更新时间:2022-08-25 15:06
堰洲岛为与主要海岸走向大致平行之多脊砂洲,且具有砂滩(Sand Beaches)与堰洲扇(Overwsah Fans)者。堰州岛一般呈长、狭窄,且标高低的砂滩岛。
主要来自河流之砂经洋流、潮汐流及沿岸流(Longshore Current)搬运后,再经波浪作用逐渐堆积成堰洲岛。堰洲岛一般地形平坦,因此低潮时露出面积更多。堰洲岛之海滩砂经阳光晒干后较松,因此海风较强时,海滩砂易被海风吹运成砂丘,或吹运至大陆或海洋中。因此,为保护堰洲岛之存在,一般设法种植防风林(如松柏类或红树)或防风草,或施设防风工程(如防风钢丝网、水泥地面、柏油地面、土木工程等),以防海滩砂或砂丘砂之吹失或流失。
美国东部北加罗来那州东海岸之哈得拉斯岬(Cape Hatteras)之堰洲岛,长约达百公里,为世界有名的堰洲岛。
美国南部德州东南部海岸之巴得里岛(Padre Island)、马斯丹岛(Mustang Island),及马达古达岛(Matagorda Island)之堰州岛,长近达百公里,亦为闻名之堰洲岛。
美国佛罗里达州大西洋岸及墨西哥湾海岸,均有诸多堰洲岛。
意大利威尼斯之里多岛(Lido)亦为堰洲岛。
台湾西部之嘉南平原西海岸,亦有诸多堰洲岛,形成新生海埔地,如外伞顶洲、祝油洲、青山港汕、网子寮汕等堰洲岛。
每当我们反省严重的冲击会造成海岸侵蚀时,第一个想到的常是在美国东岸和墨西哥湾岸的堰洲岛。在面临海水面的抬升和破坏性强的飓风与东北风时,这条堰洲岛「细线」的生存似乎很脆弱(Dolan et al., 1980)。然而人们仍然朝这些海岸聚集,所以制造了「问题」。海准面抬升和大风暴基本上是自然作用,但是堰洲岛所经历的大部分侵蚀是由于人类活动对海岸带来的长期冲击。
在温室暖化(greenhouse warming)出现以前,海准面的抬升都是自然作用,大洋面在第四纪冰期间有超过一百公尺的变化。根据世界各地潮位资料的分析,全球的海准变动在过去一百年间是10到20公分。因为有关大陆冰河体积变化量或海洋温度增加(会造成海水的热膨胀)的数据不够,所以并不确知造成海准面抬升的原因。美国东岸和墨西哥湾岸的潮位记录显示平均海准面在二十世纪抬升了约50公分,而其中的30到40公分事实上被认为是地层下陷所造成。更极端的数值出现在密士失必河三角洲,因为该地沈积物的累积所以下陷量较大。在德州的Galveston,当地的海准面相对抬升量可以达到每世纪110公分(意味着表示更高的陆地下沈量),主要是因为抽取地下水和石油。所以,即使是在(相对)海准面抬升的例子中,人类活动都会有所冲击。
如果我们采用Bruun法则(Bruun Rule)来评估在相对海准面抬升50公分的情况下滨线后退的规模等级(order-of-magnitude),可以得到25公尺的侵蚀距离(以海滩坡降1:50来计算),发生在过去一百年就表示平均侵蚀率是每年25公分。沿着堰洲岛所实际测量到的滨线变化量的规模等级都比较大(May et al., 1983)。这意味着除了海准面抬升对堰洲岛非常长期的移动和侵蚀很重要之外,必然有其它重要的因子造成这样的高滨线变化率。
这些因子在各地堰洲岛侵蚀的个案研究中表现的比较清楚。其中一个例子是Allen(1981)对新泽西州Sandy Hook的侵蚀问题所作的调查研究,当地一个游憩型海滩(recreational beach)的平均侵蚀率从1953年起大约是每年10公尺。该研究者评估海准面抬升和风暴越波冲刷(overwash)海滩所造成的冲击分别只占滩沙损失和滨线后退的1%。其实重要的原因是「沈积物匮乏」(sediment starvation),该地位于防沙堤海堤系统的下游侧,因为滨外波浪折射模式,以及最近风暴频率和强度有增加,导致沿岸漂沙被搬离此地。Allen(1981)认为,自然和人类所引发的各种因子对当地沈积物收支所造成的累积冲击可以解释所观察到的海滩侵蚀率。
另外一个例子是Inman和Dolan (1989)对北卡罗来纳州的Outer Banks的研究。从False Cape到Cape Hatteras全长约160公里的平均滨线后退率是每年1.4公尺。透过各种的分析,他们认为有21%的侵蚀是因为海准面抬升,而剩下每年1.1公尺的后退率是因为越波冲刷作用(39%)、沿岸漂沙输出(22%)、风吹沙的搬运(18%)、潮流口的堆积(10%)、Oregon潮流口的疏浚(11%)。在这个例子中,可以说只有小部份的侵蚀是人类活动所导致(潮流口的疏浚),大部分的侵蚀是和自然作用有关。在这些因子中特别引起兴趣的是沙通过潮流口的移动和潮流口的长期摆移。Inman和Dolan发现Oregon潮流口向陆并向南移动,在滨外的退潮浅滩比潮流口的摆移延迟,而且它们的沈积物只会慢慢的被波浪向岸搬回海滩。
北卡罗来纳州的Outer Banks很幸运,只有受到小部份人为导致的侵蚀。我们很容易找到其它已经遭到人类深刻改变的堰洲岛。特别戏剧性的一个例子是在Ocean City潮流口修建突堤造成马里兰州Assateague岛的侵蚀(Leatherman et al., 1987)。导流堤群拦阻向南移动的沿岸漂沙,造成Assateague岛最北端最大的侵蚀加速度。在导流堤建好的第一个五十年,平均滨线后退率大约是每年9公尺,但是从1985年导流堤改建后减低到每年4.5公尺。Assateague岛的北端几乎就要消失了,而且经常被越波冲刷。
单从这些少数的例子就可以很明显的看出,对堰洲岛侵蚀的重要因子在各处都很相似,不过各因子重要的程度不同。在这个轴线的一端,Outer Banks潮流口的疏浚是当地的主要人为因子,只占滨线后退中的一小部份。在另一个极端,Assateague岛的大量侵蚀几乎全是导流堤拦阻沿岸漂沙的结果。在那里,人类基本上是侵蚀的唯一原因。