1976—2010年鸭绿江口西水道岸线变迁遥感监测与分析

李 琳，张 杰，马 毅，崔先国

(1．青岛市勘察测绘研究院，山东青岛266032;2．国家海洋局第一海洋研究所，山东 青岛266061;3．山东科技大学，山东青岛266510)

国际河口国土流失不仅威胁人民生命财产安全，也由于主流改道，影响边界的稳定及边民的正常生产生活。鸭绿江口为中朝国际河口，受鸭绿江来水、来沙及人类活动影响，其河口区岸线不断变迁。为了维护中朝边境地区的国防安全，亟须了解鸭绿江口西水道岸线的现状及历史变迁情况。

近年来，海岸线侵蚀与增长已成为全世界广为关注和研究的问题之一。快速的岸线变迁用传统方法是难以及时监测的，利用多时相遥感影像监测海岸线的动态变化已成为专家学者的共识[1]。近年来，在中国的黄河三角洲、渤海湾、福建沿海、珠江三角洲等地区都相继开展了海岸线变迁的遥感研究[2-6]，但针对鸭绿江口的研究主要集中在河口地貌研究、水动力、潮汐因素驱动下的河道演变，以及对航道治理的探讨[7-9]，遥感应用研究较少[10-11]。由于鸭绿江口为国际河口，常规调查及航空调查方法失效，因此在该河口开展基于卫星遥感手段的海岸线动态监测和变迁研究很有必要，并且意义重大。

本文以鸭绿江口西水道两侧海岸为研究区域，采用30余年来4期遥感影像开展该区域的岸线变化动态监测，并分别对中方一侧海岸，以及朝方黄金坪—内岛和绸缎岛—薪岛的岸线变迁情况进行具体分析。

一、研究区与数据

1．研究区域

本文的研究区域为鸭绿江口西水道海岸，如图1中所示的多边形区域。鸭绿江是我国与朝鲜民主主义人民共和国的界河，发源于长白山主峰南麓，沿中朝边境从北东流向南西，流经吉林省的临江和集安，与浑江汇合后流经辽宁省的宽甸县、丹东市区于东港市注入黄海。

图1 研究区域范围

由于历史国界的划定和地理因素的影响，鸭绿江下游河段的中国沿岸大多数地段(河流段)处于河道水流的顶冲部位，过渡段的水流基本居中[12]。1934年的版图上标明，鸭绿江主流沿着中国侧，称为西水道，是当时鸭绿江的主航道。60年代后期，由于各种自然及人为因素，鸭绿江主流逐渐转向朝方斗流埔，走向东水道，西水道上口迅速淤积。目前，黄金坪(朝)与我岸仅一沟之隔，大部分地段是干枯的[13]。

2．数 据

本文所用的遥感数据包括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;辅助配准数据源是2景2005年的QuickBird和 1景 SPOT 5影像，以及鸭绿江口1∶50 000地形图。表1为本文所用遥感影像的详细信息。

表1 遥感影像数据列表

二、岸线变迁结果与分析

1976—2010年这34年间的岸线变迁情况如图2所示，各期岸线具体分布数据见表2，不同时段岸线变迁情况如图3所示。基于信息提取结果，结合其他现场及历史资料，进一步对中方海岸、黄金坪—内岛海岸及绸缎岛—薪岛海岸3个部分的岸线变迁情况作具体分析。

图2 1976—2010年鸭绿江口西水道岸线变迁遥感解译图

表2 4期岸线分布数据 km

续表2

图3 不同时段岸线变迁分布情况

1．中方一侧岸线变迁

结合表2数据及影像信息和相关资料分析鸭绿江口西水道西岸中方一侧的岸线变迁情况。该岸段岸线在研究时段内长度始终在增加，其中，1976—1989年平均增长速度为0．3 km/a;2005年较1989年变化不大，平均增长速度为0．04 km/a;2010年较2005年平均增长速度为1．0 km/a。总的来看，1976—2010年这34年间，研究区域内中方一侧岸线长度增加了10．0 km，岸线类型不断地由淤泥质岸线转向人工岸线，这主要由大规模港口建设和海岸开发造成。

岸线在空间位置上的变化也导致海岸带空间范围或者说陆地面积发生相应的变化，变化情况具体分布如图3所示。1989年较1976年，鸭绿江口西水道西岸中方一侧岸线向海前进最大处可达约2800m;2005年较1989年，向海前进最大处可达约642m，后退最大处约200m;2010年较2005年，向海前进最大处可达约2533m，后退最大处约1385m。总的来看，34年间，研究区域内中方一侧海岸由于岸线前进导致造陆1800．2 hm2，而由于岸线后退导致海岸带向陆后退17．5 hm2。该数据表明，研究区域内中方一侧海岸以人工围海造地、自然淤积及海岸开发产生的向海延伸为主，海岸侵蚀后退极少，且变迁速度较快的时段集中在2005—2010年间。

2．朝方一侧岸线变迁

(1)黄金坪—内岛岸线变迁

黄金坪、内岛(朝鲜)与我国大陆之间仅一条狭窄的水道相隔，从影像上看，这两个岛在1976年以前已经陆连。本文只研究该两岛南部区域。由表2可见，在研究时段内，黄金坪—内岛研究范围内岸线长度变化很小，但从图3可以看出，该岛岸线在位置上确实发生了很明显的变化，岛的西南侧，即靠近中方一侧一直处于向中方海岸淤进的状态，而岛的东南侧则一直处于向陆蚀退状态。由于前进岸和后退岸持平，故从统计数据上看，34年间，该岸段岸线长度变化不大。

从空间范围的变化上看(如图3所示)，1989年较1976年，研究区域内黄金坪—内岛海岸线向海前进最大处可达约213 m，后退最大处约318 m;2005年较1989年，向海前进最大处可达约139 m，后退最大处约398 m;2010年较2005年，后退最大处可达约120m。总的来看，34年间，研究区域内黄金坪—内岛由于岸线前进导致造陆12．1 hm2，而由于岸线后退导致海岸带向陆后退134．3 hm2。该数据表明，黄金坪—内岛南侧海岸在这34年间处于不断的侵蚀、淤积变化之中，岸线位置始终在变，但总体看来是岛东南侧海岸后退面积远大于岛西南侧海岸造陆面积。

(2)绸缎岛—薪岛岸线变迁

绸缎岛、薪岛(朝鲜)位于鸭绿江口西水道东侧，与我国大陆之间仅靠西水道相隔，最窄处相隔仅不到百米(位于岛的北侧)。从影像上看，这两个岛在1976年以前已经陆连。绸缎岛—薪岛岸线在研究时段内长度一直在变化，但变化的幅度不大，具体数据可见表2。总的来看，34年间，绸缎岛—薪岛岸线长度增加20．7 km，平均增长速度为0．6 km/a，其中，1976—2005年岸线一直在增长，但速度越来越慢，而2005—2010年，岸线长度呈现减少的状态，主要原因是这5年间西水道治理工作加强，河道开挖导致该岛北部岸线发生变化。

从空间范围的变化上看(如图3所示)，1989年较1976年，绸缎岛—薪岛海岸线向海前进最大处可达约1125m，后退最大处约81m;2005年较1989年，向海前进最大处可达约497m，后退最大处约239m;2010年较2005年，向海前进最大处可达约114m，后退最大处约141m。总的来看，34年间，绸缎岛—薪岛由于岸线前进导致造陆474．3 hm2，而由于岸线后退导致海岸带向陆后退19．9 hm2。该数据表明，绸缎岛—薪岛在这34年间处于生长状态，但岛的西侧即靠近中方海岸一侧由于76年之前就已经修筑大堤固化，因此在研究时段内基本无变化，东侧以淤泥质的自然岸线为主，东北部不断侵蚀，中部淤积明显。

三、典型岸段岸线变迁原因分析

1．东港市南侧海岸

图4为东港市南侧海岸，对比4期影像，可以明显看出，1989年较1976年该岸段处进行了大面积的围垦养殖，从而导致该段岸线显著的向海推进;1989—2010年该段岸线变化不大，仅在养殖外边界的基础上进行了小面积的围垦，且全部用于养殖。

图4 东港市南侧海岸4期岸线对比图

图5为东港市南侧港口，该岸段由于港口建设及海岸开发导致岸线位置和岸线类型均发生了很大的变化。对比4期影像可见，1976年，该段还是淤泥质的自然岸线;到1989年，已经开始进行港口建设，岸线类型转为人工岸线;到2005年，该岸段已经向海进行了大面积的围填，用于港口的扩建;而从2010年的影像上可以明显看出，该岸段在2005—2010年这5年时间内发生了快速而剧烈的变化，东港港口西南侧的河口被挖填改道，而在原来港口南侧又向海进行了大规模的圈围，面积可达约600 hm2，导致岸线位置大范围向海推进，估计圈围部分很快将进行填海造陆，继续扩建港口。

图5 东港市南侧港口4期岸线对比图

2．黄金坪—内岛南部海岸

图6为黄金坪—内岛的南部区域，该岛的西侧便是中国海岸，从影像上可见，该岛与中国海岸之间仅有一条狭窄的水道相隔。对比4期影像不难发现，该岸段在1976—2010年的34年间，岸线发生了较为显著的变化，而导致其变化的主要原因是自然淤积和侵蚀。岛的西南侧海岸以淤积为主，且主要发生在1976—1989年间;东南侧海岸不断侵蚀后退，面积达134．3 hm2。而西岸的逐渐冲淤也使得该岛与中方陆地之间的水道越来越窄。

图6 黄金坪—内岛南部海岸4期岸线对比图

3．绸缎岛—薪岛中部西侧海岸

图7为绸缎岛—薪岛中部西岸，该岸段在自然淤积的基础上进行了人工圈围，导致岸线位置和岸线类型均发生了较大变化。1976年的影像显示，该岸段已明显可见人工修建的大堤，判定其岸线类型为人工岸线。而从1989年的影像可见，岸线位置向海进行了大范围推进，但岸线走势并不规则，有自然冲淤的痕迹。到2005年，在岸线所在处又筑起了大堤进行固化。2005—2010年，此处岸线未再变化。这表明在1976—2010年这34年间，该岸段岸线类型经过了由人工岸线到自然岸线，再到人工岸线的转变;岸线位置向海明显推进，造陆面积约可达 150．8 hm2。

图7 绸缎岛—薪岛西岸中部4期岸线对比图

四、结论与讨论

本文基于1976年、1989年、2005年和2010年的遥感影像完成了鸭绿江口西水道多期海岸线位置、长度及类型信息提取，并在此基础上对研究区域的岸线变迁情况进行了分析。通过分析得出，在1976—2010年这34年间，鸭绿江口西水道岸线处于不断变化之中，部分区域变化显著，主要结论包括：

1)中方一侧海岸侵蚀后退极少;黄金坪—内岛和绸缎岛—薪岛西侧对应的岸段较为稳定;东港市岸段向海延伸显著，主要原因是1976—1989年的围海养殖、1989—2010年的港口建设及海岸开发，且2005—2010年间该段岸线前进速度最快。

2)朝方一侧的黄金坪—内岛东南侧海岸不断侵蚀后退，面积达134．3 hm2;西南侧海岸存在冲淤现象，造陆面积约12．1 hm2。

3)朝方一侧的绸缎岛—薪岛总体处于生长状态，岛的西北侧在1976—1989年间淤积明显，面积达79．7 hm2;西侧人工固化岸段较稳定;东侧以淤泥质的自然岸线为主，东北部不断侵蚀，中部淤积明显。

本文利用MSS、TM、CBERS-02B和HJ-1A影像开展鸭绿江口西水道岸线变迁动态监测，由于所用影像的空间分辨率较低，对目视解译造成了一定的困难，使得提取结果存在偏差。此外，所用遥感影像的空间分辨率有一定的差别，使得分析结果存在一定误差。但总体上，监测结果能真实地反映出岸线变化的规模和趋势。

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