸逐步向东推移。西汉时期，海岸已推移到海安以东至靖江一线，至唐末又向东推移至李堡-掘港-金沙-吕四一线。南通全市除北部和通吕运河附近是8世纪成陆的外，其他地区只有100～400年的成陆历史。1855年黄河的北归，使江苏省海岸又经历了一次供沙条件突变引起的淤蚀变化，至今尚未结束。
二 江苏省海岸侵蚀现状
不同地方发生的海岸侵蚀强度有可能不一样，不同时间发生的海岸侵蚀强度也会存在差异。在参考前人研究、分析历史资料和开展野外调查与观测的基础上，确定了如下对研究区的海岸侵蚀强度进行评价的因子。
（1）岸线后退速率（米/年）：评价研究区域岸线后退的平均速率，可以反映该区域海岸侵蚀强度的大小。由于海岸侵蚀强度主要受控于地形、构造条件、水动力强度和海滩输入输出比失衡、岩性及物质组成等，在同一岸段，不同部分的海岸侵蚀速率并不相同。
（2）滩面下蚀速率（厘米/年）：海岸侵蚀往往表现为岸线后退和滩面下蚀两种情况，滩面下蚀则多见于砂质海岸中存在防海堤的岸段。
根据历史资料和实际监测资料，按《海岸带地质灾害调查技术规程》中附录2-7的分级（见表1），对各侵蚀评价因子进行侵蚀等级划分与评价研究。
表1 海岸稳定性分级标准
注：“+”表示淤涨；“-”表示侵蚀。
江苏省淤泥质海岸侵蚀最严重的地区主要在废黄河三角洲中部岸段，据国家海洋局《2015年中国海洋灾害公报》，该岸段平均年侵蚀速率为13.2米，整体处于强侵蚀状态。根据江苏省海岸调查的历史资料分析，废黄河三角洲海岸在1855年黄河改道之后迅速蚀退，平均蚀退速率为15～45米/年，至今已有约1430平方千米的岸滩被侵蚀，占整个三角洲面积的1/6，目前各岸段蚀退速率为2～15米/年。废黄河口是江苏省海岸侵蚀最严重的岸段，其南部侵蚀速率快于北部，侵蚀区域有向南发展的趋势。按照前面提出的海岸稳定性分级标准，根据1980～2015年岸线的蚀退速率（见表2），得出江苏省海岸各段的灾害强度情况（见表3）。
表2 1960年以来中山河口至扁担港口海岸的侵蚀强度
注：蚀退速率＞0表示侵蚀，蚀退速率＜0表示淤涨。
表3 江苏省海岸侵蚀灾害强度情况
三 江苏省海岸侵蚀损失评价
海岸侵蚀损失评价是对已经发生的灾害所造成的损失进行评定，它是一种综合性测算和统计工作。海岸侵蚀损失包括直接损失和间接损失。其中，直接损失包括：（1）资源的丧失：土地、植被、湿地等丧失，相关数据可通过岸线位置对比，利用地理信息系统软件计算得到；（2）物质财富的损失：道路、房屋、堤坝、港口等的损毁，相关数据可通过调访和统计得到；（3）防护成本：研究、勘察、施工、维护等的费用，相关数据必须通过调访得到。
为了与已有的成果相衔接，将海岸侵蚀灾害损失分为四级考虑。可以按照如下方案对海岸侵蚀灾害损失（灾度）进行评价分级。
（1）土地损失量（LR）。需要指出的是，岸线后退造成的土地损失是海岸侵蚀损失最为显著的部分。江苏省海岸主要为粉砂淤泥质海岸，按照表1中的海岸稳定性分级标准，岸线后退速率大于15米/年为严重侵蚀，对应的海岸侵蚀灾害等级为大灾害，损失土地面积为年均50～100公顷；岸线后退速率为1～5米/年表示微侵蚀，对应的海岸侵蚀灾害等级为小灾害，损失土地面积年均小于10公顷（见表4）。
表4 海岸侵蚀灾害分级标准
注：灾度的两项指标不在同一级次时，按从高原则确定灾度等级。
（2）直接经济损失（DC）。直接经济损失主要是人类物质财富的损失。如岸线后退造成房屋倒塌、报废；其他建筑工程如公路、海岸防护工程废弃；码头港池报废；粮食减产造成的损失；由于岸线侵蚀加固、修建防护工程的投入；城镇、村庄的搬迁投入；等等。直接经济损失对应的海岸侵蚀灾害等及分级标准如表4所示。
对江苏省典型岸段进行海岸侵蚀损失评价，结果如下。
（1）土地损失（LR）。海岸侵蚀监测结果表明，2003年4月～2015年5月，江苏省典型岸段中山河口-废黄河淤尖岸段的损失土地面积为242.88公顷，灾情等级为特大灾害；废黄河口岸段的损失土地面积为146.52公顷，灾情等级为特大灾害；振东闸-扁担港口岸段的损失土地面积为199.32公顷，灾情等级为特大灾害（见表5）。
表5 江苏省典型岸段灾情等级情况
（2）物质财富的损失或者说直接经济损失（DC）。据《2015年中国海洋灾害公报》, 2015年，江苏省海岸侵蚀直接经济损失为1572.20万元。其中，连云港市海岸侵蚀直接经济损失约为343.80万元，盐城市约为752.10万元，南通市约为476.30万元。至于三大典型岸段，中山河口-废黄河淤尖岸段的直接经济损失为203.50万元，废黄河口岸段的直接经济损失为232.10万元，振东闸-扁担港口岸段的直接经济损失为168.70万元。
四 江苏省海岸侵蚀风险评价
对海岸侵蚀灾害进行风险评价的目的在于确定海岸侵蚀灾害对人类社会活动的危害程度，为海岸带开发利用提供基本依据，同时避免或减少其他海洋次生灾害的发生。就海岸侵蚀而言，风险评价可定义为海岸侵蚀灾害发生的几率，及其对人类社会产生危害的程度、时间或性质。风险评价包括危险性评价和易损性/能力评价。其主要的评价内容和目的如表6所示。
表6 海岸侵蚀风险评价内容与目的
（一）侵蚀风险评价因子体系
风险评价因子体系包括危险性因子、易损性因子以及能力因子（见表7）。在灾害风险评价中，实际上很难将区域易损性与抗风险能力区分。如区域生产总值，一般说来，对一个区域来说，地区生产总值越大，表明灾害受损越大，但对抗风险能力来说，地区生产总值越大，表明灾害处理能力如灾后补救能力越强。因此，在风险评价中，一般将易损性和能力合并。
表7 海岸侵蚀风险评价因子体系
危险性指的是区域发生海岸侵蚀灾害的危险程度。一般基于对海岸侵蚀灾害孕灾因子（海岸侵蚀灾害的原因）及其动态变化趋势的认识，按照一定的规则对其进行量化和分级，然后按照求和或加权求和的方式进行评价和划分。海岸侵蚀灾害危险性评价因子主要是指影响灾害的各种因素及其动态变化趋势。
（二）江苏典型岸段侵蚀风险评价
根据海岸侵蚀风险评价方法，将各评价单元的因子值列于表8，然后赋予表8中的各评价因子以风险等级量值，最终得到表9。废黄河口岸段是风暴潮易发地区，影响江苏沿海的风暴潮主要是由台风引起的台风风暴潮，大风增水和天文大潮汛耦合形成风暴潮的概率较大。城市化水平取各评价区域所在行政单元的指标值（丰爱平和夏东兴，2003）, 2015年《江苏省统计年鉴》显示，2014年滨海县年末总人口为115.72万人，其中农村人口92.1万人，城市化水平为20.4%，人均地区生产总值为9554元。
表8 江苏省典型岸段海岸侵蚀风险因子统计
表9 江苏省典型岸段海岸侵蚀风险因子风险等级统计
通过风险的定义计算得到中山河口-废黄河口岸段、废黄河口岸段、振东闸-扁担港口岸段的海岸侵蚀风险系数分别为2.11, 2.00, 2.11，各岸段风险等级见表9。
五 江苏省海岸侵蚀对周边地区经济社会发展的影响评价
（一）对经济的影响
海岸侵蚀造成的影响主要是岸滩面积减小，滨海湿地退化，生物多样性减少，盐田、养殖鱼塘和虾塘等受灾，沿海公路毁坏，农田、防护林和一些近岸建筑受到严重威胁，并且海岸侵蚀会对滩涂资源的开发造成很大的影响。这些影响会给沿海地区的工业、农业、交通运输业以及旅游业等造成直接或间接的经济损失。尤其是一些旅游海滩会因受海岸侵蚀的影响而面临消失，从而给当地旅游业带来严重的经济损失。
（二）对人口和居住地的威胁
江苏省沿海居住着大量人口，许多当地居民以捕捞、水产养殖等海洋初级产业为生，海岸侵蚀直接或间接地给沿海居民带来了严重威胁。如果不采取有效的防护措施，不提高现有的海岸工程标准，那么那些受海岸侵蚀威胁的沿海地区就要面临居民迁徙的问题。江苏省沿海人口密集，转移如此众多的居民势必将导致搬迁和安置等一系列困难问题，并且需要一笔庞大的财政支出。
（三）对沿岸工程的破坏
海岸侵蚀与其他海洋灾害相伴发生还将威胁许多沿海工程建筑物。一方面，某些海洋灾害如风暴潮会增强潮流、波浪等海洋动力作用，使短时间尺度的海岸侵蚀灾害强度增加，直接破坏海堤、海港、滨海旅游设施等；另一方面，海岸侵蚀会造成对临海工厂企业的固定资产及居民住房的破坏，这些破坏是很难预测的。随着社会的发展，固定资产投资的迅速增加，海岸侵蚀在这方面所造成的损失也将逐步增加。
六 江苏省海岸侵蚀防护对策与建议
目前，海岸侵蚀调查与研究采用实测资料与历史资料相结合，大面积普查与重点区域调查相结合的监测方案，该方案具有较高的工作效率，一方面有效结合历史与现有监测成果解决了长时间序列的海岸监测问题，另一方面较好地解决了一般与重点的结合问题，既了解了区域海岸侵蚀总体态势，又对重点区域进行了详尽的监测。
从海岸侵蚀变化监测方法上来说，海岸线位置变化监测通常采用布设固定标志后测量海岸线与固定标志之间位置关系的方法；岸滩地形地貌特征的变化调查采用布设监测断面和监测桩的方法；潮间带以下地形监测一般采用布设监测断面后进行走航式测深的方式；海岸侵蚀原因和海岸侵蚀损失状况调查采用实地踏勘和调访及历史资料分析的方式。布设固定监测桩或固定标志的方法尽管较原始，但作为海岸侵蚀短期变化监测的有效方法，得到了诸多科研人员的青睐，被普遍采用。
现行的海岸监测一般采取季节性观测方法，同时在风暴潮作用前后进行追踪加密测量。如此可以有效把握海岸的周期性侵蚀变化，同时亦可对风暴潮造成的侵蚀强度进行实时追踪。
随着科技的进步和社会发展，诸多高科技的岸滩监测方法陆续被引入岸滩变化研究之中，其中全站仪和RTK为其中的佼佼者，两者近年来在岸滩监测、岸滩冲淤变化调查中得到充分利用。目前，江苏省对于海洋灾害的监测多集中于风暴潮、海浪、赤潮以及海水入侵和土壤盐碱化几个方面，而由于海岸侵蚀灾害时间尺度长，发生和产生影响相对缓慢，并且作用因素复杂，所以尚未对其建立统一规范的监测网络。但是，江苏的海岸侵蚀情况已经不容忽视，为了防止其造成更多的人员和财产损失，必须建立科学完善的灾害监测网络。
1．科学化布设监测网点
根据江苏省海岸的实际侵蚀情况，在科学研究的基础上选择侵蚀严重和变化异常的岸段布设监测站点，实时监测海岸动态变化。可以利用卫星、飞机、船舶、浮标、岸基监测站等构成海岸侵蚀立体监测网络，在近岸和近海开展监测。与此同时，采取中央与地方相结合、政府与群众相结合、专业与非专业相结合的方法，充分调动可用资源建立全面监测网络。
2．建设监测信息平台
海岸侵蚀灾害监测离不开快速、实时、动态的海洋信息作保障，必须与海洋科技相结合，而建设好海岸侵蚀监测信息平台可以更好地为海岸侵蚀防灾减灾服务。参照已有的其他海洋信息平台模式建立海岸侵蚀监测网站，面向社会及时、准确地提供监测信息，实现与社会公众之间的信息共享。同时在“数字海洋”的大环境、大背景下建设专项服务于海岸侵蚀的“数字海岸线”信息框架，致力于提高海岸侵蚀监测的管理效能。
3．建立海岸侵蚀监测制度
海岸侵蚀监测是一项技术性、时效性、综合性很强的系统工程，必须有相关的法律法规可依。为了规范监测行为，保证监测结果的可信度，必须制定一系列相关的技术规程和行为规范以及具体的监测技术方法与评价标准。
4．培养专业的监测队伍
海岸侵蚀监测技术的研发及其成果的应用转化都离不开专业的技术人员，为此有必要加大经费投入，引进专业人才，加强对监测人员的培养力度，建立人才储备机制，制订人才培养计划，力求在海岸侵蚀监测技术研发及其成果创新上有所突破。各监测站点相互学习，相互交流，成立专门指导小组定期对各站点进行业务指导，开展现场调查、样品采集、数据处理、综合评价等一系列海岸侵蚀监测技术培训，组织专业研讨会交流经验，确保从业人员掌握相关基本技能，做到持证上岗，以此打造一支高素质、高水平的海岸侵蚀监测队伍。
参考文献
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