李 琳，張 杰，馬 毅，崔先國(guó)

(1．青島市勘察測(cè)繪研究院，山東青島266032;2．國(guó)家海洋局第一海洋研究所，山東 青島266061;3．山東科技大學(xué)，山東青島266510)

國(guó)際河口國(guó)土流失不僅威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全，也由于主流改道，影響邊界的穩(wěn)定及邊民的正常生產(chǎn)生活。鴨綠江口為中朝國(guó)際河口，受鴨綠江來水、來沙及人類活動(dòng)影響，其河口區(qū)岸線不斷變遷。為了維護(hù)中朝邊境地區(qū)的國(guó)防安全，亟須了解鴨綠江口西水道岸線的現(xiàn)狀及歷史變遷情況。

近年來，海岸線侵蝕與增長(zhǎng)已成為全世界廣為關(guān)注和研究的問題之一?？焖俚陌毒€變遷用傳統(tǒng)方法是難以及時(shí)監(jiān)測(cè)的，利用多時(shí)相遙感影像監(jiān)測(cè)海岸線的動(dòng)態(tài)變化已成為專家學(xué)者的共識(shí)[1]。近年來，在中國(guó)的黃河三角洲、渤海灣、福建沿海、珠江三角洲等地區(qū)都相繼開展了海岸線變遷的遙感研究[2-6]，但針對(duì)鴨綠江口的研究主要集中在河口地貌研究、水動(dòng)力、潮汐因素驅(qū)動(dòng)下的河道演變，以及對(duì)航道治理的探討[7-9]，遙感應(yīng)用研究較少[10-11]。由于鴨綠江口為國(guó)際河口，常規(guī)調(diào)查及航空調(diào)查方法失效，因此在該河口開展基于衛(wèi)星遙感手段的海岸線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和變遷研究很有必要，并且意義重大。

本文以鴨綠江口西水道兩側(cè)海岸為研究區(qū)域，采用30余年來4期遙感影像開展該區(qū)域的岸線變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并分別對(duì)中方一側(cè)海岸，以及朝方黃金坪—內(nèi)島和綢緞島—薪島的岸線變遷情況進(jìn)行具體分析。

一、研究區(qū)與數(shù)據(jù)

1．研究區(qū)域

本文的研究區(qū)域?yàn)轼喚G江口西水道海岸，如圖1中所示的多邊形區(qū)域。鴨綠江是我國(guó)與朝鮮民主主義人民共和國(guó)的界河，發(fā)源于長(zhǎng)白山主峰南麓，沿中朝邊境從北東流向南西，流經(jīng)吉林省的臨江和集安，與渾江匯合后流經(jīng)遼寧省的寬甸縣、丹東市區(qū)于東港市注入黃海。

圖1 研究區(qū)域范圍

由于歷史國(guó)界的劃定和地理因素的影響，鴨綠江下游河段的中國(guó)沿岸大多數(shù)地段(河流段)處于河道水流的頂沖部位，過渡段的水流基本居中[12]。1934年的版圖上標(biāo)明，鴨綠江主流沿著中國(guó)側(cè)，稱為西水道，是當(dāng)時(shí)鴨綠江的主航道。60年代后期，由于各種自然及人為因素，鴨綠江主流逐漸轉(zhuǎn)向朝方斗流埔，走向東水道，西水道上口迅速淤積。目前，黃金坪(朝)與我岸僅一溝之隔，大部分地段是干枯的[13]。

2．?dāng)?shù) 據(jù)

本文所用的遙感數(shù)據(jù)包括1景1976年的Landsat-3 MSS影像，1景1989年的Landsat-5 TM影像，3景2005年的CBERS-02B影像和3景2010年的HJ1A影像;輔助配準(zhǔn)數(shù)據(jù)源是2景2005年的QuickBird和 1景 SPOT 5影像，以及鴨綠江口1∶50 000地形圖。表1為本文所用遙感影像的詳細(xì)信息。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)列表

二、岸線變遷結(jié)果與分析

1976—2010年這34年間的岸線變遷情況如圖2所示，各期岸線具體分布數(shù)據(jù)見表2，不同時(shí)段岸線變遷情況如圖3所示。基于信息提取結(jié)果，結(jié)合其他現(xiàn)場(chǎng)及歷史資料，進(jìn)一步對(duì)中方海岸、黃金坪—內(nèi)島海岸及綢緞島—薪島海岸3個(gè)部分的岸線變遷情況作具體分析。

圖2 1976—2010年鴨綠江口西水道岸線變遷遙感解譯圖

表2 4期岸線分布數(shù)據(jù) km

續(xù)表2

圖3 不同時(shí)段岸線變遷分布情況

1．中方一側(cè)岸線變遷

結(jié)合表2數(shù)據(jù)及影像信息和相關(guān)資料分析鴨綠江口西水道西岸中方一側(cè)的岸線變遷情況。該岸段岸線在研究時(shí)段內(nèi)長(zhǎng)度始終在增加，其中，1976—1989年平均增長(zhǎng)速度為0．3 km/a;2005年較1989年變化不大，平均增長(zhǎng)速度為0．04 km/a;2010年較2005年平均增長(zhǎng)速度為1．0 km/a?？偟膩砜矗?976—2010年這34年間，研究區(qū)域內(nèi)中方一側(cè)岸線長(zhǎng)度增加了10．0 km，岸線類型不斷地由淤泥質(zhì)岸線轉(zhuǎn)向人工岸線，這主要由大規(guī)模港口建設(shè)和海岸開發(fā)造成。

岸線在空間位置上的變化也導(dǎo)致海岸帶空間范圍或者說陸地面積發(fā)生相應(yīng)的變化，變化情況具體分布如圖3所示。1989年較1976年，鴨綠江口西水道西岸中方一側(cè)岸線向海前進(jìn)最大處可達(dá)約2800m;2005年較1989年，向海前進(jìn)最大處可達(dá)約642m，后退最大處約200m;2010年較2005年，向海前進(jìn)最大處可達(dá)約2533m，后退最大處約1385m?？偟膩砜矗?4年間，研究區(qū)域內(nèi)中方一側(cè)海岸由于岸線前進(jìn)導(dǎo)致造陸1800．2 hm2，而由于岸線后退導(dǎo)致海岸帶向陸后退17．5 hm2。該數(shù)據(jù)表明，研究區(qū)域內(nèi)中方一側(cè)海岸以人工圍海造地、自然淤積及海岸開發(fā)產(chǎn)生的向海延伸為主，海岸侵蝕后退極少，且變遷速度較快的時(shí)段集中在2005—2010年間。

2．朝方一側(cè)岸線變遷

(1)黃金坪—內(nèi)島岸線變遷

黃金坪、內(nèi)島(朝鮮)與我國(guó)大陸之間僅一條狹窄的水道相隔，從影像上看，這兩個(gè)島在1976年以前已經(jīng)陸連。本文只研究該兩島南部區(qū)域。由表2可見，在研究時(shí)段內(nèi)，黃金坪—內(nèi)島研究范圍內(nèi)岸線長(zhǎng)度變化很小，但從圖3可以看出，該島岸線在位置上確實(shí)發(fā)生了很明顯的變化，島的西南側(cè)，即靠近中方一側(cè)一直處于向中方海岸淤進(jìn)的狀態(tài)，而島的東南側(cè)則一直處于向陸蝕退狀態(tài)。由于前進(jìn)岸和后退岸持平，故從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，34年間，該岸段岸線長(zhǎng)度變化不大。

從空間范圍的變化上看(如圖3所示)，1989年較1976年，研究區(qū)域內(nèi)黃金坪—內(nèi)島海岸線向海前進(jìn)最大處可達(dá)約213 m，后退最大處約318 m;2005年較1989年，向海前進(jìn)最大處可達(dá)約139 m，后退最大處約398 m;2010年較2005年，后退最大處可達(dá)約120m?？偟膩砜?，34年間，研究區(qū)域內(nèi)黃金坪—內(nèi)島由于岸線前進(jìn)導(dǎo)致造陸12．1 hm2，而由于岸線后退導(dǎo)致海岸帶向陸后退134．3 hm2。該數(shù)據(jù)表明，黃金坪—內(nèi)島南側(cè)海岸在這34年間處于不斷的侵蝕、淤積變化之中，岸線位置始終在變，但總體看來是島東南側(cè)海岸后退面積遠(yuǎn)大于島西南側(cè)海岸造陸面積。

(2)綢緞島—薪島岸線變遷

綢緞島、薪島(朝鮮)位于鴨綠江口西水道東側(cè)，與我國(guó)大陸之間僅靠西水道相隔，最窄處相隔僅不到百米(位于島的北側(cè))。從影像上看，這兩個(gè)島在1976年以前已經(jīng)陸連。綢緞島—薪島岸線在研究時(shí)段內(nèi)長(zhǎng)度一直在變化，但變化的幅度不大，具體數(shù)據(jù)可見表2?？偟膩砜?，34年間，綢緞島—薪島岸線長(zhǎng)度增加20．7 km，平均增長(zhǎng)速度為0．6 km/a，其中，1976—2005年岸線一直在增長(zhǎng)，但速度越來越慢，而2005—2010年，岸線長(zhǎng)度呈現(xiàn)減少的狀態(tài)，主要原因是這5年間西水道治理工作加強(qiáng)，河道開挖導(dǎo)致該島北部岸線發(fā)生變化。

從空間范圍的變化上看(如圖3所示)，1989年較1976年，綢緞島—薪島海岸線向海前進(jìn)最大處可達(dá)約1125m，后退最大處約81m;2005年較1989年，向海前進(jìn)最大處可達(dá)約497m，后退最大處約239m;2010年較2005年，向海前進(jìn)最大處可達(dá)約114m，后退最大處約141m。總的來看，34年間，綢緞島—薪島由于岸線前進(jìn)導(dǎo)致造陸474．3 hm2，而由于岸線后退導(dǎo)致海岸帶向陸后退19．9 hm2。該數(shù)據(jù)表明，綢緞島—薪島在這34年間處于生長(zhǎng)狀態(tài)，但島的西側(cè)即靠近中方海岸一側(cè)由于76年之前就已經(jīng)修筑大堤固化，因此在研究時(shí)段內(nèi)基本無變化，東側(cè)以淤泥質(zhì)的自然岸線為主，東北部不斷侵蝕，中部淤積明顯。

三、典型岸段岸線變遷原因分析

1．東港市南側(cè)海岸

圖4為東港市南側(cè)海岸，對(duì)比4期影像，可以明顯看出，1989年較1976年該岸段處進(jìn)行了大面積的圍墾養(yǎng)殖，從而導(dǎo)致該段岸線顯著的向海推進(jìn);1989—2010年該段岸線變化不大，僅在養(yǎng)殖外邊界的基礎(chǔ)上進(jìn)行了小面積的圍墾，且全部用于養(yǎng)殖。

圖4 東港市南側(cè)海岸4期岸線對(duì)比圖

圖5為東港市南側(cè)港口，該岸段由于港口建設(shè)及海岸開發(fā)導(dǎo)致岸線位置和岸線類型均發(fā)生了很大的變化。對(duì)比4期影像可見，1976年，該段還是淤泥質(zhì)的自然岸線;到1989年，已經(jīng)開始進(jìn)行港口建設(shè)，岸線類型轉(zhuǎn)為人工岸線;到2005年，該岸段已經(jīng)向海進(jìn)行了大面積的圍填，用于港口的擴(kuò)建;而從2010年的影像上可以明顯看出，該岸段在2005—2010年這5年時(shí)間內(nèi)發(fā)生了快速而劇烈的變化，東港港口西南側(cè)的河口被挖填改道，而在原來港口南側(cè)又向海進(jìn)行了大規(guī)模的圈圍，面積可達(dá)約600 hm2，導(dǎo)致岸線位置大范圍向海推進(jìn)，估計(jì)圈圍部分很快將進(jìn)行填海造陸，繼續(xù)擴(kuò)建港口。

圖5 東港市南側(cè)港口4期岸線對(duì)比圖

2．黃金坪—內(nèi)島南部海岸

圖6為黃金坪—內(nèi)島的南部區(qū)域，該島的西側(cè)便是中國(guó)海岸，從影像上可見，該島與中國(guó)海岸之間僅有一條狹窄的水道相隔。對(duì)比4期影像不難發(fā)現(xiàn)，該岸段在1976—2010年的34年間，岸線發(fā)生了較為顯著的變化，而導(dǎo)致其變化的主要原因是自然淤積和侵蝕。島的西南側(cè)海岸以淤積為主，且主要發(fā)生在1976—1989年間;東南側(cè)海岸不斷侵蝕后退，面積達(dá)134．3 hm2。而西岸的逐漸沖淤也使得該島與中方陸地之間的水道越來越窄。

圖6 黃金坪—內(nèi)島南部海岸4期岸線對(duì)比圖

3．綢緞島—薪島中部西側(cè)海岸

圖7為綢緞島—薪島中部西岸，該岸段在自然淤積的基礎(chǔ)上進(jìn)行了人工圈圍，導(dǎo)致岸線位置和岸線類型均發(fā)生了較大變化。1976年的影像顯示，該岸段已明顯可見人工修建的大堤，判定其岸線類型為人工岸線。而從1989年的影像可見，岸線位置向海進(jìn)行了大范圍推進(jìn)，但岸線走勢(shì)并不規(guī)則，有自然沖淤的痕跡。到2005年，在岸線所在處又筑起了大堤進(jìn)行固化。2005—2010年，此處岸線未再變化。這表明在1976—2010年這34年間，該岸段岸線類型經(jīng)過了由人工岸線到自然岸線，再到人工岸線的轉(zhuǎn)變;岸線位置向海明顯推進(jìn)，造陸面積約可達(dá) 150．8 hm2。

圖7 綢緞島—薪島西岸中部4期岸線對(duì)比圖

四、結(jié)論與討論

本文基于1976年、1989年、2005年和2010年的遙感影像完成了鴨綠江口西水道多期海岸線位置、長(zhǎng)度及類型信息提取，并在此基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)域的岸線變遷情況進(jìn)行了分析。通過分析得出，在1976—2010年這34年間，鴨綠江口西水道岸線處于不斷變化之中，部分區(qū)域變化顯著，主要結(jié)論包括：

1)中方一側(cè)海岸侵蝕后退極少;黃金坪—內(nèi)島和綢緞島—薪島西側(cè)對(duì)應(yīng)的岸段較為穩(wěn)定;東港市岸段向海延伸顯著，主要原因是1976—1989年的圍海養(yǎng)殖、1989—2010年的港口建設(shè)及海岸開發(fā)，且2005—2010年間該段岸線前進(jìn)速度最快。

2)朝方一側(cè)的黃金坪—內(nèi)島東南側(cè)海岸不斷侵蝕后退，面積達(dá)134．3 hm2;西南側(cè)海岸存在沖淤現(xiàn)象，造陸面積約12．1 hm2。

3)朝方一側(cè)的綢緞島—薪島總體處于生長(zhǎng)狀態(tài)，島的西北側(cè)在1976—1989年間淤積明顯，面積達(dá)79．7 hm2;西側(cè)人工固化岸段較穩(wěn)定;東側(cè)以淤泥質(zhì)的自然岸線為主，東北部不斷侵蝕，中部淤積明顯。

本文利用MSS、TM、CBERS-02B和HJ-1A影像開展鴨綠江口西水道岸線變遷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，由于所用影像的空間分辨率較低，對(duì)目視解譯造成了一定的困難，使得提取結(jié)果存在偏差。此外，所用遙感影像的空間分辨率有一定的差別，使得分析結(jié)果存在一定誤差。但總體上，監(jiān)測(cè)結(jié)果能真實(shí)地反映出岸線變化的規(guī)模和趨勢(shì)。

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