1、第第5 5章章 海岸环境地质海岸环境地质n5.1 5.1 概述概述n5.2 5.2 海岸侵蚀作用海岸侵蚀作用n5.3 5.3 海平面的变化海平面的变化n5.4 5.4 海啸海啸tsunami tsunami n5.5 5.5 风暴潮风暴潮n5.6 5.6 其他海洋灾害其他海洋灾害5.1 概述n中国有漫长的海岸线，我国我国大陆海岸线长大陆海岸线长1.8万公里，万公里，沿海岛屿沿海岛屿5000多个，全部海多个，全部海岸线总长岸线总长3.2万公里。万公里。5.2 海岸侵蚀作用海岸侵蚀作用n海洋的侵蚀作用是使海岸线发生变化的重海洋的侵蚀作用是使海岸线发生变化的重要原因。要原因。n几千年来，在几千年来，
2、在大多数地区海平面已上升大多数地区海平面已上升，陆地，陆地被水淹没，土地的丧失和在新高度上的侵蚀，被水淹没，土地的丧失和在新高度上的侵蚀，在未来，都将成为对人类的持续威胁。在未来，都将成为对人类的持续威胁。n 路易斯安那州正在以每年路易斯安那州正在以每年42.7km42.7km2 2的的速度丧失着沿海陆地。哈特拉斯角在速度丧失着沿海陆地。哈特拉斯角在过去过去100100年间己被侵蚀了年间己被侵蚀了900m900m。n在芝加哥附近的在芝加哥附近的2.4km2.4km长的布技夫湖区，长的布技夫湖区，1872187219711971年期间，山崖后退了年期间，山崖后退了80m.80m.n人们可以用不同
3、的方式促进海滩加速侵蚀：人们可以用不同的方式促进海滩加速侵蚀：n建筑了许多控洪系统(水坝)和洪水水库。它们截获50以上的沉积物。n城市迅速扩大化和在许多城市中的铺路工程，减少了沉积物的数量，影响到海滩的侵蚀沉积平衡。n洁淤和开采砂石，洁淤和开采砂石，也会产生侵蚀侧面的效侵蚀侧面的效应应。n例如：自1937年，罗德里克水坝完工后，南加利福尼亚酌锡尔弗.斯特兰德海滩就没有来源于内陆的新沉积物了。只好回填了沙土，使海滩被人工地保持丁下来。n18941894年在霍尔桑德期的英古利树庄附近，年在霍尔桑德期的英古利树庄附近，采掘了采掘了5050万吨的砾石，使村庄和沙滩受到万吨的砾石，使村庄和沙滩受到波浪的
4、巨大损害，因为波浪不再为从前水波浪的巨大损害，因为波浪不再为从前水下浅滩地形所减弱。人们下浅滩地形所减弱。人们在建造了丁坝、在建造了丁坝、码头和防护堤时，或建造人工沙丘和在滩码头和防护堤时，或建造人工沙丘和在滩上使用交通工具上使用交通工具时，都可以时，都可以影响海岸的侵影响海岸的侵蚀作用。蚀作用。 例如：沿着佛罗里达的东海岸有27个采掘小湾，破坏了正常的海岸系统。在杰克逊维尔的沿岸流漂砂约为382x106m3，而抵达迈阿密时，只剩7600m3，其余的漂砂在采掘地点已被冲向大海的更远方，因为这些地点使向海洋方向的搬运增强了。n在德克萨斯穿过博利瓦尔挖了一条水路。这条水路使水环流方式有了如此巨大的
5、变化，以致当1961年飓风袭击了加尔维斯铜海湾和东湾时,新的海岸地形就被狂风巨浪从半岛侵蚀掉270m以上，而这些地方要不然是会受到天然保护的。一、海岸带n海岸带是沉积物与波浪相互作用的场所，指海陆相互作用地带海陆相互作用地带。n分为潮上带（陆上岸带）、潮间带和潮下带（水下岸坡带）。一、海岸带海蚀壁垄泻湖沙堤滩肩海滩潮坪水下岸坡海岸带海岸带后滨带后滨带内滨带内滨带前滨带前滨带海蚀崖水下沙坝低潮线高潮线二、影响海岸侵蚀的因素n影响海岸侵蚀的因素主要有海平面变化、波浪、潮汐、海流作用，地质作用，生物作用，人为活动，海岸地貌等。海岸带侵蚀作用示意图海岸带侵蚀作用示意图1、海平面变化、海平面变化n2、波
6、浪、潮汐、海流作用、波浪、潮汐、海流作用n3、地质作用断层海岸断层海岸4、生物作用5、海岸地貌6、人为活动等。燕窝岭东西向燕窝岭东西向断层崖海岸断层崖海岸 n由坚硬岩石组成的海岸称为基岩海岸我国的基岩海岸多由花岗岩、玄武岩、石英岩、石灰岩等各种不同山岩组成。辽东半岛突出于渤海及黄海中间，该处基岸海岸多由石英岩组成。山东半岛插入黄海中，多为花岗岩形成的基岩海岸。杭州湾以南浙东、闽北等地的基岩海岸多由火成岩组成。闽南、广东、海南的基岩海岸多由花岗岩及玄武岩组成。 4、生物作用、生物作用红树林海岸红树林海岸4、生物作用、生物作用南海珊瑚礁海岸南海珊瑚礁海岸5、海岸地貌、海岸地貌6、人类活动、人类活动
7、荷南鹿特丹港口海岸荷南鹿特丹港口海岸6、人类活动、人类活动日本海岸防护工程日本海岸防护工程美国纽约港码头美国纽约港码头 三、海岸侵蚀的防治n海岸工程有两种后果：一是在不要它沉积的区域不要它沉积的区域发生沉积作用；发生沉积作用；一是在需要保护的地点发生侵蚀需要保护的地点发生侵蚀作用作用。这些有害的后果既可以是天然发生的，也可以是人工引起的。 n被侵蚀的沙滩危害着近岸建筑，并降低其旅游价值。使海岸线保持稳定的对策，就是通过阻止侵蚀、或截留沿岸物质或人工补充新物质以使沙滩宽度保持稳定，技术的选择取决于沉积物的补充状态、地区的水力情况以及社会对个人的约束力。n n海岸带大多数建筑都位于滨后区。滨滨后防
8、护的目的就是将此地点屏蔽起来，后防护的目的就是将此地点屏蔽起来，免受异常的狂风巨浪的破坏。1海堤、护岸、护坡海堤、护岸、护坡n海堤海堤用于减弱波浪能、比护岸和护坡更大、更结实。它有三种基本形状：直立的、曲线的和阶梯式直立的、曲线的和阶梯式。直立直立的堤的堤作为停泊设施停泊设施，但难以抵抗波浪袭击。阶梯式堤阶梯式堤可消散波浪能，并容许它易于进入沙滩，但能为波浪作用所轻易没顶。在高能波浪较多且要求有结构强度时，就使用曲线式的建筑曲线式的建筑。n三种设施的主要缺点是它们前方一般发生着增强的侵增强的侵蚀作用蚀作用。反射的波浪集中在坡脚并自此建筑向下传反射的波浪集中在坡脚并自此建筑向下传n递，沉积物易于
9、撤走递，沉积物易于撤走。坡脚侵蚀会使海床剖面变陡，早晚会导致建筑物发生基蚀基蚀。海堤海堤护岸护岸2导流堤导流堤n 导流堤导流堤是长而窄的堤状建筑，用来防止：航道进航道进口或港口变浅；口或港口变浅；进口迁移，进口迁移，潮汐三角洲的形成。潮汐三角洲的形成。n为取得最大效益，在设计类型、体积大小及导流堤的位置肘，必须考虑许多因素。可以建一条或成对的导流堤，通常与海洋垂直，由钢材、木材、混凝土或巨砾构成。波浪和沿岸流与海岸间的角度以及漂沙量，决定导流堤的长度和角度。n潮汐流必须有足够的速率，以利于进口中冲走沉积物。但当侵蚀作用毁坏有价值财产的地方，应使流向转变方向。n维护航道进口的导流堤，沉积物被拦阻
10、在导流堤上游，这就打乱了沿岸漂移的平衡，而加强下游的侵蚀作用。 钱塘江海宁段护岸工程桩式丁坝钱塘江海宁段护岸工程桩式丁坝n3、丁坝、丁坝n丁坝丁坝(或称丁形坝或称丁形坝)一殷比导流堤小一殷比导流堤小，同样是从前滨伸向碎浪带。目的在于改变海岸作用的性质，即：稳定沙滩；稳定沙滩；降低沿岸漂移的进度；降低沿岸漂移的进度；加宽沙滩；加宽沙滩；阻止海滩物质的阻止海滩物质的丧失；丧失；阻止下游漂移的增生。阻止下游漂移的增生。 n n丁坝可用不同的材料建造但应按特定的环境位置设计。其长度为从海岸线至卷浪从海岸线至卷浪破碎点之间距离破碎点之间距离的的0.4倍时倍时，可以产生最小的冲刷和最大的沉积。可以产生最小
11、的冲刷和最大的沉积。如果丁坝太长，砂会绕过丁坝到滨外位置，消失丁坝太长，砂会绕过丁坝到滨外位置，消失于近岸流系统之中于近岸流系统之中。丁坝的高度不应超过平均高丁坝的高度不应超过平均高潮位以上潮位以上1米。米。大多数丁坝是不透水的，以免发大多数丁坝是不透水的，以免发生向下游的漂移效应。生向下游的漂移效应。n虽然大多数丁坝是垂直于海岸线，但在沿岸流极强的条件下，以与搬运方向110一120度角设置丁坝，对下游漂移区也没有什么危害。 n由于丁坝常导致下游方向的侵蚀，可以安置成组安置成组的丁坝以解决这个问题。的丁坝以解决这个问题。这种系列丁坝群丁坝群，可以叫做丁坝区丁坝区。丁坝常设置在沉积物不足的海岸线
12、，丁坝的设置点必须人工回填泥沙，避免沿岸流的必须人工回填泥沙，避免沿岸流的漂砂沉积下来，而使之随流漂移，以减少下游的漂砂沉积下来，而使之随流漂移，以减少下游的侵蚀。侵蚀。 n4、防波堤、防波堤n削弱到达海滨波浪的能量，保护海岸和港口。削弱到达海滨波浪的能量，保护海岸和港口。防波堤防波堤防波堤防波堤5、破浪堤（水下防波堤）、破浪堤（水下防波堤）离岸40-50米地方6、人造海滩、人造海滩5.3 海平面的变化n一、海平面定义一、海平面定义n海平面（海平面（Sea level）是海的平均高度。指在某一时刻）是海的平均高度。指在某一时刻假设没有假设没有潮汐潮汐、波浪或其他扰动因素引起的海面波动，海、波浪
13、或其他扰动因素引起的海面波动，海洋所能保持的水平面。洋所能保持的水平面。n其高度系利用人工水尺和验潮仪长期观测而得。按观测的时间长短不同分为：日平均、月平均、年平均和多年平均海平面。n日平均海平面不但随天气状况而变化，且具有季节、半年、一年和多年周期变化。月平均海平面年内最高值和最低值之差（年较差）：渤海6070厘米，黄海3550厘米，东海3035厘米，南海2040厘米。年平均海平面较差可达10厘米左右。n中国于中国于1956年规定，以青岛验潮站观测所得的多年平均年规定，以青岛验潮站观测所得的多年平均海平面为全国统一的高程起算面，称为海平面为全国统一的高程起算面，称为青岛平均海面或黄青岛平均海
14、面或黄海基准面。海基准面。中国地形图上所指的海拔高度，就是从这个海中国地形图上所指的海拔高度，就是从这个海平面起算的。平面起算的。 2、海平面不平的原因、海平面不平的原因n为什么海平面不平呢？为什么海平面不平呢？n影响海平面不平的两个主要因素：一是涨影响海平面不平的两个主要因素：一是涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素，使海潮、落潮、风暴和气压高低等因素，使海面始终不能归于平静；二是海底地形的不面始终不能归于平静；二是海底地形的不同，也决定了海面的不平。同，也决定了海面的不平。 n海底的地形是十分复杂的，它不仅分布有巍峨的海底山脉、平缓的海底平原，而且还有许多陡峭的海底深沟。由于受海底地形的影响，
15、一个海区的海面会低于或高于另一个海区几米、甚至十几米。据科学家们使用雷达（无线电）高度计测量，发现在大西洋海面不同海域存在着高度差，甚至在美国南卡罗里州和波多黎各岛之间比较小的海域内，也存在着高度差。一一般来说，海底是一座山脉的地区，海面就比其般来说，海底是一座山脉的地区，海面就比其他海域高一些；而海底是一个盆地的地区，海他海域高一些；而海底是一个盆地的地区，海面就比其他海域要低一些。面就比其他海域要低一些。 n通过卫星测量，人们发现海洋表面有三个较大三个较大的隆起区域的隆起区域，一个在澳大利亚东北部海区澳大利亚东北部海区，隆起高达76米；n第二个第二个区域在北大西洋北大西洋，隆起高度是68米
16、；n第三个第三个在非洲东南部非洲东南部，隆起区域高为48米。n另外，地球上还有三个较大的凹陷区域三个较大的凹陷区域，一个一个在印度洋上印度洋上，凹陷深达112米；n第二个区域在加勒比海第二个区域在加勒比海，凹陷深度为64米；n第三个区域在加利福尼亚以西第三个区域在加利福尼亚以西，凹陷深度为56米。 3 3、海平面上升的原因、海平面上升的原因海平面上升(Sea level rise)由全球气候变暖、极地冰 川融化、上层海水变热膨胀等原因引起的全球性海平面上升现象。研究表明，近百年来全球海平面已上升了1020厘米，并且未来还要加速上升。但世界某一地区的实际海平面变化，还受到当地陆地垂直运动缓慢的地
17、壳升降和局部地面沉降的影响，全球海平面上升加上当地陆地升降值之和，即全球海平面上升加上当地陆地升降值之和，即为该地区相为该地区相 对海平面变化。对海平面变化。因而，研究某一地区的海平面上升，只有研究其相对海平面相对海平面上升才有意义。n除气候变暖和地壳运动等因素外，引起海平面变化还有：n（1 1）海洋水体积变化）海洋水体积变化n（在气候寒冷的地质时期,极地周围形成冰盖,海洋中的海水量减少,海平面降低。当气候转暖，冰盖融化，冰水流回大洋，海平面升高。n不同学者估计全球现代冰川如果全部融化，将使海面升高5085米（未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉）。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算，当时的海平面
18、比目前低 135米。第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。）n（2 2）洋盆容积变化）洋盆容积变化n（3 3）海水物理性质变化）海水物理性质变化n（4 4）海水盐度变化）海水盐度变化n（5 5）天文效应）天文效应n（6 6）地球物理因素变化）地球物理因素变化4 4、海平面上升的危害、海平面上升的危害n海平面上升对沿海地区社会经济、自然环境及生态系统等 有着重大影响。n如果海平面上升1米,全球将有10亿人口的生存受到威胁,500万平方公里的土地(其中耕地约占1/3)将遭到不同程度的破坏 。n近近3030年来中国沿海海平面总体上升了年来中国沿海海平面总体上升了9 9厘厘
19、米米, ,其中天津沿岸上升最快其中天津沿岸上升最快, ,为为2020厘米厘米 n首先，海平面的上升可淹没一些低洼首先，海平面的上升可淹没一些低洼的沿海地区的沿海地区，加强了的海洋动力因素向海滩推进，侵蚀海岸，从而变“桑 田”为“沧海”。n太平洋岛国（基里巴斯、图瓦卢、瑙鲁、纽埃、库克群岛和马绍尔群岛）面临被淹没的处境（一些太平洋岛国最高点仅在海平面以上几米 ）海平面上升的危害海平面上升的危害海平面上升的危害n其次，海平面的上升会使风暴潮强度加剧其次，海平面的上升会使风暴潮强度加剧，频次增多，危及沿海地区人民生命财产，而且还会使土地盐碱化。n风暴潮是我国海岸带导致人员伤亡和财产损失最大的自然灾害
20、。在珠江三角洲地区,未来海平面上升50cm, 广州站附近岸段现今50a一遇的风暴潮位将变为10a一遇, 其他岸段现今百年一遇的风暴潮位就可能变为10a一遇。在长江三角洲及邻近地区潮位相对较大岸段(如澉浦和小洋口), 海平面上升50cm , 将可能使百年一遇的风暴潮位变为50a 一遇;而在潮差相对较小的其他岸段,海平面上升20cm就可能使现今百年一遇风暴潮位变为50a一遇。在渤海湾西岸地区,海平面上升90cm , 现今百年一遇的风暴潮位也将可能变为20a一遇。海平面上升的危害海平面上升的危害n三是洪涝灾害加剧。三是洪涝灾害加剧。n四是海水内侵，造成农业减产，破坏生态四是海水内侵，造成农业减产，破
21、坏生态环境。环境。在中国，受海平面 上升影响严重的地区主要是渤海湾地区、长江三角洲地区和珠 江三角洲地区。n五是工程建筑防御功能降低五是工程建筑防御功能降低 n这些工程设施主要有海岸防护工程、水利工程以及港口与码头工程、海岸防护工程。海平面上升的危害海平面上升的危害5、海平面上升灾害的防治、海平面上升灾害的防治n对于气候变暖引起的全球海平面上升问题, 以n及具体到某一区域的相对海平面上升问题, 皆需要n有一个全球性的科学基础全球性的科学基础, 牢靠的对策方案牢靠的对策方案, 以及控以及控n制和减小相对海平面上升的预警系统、防治对策制和减小相对海平面上升的预警系统、防治对策。对n于前者, 气候变
22、化委员会对策工作组的海岸带管理n分组1990 年制订出三大对策:n(1) 后撤后撤: 即离开将受海水淹没的地区即离开将受海水淹没的地区;n(2) 适应适应: 即将建筑物加高或加上支架即将建筑物加高或加上支架, 免受海免受海n平面上升淹没平面上升淹没;n(3) 防护防护: 防护措施有建造硬防护措施有建造硬(hard)建筑物建筑物, 如n海堤等和建造软( sof t)建筑物, 如人工沙丘、种植物、n人工海滩等。n1 1加强海平面变化监测加强海平面变化监测n2 2修订现时海堤标准修订现时海堤标准, , 逐步加固加高逐步加固加高海堤海堤, , 加强对现有海堤的管理与保护加强对现有海堤的管理与保护n3
23、3限制温室气体排放量限制温室气体排放量n4 4加强水资源管理，限制开采地下水，加强水资源管理，限制开采地下水，特别是沿海地区特别是沿海地区n5 5加强科学研究加强科学研究n6 6加强公众宣传教育加强公众宣传教育海平面上升灾害的防治海平面上升灾害的防治5.4 海啸海啸tsunami 1、海啸灾害n（1）定义n水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪，在涌向海湾内和海港时所形成的破坏性的大浪称为海形成的破坏性的大浪称为海啸。啸。n破坏性的地震海啸，只在出现垂直断层、里氏震级大只在出现垂直断层、里氏震级大于于6.56.5级的条件下才能发生。级的条件下才能发生。当海底地震导致海底变形时，变形地区
24、附近的水体产生巨大波动，海啸就产生了。n海啸不会在深海大洋上造成灾害，海啸不会在深海大洋上造成灾害，正在航行的船只甚至很难察觉这种波动。海啸发生时，越在外海越安全。一旦海啸进入大陆架，一旦海啸进入大陆架，由于深度急剧变浅，波高骤增，可达20至30米，这种巨浪可带来毁灭性灾害。带来毁灭性灾害。 n海啸通常由由震源震源在海底下在海底下5050千米以内、里氏地千米以内、里氏地震规模震规模6.56.5以上的海底地震以上的海底地震引起。海啸海啸波长波长比比海洋的最大深度还要大，海洋的最大深度还要大，在海底附近传播也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去，海啸在海洋的传播速度大约每小时五传播速度
25、大约每小时五百到一千公里，百到一千公里，而相邻两个浪头的距离也可能相邻两个浪头的距离也可能远达远达500500到到650650公里，公里，当海啸波进入陆棚后，由于深度变浅，波高突然增大，它的这种波浪运动所卷起的海涛，波高可达数十米，波高可达数十米，并形成“水墙”。 n大多数情况下，出现海面下落的现象都是因为海啸冲击波的波谷先抵达海岸海啸冲击波的波谷先抵达海岸。波谷就是波浪中最低的部分，它如果先登陆，海面势必下降。海面势必下降。同时，海啸冲击波不同于一般的海浪，其波长很大，因此波谷登陆因此波谷登陆后，要隔开相当一段时间，波峰才能抵达。后，要隔开相当一段时间，波峰才能抵达。 （2）海啸机制有两种形
26、式：“下降型”海啸和“隆起型”海啸。n“下降型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降，海水首先向突然错动下陷的空间涌去，并在其上方出现海水大规模积聚，当涌进的海水在海底遇到阻力后，即翻回海面产生压缩波，形成形成长波大浪，并向四周传播与扩散，这种下长波大浪，并向四周传播与扩散，这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。先表现为异常的退潮现象。1960年智利地震海啸就属于此种类型。“隆起型”海啸。n“隆起型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升，海水也随着隆起区一起抬升，并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚，在隆起区域
27、上方出现大规模的海水积聚，在重力作用下，海水必须保持一个等势面以达在重力作用下，海水必须保持一个等势面以达到相对平衡，于是海水从波源区向四周扩散，到相对平衡，于是海水从波源区向四周扩散，形成汹涌巨浪。形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。异常的涨潮现象。1983年5月26日，中中日本海日本海7.77.7级地震级地震引起的海啸属于此种类型 （3）海啸危害）海啸危害 n我国位于太平洋西岸，大陆海岸线长达1.8万公里。但由于我国大陆沿海受琉球群岛和东南琉球群岛和东南亚诸国阻挡，加之大陆架宽广，亚诸国阻挡，加之大陆架宽广，越洋海啸进入这一海域后，能量衰减较快
28、，对大陆沿海影响较小。全球有记载的破坏性海啸大约有260次左右，平均大约六、七年发生一次。发生在环太平洋发生在环太平洋地区的地震海啸就占了约地区的地震海啸就占了约80%80%。而日本列岛及。而日本列岛及附近海域的地震又占太平洋地震海啸的附近海域的地震又占太平洋地震海啸的60%60%左左右，日本是全球发生地震海啸并且受害最深的右，日本是全球发生地震海啸并且受害最深的国家。国家。最近造成较大规模的海啸最近造成较大规模的海啸n2004年12月26日于印尼的苏门达腊外海发生芮氏地震9级海底地震。海啸袭击斯里兰卡、印度、泰国、印尼、马来西亚、孟加拉、马尔代夫、缅甸和非洲东岸等国，造成三十余万人丧生。准确
29、死亡数字已无法统计。参见2004年印度洋大地震。n1998年7月两个7.0级的海底地震，造成巴布亚新几内亚约2100人丧生。n1992年9月尼加拉瓜发生海啸。n1883年8月25日荷属东印度群岛上火山爆发，引起的海啸，使三万六千人死亡。 2、海啸的成因、海啸的成因n水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪，在涌向海湾内和海港时所形成的破坏性的大浪（海啸）。 n（1）破坏性的地震海啸，只在出现垂直断层、里氏震级大于6.5级的条件下才能发生。当海底地震导致海底变形时，变形地区附近的水体产生巨大波动，海啸就产生了。n（2）火山爆发引起的火山海啸n（3）海底滑坡或塌陷引起的海啸 等3、海啸的预警
30、与防治、海啸的预警与防治n印度洋海啸造成了巨大灾难，缺乏海啸预防机印度洋海啸造成了巨大灾难，缺乏海啸预防机制无疑是造成惨剧的重要原因。制无疑是造成惨剧的重要原因。 n在大地震之后如何迅速地、正确地判断该地震在大地震之后如何迅速地、正确地判断该地震是否会激发海啸？是否会激发海啸？ n海啸预警的物理基础在于地震波传播速度比海地震波传播速度比海啸的传播速度快。啸的传播速度快。地震纵波即P波的传播速度约为67千米/秒，比海啸的传播速度要快2030倍，所以在远处，地震波要比海啸早地震波要比海啸早到达数十分钟乃至数小时，到达数十分钟乃至数小时，具体数值取决于震中距和地震波与海啸的传播速度。例如，当震中距为
31、1000千米时，地震纵波大约2.5分钟就可到达，而海啸则要走大约1个多小时；1960年智利特大地震激发的特大海啸22小时后才到达日本海岸。n能利用地震波传播速度与海啸传播速度的差别地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差分析地震波资料，快速地、准确造成的时间差分析地震波资料，快速地、准确地测定出地震参数，并与预先布设在可能产生地测定出地震参数，并与预先布设在可能产生海啸的海域中的压强计（不但应当有布设在海海啸的海域中的压强计（不但应当有布设在海面上的压强计，更应当有安置在海底的压强计）面上的压强计，更应当有安置在海底的压强计）的记录相配合，就有可能做出该地震是否激发的记录相配合，就有可能
32、做出该地震是否激发了海啸、海啸的规模有多大的判断。了海啸、海啸的规模有多大的判断。n然后，根据实测水深图、海底地形图及可能遭实测水深图、海底地形图及可能遭受海啸袭击的海岸地区的地形地貌特征受海啸袭击的海岸地区的地形地貌特征等相关资料，模拟计算海啸到达海岸计算海啸到达海岸的时间及强度，运用诸如卫星、遥感、干涉卫星孔径雷达等空间技术监测海啸在海域中传播监测海啸在海域中传播的进程、采用现代信息技术将海啸预警信息及时传送给可能遭受海啸袭击的沿海地区的居民，并在可能遭受海啸袭击的沿海地区，开展有关预防和减轻海啸灾害的科技知识的宣传、教育、普及以及应对海啸灾害的训练和演习。这样，就有希望在海啸袭击时，拯救
33、成千上万生命和避免大量的财产损失 n海啸预警成功的范例。海啸预警成功的范例。n19461946年，海啸给夏威夷的年，海啸给夏威夷的“曦嵝曦嵝”(Hilo)(Hilo)市造成了严重的人员伤亡和财产损失。于市造成了严重的人员伤亡和财产损失。于是，是，19481948年便在夏威夷便建立了太平洋海年便在夏威夷便建立了太平洋海啸预警中心，从而有效避免了在那以后的啸预警中心，从而有效避免了在那以后的海啸可能造成的损失。倘若印度洋沿岸各海啸可能造成的损失。倘若印度洋沿岸各国在国在20042004年印度洋特大海啸之前，能与太年印度洋特大海啸之前，能与太平洋沿岸国家一样建立起海啸预警系统，平洋沿岸国家一样建立起
34、海啸预警系统，那么这次苏门答腊安达曼特大地震引起的那么这次苏门答腊安达曼特大地震引起的印度洋特大海啸，决不致造成如此巨大的印度洋特大海啸，决不致造成如此巨大的人员伤亡和财产损失。人员伤亡和财产损失。n以上所述的海啸预警对于“远洋海啸”比较有效。但是，对于对于“近海海啸近海海啸”（亦称（亦称“本地海啸本地海啸”）即激发海啸）即激发海啸的海底地震离海岸很近，例如只有几十至数百千米的海啸，由于地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差只有几分钟至几十分钟，海啸早海啸早期预警就比较难于奏效。期预警就比较难于奏效。以日本静冈县沼津市的海啸预防设施 为例:n沼津市背山面海，沼津市建立了比较完备比较完备
35、的海啸预防体系。的海啸预防体系。以沼津市静浦地区为例，这里建立了社区救灾中心社区救灾中心，用以避难和储备救灾物资。救灾中心是一座3层建筑，储存了太空食品、帐篷、抽水机、发电设备等大量物资。此外，救灾中心内还有供灾民居住的房间，干净整洁，如家庭般温馨。 n在紧挨静浦地区的狮子滨地区，住宅区周围则建有4米高的钢筋混凝土胸墙米高的钢筋混凝土胸墙。胸墙底部宽1米，顶部宽30厘米，具有良好的抗震性能。胸墙有多座大门供人出入，地震发生后能在3分钟内关闭，抵御海啸。 n并不是所有地区都有条件建设胸墙。例如多比地区，在狭窄的区域内居住了大量居民，一旦发生海啸，根本没有避难场所。为此，当地将山坡削成一座平台，作
36、为海山坡削成一座平台，作为海啸避难地，并且斜面上建造了台阶，作为啸避难地，并且斜面上建造了台阶，作为避难路。避难路。发生地震后，救灾中心通过广播呼吁居民紧急避难。专家预测，海啸达到多比地区前有10分钟逃生时间，这将可挽救大批居民生命。 n沼津市的沼津港分内港与外港沼津港分内港与外港两个部分，内港周围住宅密集，居住着大量市民。一旦发生海啸，海水灌入内港，居民的生命财产将遭受重大损失。为此，沼津市在内外港之间兴建了一沼津市在内外港之间兴建了一座高达座高达45米的米的巨大水闸。巨大水闸。水闸的自动控制系统水闸的自动控制系统与地震仪相连，与地震仪相连，一旦感应到强震，高9.5米、宽40米、重达406吨
37、的巨大闸门能在5分钟时间内迅速落下，将海啸阻拦在外港，确保内港安全。 n沼津市的富士海岸缺乏大陆架，直接与骏河海沟相连，因此从外海涌来的大浪，几乎没有什么衰减，就会直接冲上海岸。为此，沼津市从1959年开始在此建造巨大的建造巨大的海堤海堤，海堤长达50公里，如同海岸长城，保护着沿海居民的安全。 n静冈县更注重培养居民的防灾意识注重培养居民的防灾意识。静冈县地震防灾中心专门印制了地震防灾手册，传授预防海啸的知识。除指导居民在地震发生后如何迅速向高处避难外，还要求居民在平时就进行夜间避难训练，熟悉避难路径。 5.5 风暴潮风暴潮n由于热带气旋和气压骤变等灾害性天气，导致海水异常升降，使海水漫溢上陆
38、成灾害的现象，称为风暴潮。1、风暴潮灾害、风暴潮灾害n风暴潮能否成灾，在很大程度上取决于其最大风暴潮位是否与天文潮高潮相叠风暴潮位是否与天文潮高潮相叠，尤其是与天文大潮期的高潮相叠。当然，也决定于受灾地区的地理位置、海岸形状、岸上及海底地形，地理位置、海岸形状、岸上及海底地形，尤其是滨海地区的社会及经济（承灾体）情尤其是滨海地区的社会及经济（承灾体）情况。如果最大风暴潮位恰与天文大潮的高潮相叠，则会导致发生特大潮灾 。n如果风暴潮位非常高，虽然未遇天文大潮或高潮，也会造成严重潮灾。 n1992年 8月 28日至9月1日，受第16号强热带风暴和天文大潮的共同影响，我国东部沿海发生了1949年以来
39、影响范围最广、损失非常严重的一次风暴潮灾害。潮灾先后波及福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、河北和辽宁等省、市。风暴潮、巨浪、大风、大雨的综合影响，使南自福建东山岛，北到辽宁省沿海的近万公里的海岸线，遭受到不同程度的袭击。受灾人口达2000多万，死亡194人，毁坏海堤1170公里，受灾农田193.3万公顷，成灾33.3万公顷，直接经济损失90多亿元。 n风暴潮灾害居风暴潮灾害居海洋灾害海洋灾害之之首位首位，世界上绝大多世界上绝大多数因强风暴引起的特大海岸灾害都是数因强风暴引起的特大海岸灾害都是由风暴潮由风暴潮造成的。造成的。 n我国是世界上风暴潮灾害非常严重的少数国家之一，风暴潮灾害一年四季均
40、可发生，从南到风暴潮灾害一年四季均可发生，从南到北所有沿岸均无幸免北所有沿岸均无幸免。 n在孟加拉湾沿岸，1970年11月13日发生了一次震惊世界的热带气旋风暴潮灾害。这次风暴增水超过6米的风暴潮夺去了恒河三角洲一带30万人的生命，溺死牲畜50万头，使100多万人无家可归。1991年4月的又一次特大风暴潮，在有了热带气旋及风暴潮警报的情况下，仍然夺去了13万人的生命。n1959年9月26日，日本伊势湾顶的名古屋一带地区，遭受了日本历史上最严重的风暴潮灾害。最大风暴增水曾达3.45米，最高潮位达5.81米。当时，伊势湾一带沿岸水位猛增，暴潮激起千层浪，汹涌地扑向堤岸，防潮海堤短时间内即被冲毁。造
41、成了5180人死亡，伤亡合计7万余人，受灾人口达150万，直接经济损失852亿日元（当年价）。n美国也是一个频繁遭受风暴潮袭击的国家，并且和我国一样，既有飓（台）风风暴潮又有温带大风风暴潮。1969年登陆美国墨西哥湾沿岸“卡米尔-Camille”飓风风暴潮曾引起了7.5米的风暴潮，这是迄今为止世界第一位的风暴潮记录。n历史上，荷兰曾不止一次被海水淹没，又不止一次地从海洋里夺回被淹没的土地。这些被防潮大堤保护的土地约占荷兰全部国土的荷兰全部国土的3/4。荷兰、英国、原苏联的波罗的海沿岸、美国东北部海岸和中国的渤海，都是温带风暴潮的易发区域。2、风暴潮的分类n国内外学者较多按照诱发风暴潮的大气扰动
42、特性，把风暴潮分为由热带气旋所引起的由热带气旋所引起的热带风暴潮热带风暴潮（在北美称为飓风风暴潮，在印度洋沿岸称为热带气旋风暴潮）和由温带气旋等由温带气旋等温带天气系统所引起的温带风暴潮温带风暴潮两大类。n据统计，在热带气旋和温带气旋多发区在热带气旋和温带气旋多发区附近，极易受大风的影响，产生风暴潮产生风暴潮。具体来讲，全球热带气旋多发区有8个，其中突出的有西北和东北太平洋、北西北和东北太平洋、北太平洋、孟加拉湾、南太平洋和西南印度洋等太平洋、孟加拉湾、南太平洋和西南印度洋等。而温带气旋多发区，大都分布在北纬北纬20以北以北的海域的海域，在北纬20以南一般不会出现。3、风暴潮的防治n加强预报工
43、作，在沿海地区增强建筑物抗风暴的能力，禁建地下室。n工程措施：n向风中撒播物质，以减小压强差，降低风暴强度。n维持保护屏障岛屿和海岸湿地。n保护、维持和设置海岸沙丘n建造维护防波堤、海塘和防护墙。5.6 其他海洋灾害其他海洋灾害n一、潮汐一、潮汐n潮汐现象是指海水在潮汐现象是指海水在天体天体（主要是月球和太阳）（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。流动称为潮流。n二、赤潮二、赤潮n1、定义n“赤潮”，被喻为“红色幽灵红色幽灵”，国际
44、上也称其为“有害藻华”，它是海洋中某一种或某几种浮浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集，游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集，引起海水变色引起海水变色，影响和危害其它海洋生物正常生存的灾害性海洋生态异常现象。5.6 其他海洋灾害其他海洋灾害n赤潮爆发时，因赤潮生物种类和数量的不同，海水可呈现红、黄、绿等不同颜色。国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物赤潮的主要生物，在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮多种能形成赤潮，其中有70多种能产生毒素多种能产生毒素。他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡，有些甚至可以通过食物链传递，造成人
45、类食物中毒。 5.6 其他海洋灾害其他海洋灾害赤潮赤潮n随着现代化工、农业生产的迅猛发展，沿海地区人口的增多，大量工农业废水和生活污工农业废水和生活污水排入海洋水排入海洋，其中相当一部分未经处理就直接排入海洋，导致近海、港湾富营养化程度富营养化程度日趋严重。日趋严重。同时，由于沿海开发海水养殖业养殖业的扩大的扩大，也带来了污染问题；海运业海运业的发展导致外来有害赤潮种类的引入；全全球气候的球气候的变化变化也导致了赤潮的频繁发生。n目前，赤潮已成为一种世界性的公害，美国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚、韩国、香港等30多个国家和地区赤潮发生都很频繁。 5
46、.6 其他海洋灾害其他海洋灾害赤潮赤潮n2、赤潮的严重危害、赤潮的严重危害 n赤潮对海洋生态平衡的破坏赤潮对海洋生态平衡的破坏海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存，相互制约的复杂生态系统。系统中的物质循环、能量流动都是处于相对稳定，动态平衡的。当赤潮发生时这种平当赤潮发生时这种平衡遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初衡遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期，由于期，由于植物植物的的光合作用光合作用，水体会出现，水体会出现高高叶绿素叶绿素a、高溶解氧高溶解氧、高化学耗氧量。、高化学耗氧量。致使致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，导致一些生物逃避甚至
47、死亡，破坏了原有导致一些生物逃避甚至死亡，破坏了原有的生态平衡。的生态平衡。n赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏n赤潮破坏鱼、虾、贝类等资源的主要原因是：破坏渔场的铒料基础，造成渔业减产。n赤潮生物的异常可引起鱼、虾、贝等经济生物窒息而死。n赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在细菌分解作用下，可造成环境严重缺氧或者产生硫化氢等有害物质，使海洋生物缺氧或中毒死亡。n有些赤潮的体内或代谢产物中含有生物毒素，能直接毒死鱼、虾、贝类等生物。n赤潮对人类健康的危害有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大
48、超过食用时人体可接受的水平。引起人体中毒，严重时可导致死亡。由赤潮引发的赤潮毒素统称贝毒贝毒，目前确定有10余种贝毒其毒素比眼镜蛇毒素高贝毒其毒素比眼镜蛇毒素高80倍倍，比一般的麻醉剂，如普鲁卡因、可卡因还强10万多倍。n贝毒中毒症状为：初期唇舌麻木，发展到四肢麻木，并伴有头晕、恶心、胸闷、站立不稳、腹痛、呕吐等，严重者出现昏迷，呼吸困难。赤潮毒素引起人体中毒事件在世界沿海地区时有发生。据统计，全世界因赤据统计，全世界因赤潮毒素的贝类中毒事件约潮毒素的贝类中毒事件约300多起，死亡多起，死亡300多人。多人。 n3、发生赤潮的原因、发生赤潮的原因n海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要海水富营
49、养化是赤潮发生的物质基础和首要条件条件 n由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。n据研究表明，工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2 mg/dm3 的锰螯合剂，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率，相反，在没有铁、锰元素的海水中，即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。 n水文气象和海水理化因子的变化是水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因赤潮发生的重要原因n
50、海水的温度温度是赤潮发生的重要环境因子，2030是赤潮发生的适宜温度范围。n海水的化学因子如盐度变化化学因子如盐度变化也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一。盐度在2637的范围内均有发生赤潮的可能，但是海水盐度在1521.6时，容易形成温跃层和盐跃层。温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件，易诱发赤潮。n营养盐类含量营养盐类含量急剧上升，引起硅藻的大量繁殖，常常引起赤潮。n海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素之一素之一随着全国沿海养殖业的发展，尤其是对虾养殖随着全国沿海养殖业的发展，尤其是对虾养殖业的蓬勃发展。在养殖中，人工投喂大量配合饲业的蓬勃发展
