劉星璐，徐 昇，羅小峰，張功瑾，丁 磊，路川藤，丁 佩

(1.南京水利科學(xué)研究院 水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210029；2.深圳市規(guī)劃和自然資源局，廣東 深圳 518038)

由于近年來全球氣候變化及人類大規(guī)模活動的影響[1-2]，我國70%左右的砂質(zhì)海岸發(fā)生了海岸侵蝕現(xiàn)象[3]，導(dǎo)致自然海灘和人工海灘都隨之發(fā)生海灘侵蝕[4]，對旅游生態(tài)行業(yè)產(chǎn)生負(fù)面影響，因此海灘保護(hù)成為海岸帶生態(tài)修復(fù)的焦點(diǎn)問題之一。

岬灣海灘是主要的砂質(zhì)海岸類型，這類海灘的特點(diǎn)在于岬角遮蔽效應(yīng)，岬角掩護(hù)范圍的大小決定了海灘的沉積[5]，相比于開敞型海灘，形成穩(wěn)定狀態(tài)的可能性較高[6]，較難發(fā)生侵蝕現(xiàn)象[7]，然而臺風(fēng)暴潮破壞[8]以及人類活動影響都會導(dǎo)致岬灣型海灘發(fā)生侵蝕和岸灘失穩(wěn)[9]。除了個(gè)別極大臺風(fēng)暴潮的毀壞作用難以通過自然作用恢復(fù)以外，一般情況下，隨著季節(jié)的變化，風(fēng)暴侵蝕和常浪恢復(fù)的循環(huán)作用[10]會使岬灣型海灘處于一個(gè)動態(tài)平衡[11-12]。季節(jié)變化往往會帶來風(fēng)浪條件與平均潮位的變化，而風(fēng)浪是岬灣類海灘剖面變化的主要?jiǎng)恿刂埔蜃覽13]，平均潮位也會影響破波帶區(qū)域與侵蝕基準(zhǔn)面的位置[14]，引起岸灘侵蝕的加劇[15]。已有研究表明，海灘剖面的形態(tài)變化具有一定的季節(jié)循環(huán)性，但堆積與侵蝕的季節(jié)性具體過程和地理位置密切相關(guān)，不同區(qū)域季節(jié)性變化不同。西班牙桑坦德省的海灘一年中冬季堆積夏季侵蝕，且恢復(fù)堆積比侵蝕的時(shí)間長[16]，而美國太平洋西北部海灘會每年夏季外擴(kuò)15～20 m，到冬季又恢復(fù)平衡[17]。我國青島石老人海灘[18]在平穩(wěn)期呈現(xiàn)夏季堆積冬季侵蝕，變化幅度較小，而在劇變期呈現(xiàn)夏季侵蝕冬季堆積的變化特征；湄洲島西南部海灘[19]表現(xiàn)為夏季后濱和高潮帶侵蝕，低潮帶和淺水區(qū)淤積，冬季與之相反。因此華南地區(qū)岬灣型海灘的季節(jié)循環(huán)變化難以簡單類推且可能存在其特殊性。同時(shí)，岬灣型海灘一旦發(fā)生年際間的侵蝕趨勢，其剖面必然先在年內(nèi)的季節(jié)性變化上有所體現(xiàn)，探究不同季節(jié)發(fā)生的趨勢性調(diào)整，可以深化其年際間趨勢性變化內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識。

官湖海灘位于大鵬灣東北部，近年來年際間呈西側(cè)淤積東側(cè)侵蝕的趨勢，尤其官湖社區(qū)前沿海灘侵蝕退化尤為顯著，海灘養(yǎng)護(hù)工程亟待制定。對于養(yǎng)護(hù)方案的選擇，岬灣型海灘與開敞型海灘也有所不同，應(yīng)當(dāng)依據(jù)不同的退化原因進(jìn)行合適的方案比選，例如岬灣型海灘的特征岬角受到破壞，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先修復(fù)岬角構(gòu)建靜態(tài)平衡岬灣進(jìn)行補(bǔ)砂修復(fù)，或者由于岬灣型海灘獨(dú)特的地形條件而引起的差異性季節(jié)輸沙，應(yīng)當(dāng)對流失沙體情況嚴(yán)重的剖面著重補(bǔ)沙，亦或是選擇流失率最大的季節(jié)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)補(bǔ)沙工作，減少不必要的人力物力消耗等等，均需要對岬灣型海灘的季節(jié)性變化規(guī)律進(jìn)行研究。為支撐海灘的退化原因分析與養(yǎng)護(hù)方案制定，于2020—2021年開展了官湖海灘剖面測量，本文基于此，深入分析研究海灘的季節(jié)性變化特征與原因，一方面能夠加強(qiáng)對華南區(qū)域大鵬灣海灘季節(jié)性變化特征的認(rèn)識；另一方面，可為相關(guān)岬灣型海灘的養(yǎng)護(hù)方案制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 海灘季節(jié)性變化特征研究

1.1 研究區(qū)域概況

大鵬灣位于大鵬半島與香港九龍半島之間，且東北西三面環(huán)山，灣口朝向?yàn)闁|南方向，總面積約335 km2。在大鵬灣的東北部，充斥諸多砂質(zhì)海岸與岬角，岬角間形成岬灣型海灘，本次研究對象為官湖區(qū)域，研究區(qū)域格局分布如圖1所示。

官湖區(qū)域的主要岬角為官湖角，自西向東為官湖海灘與觀海灣海灘，兩海灘被望魚嶺分隔，是典型的岬灣型海灘。大鵬灣潮汐為不規(guī)則半日混合潮，2020年平均高潮位約為0.91 m(85高程，下同)，平均低潮位約為-0.63 m，大潮平均潮差1.98 m，潮汐強(qiáng)度弱[20]。風(fēng)浪資料來源于深圳市海洋監(jiān)測預(yù)報(bào)中心，經(jīng)2020年葵涌下沙站點(diǎn)(位置見圖1)觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而得，大鵬灣常風(fēng)向?yàn)镾SW，頻率為11.1%，次常風(fēng)向?yàn)镹W，頻率為9.7%，夏季常風(fēng)向?yàn)镾SW，冬季常風(fēng)向?yàn)镹W，年平均風(fēng)速為4.5 m/s；灣內(nèi)主要受外海涌浪影響，全年強(qiáng)浪向?yàn)镾SW，最大波高為2.6 m，常浪向?yàn)镾SW，頻率為47.59%，次常浪向?yàn)镾，頻率為36.55%。

為探究官湖海灘季節(jié)性變化特征，于2020年5月、2020年7月、2020年10月、2021年1月分四次對深圳官湖海灘進(jìn)行剖面測量與沉積物采樣，測量時(shí)間選取潮汐表預(yù)測大潮低潮位時(shí)刻，沉積物采樣與剖面測量同步進(jìn)行。

利用RTK進(jìn)行人工碎步剖面高程測量，地形變化不明顯處三步一測，地形變化明顯處適當(dāng)加密監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量，雖然監(jiān)測斷面固定，但由于每次監(jiān)測點(diǎn)位置不重合，因此在斷面上設(shè)置固定分析點(diǎn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)插值到固定點(diǎn)。測量剖面間距100 m，見圖1。觀測期間無臺風(fēng)影響。

圖1 研究區(qū)域格局分布

由于官湖海灘在形態(tài)上表現(xiàn)為西寬東窄，總結(jié)每個(gè)測量斷面的演變規(guī)律、剖面形態(tài)與相對地理位置后將剖面進(jìn)行歸類分組，具體分組為1#～4#剖面、5#～7#剖面以及9#～12#剖面，第一組剖面具有灘肩且冬季灘肩緣回到初始灘肩緣位置，第二組剖面無灘肩呈斜坡型，第三組剖面具有灘肩但冬季灘肩緣未回到初始灘肩緣位置，相對地理位置分別對應(yīng)官湖海灘西側(cè)、官湖海灘東側(cè)與觀海灣海灘，各組剖面的形態(tài)與演變規(guī)律大致相似，測剖面分組與特征如表1所示。

表1 觀測剖面分組與特征

為簡化文章篇幅，選取2#、6#、10#剖面分別作為官湖海灘西側(cè)、官湖海灘東側(cè)與觀海灣海灘的典型斷面進(jìn)行研究。

1.2 剖面特征

根據(jù)圖2～圖4可知，官湖海灘不同位置的剖面呈現(xiàn)不同的形態(tài)，官湖海灘西側(cè)由于天然岬角的存在，海灘寬度在 60 m 左右，存在灘肩；向東海灘寬度減小，東側(cè)海灘剖面寬度僅40 m左右，逐漸變?yōu)闊o灘肩剖面形態(tài)；觀海灣海灘臨近東部岬角，寬度在50 m左右，同樣存在灘肩。

圖2 官湖西側(cè)2#剖面變化

官湖海灘西側(cè)剖面如圖2所示，秋季后濱侵蝕深度最大位置在距近岸40 m 處。冬季剖面相比于夏秋季剖面更陡，在秋季一部分后濱沙轉(zhuǎn)化為前濱沙，后濱平均侵蝕0.78 m，最大侵蝕達(dá)1.7 m，前濱平均淤積0.09 m，最大淤積達(dá)0.2 m，到冬季時(shí)，一部分前濱沙由于堆積作用又轉(zhuǎn)化為后濱沙，前濱平均侵蝕0.23 m，最大侵蝕達(dá)0.36 m，后濱平均淤積0.77 m，最大淤積達(dá)1.68 m，處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。灘肩緣從夏季開始向岸內(nèi)方向移動，到秋季離岸最近，向岸移動約20 m，到冬季回到夏季的初始位置，灘肩長度從夏季開始到冬季，經(jīng)歷先變短再變長的過程。

官湖海灘東側(cè)剖面如圖3所示，秋季后濱侵蝕深度最大的位置在距近岸30 m處附近，和官湖西側(cè)剖面相比有一定程度的后移，同時(shí)官湖海灘東側(cè)剖面灘坎灘肩逐漸消失，剖面形狀呈斜坡型，同樣表現(xiàn)為夏秋季海灘剖面比冬春季坡度更緩，在秋季一部分后濱沙轉(zhuǎn)化為前濱沙，后濱平均侵蝕0.4 m，最大侵蝕達(dá)0.9 m，前濱平均淤積0.24 m；到冬季時(shí)，一部分前濱沙由于堆積作用又轉(zhuǎn)化為后濱沙，前濱平均侵蝕0.34 m，后濱平均淤積0.35 m，最大淤積達(dá)0.84 m。

圖3 官湖東側(cè)6#剖面變化

觀海灣海灘剖面如圖4所示，后濱秋季侵蝕深度最大的位置又回到了距近岸40 m處。剖面同樣表現(xiàn)為秋緩冬陡。灘肩緣夏季開始向岸內(nèi)移動，秋季離岸最近，向岸移動約20 m，冬季逐漸向海移動，但與官湖海灘西側(cè)剖面不同，沒有回到夏季的初始位置，灘肩長度從夏季開始到冬季，經(jīng)歷先變短再變長，比起夏季初始長度變短。在秋季一部分后濱沙轉(zhuǎn)化為前濱沙，后濱平均侵蝕1 m，最大侵蝕達(dá)1.5 m，前濱平均淤積0.2 m；到冬季一部分前濱沙由于堆積作用又轉(zhuǎn)化為后濱沙，前濱平均侵蝕0.2 m，最大侵蝕達(dá)0.4 m，后濱平均淤積0.45 m，最大淤積達(dá)0.88 m。具體各位置前后濱平均變化量如圖5所示。

圖4 觀海灣10#剖面變化

圖5 各剖面前后濱季節(jié)平均變化量(淤積為正，侵蝕為負(fù))

各剖面坡度特征與輸沙特征如表2所示。

表2 剖面坡度特征與輸沙特征

整體總結(jié)三個(gè)位置的海灘剖面雖然剖面形態(tài)各有不同，但總體呈夏秋緩冬春陡的姿態(tài)，同時(shí)在秋季，后濱的侵蝕程度與前濱的堆積程度均達(dá)到最大，而官湖西側(cè)剖面與觀海灣剖面后濱侵蝕最大處均位于距近岸40 m處，位于兩者之間的官湖東側(cè)剖面后濱侵蝕最大處則有一定的后移，在距近岸30 m處。從圖5可以得出，三個(gè)位置的剖面均在夏季后濱成侵蝕趨勢，但侵蝕幅度相對較小；秋季后濱侵蝕前濱堆積，處于離岸輸沙的侵蝕狀態(tài)；冬季后濱堆積前濱侵蝕，處于向岸輸沙的堆積狀態(tài)。

1.3 粒徑特征

對沉積物采樣進(jìn)行級配計(jì)算，得到各剖面不同高程的D50值，采樣所處位置分別為低潮位、中潮位與高潮位。根據(jù)采樣點(diǎn)高程不同，沉積物盡管各組分所占百分比不同，但分布均為細(xì)砂的含量較高，中砂的含量次之，粗砂再次之，礫最少。2#剖面、6#剖面、10#剖面各采樣點(diǎn)位置D50值如圖6所示。

圖6 各典型剖面D50季節(jié)分布

綜合看來，官湖海灘沉積物粒徑整體變化幅度不大，季節(jié)性變化主要有以下兩點(diǎn)：1)中低潮位附近夏秋季粒徑相對略粗，冬春季相對略細(xì)。夏秋季灘面呈侵蝕趨勢，細(xì)顆粒泥沙流失，從而導(dǎo)致夏秋季灘面粒徑相對其他季節(jié)較粗。2)高潮位附近粒徑在冬季相較于其他季節(jié)明顯變粗。隨著冬季的堆積作用，原本秋季中低潮位粗顆粒泥沙向上堆積，使得冬季高潮位處的粒徑變粗。

一年四次測量證明了岬灣型海灘具有顯著的季節(jié)性變化特征，開展相應(yīng)的原因分析研究對于預(yù)測剖面形態(tài)、開展補(bǔ)沙養(yǎng)護(hù)工作及降低補(bǔ)沙流失率，具有重要的指導(dǎo)意義。

2 季節(jié)性變化原因分析

岬灣型海灘與一般海灘一樣，處于動態(tài)變化之中，岬灣型海灘剖面形態(tài)主要與水文氣象條件、海灘基本組成以及相對地理位置有關(guān)。水文氣象條件包括潮汐、氣溫以及風(fēng)暴潮等，海灘基本組成包括海床坡度與沉積物粒度分布，相對地理位置指是否靠近岬角掩護(hù)范圍，而究其本質(zhì)是這些因素引起了侵蝕沉積動力的改變，侵蝕沉積動力一般指風(fēng)、波浪以及潮位等。根據(jù)測量期間的水文氣象條件資料收集，2020年大鵬灣地區(qū)無臺風(fēng)暴潮的侵襲，實(shí)際上官湖海灘剖面季節(jié)性變化的主要影響因素為季節(jié)性風(fēng)浪變化與季節(jié)性平均潮位變化。本節(jié)將結(jié)合研究區(qū)域概況，對上述官湖海灘的整體季節(jié)性變化特征進(jìn)行原因分析，并對橫向輸沙進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。

2.1 季節(jié)性風(fēng)浪變化

采用葵涌下沙站點(diǎn)2020年1月1日0時(shí)—2020年12月31日22時(shí)的1/10大波高、平均周期、有效波高、最大波高、浪向各4 369個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行波浪要素統(tǒng)計(jì)，繪制2020年夏秋季和冬季浪向頻率分布圖(圖7)以及2020年各月份平均最大波高表(表3)。

圖7 2020年季節(jié)浪向頻率分布圖

表3 2020年各月份平均最大波高

夏秋季(2020年6月—11月)，常風(fēng)向?yàn)镾SW，浪相對較大，夏秋季各月份平均最大波高均大于0.3 m，8月份甚至接近0.6 m，達(dá)到0.57 m；常浪向?yàn)镾SW，頻率為46.09%，次常浪向?yàn)镾，頻率為44.99%，夏秋季常風(fēng)向與常浪向一致，均為SSW。官湖附近海域的SSW向強(qiáng)浪直接作用于灘面，造成大量水體涌上灘面，海灘很快形成飽和，難以進(jìn)行進(jìn)一步的滲透作用，水體開始向離岸方向回流，與上沖水體形成激烈對沖，造成灘面侵蝕，同時(shí)大量沙體隨回流向海搬運(yùn)，所以夏秋季后濱侵蝕，前濱堆積，且秋季達(dá)到變化的最大值。之后隨著回流速度的衰減，且泥沙到達(dá)閉合水深以外，逐漸在外濱處發(fā)生堆積，形成水下的離岸沙壩，阻擋了波浪的進(jìn)一步侵蝕，最后隨著時(shí)間的推移，恢復(fù)常浪作用下，泥沙向岸推移，在冬季恢復(fù)向岸堆積作用，使剖面達(dá)到每年的相對平衡狀態(tài)。

冬季(2020年12月—2021年2月)，常風(fēng)向?yàn)镹W，常浪向?yàn)镾SW，頻率為47.16%，由于經(jīng)過夏秋季的灘面侵蝕，此時(shí)坡度較緩，閉合水深以內(nèi)，隨著SSW波浪的持續(xù)作用與破碎，泥沙堆積在灘面，周而復(fù)始泥沙不斷堆積形成灘肩；另一方面冬季常風(fēng)向?yàn)镹W，即離岸風(fēng)，風(fēng)速較大，離岸風(fēng)使表層水體做離岸運(yùn)動，而底層水體則做向岸運(yùn)動，不斷搬運(yùn)泥沙在灘面堆積。隨著泥沙不斷向岸輸運(yùn)，海灘下部遭受侵蝕達(dá)到一定坡陡時(shí)，由于冬季波浪強(qiáng)度較夏秋季較低，各月份平均最大波高基本小于0.3 m，波浪很難再搬運(yùn)泥沙進(jìn)入海灘，至此海灘剖面達(dá)到一個(gè)相對均衡狀態(tài)，所以冬季與夏秋季相反，后濱堆積，前濱侵蝕，冬季主要受SSW向涌浪和NW向季風(fēng)的影響發(fā)生堆積。

由于存在S向常浪的作用，官湖海灘走向呈NW—SE，外海波浪補(bǔ)沙由于東岬角的掩護(hù)作用，靠近東岬角遮蔽段受影響較小，導(dǎo)致官湖海灘東側(cè)區(qū)域的觀海灣海灘冬季常浪剖面恢復(fù)較慢；官湖海灘西側(cè)剖面靠近西岬角，南向浪攜帶的泥沙在西岬角的掩護(hù)下，更易在西岬角的遮蔽段沉積，使官湖海灘西側(cè)區(qū)域剖面冬季常浪剖面恢復(fù)較快。

大鵬灣區(qū)域不同季節(jié)的不同風(fēng)浪組合引起的橫向水流變化，使得搬運(yùn)泥沙的方式也不同，泥沙的落淤與沖刷位置也不同，從而導(dǎo)致剖面的形態(tài)存在季節(jié)性變化。可見季節(jié)性風(fēng)浪變化主要從動力的角度影響泥沙的輸運(yùn)，使得海灘剖面呈現(xiàn)夏秋季侵蝕、冬季堆積的季節(jié)性變化特征。

2.2 季節(jié)性平均潮位變化

官湖海灘與觀海灣海灘雖然相對地理位置不同，海灘剖面形態(tài)有一定的差異性，但整體均處于夏秋侵蝕、冬季堆積的狀態(tài)，總體呈夏緩冬陡，這一特征與大鵬灣月平均潮位的季節(jié)性變化有關(guān)。

為了精確研究大鵬灣月平均潮位變化規(guī)律，收集廣東沿海多年月平均潮位與大鵬灣葵涌站2020年月平均潮位資料，如圖8所示。

圖8 大鵬灣月平均潮位變化

由圖8可知，廣東沿海每一個(gè)觀測年期間，8月份至10月份均為平均潮位上升時(shí)段，2017年8月份至10月份，夏秋季月平均潮位上升約0.5 m，2018年8月份至10月份，夏秋季平均潮位上升約0.2 m。而2017年10月份到次年3月份，冬春季平均潮位處于下降趨勢，2017年10月份至次年3月份，平均潮位下降約0.5 m。葵涌站與廣東沿海整體變化趨勢基本一致，在6月份到10月份月平均潮位處于上升階段，上升約0.29 m，10月份月平均潮位到達(dá)最大值0.63 m，10月份到12月份月平均潮位開始下降，但冬季的平均潮位已經(jīng)遠(yuǎn)大于夏秋季上升過程中的平均潮位。冬季平均潮位處于較大值，導(dǎo)致破波帶向岸方向移動，在破波帶內(nèi)產(chǎn)生向岸流，具有一定的上沖力，將岸外泥沙向岸搬運(yùn)，使得冬季后濱堆積，前濱侵蝕，從而導(dǎo)致冬季剖面變陡，秋季剖面稍緩。根據(jù)著名的布容法則[15,21]，濱海海灘侵蝕后退速率與海平面增高有關(guān)，隨著平均潮位上升，侵蝕基準(zhǔn)面被抬高，同時(shí)海洋動力作用相對增強(qiáng)，沙量輸出增大，導(dǎo)致海岸侵蝕后退，但該法則適用于海岸長期演變，不宜解釋短期季節(jié)性變化。根據(jù)1977年Dean提出的平衡剖面半經(jīng)驗(yàn)公式，剖面將隨著水動力條件的變化形成新的平衡剖面，而1992年Bodge[22]提出指數(shù)表達(dá)式的平衡剖面模式，1994年Komar和McDougal[23]對其加以變換得到指數(shù)形式的新平衡剖面公式，在與Dean平衡剖面的比較中，與實(shí)際海灘剖面吻合更好，因此采用該公式計(jì)算：

h(y)=h0(1-e-Ky)

(1)

式中：h(y)為離岸y距離處的水深，h0為極限水深，y為距岸邊水平距離，K為現(xiàn)場測定參數(shù)。從式(1)可得，水深與離岸距離呈正相關(guān)，當(dāng)潮位抬升時(shí)，即水位增加，y也隨之增加。冬季相比于夏秋季，平均潮位已經(jīng)抬高到較大值，平衡剖面整體向離岸方向移動，剖面呈向平衡剖面演變的趨勢，呈堆積狀態(tài)；夏秋季相比于冬春季，潮位有所降低，平衡剖面整體向岸方向移動，隨著剖面向平衡剖面演變，呈侵蝕狀態(tài)。因此，年內(nèi)月平均潮位的變化是海灘剖面季節(jié)性變化的原因之一。

2.3 季節(jié)性橫向輸沙計(jì)算

當(dāng)一年內(nèi)不同季節(jié)的波浪條件有很大變化時(shí)，海灘剖面會在風(fēng)暴剖面與常浪剖面兩種形式之間相互轉(zhuǎn)化，假設(shè)海灘上泥沙的縱向運(yùn)動是平衡的，在剖面形式轉(zhuǎn)化時(shí)，一般可以認(rèn)為泥沙只是在離岸區(qū)和岸邊之間來回搬運(yùn)，而研究表明，轉(zhuǎn)化的條件與波陡、組成海灘的泥沙粒徑以及海灘坡度有關(guān)。因此引出判別參數(shù)K[24]對岸灘剖面的橫向輸沙特征進(jìn)行判別：

(2)

根據(jù)深水波彌散關(guān)系，L0=gT2/2π，化簡可得：

(3)

式中：H0為深水波高，tanβ為岸灘坡度，T為深水波周期，ω為泥沙沉速。泥沙沉速ω根據(jù)沙質(zhì)泥沙沉速經(jīng)驗(yàn)公式，根據(jù)實(shí)測資料，大鵬灣泥沙粒徑處于0.05～1.8 mm區(qū)間，故采用半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算泥沙沉速ω[24]：

ω=10-[0.447(lgD50)2+1.96lgD50+2.736]

(4)

代入式(3)得出K值，若K>0.5，橫向輸沙為離岸輸沙，若K<0.5，為向岸輸沙。實(shí)測波浪資料來源于葵涌下沙站，距官湖海灘最近，同時(shí)根據(jù)全年浪向頻率分布圖(圖9所示)，全年觀測站點(diǎn)浪向大多為SSW與S向，即官湖海灘入射波浪基本處于垂直入射的情況，因此可以忽略波浪的折射效應(yīng)，統(tǒng)計(jì)各觀測月份的有效深水波高、平均波周期如表4所示。

圖9 2020年全年浪向頻率分布圖

表4 官湖海灘各觀測月份計(jì)算波要素

泥沙沉速ω根據(jù)四次測量不同剖面的沉積物粒徑D50代入式(4)計(jì)算得出，岸灘坡度tanβ根據(jù)四次測量剖面的前灘坡度計(jì)算得出，將各數(shù)據(jù)代入式(3)，計(jì)算官湖海灘不同季節(jié)K值如表5所示。

表5 官湖海灘剖面K值季節(jié)分布

可見官湖海灘剖面盡管位置形態(tài)有所不同，但K值在夏秋季均大于0.5，冬季小于0.5，說明官湖海灘處于夏秋季離岸輸沙、冬季向岸輸沙的狀態(tài)，與上文剖面形態(tài)演變即夏秋季侵蝕、冬季堆積的規(guī)律一致。

3 結(jié) 語

基于2020—2021年大鵬灣官湖海灘實(shí)測數(shù)據(jù)，總結(jié)大鵬灣岬灣型海灘季節(jié)性變化特征及原因，運(yùn)用平衡剖面與橫向輸沙判別式等公式驗(yàn)證了理論與實(shí)測數(shù)據(jù)的一致性，為該區(qū)域海灘養(yǎng)護(hù)與防御工程的實(shí)施提供科學(xué)指導(dǎo)，具體結(jié)論如下：

1)官湖海灘剖面坡度夏秋緩冬春陡，夏秋季后濱侵蝕，前濱堆積，冬春季相反，海灘剖面坡度秋季達(dá)到最大，春季最小。

2)官湖海灘泥沙粒徑季節(jié)性變化幅度不大，中低潮位附近夏秋季粒徑相對略粗，冬春季相對略細(xì)，高潮位附近冬季粒徑明顯粗于其他季節(jié)。

3)岬灣型海灘剖面季節(jié)性變化與風(fēng)浪、平均潮位的季節(jié)性變化密切相關(guān)。夏秋季平均潮位逐漸升高，南向波浪強(qiáng)度較大，在二者的共同作用下，海灘后濱侵蝕明顯，泥沙離岸輸運(yùn)，并在前濱淤積，冬春季，平均潮位逐漸回落，波浪強(qiáng)度亦減弱，夏秋季前濱淤積的泥沙發(fā)生侵蝕，并在后濱淤積，形成海灘剖面一年四季的周期性變化。

4)通過橫向輸沙理論公式計(jì)算，官湖海灘剖面夏秋季為侵蝕型剖面，冬春季為堆積型剖面，與實(shí)測海灘剖面結(jié)果一致。

5)由于官湖海灘夏秋季侵蝕冬季堆積，應(yīng)當(dāng)在夏秋季進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)沙防御措施，減少海灘面積損失，同時(shí)由于官湖海灘東側(cè)與觀海灣海灘堆積恢復(fù)作用較慢，補(bǔ)沙體積應(yīng)略大于官湖海灘西側(cè)，即補(bǔ)沙的重點(diǎn)區(qū)域宜為官湖海灘東側(cè)與觀海灣海灘，且根據(jù)各剖面季節(jié)性變化規(guī)律，主要流失部位為灘肩，應(yīng)進(jìn)行灘肩補(bǔ)沙。若修建相關(guān)海岸工程，應(yīng)主要防御SSW向波浪，削弱夏秋季波浪的侵蝕作用。