海岸潟湖

科技工作者之家 2020-11-17

海岸潟湖(coastal lagoon),海岸地带由堤岛或沙嘴与外海隔开的平静的浅海水域。它和外海之间常有一条或几条水道沟通。由于潟湖地处海陆相交的特殊地带,受河流和海水的共同影响,因而在水文特征和沉积作用上都具有特殊性。海岸潟湖水深一般不足10米,呈狭长带状平行于沙堤延伸,在内侧滨海低地,常有盐沼分布,沙堤内侧为平缓潮滩。潟湖常由一条或几条水道与外海连通或高潮时与外海相连。在潮流入口处,泥沙随潮而入,水道内侧形成涨潮三角洲,在水道外侧形成落潮三角洲。

水体盐度一般自潮流入口向河口方向递减。当潟湖与外海水体频繁交换时,其盐度接近于海水盐度,若不发生水体交换,尤其在干燥地区又无河流注入和大气降水,蒸发量大于降水量,其盐度要高于正常海水。潟湖与外海隔离以后,形成一个稳定的沉积环境,被沉积物填满后成为潮滩,再逐步演化为海岸平原。潟湖为沿岸的港口建设和航运提供了良好的条件,也是天然养殖场。潟湖因其独特的地理环境及波浪状况还可开发为旅游区和水上运动基地。

地理分布海岸潟湖分布广泛,它较多分布于波能较低或中、弱潮的海岸地带。潟湖海岸大约占世界海岸线总长度的13%。

美国东海岸,墨西哥湾沿岸,欧洲的北海海岸,波罗的海南部海岸,黑海、地中海沿岸,非洲西部海岸,南美洲东部海岸,澳大利亚南部海岸,印度、日本等海岸都有泻湖发育。

中国不同类型的海岸地带也有潟湖分布。

山东半岛和广东的一些潟湖,多在港湾基础上和沿岸泥沙漂运丰富的条件下形成,如山东省荣成市的马山湾、广东陆丰的甲子港、电白的水东港、海南岛文昌县的清澜湾、万宁的小海、陵水的新村港等。

中国低平原海岸,历史时期也曾有过由堤岛阻隔而成的潟湖,后因河流带来丰富的泥沙,使海岸推展,只留有潟湖残迹,或已转化为淡水湖。

如渤海湾西部的南大港、北大港,苏北平原的射阳湖,长江三角洲上的太湖,杭州的西湖等。1

地貌特征堤岛和沙嘴构成潟湖的屏障。它们主要由分选良好的沙组成,通常高出平均海面1~1.5米,为波场物质可以堆积的范围。

但风成沙丘可使它们的前缘堆积到较大高度。如中国海南岛小海沙堤一般高度为12~15米,最大高度可达24米。

有些堤岛由一系列滩脊组成,如美国南卡罗来纳的凯哇岛滩脊之上密布橡树,滩脊之间的线形低地则丛生丝柳。

堤岛内侧为平缓潮滩,湿润地区常有盐沼发育。

典型的潟湖外形,呈狭长带状平行于沙堤延伸,从而有别于深凹入海岸的河口湾。潟湖水深各地不一,美国得克萨斯的潟湖一般深度为 1.25~3.5米,澳大利亚维多利亚的吉普斯兰湖区的里维潟湖一般为1.2~1.5米,而其内侧的维多利亚湖则为3.6~8.5米。

潟湖内侧的滨海低地,常有盐沼分布,热带潮湿地带多为红树林沼泽;温带湿润地带多为茂密的互花米草和狐尾草组成的盐沼,如美国大西洋沿岸。1

潮汐通道为潟湖和外海水体交换的水道。潮流在通道中进出,对潟湖的水下地形有显著影响。涨潮流所带泥沙经通道进入潟湖,由于水流扩散,泥沙沉积,形成涨潮三角洲;反之,落潮流挟带泥沙在通道口外沉积,形成落潮三角洲。

海南岛陵水的新村港潟湖,涨潮三角洲比较宽阔,涨潮流被三角洲浅滩分为两个水道,其中西水道较深,可达8~9米,东水道较浅;落潮三角洲较小。

美国佛罗里达的东水道,潟湖内侧的涨潮三角洲颇宽广,外侧有较深的落潮槽,前缘有新月形的拦门沙。

一般而言,弱潮的潟湖通道,落潮三角洲较小;而中等强度的潮汐通道,落潮三角洲较大。

潮汐通道断面积和潟湖的纳潮量有密切关系。

1931年美国水利学家M.P.奥布赖恩建立的经验公式表明,随着潟湖纳潮量的变化,其通道的断面积也相应缩小或扩大。

丹麦港口工程专家P.布伦指出,潮流通道的稳定性主要决定于纳潮量、大潮平均最大流量和沿岸输沙量等参数。

风和波浪对弱潮潟湖有显著作用。在波浪作用下,有与岸线平行,延伸甚长的堤岛发育,使潟湖呈半封闭状态。

墨西哥湾的马德雷潟湖长达200公里,岸外的帕特列堤岛连续不断,仅有少数通道与外海沟通。

维多利亚的吉普斯兰湖区,堤岛连续近 150公里,只有一个通道。这样的潟湖,在强风浪作用下,有时将老通道堵塞,有时冲开新的通道。有时飓风引起强烈增水,将堤岛刷成许多沟槽,使大量泥沙随海水越过沙堤进入潟湖,形成一系列冲越扇;或在堤岛上形成沙(或贝壳)盖层。

被堤岛或沙嘴分隔的潟湖水体,波浪作用微弱。狭长形的潟湖对波谱起滤波作用,只有大角度的波列线对潟湖海滩发生作用。

波向相反的风浪对沿岸泥沙流起方向相反、能力相同的作用,因而形成一系列的尖角沙嘴,此在弱潮海岸尤为显著。

潟湖内水流量大小和速度决定于由潮汐通道出入的水流、潮差和径流。潟湖通道水流流速较大,如海南岛洋浦港的落潮流速一般为3~4节,但在暴雨之后和增水后期,由于水流大量泄出,流速常显著增大。

吉普斯兰潟湖通道,潮流流速一般为 3节,而在暴雨之后可以增至7节。1

潟湖盐度潟湖中盐度分布明显地受海水和径流的影响。一般从潮汐通道向河口方向盐度递减,形成盐水带、半盐水带和微盐水带。

在平行于潟湖的延长方向上,盐度通常变化不大。当潮差大,潮汐通道发育,潟湖与外海水体频繁交流时,潟湖盐度接近于相邻外海的盐度。

相反,潮差小,潮汐通道不发育,潟湖盐度可高于或低于正常海水。

在干燥地区,蒸发量大于降水量,强烈的蒸发使潟湖盐度高于正常海水。如黑海的锡瓦什湖盐度为132,阿拉伯湾和红海的潟湖,有的盐度高达300。

由于降水有季节性变化,盐度的季节性变化也很明显,特别在近岸部分。

极地潟湖盐度变化又出现另一种特殊现象,北美洲阿拉斯加的辛普森和撒赛加拉克泻湖,在冰冻期间,2米多厚的冰层下,水体含盐度达60。但到冰雪融化季节,冰水汇注潟湖,盐度骤降至23~29。

沉积环境潟湖是短暂的地质现象。现代潟湖是第四纪冰后期海侵的产物,其形成仅6000~7000年历史。潟湖形成以后,接受沉积物的充填。F.P.谢泼德认为,得克萨斯潟湖的平均淤积速率为每百年38厘米。被堤岛或沙嘴分隔的潟湖水体,波浪作用微弱。沉积物多由细粒物质组成。沉积物的来源既有陆源物质,也有海域来沙,同时还有风吹物质沉积于潟湖之中。潟湖被沉积物质填满,便转化成潮滩或低平陆地。

潟湖沉积物分布,近陆一侧多为有机物丰富的泥质细沙,深水部分和河口为分选较好的泥质粉沙,靠近堤岛部分为纯净的细沙。在潮汐通道和水流强的水下槽中,物质较粗,距水流流速较远的部分,物质较细,涨落潮三角洲和冲越扇沉积物也较粗。由于气候带不同,沉积物也有显著差异,湿润地区的潟湖沉积,以陆源为主,缺乏海相沉积所含有的海绿石和海胆碎片;干燥地区的潟湖,近岸的浅水部分有蒸发盐沉积。在泥沙来源较少的低纬度潟湖中,可接受钙质沉积,常呈鲕粒状。

潟湖的沉积构造在三种沉积环境各有不同表现。靠近陆地的部分,泥质沉积由于生物钻孔扰动,构造混杂。潟湖中部为细颗粒沉积,质地均匀,缺乏层状构造。靠近堤岛的沉积物则呈带状构造,层理清晰,反映水流流速的变化。2

经济意义海岸潟湖是海岸带自然资源丰富的地带。潟湖汇集丰富的营养盐,是优良的水产养殖场所,如中国海南岛陵水的新村港是重要的珍珠贝养殖基地,美国纽约长岛的大南湾是蛤类的养殖基地。海岸潟湖的隐蔽水域有利于港口建设和航运事业的发展。如中国广西北海港也修建于潟湖之中。美国东部海岸潟湖,彼此连属,可通航里程达4500公里。墨西哥湾沿岸潟湖,可通航的长度达到1000公里。同时潟湖风平浪静,为良好的水上运动场所,有些已成为旅游基地。

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学

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