海南岛沿岸海洋灾害特征及防御对策.docx
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海南岛沿岸海洋灾害特征及防御对策
海南岛沿岸海洋灾害特征及防御对策*
石海莹
【摘要】摘要:
海南省是我国拥有海域面积最大的海岛省,同时也是遭受各种海洋灾害影响最严重的省份之一,近年来,海南省海洋灾害造成的经济损失及受灾人口呈增长趋势,灾情主要集中在海南岛沿岸。
按其成因主要分为风暴潮、灾害性海浪、海啸、海岸侵蚀、海平面上升、赤潮、海水入侵及土壤盐渍化等。
文章根据海洋灾害的特点,结合历史灾害资料,综合分析各致灾因子对海南岛沿海影响的时空特征及发展规律,指出海南岛各岸段应重点防御的海洋灾害类型,提出了海南岛沿海各岸段防御海洋灾害应采取的主要对策措施。
【期刊名称】海洋开发与管理
【年(卷),期】2013(000)012
【总页数】6
【关键词】海南岛;海洋灾害;特征;防御对策
海南省是我国最南边的一个海岛省,行政区域包括海南岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁及其海域,全省陆地(主要包括海南岛和西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛)总面积3.54万km2,海域面积约200万km2,是我国面积最大的省,同时也是遭受各种海洋灾害影响最严重的省份之一。
海洋灾害对海岸带生态系统以及海洋环境的破坏短时间内难以恢复,同时,其造成的经济损失也严重制约着海南省经济的可持续发展。
近年来,海南省海洋灾害造成的经济损失及受灾人口呈增长趋势,灾情主要集中在海南岛沿岸。
本研究在收集整理海南岛沿岸近年发生的海洋灾害资料的基础上,详细阐述影响海南岛的主要海洋灾害类型和特征,并就如何防御海洋灾害提出建议和对策,为各级海洋行政主管部门、涉海企事业单位做好海洋防灾减灾提供参考。
1海南岛主要海洋灾害的类型和特征
海洋灾害指海洋自然环境发生异常或激烈变化,导致在海上或海岸带发生的严重危害社会、经济和生命财产的事件。
影响海南岛沿岸的海洋灾害按其成因主要分为风暴潮、灾害性海浪、海啸、海岸侵蚀、海平面上升、赤潮、海水入侵及土壤盐渍化等。
1.1风暴潮灾害
1.1.1风暴潮概况
风暴潮是指由于强烈的大气扰动,如强风或气压骤变所引发的海面异常升高的现象,它如果与天文高潮位叠加,将会使其影响岸段潮位暴涨,甚至海水浸溢内陆,酿成巨灾。
1948年9月27日,4816号台风在广东徐闻登陆,引发风暴潮致使海潮猛袭,最高潮位3.28m(国家85基面,下同)超警戒潮位1.35m。
海口溺死300多人,淹没农田万余亩,沉没渔船127艘,沿海低洼村庄海水涌溢,茅舍崩倒……田咸二年不可耕种[1]。
据调查,该场台风所引发的风暴潮高水位为海口有记录以来的最高水位。
2005年9月25日0518号强台风“达维”在万宁沿海登陆,海口、文昌超警戒潮位,风暴潮使海口市多处路段因海水倒灌造成路面积水,美兰区演丰镇北港岛北港村千人被困孤岛,地势较低的后溪村一带已被海水淹没,最深浸水达60cm。
全省共有18个市县630.54万人受灾,损毁船只673艘,冲毁崩决海塘堤防及其他海洋工程66.314km,水产养殖损失8782hm2,死亡25人,直接经济损失116.47亿元,其中,全省海洋经济总损失11.190382亿元[2]。
1117号强台风纳沙于2011年9月29日在海南文昌市翁田镇沿海登陆,其引发的风暴潮造成海口、文昌超警戒潮位,酿成潮灾,海南省“三防”办统计资料显示,1117号强风纳沙影响期间,12个市县均遭受不同程度的灾害损失,给海南造成直接经济损失58.1371亿元。
渔业直接经济总损失17.2813亿元,渔船沉没141艘,损坏1040艘。
1.1.2风暴潮灾害特征
海南省风暴潮一般发生在夏、秋两季,主要由热带气旋引发,据1953—2009年资料统计,海南岛沿岸增水不小于100cm的次数有31次,平均约每两年有1次,其中发生在7—9月的次数占总数的81%;增水不小于150cm的有12次,增水不小于200cm的次数有5次。
在产生的风暴潮过程中,超警戒潮位的共有36次,平均每年0.6次,集中在7—10月,占总数的91%。
从风暴潮发生的区域来看,海南岛风暴潮出现的次数和强度以北部、东部为最,南部次之,西部最弱,这种空间分布与热带气旋的移动路径和风场结构是一致的。
海南岛北部海口到东北部文昌一带沿海是潮灾重发区,其主要原因:
一是影响海南岛北部的热带气旋较多,二是由于此岸段内分布有海口湾、铺前湾和清澜湾3个海湾,热带气旋偏北和偏东大风极易造成海水在湾内的堆积,引发风暴潮。
海南岛东部岸线较为平直,不利于风暴增水,南部三亚湾、亚龙湾等面向南海,湾口开阔,且从东部移来的热带气旋风场不利于增水,再加上三亚市山地丘陵较多,地势较高,因此风暴潮影响较小;海南岛西部为风暴潮影响最弱的地区。
这是因为绝大部分热带气旋在本岛东部登陆后,移到西部沿岸时已经减弱,同时风场结构也不利于西部沿岸的增水,但西部潮差较大,如风暴增水最大值恰逢天文潮高潮时,将极易出现超过当地警戒潮位的高潮位而酿成潮灾。
1.2灾害性海浪
1.2.1海浪概况
海浪是发生在海洋中的一种海水波动现象。
指波高4m以上的海浪为灾害性海浪,它给海上交通、海上养殖捕捞等活动带来灾害;近海和岸边,大浪会冲摧毁沿岸设施,当与风暴潮叠加时,会造成船只损毁,农作物受淹等灾害损失。
历史上海南省遭受的海浪灾害大多由热带气旋引发的巨浪造成,7220号强台风“Pamala”于1972年11月8日11-12时在海南省文昌市一带沿海登陆,造成51人死亡,沉船184艘、损毁各类船只359艘;7314号强台风“Marge”于1973年9月14日4-5时在海南省琼海市一带沿海登陆,造成海南省926人死亡,沉坏渔船621艘,运输船损坏28艘;9508号强热带风暴“Lois”于1995年8月28日10时左右在海南省万宁市一带沿海登陆,致使大连水运公司一艘1.5万t货轮被巨浪冲击触礁搁浅,船体破裂;仅万宁市乌场港大小渔船近百艘被打翻,死亡11人;0801号台风“浣熊”台风经过海南省西沙群岛海域时,在西沙北礁避风的3艘渔船全部被击沉,船上作业渔民17名失踪;直接经济损失0.035亿元。
1.2.2灾害性海浪特征
南海海区灾害性海浪产生的因素主要是热带气旋和冷空气,一年之中,冬季由冷空气影响产生的灾害性海浪发生的日数较多,但夏季由热带气旋影响产生的灾害性海浪成酿成的灾害损失比较大。
据统计,海南省海区的灾害性海浪具有明显的季节性。
冬季受冷空气影响,易产生灾害性海浪,通常由北向南逐渐传播,影响海南省东北部、东部和南部海区;有时受冷空气和热带气旋配合影响,灾害性海浪则发生在两系统影响的过渡区。
夏季,受热带气旋影响,灾害性海浪时有发生。
根据多年资料统计,海南海区平均每年出现浪高大于4m以上日数为76d,冬夏两季的灾害性海浪发生日数的比例约为2∶1。
1.3海啸
1.3.1海啸概况
海啸是由海底地震、火山爆发或海底塌陷、滑坡等所产生的具有超大波长和周期的大洋行波,当其接近近岸浅水区时,波速变小,波幅陡涨,浪高有时可达数十米,骤然形成水墙,瞬时侵入沿海陆地,摧毁岸边房屋、建筑、堤防、人畜等,造成巨大灾难。
海啸主要由海底地震引起,但并不是每次海底地震都能引起海啸,只有约1/4能产生海啸,尤其近岸海底地震产生海啸的可能性较大。
1605年7月13日,海口7.5级地震,引起了近海70多个村庄沉陷为海,说明海南岛沿海存在地震海啸灾害的可能性[3]。
1992年1月4日22时40分至5日19时43分,海南省东方市板桥镇近海连续发生8次地震,其中3.4~3.7级地震3个。
三亚港出现异常现象,涨潮速度达到10节以上,榆林验潮站记录到的海啸波高为0.78m,三亚港也出现波高0.5~0.8m的海啸波[4]。
在海啸波的冲击下,港内的船只碰撞、搁浅、拉断绳缆和锚链,部分船只受损,海南省的4个验潮站均记录到了这次海啸波。
1.3.2海啸灾害特征
有学者认为中国近海海底地震伴生海啸的比例只有6%,远低于25%的全球平均水平。
20世纪80年代后期国家海洋预报中心经详细考证,指出地震海啸仍是我国不容忽视的海洋灾害之一。
从地理环境来看,中国大陆架宽广而平缓,对海啸传播的摩擦力强,并且有从日本列岛到琉球群岛的岛弧保护,不利于海啸的形成和传播。
但南海水深平均在1000m,具有发生海啸的水深条件。
东海、南海,尤其是台湾岛附近海域具备产生海啸的条件,发生在菲律宾海、琉球海沟的地震海啸可能传播过来。
根据国家海洋预报中心海啸风险区划,海南岛北部、东部到南部为风暴潮三级风险区。
1.4海岸侵蚀灾害
1.4.1海岸侵蚀概况
海岸侵蚀是指在自然力(包括风、浪、流、潮)的作用下,造成海岸线的后退和海滩的下蚀。
引起海岸侵蚀的原因有两种:
一是自然原因,如海面上升或地面沉降、海洋动力作用增强等所导致的海岸侵蚀;二是人为原因,如建造拦河坝、围垦滩涂、大量开采海沙、珊瑚礁,滥伐红树林,以及不适当的海岸工程设置等,所引起海岸侵蚀。
海岸侵蚀造成土地流失,损毁房屋、道路、沿岸工程、旅游设施和养殖区域,给沿海地区的社会经济带来较大损失。
文昌县清澜港外岸段,近10年间岸线后退120~150m,造成大片椰林被毁,水产减产,沿岸村庄受到严重威胁。
洋浦湾南岸2.5km长的侵蚀岸段,平均蚀退速率为0.5m/a[5]。
海口市镇海村海岸段在2003—2006年,海岸侵蚀长度达1539m,平均侵蚀宽度3.0m,最大侵蚀宽度8.0m,近年由于防波堤的修建,海岸侵蚀范围减少,海岸相对稳定。
但在2006—2009年,海岸侵蚀的长度依然有700.0m,年平均侵蚀宽度为5.0m,年最大侵蚀宽度为9.0m,年侵蚀面积为3500.0m2,而且相邻岸段海滩的侵蚀程度加剧[6]。
另外,澄迈、陵水、临高等沿岸均出现不同程度的侵蚀现象。
1.4.2海岸侵蚀特征
根据海南省“908”岸线修测结果,海南岛海岸线长约1822.8km,自然岸线的海岸线类型最主要是砂质岸线,是海南岛的主要海岸线类型,分布于全省各市县的大小海湾中。
在砂质海岸中约有一半以上的岸段因侵蚀而后退,局部地段海岸线被侵蚀的程度较为严重,主要集中在文昌、三亚、洋浦、澄迈、海口等岸段。
海南岛侵蚀海岸分布较普遍,侵蚀海岸中的砂质海岸类型复杂多样。
如,三角洲砂质海岸的侵蚀,有南渡江、昌江三角洲等;沙坝潟湖海岸的侵蚀,有港北港的太阳河和小海潟湖等;珊瑚礁砂质海岸的侵蚀,有琼东文昌的邦塘等;岬湾沙坝的侵蚀有琼北的铺前湾、海口湾、澄迈湾、三亚湾等;三角岬海岸侵蚀则以琼西南的莺歌海海岸最为典型[7]。
1.5海平面上升灾害
1.5.1海平面上升概况
海平面上升包括海平面绝对上升和相对上升:
由于全球气候变暖,海水受热膨胀和陆地冰川融化,导致的海平面绝对上升;人类活动加剧造成的沿海地区地面沉降,也形成海平面的相对上升;滨海城市过量开采地下水以及沿海大型建筑物群的增加,加速了地面沉降,也会造成海平面相对上升。
海平面上升会加剧风暴潮灾害,加大洪涝灾害的威胁,导致沿海地区海岸侵蚀更加严重,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。
2009年10月,海南东部沿海海平面异常偏高,比常年同期高149mm。
10月中旬,0917号台风“芭玛”在海南省万宁沿海登陆时,适逢天文大潮,在风暴潮增水、天文大潮和海平面异常偏高的共同作用下,海水养殖、渔港码头、堤防设施和交通设施均受到了严重影响。
此次台风造成全省160多万人受灾,直接经济损失2亿多元[8]。
2011年9—11月为海南岛沿海季节性高海平面期,强台风“纳沙”和“尼格”分别在9月29日和10月4日登陆海南岛,期间恰逢天文大潮期,季节性高海平面、天文大潮和风暴增水三者叠加,使台风风暴潮致灾程度进一步加剧,受灾人口近500万,经济损失约20亿元[9]。
1.5.2海平面上升特征
近30年,海南岛沿海的年际海平面呈明显上升趋势,南海海平面平均上升速率为2.7mm/a。
自2001年以来,海南岛沿海的海平面总体处于历史高位,2001—2010年的平均海平面比1991—2000年的平均海平面高约29mm,比1981—1990年的平均海平面高约69mm。
2011年,中国沿海海平面均高于常年,其中海南岛比常年高100mm,预计2050年,海南岛沿海海平面将比常年升高150~230mm[9]。
海平面上升作为一种缓发性海洋灾害,其长期的累积效应将加剧风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵与土壤盐渍化、咸潮入侵等海洋灾害的致灾程度。
1.6赤潮灾害
1.6.1赤潮概况
赤潮是海洋中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌在一定的环境条件下暴发性繁殖或聚集,引起一定范围一段时间内的水体变色现象,某些赤潮生物有时并不引起海水变色。
近年来人类活动造成的水质污染和富营养化是造成赤潮频发的一个重要原因。
赤潮的发生给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重的危害和损失,也给人类健康和生命安全带来威胁。
赤潮的发生与海洋污染、水文气象和海水理化因子、过度的海产养殖、赤潮生物的异地传播等几个因素密切相关。
自2005—2011年,海南岛沿岸共发生12次不同程度的赤潮,其中海口沿海出现4次,文昌沿海出现两次,陵水沿海出现1次,三亚出现3次(均发生在红沙港),洋浦出现1次,昌江出现1次。
由于这几次赤潮面积较小,持续时间也不长,因此对海洋生态环境和滨海旅游业造成影响不大。
2010年6月和8月,三亚大东海海域出现两次绿色海藻(俗称绿藻礁膜和马尾藻)影响事件,范围波及大东海沿海大部分区域,覆盖宽约3m的绿色浒苔,由沙滩向外延伸100m的区域海水呈墨绿色,对当地滨海旅游业造成一定影响。
1.6.2赤潮特征
虽然海南岛沿岸赤潮发生频率较小,产生危害不大,但海南岛周边的部分潟湖港湾水体交换不畅,随着沿海工农业及养殖业的迅速发展,以及一些排污口超标排放,都将加速水体的富营养化,如遇合适的水文气象条件,极有可能引发赤潮灾害。
海口和三亚由于其社会经济发展较快,赤潮发生频率也较其他岸段较为严重。
1.7海水入侵及土壤盐渍化
海水入侵是指海水渗入沿海地区地下淡水含水层的现象。
土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程,也称盐碱化。
海平面上升和地下水过量开采,是造成滨海地区海水入侵的主要原因,由于局部地区海水入侵加重,导致土壤含盐量升高,进而产生不同程度的盐渍化。
近几年,海南省在三亚市海棠湾和吉阳镇进行了海水入侵及土壤盐渍化状况监测,监测结果表明,吉阳镇监测断面海水入侵情况严重,且盐土区、过渡带和非盐渍化区的监测结果变化趋势明显;海棠湾监测断面则无海水入侵迹象。
根据三亚市两个断面的土壤盐渍化监测情况综合分析,三亚市土壤盐渍化监测区域的土壤盐渍化问题严重[10]。
2海南省海洋灾害特点及趋势
2.1海洋灾害经济损失逐渐增大
近10余年来,海洋灾害的破坏越来越广泛,造成的危害越来越严重,海南岛海洋灾害中,发生最频繁、造成影响最严重的是风暴潮和海浪灾害。
随着气候变暖,极端天气事件发生频率及强度不断地增加,而沿海地区密集的人口与经济的高速发展,不仅会加大海洋灾害发生的频率,也加剧了海洋灾害发生时的经济损失。
2.2人为因素将加剧海洋灾害程度
灾害的发生往往不只是自然原因。
随着人口增长、人类活动的频繁,“天灾”和“人祸”往往互相诱发、相互渗透。
由于对水资源的需求大量增加,过量开采地下水,或者沿岸建设大规模的高楼大厦,造成地面沉降,引起海平面相对上升;大规模的填海造地改变海洋流场,破坏原有岸滩冲淤的自然平衡,造成部分岸段侵蚀严重;海岸滩涂的无序开发,防风林遭到乱砍滥伐,不仅破坏了海岸生态环境,而且破坏了人类抵御海洋灾害的最后一道防线;由于人类活动的影响,海洋污染和海洋环境异常变化加剧,将导致赤潮等海洋灾害日趋严重。
2.3逐步完善的预警机制有效减少人员伤亡和财产损失
近20年来,我国的海洋灾害研究进展很快,尤其是对国民经济影响较大的海洋灾害如风暴潮、赤潮、巨浪等,在其诱因、形成机理、危害因子和发展规律的研究取得了长足的进步,海洋灾害预警能力建设也在不断完善和加强。
目前,海南省已基本形成“观测—预警—服务”的海洋灾害预警服务与保障体系,随着海洋观测预报系统能力建设不断加强,海洋灾害应急管理水平的逐步提升,海洋灾害预报准确率和预报时效的提高以及灾害应急体系的逐步健全,海洋灾害直接造成的人员伤亡、财产损失率呈下降趋势。
3海南省海洋灾害防御对策
3.1强化海洋灾害监测观测体系建设
海南省现共有海洋观测站9个,海南岛沿岸7个,西沙永兴岛、南沙永暑礁各1个,已有的观测站项目不齐全,潮位及波浪观测点严重不足,目前海啸浮标、X波段雷达、海上油气平台观测还属空白,相对于海南岛约1822.8km的海岸线以及省辖约200万km2的海域面积,观测点的数量远远不能满足海洋防灾减灾的需要。
因此,应进一步加强海洋观测体系建设,优化、调整、充实海洋观测站网布局,提升海洋观测水平,提高海南省海洋环境观测和实时数据传输系统的能力,为应对海洋灾害提供及时、准确的实时基础数据。
3.2提高海洋预警报公共服务能力
目前海洋灾害预警报的发布远没有气象灾害预警的覆盖面广,公众对海洋灾害及预警的认识有待进一步提高。
海洋部门应积极拓展服务领域、丰富产品内容,围绕社会公众需求,大力提升海洋预警报公共服务水平,开发具有鲜明特色的区域性、行业性和时令性预报服务产品,强化灾害风险提示和防范建议,丰富预报产品信息发布手段和发布渠道,扩大海洋预警报公共服务覆盖面。
3.3加强沿海海洋灾害防御基础设施建设
海南岛海岸线自然岸线约占全岛海岸线的67.3%,人工岸线占全岛海岸线的32.7%,由围塘养殖形成的养殖区岸线分布于全省沿海各市县入海河口和潟湖港湾两侧,有相当部分保留原有自然岸段属性,属初级人工岸线。
自然岸线对海洋灾害的承受能力非常脆弱,在一次强的台风过程中,海浪和风暴潮造成的侵蚀会使部分海岸线后退数十米;初级人工岸线也难以抵挡强潮大浪的侵袭,三亚湾沿海而建的基础设施屡次遭受台风损毁,海南省沿海渔港、堤防也常受浪潮作用而毁坏,因此,针对各岸段海洋灾害特点,加强沿海基础设施建设,完善沿海配套设施,建设高标准的渔港及防潮堤,提高沿海防御能力,是防御海洋灾害最有效的途径。
3.4积极开展海洋灾害风险评估与区划
全面开展海南岛沿岸海洋灾害风险调查,掌握主要海洋灾害风险区域分布以及重大工程、重点岸段海洋灾害承载能力等情况,摸清沿岸海洋灾害的脆弱区,积极推进警戒潮位重新核定工作,以市县为单位,组织实施海洋灾害风险评估与区划工作,编制海洋灾害风险区划图,形成在线和动态分析及可视化显示的风暴潮应急预警产品,为合理布局海洋经济发展空间提供科学依据。
3.5加大用海工程的环境监管力度
针对受人类活动影响的自然灾害愈演愈烈的现象,要改善生态环境,转变思想观念,不能违背自然规律、掠夺式开发资源,否则,必然会招致大自然无情地报复。
因此,沿海各类用海活动必须严格执行规定的海洋功能区划环境保护要求,加强海洋开发项目的全过程环境保护监管和海洋环境执法,完善海洋工程实时监控系统,建立健全用海工程项目施工与运营期的跟踪监测和后评估制度。
加强工程海洋环境风险管理,完善海洋环境突发事件应急机制,加强赤潮、绿潮、海上溢油、核泄漏等海洋环境灾害和突发事件的监测监视、预测预警和鉴定溯源能力建设。
3.6推进海洋防灾减灾科技创新与队伍建设
加强海洋防灾减灾理论、方法和技术手段研究,建立健全海洋观测预报科技标准体系,制定或修订海洋灾害风险区有关技术方面的国家标准和行业标准,建立观测预警报国际合作交流平台,借鉴国外海洋防减灾的先进经验和方式,加快国外观测预报技术的引进、消化和吸收,结合实际力争自主创新。
加强海洋灾害专业教育和继续教育,构建多层次、有针对性的技术交流和人才培训制度。
地方预报机构人员要定期到国家或海区预报机构学习,加强与系统外先进业务体系和科研机构的交流与合作,全面提升海南海洋观测预报队伍的业务能力和水平。
3.7开展海洋防灾减灾意识宣传
海南各沿海地区、各有关部门要深入持久地开展《海洋观测预报管理条例》等海洋法规的宣传教育活动,深刻认识海洋观测预报的重要地位和加强海洋防灾减灾管理工作的必要性与紧迫性。
沿海地区群众、涉海行业干部职工要学习海洋知识,关心海洋事务,尊重海洋规律。
海南新闻媒体应当发挥好舆论的信息、教育和监督作用,以多种方式普及宣传海洋知识,在全社会形成关注海洋防灾、支持海洋防灾的良好氛围,为地方海洋观测预报业务发展水平的不断提高奠定良好的社会基础。
3.8加大海洋防灾减灾工作的投入
沿海各级地方政府应根据所辖行政区域海洋防灾减灾业务工作的需要,加大人力物力财力投入,加强防灾减灾基础设施的建设和专业设备的配置及专业人员的培训,完善现有省级海洋预报机构编制,在重要岸段新建一批海洋观测基础设施。
将海洋防灾减灾管理与能力建设纳入地方年度财政经费预算,建立海洋防灾减灾工作长效财政投入机制,并根据防灾减灾工作的拓展和深化,保持逐年稳定增加的趋势。
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