第33卷第1期地质调查与研究
Vol.33No.12010年3月
GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH
M ar.2010
李建国1，韩春花2，康慧1，裴艳东1，李建芬1，王宏1
（1天津地质调查中心，天津300170；2国家海洋信息中心，天津300171） 摘要：利用多期遥感数据，监测天津滨海新区近10年来海岸线的冲淤变化及潮滩利用，结合历史海岸线资料，对其变迁特征和成因进行分析。结果表明，职工信息管理系统
近10年来，该地区海岸线总体快速向海推进，特别是在2007年以后推进速率明显增大，最大规模推进集中在海滨浴场至永定新河河口岸段，约13.7km 。围海造陆、港口建设等人为活动是其快速推进的主导因素。海岸侵蚀作用多发生在歧口河至青静黄排水渠岸段和大神堂村至涧河口岸段，且大神堂村至涧河口 岸段比较显著，平均侵蚀速率约10m /a ，需要密切关注和重点防范。关键词：海岸线；动态监测；成因分析；滨海新区；渤海湾中图分类号：P737.1
文献标识码：A
文章编号：1672－4135（2010）01－0063-08
收稿日期：2009-12-23
基金项目：中国地质调查局：中国泥质海岸带对全球变化响应的研究与趋势预测（1212010911069）
作者简介：李建国（1980-）发泄吧
掷瓶礼
，男，硕士，工程师，2005年毕业于吉林大学地球科学学院，现从事遥感地质、环境应用研究,E-mail:classic16@126 。
近年来，天津滨海新区的海岸线及海岸环境变
化研究取得了一系列的成果［1~4］
，主要反映了2000
年以前的岸线变迁特征。但随着近年国家对滨海新区战略地位的提升，特别是2007年以来天津市"双港双城"规划的实施，滨海新区的海岸线及海岸环境发生了日新月异的变化。与1870~1950年自然因素主导的岸线变化特征不同，近10年来的海岸线变化受到了强烈的人类活动，其变化速率远远超过了历史已知时期，及时掌握岸线及海岸环境的变化对区域的生产、生活具有重要意义。目前，在海岸线变迁研究中遥感与地理信息系统技术得到了广泛利用[5~8]。笔者采用遥感与GIS 技术，以人工解译与实地验证相结合，确定了不同时期天津滨海新区海岸线位置，对海岸的冲淤变化及潮滩工程进行了动态监测，揭示了其岸线变迁规律及影响因素，以期对区域建设及区域海岸环境保护提供理论依据。
1研究区自然地理概况
研究区位于渤海湾西岸天津岸段，北起涧河，南至歧口河，沿岸线呈弧形条带展布，岸线全长约158km （作者据2000年遥感推断解译实际岸线长度），经纬度范围介于38o 35′N ~39o 20′N ，
117o 30′E ~118o 10′E 。
区内地势平坦，陆地地面标高一般为0至+2.0m ，最低-1m ，位于汉沽区北部。地形自西向东、自北向南向海微倾。该岸段是我国典型的泥质海岸，潮间带上界抵人工海堤，下界至平均大潮低潮线，总体南宽北窄，宽度2.5~7.0km ，坡降为0.6‰~
1.5‰[10、11]
。
天津岸段潮汐为不规则半日潮，半日潮波周期为12.42小时；同潮时间是逆时针方向绕节点（无潮点）旋转，驻波点起潮后3~4小时到达天津岸段，潮流先到涧河口，后到塘沽最后才到歧口；平均潮差2.31~2.51m ，平均大潮潮差2.64m ，多出现在八月份；平均小潮潮差2.31m ，出现在一月份。平均潮差7~9月最大，12~2月最小。每月发生两次大潮和小潮，大潮在农历初三和农历十八前后，小潮在农历初十和二十五前后。由于M2驻波点位于老黄河口东北海域，所以天津海域涨潮流是东南至西北方向，落潮流受同潮时线控制为西南至东北
方向[10、11]。
2研究方法
2.1
遥感数据源
本文中笔者收集的遥感数据包括陆地资源卫星
的MSS 、TM 及ETM 数据、中巴资源卫星的CBERS 数据以及最新的ALOS 数据。其中，1976年的M
SS 数据作为历史岸线研究的补充资料，它是该地区可收集到的最早遥感影像数据。表1是收集2000年以来历年遥感数据的具体情况。2.2
数据处理
遥感数据处理包括图像的几何校正、镶嵌配准、假彩合成及图像增强等步骤。几何校正以1∶5万地形图为底图。为确保校正效果，首先校正了2000年的遥感影像图，其它时相的数据以校正后的2000年遥感数据为底图进行校正。
作为海岸线解译的基础资料，遥感影像应重点突出潮滩、海陆边界、碱斑及潮滩植被（如大米草）等地物信息，因此假彩合成影像既要能反映含水量信息，又要敏感地反映植被信息。通过比较，确定主要的假彩合成方案为：TM 数据以7、4、1波段组合为主，TM 4、2、1波段组合为辅，ALOS 数据使用4、2、1波段组合，CBERS 数据使用4、2、1波段组合。2.3
解译方法与原则
遥感解译是在M APGIS6.7平台上进行的。解译
时，为尽可能保证解译尺度的一致性，所有底图均为1:10万比例尺，影像分辨率为30m 。
海岸线解译的关键是建立正确的遥感解译标志，不同解译标志对解译结果影响较大[12]。本文解译的海岸线指平均大潮高潮时海水能达到的实际位置。
对于人工岸段，多以海堤作为岸线位置。解译时除通过直接判读海堤信息外，岸线位置的确定还参考了碱斑、潮间植被（如大米草）以及潮汐表等信息。对小于2个像素的块不做单独解译，边界进行圆滑处理。历年岸线均以上一年解译的岸线为基础进行调整与修改，以减少人为误差。
3近10年海岸线变迁特征
解译结果表明（图1），在过去的10年间，滨海新区海岸线在人为活动的干预下，总体呈现快速向海推进趋势。但岸线变化特点在不同岸段差异较大。一方面表现在岸线类型不同软胶囊
（包括混凝土型堤岸与土石堆积型堤岸的区别），另一方面表现在岸线变化速率与性质不同（如推进、蚀退、相对稳定等变化类型）。根据近10年间滨海新区海岸类型与岸线变化特点，将其划分成6个岸段（表2、图1），各
表1
历年遥感资料情况
Table 1Information of the remote sensing data
注：Ⅰ.歧口河-青静黄排水渠岸段；Ⅱ.青静黄排水渠-独流减河；Ⅲ.独流减河-海滨浴场；
Ⅳ.海滨浴场-永定新河河口；Ⅴ.永定新河河口-大神堂村；Ⅵ.大神堂村-涧河口
表2
天津滨海新区岸线变迁情况
Table 2Changes of the shoreline in Binhai New Area
64地质调查与研究第33卷
图1天津市滨海新区2000年以来海岸线变迁图
Fig.1Spatio-temporal changes of the shoreline in Binhai New Area since2000
Ⅰ.歧口河-青静黄排水渠岸段；Ⅱ.青静黄排水渠-独流减河岸段；Ⅲ.独流减河-海滨浴场岸段；Ⅳ.海滨浴场-永定新河河口岸段；Ⅴ.永定新河河口-大神堂村岸段；Ⅵ.大神堂村-涧河口岸段
岸段岸线变化特征如下：
（1）歧口河至青静黄排水渠岸段
该岸段南起歧口河，北至青静黄排水渠，岸段类型为土石堆积岸段。近10年间，岸线整体向海推进，最大推进宽度约2km（图2）。岸线在不同时段具有不同变化特征：2000~2001年，岸线的推进速率较快，岸线形态由复杂曲折转变为直线型，岸线长度锐减约2.44km；2001~2003年，岸线相对稳定，总体变化较小。2004年岸线位置再次发生较大变化。遥感影像显示至少遭遇了一次较强风暴潮的影响，岸堤被损毁，致使岸线向陆蚀退约1.2km；2007年后，人为活动明显加剧，大量开挖虾池，岸线因此出现快速向海推进。2007~2009年的短短两年间，岸线中北部向海推进约0.5km。
（2）青静黄排水渠至独流减河岸段（南港工业区岸段）
该岸段南起青静黄排水渠，北至独流减河。岸段全长约19.4km，2008年后新规划的天津南港工业区就位于这个岸段。岸段变化特征南北有所不同，但都经历了两个显著发展阶段：2000~2007年，中北部岸线变化甚小，基本稳定。2007年后，发生巨大变化，仅2008年11月到2009年4月，南港工业区建设工程就使岸段中北部岸线最大向海推进约3.4km；岸段南部地区在2005
年以前基本保持了稳第1期李建国等：滨海新区海岸线时空变化特征及成因分析65
定状态，2005年以后因修建虾池使岸线向海推进，至2009年4月推进宽度为0.3~0.78km。
（3）独流减河至海滨浴场岸段
该岸段南起独流减河，北至海滨浴场。岸段10年间整体变化较小，相对稳定。岸段南部为虾池土石堆积型，北部为混凝土型。北部岸线稳定，2000~ 2009年间，基本无变化。南部岸线变化主要发生在2005年以后，2005~2009年，最远向海推进约0.53km。
（4）海滨浴场至永定新河河口岸段
海滨浴场至永定新河河口岸段是整个滨海新区岸线中变化最大的岸段（图1）。2000~2004年，岸线基本保持在稳定状态、变化较小；之后，尤其是2007年以后，天津新港、临港工业区、产业区等工程的建设，使岸线发生了巨大的变化，最远推进约13.7km。遥感影像显示正在修建的大型围海堤坝距2000年岸线最远约14.6km，今后数年内将形成一条平均向海推进11km左右的岸线。
（5）永定新河河口至大神堂村岸段
该岸段从永定新河河口往西至大神堂村。一批独立的工程致使岸线向海推进是该岸段岸线变化的主要
特征。这些工程包括永定新河河口的海滨休闲旅游区、蛏头沽航母军事主题公园、蔡家堡渔港和大神堂渔港。其中，航母军事主题公园从2003年开始动工，至2005基本形成封闭的半圆形水面（图1），它的建成使岸线远端向海推进约0.9km。其它3个工程均为2007年以后建设的，工程建设迅猛，在短短的两年间，这三个重点工程分别使岸线向海最远推进约6.6km、6.5km和3.6km。
（6）大神堂村至涧河口岸段
大神堂村至涧河口岸段位于岸线的最东端，西起大神堂村，东至涧河口。岸段整体向北内凹，是渤海湾北部弧弯岸线的弧顶。2000年以来，该岸段人为活动强度较小，除涧河口虾池扩建造成岸线向海推进外，岸线侵蚀作用明显，是滨海新区侵蚀作用最为强烈的岸段，平均侵蚀速率约10m/a。遥感影像清晰地显示了被冲毁的虾池（图3）。
4海岸线变迁成因分析
影响滨海新区海岸线变迁的因素包括人为因素与自然因素两个方面。人为因素指修建岸堤、养殖池、盐池、围海造陆、港口修建等；自然因素包括风暴潮、区域地面沉降、入海河流水量与泥砂变化、海平面上升以及海洋动力变化等。过去的10年，滨海新区岸线相对快速的变化是在人类加大潮滩开发利用与多种自然因素共同作用下形成的。
（1）潮滩开发利用对岸线影响
EVP
过去的近10年，人为活动对潮滩的开发利用基本主导了区域岸线的变化，每一次岸线向海大规模推进都与人为活动有着密切关系。如青静黄排水渠至独流减河岸段，2007年前，岸段中北部基本保持了稳定状态，但随着2008年南港工业区的规划实施，直接导致了岸线在其后短短的两年间向海推进约3.4km。以上一年岸线为基础，统计了向海一侧潮滩的每年造陆面积与蚀退面积（表3，图4）。
统计结果表明：滨海新区工程建设呈现“台阶式”的发展模式。第一次飞跃从2004年开始，至2006年结束。这一阶段造陆面积保持在年均约7.8 km2/a。第二次飞跃是从2007年开始，仅2007年一年新增造陆面积就超过前六年造陆面积的总和。2009年，新区又迎来了新一轮的建设高潮，仅2008年9月至2009年4月，新增造陆面积约74.8km2。图5是历年岸线长度与同期新增造陆面积的线性拟合关系，它表明岸线的快速变化与工程建设显著相关，特别是与天津“双港双城”的规划紧密相关。
（2）风暴潮对岸线影响
天津沿海是世界上风暴潮最频发区和最严重的区域之一。据统计，49年（1950~1998年）中，天津塘沽站共出现50cm以上的风暴增水3833天，平均每年78天，风暴潮灾一年四季均有发生，除夏季有台风风暴潮灾害发生外，春、秋、冬季均有灾害性温带风暴潮发生[13]。在过去的10年，超强度风暴潮也时有发生。它们对岸堤具有很强的破坏作用，一次较强的风暴潮往往直接损毁岸堤。如在青静黄排水渠至独流减河岸段（图2），2003年10月11~12日发生的风暴潮是渤海湾、莱州湾沿岸近10年来最
强的一次温带风暴潮[14、15]。它直接冲毁了岸堤，最大侵蚀约1.2km。受其影响，天津塘沽潮位站最大增水160cm，该站最高潮位533cm，超过当地警戒水位43cm，损毁岸堤7.6km，带来直接经济损失约1.13亿元，失踪1人[14]。
（3）地面沉降、海平面上升及潮汐作用对岸线影响
《2007年中国海平面公报》显示，近30年来，中国沿海海平面总体上升了90mm。其中，天津沿岸
66地质调查与研究第33卷
图2歧口河至青静黄排水渠岸段海岸线变化情况
Fig .2Changes of the shoreline in the Qikou River estuary to Qingjinghuang Channel shoreline
sector
图3大神堂村至涧河口岸段海岸线变迁
Fig.3Changes of the shoreline in the Dashengtang Village to the Jian River estuary shoreline sector
上升最快，为196mm 。预计未来10年，渤海海平面将比2007年上升29mm [16]。一些研究成果表明，近年滨海新区的地面沉降速率大约在3.0~3.1cm/a [17]，海平面上升与区域地面沉降加剧了海岸侵蚀灾害的发生。
历史岸线资料证明［2、3］
，1870~1950年，海滨浴
场以南岸段在人类活动影响因素微弱条件下，海岸
侵蚀作用仍然强盛（图6），基本反映了海平面上升等自然因素对岸线的影响。
1950年以前滨海新区岸线变化主要受自然因素影响，海岸线形态圆滑，自1870年来岸线逐年向陆一侧侵蚀。甚至到了1976年，局部仍见有较大幅度侵蚀。2000年以来，人工岸堤的修建与加固，大大降低了自然因素对岸线变迁的影响程度，但在人工堤岸相对薄弱岸段，
如大神
第1期李建国等：滨海新区海岸线时空变化特征及成因分析67
表3
滨海新区近10年潮滩利用面积及岸线长度变化统计表
Table 3
Mudflat reclamation area and the length of shorelines in Binhai New Area since 2000
堂村至涧河口段，海岸侵蚀作用明显（图3）。永定新河河口地区的一个鱼池近年的发展演化充分反映
了该地区脆弱的海岸环境（图7）。历年岸线变迁特征表明，风暴潮及持续的沿岸潮汐侵蚀作用主要发生在青静黄排水渠至歧口河及大神堂村至涧河口
岸段。在滨海新区的建设规划中，这些因素需要重点考虑。
说出来就过时
5结论
（1）2000年以来，除大神堂村以东岸段外，天津滨海新区海岸线整体呈现向海一侧推进的变化特
图5
各年岸线长度与新增工程面积关系Fig.5Relation between the land reclamation area
and the length of the shoreline
图4滨海新区潮滩利用年际面积变化
Fig.4Changes of the mudflat reclamation area
图6渤海湾西岸1870年来海岸线变迁（引自李建芬等，2002①）
Fig.6Changes of the shoreline in the west coastline
of the Bohai Bay since 1870
①
李建芬，康慧，钟新宝.泥质海岸带现代地质作用（沉积、剥蚀及岸线变迁）与精细测年报告,2002,11-29.
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