第八章 海岸地貌

第八章海岸地貌概论（一）海岸线与海岸带•海水面与陆地的交线称海岸线。由于潮汐作用海岸线会随海面波动而变动。海岸带包括海岸线两侧的陆上和水下两部分。海岸自海向陆可分：滨外、临滨、前滨和后滨。（二）海岸地貌•海岸地貌是由波浪、潮汐、近岸流等海洋水动力作用形成的地貌。第一节海岸的动力作用一、波浪作用波浪是塑造海岸地貌最普遍和最重要的外营力。（一）深水波浪的特性1、成因海洋中的波浪主要由风力作用形成。水质点在风力、重力、水压力、表面张力相互作用下，作近于封闭的圆周运动，海面相应地产生周期性起伏，形成波峰和波谷。波浪的基本要素：波峰、波谷、波长、波高，周期、波速、波峰线、波向线等。2、波形•风浪的水质点运动轨道为不封闭的圆形或椭圆形，波形为非正规的余摆线，峰顶较陡，略呈不对称。•水质点沿圆形轨道运行一周，海水面就发生一次升降，并使波形向前传播。•波浪在向前传播的同时也向下部水层传播，自海面向下随深度按等差级数增加，水质点运动轨道的直径（波高）按等比级数减少。因此，当海底深度大于波长时，波浪对海底的作用已很微弱。（1）当位于圆形轨道上半部时，水质点的运动方向与波浪传播方向（播向线）一致；当位于圆形轨道下半部时，水质点的运动方向与波浪传播方向（播向线）相反。（2）水质点由波顶向波底运动时，垂直流向向下；水质点由波底向波顶运动时，垂直流向向上。（3）位于波顶和波底时，水质点的水平流速值最大，垂直流速位零；位于波顶和波底之间的中点时，水平流速值位零，垂直流速最大。3、种类（1）风浪由风直接作用下形成的波浪，大小决定于风速、风时、风区。（2）涌浪风浪在风停息后或离开风区向外传播就转变位涌浪，涌浪是无风作用下继续传播的自由波，水质点运动轨道为封闭圆形，波形为余摆线，峰顶较钝，呈对称。涌浪在传播过程中，波能降低，波高增大，波长增长，波速增大，经长距离传播，波长和波速渐趋于某一稳定值，波形越来越规则。风浪和涌浪风浪风浪1风浪2（二）浅水波浪的传播与变形•当波浪传播进入浅水区，发生变形后就转变为浅水波。1、水质点的运动轨道•轨道为不对称的上凸向下逐渐展平（椭圆形），从水面向下，轨道半径逐渐变小，到海底扁度达到极限，水质点仅做平行于底面的直线振荡运动。2、波形•水质点轨道不对称引起波形不对称。由海向岸，前坡越来越陡，后坡越来越缓，水质点运动轨道伸展的上半部波动流速大下半部波动流速较小，从而导致向岸的波动流速大于向海的波动流速。波浪在浅水区的变形深水波与浅水波＜＞12L12L（D.Elsom，1992）（三）波浪破碎•波浪自外海进入浅水区达到某一临界点时，波浪陡将发生破碎。•坡斜变化大则波陡大的波浪多为崩顶破碎，波陡小的波浪易出现激散破碎，水下岸坡坡度和波浪波陡均为中等的一般为卷跃破碎。1、崩顶破碎当波浪传播近岸边时，波能已经逐渐消耗掉，波峰不稳定，但尚未达到翻转时，峰顶出现浪花，并逐渐增大，峰顶崩随成瀑布状下落。PhotographbyPeterL.Kresan崩顶破碎:波陡＝波高／波长即：＝H／L崩顶破碎2、卷跃破碎波浪向岸传播时，在一个较短时间和距离内就可发生显著变形，波峰不断前倾直至卷曲翻转，成卷跃破碎下落。3、激散破碎海底陡，波浪发生变形后使得波浪前峰从下部开始出现浪花泡沫，扩大到整个前峰面，在直接冲上陡滩时前峰面在滩面上激散破碎，并形成大量泡沫，最后与波峰一起逐渐在岸滩上散失。卷跃破碎卷跃破碎1卷跃破碎2卷跃破碎3卷跃破碎4激散破碎波陡较小的波浪，海底坡度较大，消能较快，拍岸浪激散（四）波浪折射1、概念•当波浪传播进入浅水区，如果波向线与等深线斜交（不垂直），随波浪向岸传递，波向逐渐朝着与等深线（与岸线平行）和岸线垂直的方向偏转。2、成因•因波速随深度变浅而下降，位于较浅一端的传播速度小于较深一端的波速，导致波峰线发生偏转。★波浪折射岬角波能辐聚导致侵蚀，海湾波能辐散引起堆积波浪发生折射波浪折射塞班－情人岛海湾波浪的折射波浪的绕射岛屿………………海海岸3、结果•在水下地形和不规则的岸线导致等深线曲折情况下，波能出现辐聚，辐散等现象。一般地，在海岸凸出的岬角处波浪辐聚，波能集中，发生侵蚀；在海岸凹进的海湾处：辐散，波能扩散，发生沉积。4、绕射作用•当波浪被沙嘴、突出的岬角特别是受防波堤等人工建筑物阻挡，则在阻挡物后侧产生波影区。因波能被阻碍，波浪发生绕射，波能沿波峰线做侧向传递进入波影区，能量大为减少，所以波影区常比较平静。二、潮汐和潮流作用•潮汐除了直接引起的海面周期性变动外，还影响波浪的有效作用，使波浪作用带和破碎带位置随时间的推移而不断变动。根据潮汐引起的水位变化，可把海岸带分为潮上带、潮间带和潮下带。•潮流流速具有波动性、双向性、多向性等特点，对海岸带作用十分复杂，以潮汐作用为主的海岸带地貌类型、剖面结构、沉积物分布规律与波浪作用为主的海岸带有很大差别。潮汐的类型半日潮：在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时也几乎相等。潮汐高度从赤道向两极递减，故又称为赤道潮或分点潮；全日潮：半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。混合潮：在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差不等，涨潮时和落潮时也不等。潮汐的类型半日潮：在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时也几乎相等。潮汐高度从赤道向两极递减，故又称为赤道潮或分点潮；全日潮：半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。混合潮：在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差不等，涨潮时和落潮时也不等。②潮汐的成因顺潮对潮●内因：海洋水体；●外因：天体引潮力。月球引潮力是太阳的2.17倍。潮汐的类型半日潮：在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时也几乎相等。潮汐高度从赤道向两极递减，故又称为赤道潮或分点潮；全日潮：半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。混合潮：在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差不等，涨潮时和落潮时也不等。潮流◆指海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动。随涨潮而产生的潮流叫涨潮流，随落潮而产生的潮流叫落潮流。◆潮流分为回转流和往复流两种回转流：外海、开阔海区，受地转偏向力影响，在北半球作顺时针回转，流速约4～5km／hr；往复流：海峡、河口等，受地形影响而成。其流速较大，可达18～22km／hr。潮差与潮流对海岸地貌与沉积的影响高潮面低潮面滨外临滨前滨﹃潮间带﹄后滨（潮上带）水下岸坡（潮下带）平均潮面三、近岸流当入射波浪不垂直于海岸时，便可造成水体沿海岸流动，形成近岸流。波向线波峰线2.近岸循环流体系海岸裂流海岸裂流第二节海平面变动•海平面变动直接影响到海岸线的进退和海岸的沉积与海岸地貌的演变发育。海平面上升，使原水下岸坡深度增大，波能消耗减小，海岸遭受侵蚀程度增强，沉积物将向岸外水下岸坡移动并堆积下来；反之相反。•引起海平面变动的原因有:气候变化如冰期和间冰期更替（冰后期大量冰川融化导致海平面上升，反之相反）；全球构造运动——板块运动造成大洋容积变化引起全球性海平面变动；因局部地区的地壳运动引起地区性海面变动。第三节海蚀作用与海蚀地貌一、海蚀作用•海蚀作用在基岩海岸表现较明显（一）波浪冲击和空气压缩作用•波浪冲击可直接作用，也会使岩石裂隙和节理中的空气受到压缩，对岩石施加巨大的压力，而退水时，压力骤减，如此，反复进行作用，崖壁岩石破碎，海岸受蚀泵解，形成陡峻侵蚀海岸。（二）磨蚀作用•在波浪作用过程中，海水携带的岩石碎块，砾和砂对海底起模式作用，使基岩组成的水下岸坡被磨蚀成平滑的海蚀平台，并可在海崖基部刻蚀出海蚀穴。（三）溶蚀作用•溶蚀作用主要在碳酸盐组成的海岸带发生。波浪的侵蚀海岸溶蚀海蚀地貌高潮面低潮面海蚀平台水下岸坡海蚀崖海岸带海蚀穴二、海蚀地貌（一）海蚀穴（洞）海崖坡脚处由波浪侵蚀形成的凹槽。其中宽度大于深度的称穴，反之为洞。海蚀穴（洞）常沿节理和抗蚀力较弱的部位发育。*海蚀窗：海蚀洞顶崩塌形成与海蚀崖上部沟通的海蚀穴（洞）。广西北海涠州岛海蚀崖与海蚀穴（二）海蚀拱桥突出的海岬两侧，如果发育相向的海蚀洞被蚀穿而相互贯通而形成拱桥状的海蚀地貌。（三）海蚀柱海蚀拱桥进一步受蚀，顶板崩塌，外侧形成脱离海岸的海蚀地貌，也可由海崖后退过程中离岸小岛再经海蚀作用而形成。平潭海蚀柱，高30米Photographfrom:（四）海蚀崖成因：原始海岸斜坡上，在与海面相交接处附近是经波浪冲击的主要地段，长期受蚀后在这里形成海蚀穴，海蚀穴不断扩大使其上岩石悬空发生崩坠，形成海蚀崖。海蚀崖形态受岩性和岩层产状影响。格状的则发育城堡状海蚀崖；柱状则发育柱状绝壁海蚀崖。（五）海蚀平台向海微倾的平坦台地,会随海蚀崖后退而变宽。海蚀崖海蚀平台PhotographbyPeterL.KresanPhotographfrom:海蚀崖与海蚀平台海蚀平台广西北海涠州岛海蚀平台广西北海涠州岛海蚀平台海蚀崖与海蚀柱台湾石门洞海蚀拱桥海蚀拱桥海蚀拱桥与海蚀柱（六）海蚀阶地海蚀平台形成后，若因陆地上升或海面下降而高出海面，则形成海蚀阶地，如果陆地下降或海面上升，则形成水下阶地，如图。PhotographbyPeterL.Kresan三、岩性和构造对海岸的影响（一）岩性的影响（影响海蚀速度和碎屑多寡）1、坚硬而少裂隙受蚀比较轻，形成岬角，少海蚀平台。Photographfrom:、强度中等的沉积岩海蚀崖外有海蚀平，海蚀平台外有疏松堆积物。3、结构疏松的岩层岸坡缓斜，海蚀崖不发育，岸外有疏松堆积物，若两侧为坚硬岩石，则中间比较软的部分容易形成港湾。（二）地质构造•地质构造的性质和构造线延伸的方向与海岸形态和性质关系很大。•纵向海岸：岸线方向与构造线方向大致一致，岸线平直，少港湾和半岛，称达尔马提式海岸。•横向海岸：岸线方向与构造线方向近于垂直，特别是当不同岩性频繁交替时，岸线曲折成锯齿状，多岬角和港湾，称里亚式海岸。•斜向海岸：介于纵向海岸和横向海岸之间，常发育成不对称雁状的曲折岸线。纵海岸（亚得里亚海）台湾清水断层海岸断层海岸岬湾海岸第四节海岸带泥沙运动及其地貌海岸带碎屑物在波浪和重力作用下运动。有些颗粒仅做往返运动不显著位移，大多数颗粒因往返运移的距离不等而发生了位移，颗粒位移的发拿过西可分横向位移和纵向位移。当波向线与岸线垂交时，颗粒垂直于岸线做横向移动；波向线与岸线斜交时，颗粒不仅向岸或离岸，海岩岸线做纵向移动。多数时候因颗粒的横向和纵向运移相结合。一、沉积物的横向移动与均衡剖面的塑造（一）中立线的概念（实际是中立“带”）波浪加上重力作用，使岸坡上部物质不断向岸移动，岸坡下部物质不断向海移动，形成上下两条侵蚀带。两条侵蚀带之间有一过渡带，沉积物在此带上只有运动距离但没有位移。泥沙横向移动与均衡剖面ABC中立点松散沉积岸平衡剖面的形成（二）均衡剖面的塑造中立带上部岸线因物质不断向岸搬运形成侵蚀凹地，使该处岸坡变缓，向上运移的物质堆在岸边形成海滩；下部侵蚀带因物质不断向海搬运形成侵蚀凹地，使得该处岸坡变陡，在更下部波浪作用微弱处，堆积成堆积平台，使下部变浅变缓。中立带不断向下和向上扩大，最后使岸坡发育成为一条凹形曲线。该曲线上每一点的物质在每次波浪运动中，前进速度与回返速度的差值，正好为重力所抵消，结果只在原地来回运动。当海岸剖面成为上述曲线时，即为平衡剖面。二、沉积物的纵向移动及形成的地貌（一）沉积物的纵向移动•当波向线