海南岛西南部砂质岸滩沉积特征

王敏京，徐军，冉娟，刘芳百惠

（河海大学水文水资源学院，江苏 南京 21)许宗藩.琼西南海岸地貌.中山大学地质地理系编.海南岛自然地理论文集.广州: 中山大学, 1964.0098）

海南岛西南部砂质岸滩沉积特征

王敏京，徐军，冉娟，刘芳百惠

（河海大学水文水资源学院，江苏 南京 21)许宗藩.琼西南海岸地貌.中山大学地质地理系编.海南岛自然地理论文集.广州: 中山大学, 1964.0098）

对海南岛西南部龙沐湾70个海滩表层沉积样品与12个近岸水下沉积样品进行粒度分析，结果表明，龙沐湾海滩沉积物以砂为主，平均粒径大都在0～2φ，为粗、中砂。近岸海底沉积物总体分布较细，平均粒径大都在2～6φ，为砂-粉砂-黏土的组合。沉积物粒径呈现由岸向海逐渐变细以及沿岸线南粗北细的趋势，反映了波浪的横向分选作用，以及南来沿岸流的纵向分选作用。另外，经初步判断，龙沐湾岸滩基本处于冲淤稳定的状态，仅白沙河口以南与丹村河口以南发育有侵蚀岸段。

粒度特征；沉积环境；龙沐湾

Abstract: Longmu Bay is located in the southwest coast of Hainan island, with sand beach along the coastline.70 sediment samples of beach were sieved using sieve analysis method, and the grain size was analyzed using GRADISTAT software.The results indicate that sediments of beach were mostly composed of sand, and their mean grain size diameters are mainly between 0 ～ 2Ф and in moderate or good sorting; 12 seafloor sediment samples near-shore were analyzed, and the result indicates that grain size diameters are mainly between 2 ～ 6Ф and show a combination of sand-silt-clay.Sediment grain size is finer and finer from beach to near-shore and from south to north along the coast, which shows the sorting of wave and the influence of long-shore drift from south.Moreover, according to the simple estimation, Longmu Bay beach is relatively stable with a short part eroded in the south of Baisha estuary and south of Dancun estuary.

Keywords: grain size characteristics; sediment environment; Longmu Bay

1 引 言

沉积物粒度是物源和沉积环境的反映[1]，复杂的沿岸过程在沉积物粒度上留下了特征[2]，通过研究岸滩沉积物粒度特征与变化可以判别沿岸泥沙搬运动力与沉积环境。海南岛沿岸广泛发育砂质岸滩，前人从海岸地貌、沿岸沉积、泥沙运移、海平面变化、冲淤动态等方面对海南岛多个砂质海岸进行研究[3-7]，而对西南部的龙沐湾岸滩沉积环境方面的研究很少涉及。本文选取海南岛西南部的龙沐湾为研究区，对海滩与近岸水下沉积物样品进行粒度实验分析，计算粒度参数，从而对沉积物特征进行分析，并结合动力要素分析沿岸沉积动力环境，这对了解龙沐湾沿岸沉积环境与指导龙沐湾现代海岸开发利用与建设发展具有一定的实际意义。

2 研究区概况

龙沐湾位于海南岛西南海岸（图1），北临尖峰岭，南临莺歌海，是一南北向的顺直微弯的砂质海岸。这一带海岸在区域地质构造上属于琼西南断陷区，由东向西由花岗岩穹窿山地的几级古夷平面逐渐向西递降为丘陵、台地及滨海堆积阶地1)，现代海岸发育砂坝砂堤-泻湖地貌。本区处于东亚季风南缘，风力较大[7]，偏东南向为主，西北、西南向次之[4]；气候属热带季风型，年均降水量1 500 mm左右，夏半年高温炎热，冬半年温度宜人。本海区波浪受风况影响，东南向风多带来离岸浪，向岸主浪向偏西北与西南向，且以风浪为主。受北部湾潮波系统控制，潮汐属不正规全日潮，平均潮差13) 海滩样品实验分析在河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室完成。0cm左右，涨落潮流偏S-N向，涨潮含沙量高于落潮2) 龙沐湾水文测验及水质调查报告.海南省海洋开发规划设计研究院,2008.。该区即将开发建设为国际旅游度假区，成为继海南岛海口、三亚、万宁、博鳌等著名旅游区后海南岛又一重要的旅游度假胜地。

3 野外勘察取样与实验分析

2008年5月中旬，在研究区域近岸水下 -5 m等深线内布置了4个调查断面，每个断面设3个底质采样点（图1），共取得12个样品，采取筛析法和激光粒度分析法相结合的方法处理，对于大于2 mm的粒径组分采用国家标准检验筛筛选后称重，对于粒径小于2 mm的粒径组分采用MS2000激光粒度仪进行测试，然后将两种组分汇总，由龙沐湾水文测验及水质调查项目进行实验并提供粒度数据2)。

图1 龙沐湾地理位置与采样位置Fig.1 Locations of the study area and sampling in Longmu Bay

10月下旬，在该区海滩布置了26个调查断面（图1），各断面进行地貌观测、海滩形态测量、底质采样等，其中70个表层样先烘干，后采用筛析法3)进行了沉积物粒度分析[8]，筛析法粒级间隔为1/2Φ，粒级标准与组分范围采用Udden (1914)- Wentworth(1922)等比制（Φ值），并采用Folk & Ward（1972）图解法计算粒度参数[9]。

4 结果分析

4.1 海滩沉积物粒度特征

龙沐湾海滩 70个表层沉积样（限于篇幅，仅列表3个海滩代表断面沉积样品粒度结果，见表1）中值粒径在 -0.5～ 2φ之间，为中、粗砂质，部分样品有一定含量的砾石，属砾砂，样品分选系数在0.3～1.6之间，滩面沉积物分选中等至较好；粒度频率分布曲线大部分都属中等尖锐或尖锐的单峰态；也有部分样品因取样于河口附近或不受波浪作用的特大高潮位，粒度频率曲线表现出双峰态。

4.2 近岸沉积物粒度特征

根据龙沐湾近岸水下 12个沉积物粒度分析结果（限于篇幅，仅列表一个代表断面 LDC沉积样品粒度结果，见表1），中值粒径差异较大，在2～6.5φ之间，有砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂等类型，粉砂含量大都在50%以上，样品分选系数在0.01～1之间，大都分选很好或较好。粒度频率分布曲线大都呈单峰态，除潮下带样品外，其他样品曲线较平坦。

通过调查海湾海底沉积物的粒度分布状况,可以了解海湾的水动力。谢帕德三角图能够很好地表示沉积物的粒度组成，图2为近岸水下12个沉积物样品的粒度分布情况，从图中可以看出，水下沉积物总体分布中等偏细，是砂-粉砂-黏土的组合，以粉砂为主，仅仅在丹村河口门外较粗，以细砂为主。从这些样品的各组分平均含量来说，砂-粉砂-黏土的含量之比约为37∶53∶10，是混合型沉积物，同时也表明海湾内动力条件中等。

图2 水下沉积样品粒度组成三角图Fig.2 Triangle diagram of seafloor sediment grain sizes

表1 龙沐湾岸滩沉积物粒度Tab.1 Result of the grain-size analysis of beach sediment along Longmu Bay

4.3 龙沐湾沿岸沉积动力环境

沉积物粒度沿程变化可以反映水动力条件。从龙沐湾海滩与水下沉积样品粒度分析结果可以发现，从岸上到水下方向，沉积物中值粒径φ变大，砂含量减少，由90%以上减少到10%左右，粉砂含量增多，即岸滩沉积物的横向变化为由岸向海逐渐变细。从海滩到近岸水下沉积物粒径变细，反映了龙沐湾沿岸波浪作用对泥沙的分选，使粗物质向上推移到海滩，细物质堆积在水下岸坡。从海滩沉积物纵向粒径变化（图3）来看，丹村河口附近岸段沉积物粒径最粗，中值粒径大多在-0.5～1φ，太阳城岸段海滩沉积物较细，水边线沉积物都较粗。白沙河口沉积物因受河流来沙影响，大小颗粒混杂，与其他岸段差异较大。水下沉积物最粗的区域同样位于丹村河口附近，向白沙河口方向变细（图4）。从白沙河口到丹村河口方向，潮下带样品砂含量增加，粉砂含量减少。龙沐湾沿岸沉积物粒径南粗北细的纵向变化规律表明南来的沿岸流带来泥沙对沿岸的沉积起了重要作用。

图3 滩面沉积物粒径纵向变化Fig.3 Longitudinal change of the grain-size of surface sediment

图4 潮下带沉积物成分变化Fig.4 Change of sediment component of subtidal zone

根据莺歌海测波站数据[4]，SE与SSE向风浪频率明显较高，莺歌海南部岸滩受到侵蚀，大部分被侵蚀泥沙在SE向波浪及其引起的沿岸流推移下向北运移，加之由南向北涨潮流含沙量大于由北向南落潮流，而使龙沐湾沿岸沉积得到了南来的泥沙流补充，泥沙沿途沉积，从而出现了由南向北逐渐变细的现象。

5 龙沐湾岸滩稳定性讨论

5.1 龙沐湾海岸地貌

海岸地貌是对岸滩冲淤状态的直接反映之一。

总体来看，龙沐湾海滩宽缓，从特大高潮位附近至当时水边线一般宽20 ～ 40 m，滩面坡度大多在7～15°。白沙河口以北3 ～ 4 km岸段，沉积物粒径较细，从地貌上看以堆积作用为主；白沙河口以南延伸约400 m的侵蚀陡坎，表明侵蚀作用为主；太阳城海滩宽缓，发育滩肩，表明堆积作用为主，部分岸段有滩尖嘴发育，表明偶有微侵蚀；丹村河口以南发育延伸1 km以上的侵蚀陡坎，滩面坡度较大，沉积物粒径较粗，表明侵蚀作用为主。

5.2 龙沐湾岸滩冲淤计算

在对海岸地貌、微地貌进行调查的基础上，尝试对龙沐湾冲淤进行初步计算与判别。首先根据Dean（1973）提出的经验参数

计算龙沐湾的岸滩平衡状态（表2），其中，H0为深水波高，T为对应周期，ω为泥沙沉速。D0＞2.5可判断为沙坝型剖面，表现为侵蚀，D0＜2.5可判断为滩肩型剖面，表现为淤积。其中分别为泥沙密度与水密度，D为粒径值[10]。波高H0与周期T数据根据莺歌海波浪观测站波浪要素统计值得到[4]，H0=0.8m，T=4.3s。结果表明，中部的断面参数值略大于平衡值，说明微有侵蚀。

表2 剖面型判别参数Tab.2 Discrimination parameter of section type

然后，根据R.L.Wiegel（1964）提出的前滨坡度与粒径之间的关系对岸滩受掩护状态的反映。对龙沐湾部分典型断面粒度与坡度数据之间的关系进行分析（两者关系如图5），表明大部分断面属于中等掩护状态，仅丹村河口以南无掩护，侵蚀较强。白沙河口 01断面表现为无掩护状态，这可能受到河流搬运至此的粗物质的影响。

图5 龙沐湾滩面坡度与粒径以及波能间的关系[据R.L.Wiegel(1964)]Fig.5 Relationship between beach gradient, grain size and wave energy of Longmu Bay[according to R.L.Wiegel (1964)]

在龙沐湾海岸的开发建设中，应考虑到整个岸滩的稳定性，尽可能不破坏原有的泥沙流场与动力环境，保证海滩资源的可持续性。

6 结 论

（1）龙沐湾是海南岛西南部典型的砂质海岸，沿岸发育砂坝砂堤地貌。现代海滩沉积物平均粒径大都在0～2φ，以中、粗砂为主，近岸水下沉积物总体分布较细，平均粒径大都在2～6φ，以砂质粉砂、粉砂为主。

（2）垂直于岸线沉积物粒径由岸向海变细，反映了波浪的横向分选作用；沿岸线沉积物粒径由南向北大致变细，这是由于由南向北的泥沙流对沿岸沉积产生了影响。

（3）对龙沐湾岸滩稳定性进行初步判断，表明白沙河口以南与丹村河口以南岸段部分受到侵蚀，大部分岸段处于基本稳定的状态。岸滩稳定性受到海平面变化[13]、泥沙来源、沿岸输沙[5,6]、波浪作用变化等多因素影响，因此龙沐湾现代岸滩稳定性值得进一步深入研究。

[1]何起祥.中国海洋沉积地质学 [M].北京: 海洋出版社, 2006.

[2]Angusamy N, Rajamanickam G.V.Coastal processes of Central Tamil Nadu, India: clues from grain size studies [J].Oceanologia, 2007, 49: 41-57.

[3]毛龙江, 张永战, 张振克, 等.海南岛三亚湾现代沉积环境 [J].海洋地质与第四纪地质, 2007, 27(4): 17-22.

[4]王宝灿, 陈沈良, 龚文平, 等.海南岛港湾海岸的形成与演变[M].北京: 海洋出版社, 2006.

[5]黄少敏, 罗章仁.海南岛沙质海岸侵蚀的初步研究 [J].广州大学学报(自然科学版), 2003, 2(5): 449-454.

[6]陈沈良, 龚文平, 王宝灿.南渡江三角洲海岸泥沙纵向运移与岸滩演变的响应 [J].海洋湖沼通报, 1998, 1: 23-32.

[7]海南岛海岛资源综合调查研究专业报告集 [R].北京:海洋出版社, 1999.

[8]王颖, 朱大奎.海岸地貌学 [M].高等教育出版社, 1994.

[9]Blott S J , Pye K.GRADISTAT: grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments [J].Earth Surfaces Processes and Landforms, 2001, 26: 1 237-1 248.

[10]吴宋仁, 严以新.海岸动力学 [M].北京: 人民交通出版社, 1999.

[11]蔡锋.华南沙质海滩动力地貌过程 [D].中国海洋大学, 2004.

[12]严恺, 梁其荀.海港工程 [M].北京: 海洋出版社, 1996.

[13]Keqi Zhang, Bruce C Douglas, Stephen P.Leatherman.Global Warming and Coastal Erosion [J].Climatic Change, 2004, 64: 41-58.

Sediment characteristics of southwest beach of Hainan Island

WANG Min-jing, XU Jun, Ran Juan, LIU Fang-bai-hui

(College of Hydrology and Water Resource, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China)

P736.22+1

A

1001-6932(2011)01-0060-05

2009-10-09；收修改稿日期：2010-06-22

王敏京（1986-），女，在读硕士，主要从事海岸带资源与环境研究。

中国自然科学基金（40776023）

徐军，副教授。电子邮箱：navy2690996@163.com