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海南岛海岸带变化与城市地质环境保护研究
丁式江1 徐忠胜2 吴国爱2（1.海南省国土环境资源厅，海口570206；2.海南省地质调查院，海口570206）
摘要：本文评述海南岛海岸带形态特征，对岸线的侵蚀、淤积作了对比研究，并分析了形成的原因，研究了海岸地质环境变化引发的红树林退化、土地沙化、浅层**水水质恶化等环境地质问题。研究了海南岛主要城市的地质环境特征，城市规划发展过程中应注意或易引发的地质环境问题。提出了海岸带及城市地质环境保护的建议。
关键词：地质环境；海岸带；城市；海南岛
海南岛是我国最大的热带岛屿，陆域面积33920km2，海岸线长度1528km，大小海湾84个。本文海岸带是指平均海平面向内陆10km的范围，面积9230km2（见图1）。海岸带是海南岛经济最发达的区域，居住着全岛60％以上的人口，海南省的省会城市海口市、著名旅游城市三亚市、化工基地东方市、洋浦开发区等均分布于海岸带上。经多年的自然条件的演变及人类社会的开发利用，海岸带及主要城市的地质环境已有了明显的变化，因此研究海岸带及主要城市地质环境的变化，提出保护建议，是一项急迫的任务。
1 海南岛海岸带特征及其变化
海南岛海岸特征主要体现在海岸类型与地貌类型上。
1.1 海南岛海岸带特征
海南岛海岸带呈环形分布，海岸线曲折绵长、形态复杂多变，海岸类型有砂岸、岩岸、泥岸、生物海岸，其中岸线的64％为砂岸。海南岛具有典型的热带海岸特征，潮间带内有红树林海岸和珊瑚礁海岸。全省现有红树林面积4300公顷，以东寨港和清澜湾分布面积最大。珊瑚礁岸线长717km，主要分布于文昌市、琼海市、三亚市。海岸地貌有山地、丘陵、台（阶）地、平原，海岸地貌以平原地貌为主，面积4898km2，占海岸带面积的53.5％，其次为台（阶）地地貌，面积3054km2，占海岸带面积的33.4％。
由于自然条件及海洋动力作用的不同，海南岛海岸带分为北部、东部、南部、西部海岸4段。北部海岸从临高县的临高角到文昌市的木兰头之间；东部海岸从木兰头到陵水县黎安港之间；西部海岸从莺歌海以北到儋州市之间；南部海岸位于陵水县黎安港到莺歌海之间（见图1）。
1.2 海岸带变化
海南岛海岸带的变化体现在海岸线的变迁及地质环境的变化。
1.2.1 海岸线的变迁及其成因
1.2.1.1 海岸线变迁
海南岛原始海岸大多为山地丘陵组成的基岩港湾岸，而后随着海岸的侵蚀堆积过程，有些地区发育了沙坝堆积岸，使全岛海岸具有海蚀—海积型的特点并且两类海岸交错分布。对全岛海岸线的变化采用了遥感解译、不同时段地形图的海岸线对比及实测的方法进行研究，得出了海岸侵蚀与淤积的变化。
图1 海南岛海岸带范围图
（1）海岸侵蚀
全岛侵蚀岸线长度约为218.77km，尤其是东部和西部沿海侵蚀作用更加强烈（见表1）。
比较严重的侵蚀岸段有东部文昌市的清澜湾、东郊、万泉河河口，北部海口市的海甸岛、后海、新海角、澄迈县玉包角，西北部的洋浦湾、西部的八所湾及南部陵水黎安岸段。典型侵蚀岸段文昌市东郊的邦塘湾，经10年观测海岸线后退200m，平均年侵蚀速率达到了20m（见图2）。
万泉河河流入海口沙堤坝形状发生了了明显的变化，1991北沙堤长1.6km，宽1.2km，南沙堤宽1.2km，至2001年，北部沙堤已完全消失，河口由原来180m宽变成510m宽，南部沙堤宽度变为480m，比1991年净减720m，同时由于受到海水的侵蚀，沙堤向东偏移360m（图3）。
宁远河河流入海口处发生侵蚀现象，河口地貌发生巨大的变化（图4），通过两期影像对比发现，1991～2001年期间，海岸向内地侵蚀了300m，年均侵蚀30m；河漫滩被海水淹没1.4km2。
表1 海南岛主要侵蚀岸段统计表
图2 文昌市东郊海岸变迁对比图
（2）海岸淤积海岸淤积主要分布于本岛主要河流的出海口及海口湾的湾顶。比较明显的淤积河口有昌化江河口、南渡江河口（见表2）。据航道部门的资料，海口湾内秀英港港池和航道年回淤泥约23～31万吨，位于湾顶的海口内港航道淤积更为明显。海甸岛自上世纪80年代以来，由于人工造地作用，海岸形态改变较为明显（图5）。
图3 万泉河口岸线侵蚀、淤积对比图
图4 宁远河入海口1991年和2001年海岸线变迁对比图
表2 海岸淤积统计表
图5 海口新旧海岸线变迁对比图
昌化江入海口由于大量泥砂入海，入海口淤积明显，1991～2001年10年间入海口江心岛不断加大，出海口变窄，河口海岸淤积带长约10km，往外生长达1km，外凸砂滩达10km2（见图6）。
图6 昌化江入海口1991年和2001年河口淤积对比图（卫片解译成果）
1.2.1.2 海岸线变迁演化的成因
影响沿岸线变迁的成因是多方面的，地质背景是海岸线形态的基础，外动力条件的改变是造成海岸线变迁的因素。主要影响因素有海洋水文气候、海平面升降、河流、海岸输沙、人类工程活动的影响等。
（1）海洋水文气候对海岸线变迁影响
海南岛潮汐为日潮型，潮差界于1～3m之间，潮流作用于海岸较明显。
侵蚀岸段多分布于东岸、北岸的原因与主流风浪的方向相关。波浪为季风型，
冬季以东北向风浪或偏北风浪为主，台风季节亦盛行东北或偏北向风浪，东北向风浪属强风浪，亦为常向浪，对北部、东部海岸作用尤其强烈；西南部海岸主要受春、夏季西南季风的影响，但其风浪能量弱于东北季风浪。风浪与潮流皆为作用于海岸的重要动力，由于海岸多港湾，故水流的作用强，其中又以潮流作用为主。
（2）河流输沙量对海岸线影响
全岛独流入海的河流有154条，由于中间高、四周低的地势特点，河流坡降大，因此在海岸发育过程中，积聚了河流带自上游的花岗岩质泥沙。据海南省水利部门提供的资料，海南岛3大河流多年平均输沙量，南渡江为46.1万吨、万泉河为52.1万吨、昌化江为83.9万吨。由于海岸带已发育了较宽的海岸平原或沙坝泻湖带，现代河流泥沙多堆积于河口出处或河口带以内。昌化江河口及海口湾的淤积均由于河流输沙而造成。
海口湾位于南渡江河口以西，湾口向西北敞开，在东北主导季风的影响下，沿岸流的主流方向自东向西流，在海口湾形成一逆时针环流，南渡江夹带的泥沙向西移在环流和潮流的影响下，大量进入海口湾，造成港口淤积，
（3）沿岸输沙对海岸线的影响
海岸带泥沙供给既有河流供沙，亦有海蚀岸段供沙，但量皆不大。海滩沙大部分来自海底泥沙的供应，其特点是多细砂。海南岛海岸属于海蚀—海积型，新村港淤积是由于沿岸输沙所致。
（4）海平面上升对海岸线的影响
海南岛四周均受到海平面上升的威胁，北部、西部和东部海平面上升的速率较大（见表3），远大于全国平均海平面上升的速率。
表3 海南岛沿岸现代海平面上升速率
资料来源：据王颖、吴小根，1995
（5）珊瑚礁破坏对海岸线的影响
东北部海岸侵蚀较为严重的原因与东北部海岸珊瑚的大量破坏密切相关。珊瑚礁是海岸的天然防波堤，外海波浪经过珊瑚礁后即成玻波，波能衰减，从而减轻对海岸的侵蚀与破坏。但1998年的调查显示，近岸珊瑚面积仅为22217公顷，岸礁长度约为717km，面积和长度分别比20世纪60年代减少了55.57％、59.1％，珊瑚的护岸作用大大降低。
1.2.1.3 海岸带城市地质环境特征
海南岛主要城市均处于海岸带上，如海口市、三亚市等。海口市位于南渡江河口区，市区主要地貌为河口平原与滨海平原，北临琼州海峡，南部为火山岩台地，区域地质上属琼北断陷盆地，地表之下为巨厚的第三系沉积岩。三亚市地处海南岛的南端，区域地质上属南海坳陷带，南临南海，腹地为低山丘陵地貌，中心城区依三亚河而建，河口区分布有河流冲积物、滨岸区分布有滨海沉积沙层，其余为基岩区，地质环境相对较为稳定。
1.2.1.4 城市海岸线演变问题
海南岛主要城市主要沿海岸线建设，海岸线的变迁，对临岸建筑与地质景观资源形成了较大的威胁。比较突出的是海口市海口湾湾顶与东部岬角的淤积、西部岬角新海海岸的海岸侵蚀问题；三亚市三亚湾局部岸段的海岸侵蚀问题。
海口湾西部岬角新海海岸的侵蚀形成了高差几米的海岸陡坎，对滨海沙滩的地质景观资源形成了较大的威胁，其威胁的对象为海口西海岸的重要景点－假日海滩、热带海洋世界。
三亚市是著名的热带滨海旅游城市，滨海沙滩资源是旅游资源的重要组成部分，三亚湾局部（长约800m）岸段的侵蚀对海岸景观整体美感破坏较大，对位于沙堤上的景观公路、渡假设施形成了威胁。
1.2.2 海岸地质环境变化
海南岛海岸地质环境近30年来有了很大的变化，并形成了局部的环境地质问题。
1.2.2.1 红树林退化
从1991年和2001年卫星影像测算，1991年红树林面积51.79km2，2001年红树林面积仅有27.53km2，在近10年内，红树林遭受破坏而萎缩了47％，防护效能逐渐下降，生态环境恶化。
1.2.2.2 土地沙化
海岸带土地沙化主要分布在昌江、东方、儋州、文昌、万宁、陵水等市县沿岸，沙化面积大约177km2。由于干燥炎热的气候条件，西部海岸是土地沙化的主要分布区，但近10年东部海岸由于开采石英砂钛铁矿及挖池养殖的原因，土地沙化面积呈快速发展，仅东部海南角一带土地沙化面积由1990年的0.54km2增加到2001年的37.72km2（见图7），沙地呈现出明显沙漠化的特点，地表均为细砂及少量细砾，基本无植被，可见流动的沙丘和风成波痕，沙丘运动方向由沿海向南部内陆扩展。
图7 海南角土地沙化1990～2001年对比图
1.2.2.3 土壤贫瘠化
海岸带土地贫瘠化现象比较普遍。海岸带土壤多为浅海和滨海沉积发育而成，土壤类型主要有浅海沉积物砖红壤、花岗岩砖红壤、燥红土、滨海砂土、冲积土、滨海沼泽盐土、酸性硫酸盐土等。除部分滨海沼泽盐土（泥滩、林滩）养分含量较高，有机质可达2.8％，全氮0.125％，速效磷15×10-6，速效钾118×10-6；其他土壤类型的土壤养分则相当缺乏，如滨海砂土有机质0.44％，全氮0.026％，速效磷6×10-6，速效钾21×10-6；而浅海沉积砖红壤、燥红壤等有机质也不超过1％，全氮0.05％，速效磷10×10-6，速效钾40×10-6。花岗岩砖红壤，部分地势高陡坡，侵蚀严重，石头*露，部分土层虽厚，但土壤干旱、性热，有机质层薄，养分缺乏；以浅海沉积物形成的**砖红壤和近代海相沉积物形成的滨海泥滩、草滩、林滩、盐土及固定沙土、半固定沙土、流动沙土等土层虽厚，但有机质层薄，砂性大，风蚀严重，养分缺乏。且每年养分流失很大。
1.2.2.4 海岸防护林毁坏
20世纪90年代以来，各地大规模开发海岸带，搞旅游开发、矿业开发、水产养殖等项目，海防林遭到严重的破坏。据遥感统计数据，2000年海岸防护林较1995年减少8％，其中灌木林地降幅最大，达13％，其次是有林地，下降11％，再次是疏林地，降幅为8％。
2000年全省在沿海特殊保护林带内挖建的虾塘有13421亩。挖塘毁林较严重的市县有乐东、文昌、琼海、万宁、三亚、儋州、海口、临高等市县。目前，我省海防林断带长度约为45.7km，其中人为断带长度为26.2km，自然断带长度为19.5km。
1.2.2.5 海水入侵
海水入侵主要发生在人工开采**水强烈、含水层与海水有联系的海岸带上，西部儋州的新英湾是海水入侵典型地段，海水入侵面积达10km2。
1.2.2.6 近岸水体污染
总体上海南岛海岸近岸水体水质较好，仍处于轻至未污染状态，但在主要城市近岸、海水养殖业较发达的岸段，2000年近岸海域水质监测项目单次值出现超Ⅰ类标准的有无机氮、石油类、铜、铅、活性磷酸盐、溶解氧、pH、生化需氧量、锌、粪大肠菌群、化学需氧量等共11项，劣于Ⅱ类海水水质标准的海域主要污染因子为石油类、活性磷酸盐、化学需氧量。污染源有海上污染源和陆域源。海源污染物主要源于沿岸港口码头、海上船舶、石油平台及海水养殖等排入海水的污染物。陆域源污染物主要来自陆地入海河流和污水直排口排入的污染物，占入海污染物总量的90％以上。
在海口市与三亚市的河口区与港口区，近岸水体污染较为严重，主要污染成份有石油类、活性磷酸盐、耗氧有机物、粪大肠菌群、大肠菌群等，最严重的是石油类污染。三亚河入海口三亚大桥、潮见桥受石油类污染严重，年均值分别超海水Ⅱ类标准4.7倍、5.8倍，水质类别仅为Ⅳ；、活性磷酸盐年均值为0.083mg/L，超Ⅱ类标准1.77倍；无机氮也超Ⅱ类标准。
海口市近岸海域秀英港、海滨浴场、假日海滩等近岸水质接近或超出Ⅱ类海水标准，特别是粪大肠菌群污染严重，仅符合Ⅳ类海水水质。总体上，三亚大桥、潮见桥污染严重，属重度污染；其次为三亚港和秀英港。三亚各旅游区近岸海域均处于未污染状态，水质良好。
1.2.2.7 海岸带浅层**水污染
由于高位池海水养殖池的渗漏，局部浅层**水受到了污染，对农村生活用水、农田质量造成了较大的影响（表4）。
高位池养殖业是海水养殖业中产量较高、经济效益较高的养殖方式，于1995年引进海南省后，得至了快速的发展，2000年养殖面积达到了1486公倾，主要分布在东海岸的文昌、琼海、万宁、陵水和南部三亚、乐东一带，由于养殖池的池底都在最高**线之上，俗称高位池。高位池一般建于沙堤、阶地上，由于池底与池壁的渗漏，造成了**水污染，在本岛海岸带的多个地段造成了农田盐碱化弃耕、民井报废的灾害。
表4 养殖业造成井点污染统计表
1.2.2.8 城市**水环境问题
海南岛主要城市在发展过程中，都曾遭遇**水环境问题。**水曾是城市初期生活、工业、商业用水的主要水源，随着城市规模的快速扩张，人口规模、工业规模及旅游等行业的发展，**水作为一种优质水源，其开采量也快速增加，开采中心**水位快速下降，开采漏斗急剧扩大，造成了一定的环境地质压力，比较典型的城市为海口市。
海口市**饮用水含水层为一套滨海相的砂岩与生物碎屑岩，含水层厚度巨厚、水量丰富、水质优良，自20世纪80年代至90年代中期，开采井数量与开采量增加较快，海口地区**水降落漏斗急剧扩张，漏斗中心水位快速下降；20世纪90年代中期至今，水位恢复上升，漏斗缩小（表5，图8）。
表5 海口地区第2承压水环境地质状况表
2 海南岛海岸带与城市地质环境保护建议
2.1 海岸带保护建议
海岸、河口的动力条件是极其复杂的，其作用能量也是极大的，现有海岸、河口形态是海洋、河流动力长期作用的结果。东北风是本岛的主流风向，东部海岸的河流输沙量极少，本岛东部海岸是侵蚀的主要岸段，浅海珊瑚礁对保护海岸有着重要的作用，因此保护珊瑚礁是保护东部海岸的重要手段。此外本岛主要海湾内的红树林也是保护海岸的重要因素。国内外多年的海岸保护研究表明，人为改变海洋、河流动力条件，会引发海岸、河口形态的急剧变化。海岸、河岸侵淤变化最终会遵循物质守衡定律，如果沿岸输沙或河流输沙能够补充侵蚀量，则海岸会保持一种动态平衡状态，因此在侵蚀岸段增加输沙量，在淤积岸段减少输沙量是海岸、河口保护较为科学的方法。因其费用巨大，人工护岸工程仅作一种补救的措施，不得已的情况下采用，国内外海岸工程的经验表明，丁字坝是人工海岸防护的一种较好的选择，在敏感岸段或人口、资金密集岸段建造丁字坝，起到防护海岸作用。
图8 海口地区第二承压水漏斗中心水位
矿业开采、高位池养殖业对海岸地质环境的影响与施工工艺、生产方式相关。矿业开采应按科学规划、分块开采、及时复垦的流程作业，可最大限度减少矿业开采对海岸的破坏；高位池养殖业对**水环境的影响主要是池底、池壁、管道的渗漏而造成，采取的严格的防渗措施，杜绝渗漏可预防养殖池水对**水环境的影响。
2.2 城市环境地质保护
城市区域地质构造稳定性是关系到城市规划建设和重大工程建设安全的重要问题。海口市的近东西向断裂、北东、北西向断裂第四纪以来仍有活动，断裂运动的概率比较高，断裂运动是人力不可抗拒的，惟有采取避让措施才是防护的选择。我国现有的城市规划、建筑与勘察规范对此都有作了明确的规定，严格按相关规范实施可减少生命、财产的损失。断裂构造的活动性监测是城市环境地质保护必须重视的问题，准确、有效的监测与预报是避免生命与财产损失的前提。
**水环境的保护关系到优质**水的可持续利用及其引发的地面环境地质问题。**水的开采与环境保护应是合理开采、科学保护，在有效的环境保护下，合理开采利用**水资源，为社会与人民造福。消极的禁采与过量开采都是不可取的方法。过量开采**水引发的环境地质问题可通过水质监测、地面沉降观测来监测，监测方法与实施都比较成熟，因此城市**水环境保护的最低界限为**水的持续恶化、开采漏斗区地面持续沉降。
为了更加积极地保护城市**水环境，可从以下几个方面采取措施：(1)优质高价的资源利用观，优质**水取高价、一般地表水取低价，利用价格原理调节**水与地表水之间的消耗量；(2)优先满足饮用水的需要，抑制工业、农业等其它耗水量大的行业开采利用**水；(3)分散开采，避免集中过量开采。集中开采容易造成**水漏斗降深过大，容易引发地面沉降、海水入侵的环境地质问题；(4)加强**水环境的监测与保护工作研究，海口市的**水监测网部分监测井由于自然损耗，个别监测井已报废，监测网精度降低。监测手段几十年来均为绳测，电子技术已发展到较高的程度，**水监测也应跟随科技的进步，朝应用自动化、高精度、高频度的方向发展。
Study on Coastal Zone Change and Geo-environmental Protection of the Urban in Hainan Island
Ding Shijiang1, Xu Zhongsheng2, Wu Guoai2
(1. Hainan Bureau of Land Environment and Resources, Haikou 570206;2. Hainan Institute of Geological Survey, Haikou 570206)
Abstract: This article comments coastal zone morphological characteristics of the Hainan Island, contrasts and researchs the corrosion and siltation of the coastline, and analyzes the reason which forms. The article studied the environment geologcal question such as the mangrove forest degeneration, the sandy desertification, shallow groundwater quality worsening and so on, which the seacoast geology environmental change initiates, the geological environment characteristic of main city in Hainan Island. The geological environment question which was easy initiated should be payed attention in the urban planning developing process. Last this paper proposes the coastal zone and the city geology environmental protection suggestion.
Key words: Geological environment; Coastal zone; Urban; Hainan Island
