南黃海輻射沙脊群

潮流沙脊群是大陸架淺海大型的海底堆積體，分布于有豐富砂質(zhì)沉積與強(qiáng)潮流作用的大陸架淺海域。南黃海處于半封閉淺海，太平洋前進(jìn)潮波與黃海駐潮波輻聚、輻散，海區(qū)內(nèi)潮差變化大，潮流作用強(qiáng)，在古河口、古河道砂質(zhì)富聚區(qū)，具備有形成潮流沙脊群的良好條件。

南黃海輻射沙脊群是世界罕見的大型水下泥沙堆積體，具有獨(dú)特的動(dòng)力地貌組合。利用1988-1995年的LANDSATTM遙感影像，ERS1SAR影像及1979年編繪地形資料，綜合應(yīng)用GIS與遙感方法，對(duì)這一區(qū)域在20世紀(jì)80-90年代的變化及演變趨勢作出分析，其基本演變特征與趨勢表現(xiàn)為；沙脊群樞紐地區(qū)處于不斷的增長，擴(kuò)張過程；南部區(qū)域堆積與侵蝕作用較弱，沿岸潮灘向海淤進(jìn)；而北部區(qū)域變化較強(qiáng)烈，并繼續(xù)脊槽相間的模式，所取得的結(jié)果與該區(qū)域動(dòng)力地貌研究結(jié)果相吻合。^[1]

南黃海輻射沙脊群 演變趨勢

南黃海輻射狀沙脊位于現(xiàn)代長江三角洲以北、舊黃河三角洲以南的蘇北岸外淺海區(qū)，大致以港為頂點(diǎn)向海呈輻射狀分布，其規(guī)模巨大，形態(tài)特殊，且具北大南小的明顯不對(duì)稱格架，在國內(nèi)外罕見。自南黃海輻射狀沙脊被發(fā)現(xiàn)、尤其是江蘇省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查揭示其全貌并同時(shí)測得輻射狀沙脊區(qū)存在輻射狀潮流場以來，對(duì)其成因一直存在爭論。爭論的本質(zhì)在于究竟是海底具輻射狀雛形的古長江河口壩或古長江水下三角洲、或長江口向東南方向偏移，延伸到一定程度才具備的局部港海灣輪廓決定了輻射狀潮流場的存在，還是由東中國海潮波系統(tǒng)與東中國海海岸輪廓決定，從冰后期海侵開始影響本區(qū)、或從7000年前以來就一直存在的輻射狀潮流場決定了南黃海西部輻射狀沙脊的形成。

采用二維潮流數(shù)學(xué)模型，用ADI數(shù)值方法，計(jì)算了冰后期7000aB.P.、6000aB.P.、3800aB.P.、公元8世紀(jì)以及公元11世紀(jì)5期古岸線與現(xiàn)代岸線條件下渤、黃、東海的潮汐、潮流，探討了輻射狀潮流場與輻射狀沙脊的成生關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，用Bagnold推移質(zhì)與懸移質(zhì)單寬輸沙率公式的修正式計(jì)算了冰后期最大海侵，約7000aB.P.時(shí)古長江河口灣及其周圍海域的泥沙輸運(yùn)場，并根據(jù)泥沙輸運(yùn)率散度得出了海底沖淤格局。然后，從沉積動(dòng)力學(xué)角度，初步探討了南黃海輻射狀沙脊的成因。根據(jù)所取得的研究成果，得出：

南黃海輻射狀沙脊區(qū)的輻射狀潮流場從冰后期最大海侵至今一直存在，相當(dāng)穩(wěn)定，并沒有因江蘇海岸及長江河口灣的變遷而發(fā)生根本變化。之所以如此，是因?yàn)殚L江口、蘇北岸外的獨(dú)立駐潮波系統(tǒng)從冰后期最大海侵到現(xiàn)在一直穩(wěn)定地存在著。該獨(dú)立駐潮波系統(tǒng)是太平洋進(jìn)入東中國海的前進(jìn)潮波在山東半島、朝鮮半島以及江蘇岸線構(gòu)成的特定邊界下傳播時(shí)的必然產(chǎn)物，并不會(huì)因?yàn)榻K海岸線的局部改變而發(fā)生本質(zhì)變化。山東半島基巖古陸對(duì)東中國海前進(jìn)潮波的反射作用對(duì)南黃海輻射狀潮流場的形成至關(guān)重要。只要山東半島這塊基巖古陸存在，就會(huì)在南黃海西側(cè)形成輻射狀潮流場，也就有輻射狀沙脊的發(fā)育、存在。南黃海輻射狀潮流場宏觀格局的形成、存在不受局部海底地形的控制，與局部海底地形無關(guān)；與局部的港海岸輪廓變化也無關(guān)。冰后期最大海侵以來，潮流輻聚、輻散的頂點(diǎn)從長江河口灣移到東臺(tái)，又從東臺(tái)移到港，今后還會(huì)移動(dòng)。既然南黃海輻射狀潮流場從冰后期最大海侵至今一直穩(wěn)定地存在著，則能否形成輻射狀沙脊取決于物源。在有充足泥沙供應(yīng)的條件下，不論供沙方式如何，都將是輻射狀潮流場形成輻射狀沙脊。因此，南黃海輻射狀沙脊就其成因可定名為輻射狀潮流脊。在冰后期以前的地質(zhì)歷史時(shí)期，只要東中國海陸架上的海侵達(dá)到一定范圍，也會(huì)在南黃海西側(cè)形成輻射狀潮流場，由輻射狀潮流場形成輻射狀沙脊。在地質(zhì)歷史時(shí)期，輻射狀沙脊的輻聚點(diǎn)會(huì)隨潮流輻聚、輻散頂點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)。

冰后期最大海侵時(shí)，在潮汐、潮流作用下，經(jīng)歷一個(gè)潮周期后，古長江河口灣及其周圍海區(qū)所有運(yùn)動(dòng)著的泥沙具有相同的凈輸運(yùn)方向，即自南東、東方向的外海向河口灣內(nèi)凈輸運(yùn)；泥沙粒徑較小時(shí)，外海泥沙主要向古長江河口灣內(nèi)凈輸運(yùn)的同時(shí)，有一小部分泥沙向蘇北岸外呈北東-南西向的帶狀空白區(qū)凈輸運(yùn)。任何一種粒徑的泥沙，其懸移輸運(yùn)量總大于其推移輸運(yùn)量；小粒徑泥沙，其懸移輸運(yùn)量、推移輸運(yùn)量、懸移輸運(yùn)量與推移輸運(yùn)量之比皆大于大粒徑者。冰后期最大海侵時(shí)，所有粒徑的泥沙，不論懸移輸運(yùn)還是推移輸運(yùn)都在古長江河口灣內(nèi)及其周圍海區(qū)，尤其是古長江河口灣北東方向的海區(qū)發(fā)生淤積，而在河口灣的東、東南方向海區(qū)發(fā)生沖刷。海底的沖淤格局與泥沙輸運(yùn)場一致。冰后期最大海侵時(shí)泥沙的輸運(yùn)、淤積必然導(dǎo)致古長江河口灣的不斷充填，長江陸上與水下三角洲的不斷建造，古長江河口灣北東方向海區(qū)輻射狀沙脊雛形的發(fā)育。此時(shí)的泥沙主要由長江供給。外海的潮汐、潮流為古長江河口灣的充填、長江三角洲的建造提供了必要而又有利的水動(dòng)力條件。只有當(dāng)古長江河口灣充填到幾近淤?zèng)]，輻射狀潮流場控制長江通過河口灣入海的擴(kuò)散泥沙與改造冰后期河口灣存在時(shí)形成的長江水下三角洲才會(huì)形成具有一定規(guī)模的輻射狀沙脊。          

由于至少自冰后期最大海侵以來，長江口、蘇北近海就具備輻射狀沙脊發(fā)育所必需的兩個(gè)基本條件：具有一定強(qiáng)度并長期穩(wěn)定的輻射狀潮流場的存在與充足的泥沙供應(yīng)，因此，南黃海輻射狀沙脊的形成是必然的。黃河從蘇北奪淮入海前，形成輻射狀沙脊的物質(zhì)主要來自古長江經(jīng)過河口灣的擴(kuò)散泥沙與冰后期形成的長江水下三角洲，其中后者占絕對(duì)優(yōu)勢，它們構(gòu)成冰后期形成的輻射狀沙脊的基底。這段時(shí)期的輻射狀沙脊由輻射狀潮流場主要改造冰后期河口灣存在時(shí)發(fā)育的長江水下三角洲提供的巨量松散沙而形成，推斷這段時(shí)期形成的輻射狀沙脊的頂點(diǎn)大致在東臺(tái)一帶。黃河從蘇北奪淮入海后，供應(yīng)輻射狀沙脊成長的物質(zhì)主要為黃河來沙，尤其是沙脊北部，沙脊南部仍主要受長江來沙影響?，F(xiàn)今南黃海輻射狀沙脊的巨大規(guī)模和其北大南小的不對(duì)稱格架與黃河從蘇北奪淮入海期間供應(yīng)的巨量泥沙密切相關(guān)。

南黃海輻射沙脊群

 冰后期南黃海輻射狀沙脊的形成演變過程大致分為五個(gè)階段：
（1）從冰后期海侵開始影響本區(qū)到最大海侵，主要為控制輻射狀沙脊形成的具有一定強(qiáng)度的輻射狀潮流場的形成；
（2）從冰后期最大海侵到約3800aB.P.，主要為古長江河口灣的充填、長江三角洲的建造、輻射狀沙脊雛形的發(fā)育；
（3）從3800aB.P.到黃河從蘇北奪淮入海前，主要為大致以東臺(tái)為頂點(diǎn)、具有一定規(guī)模、南部與北部基本對(duì)稱的輻射狀沙脊的形成；
（4）黃河從蘇北奪淮入海到黃河北歸，主要為蘇北岸線向海迅速推進(jìn)，在蘇北陸上形成埋藏潮流脊，水下輻射狀沙脊北部迅速生長，在形體大小與數(shù)量上大大超過沙脊南部，形成現(xiàn)今規(guī)模巨大且具北大南小不對(duì)稱格架的南黃海輻射狀潮流脊；
（5）從黃河北歸至今，主要是沙脊自身的調(diào)整，沙脊外緣遭受侵蝕，沙脊根部加積淤高，由于外蝕內(nèi)淤使整個(gè)輻射狀沙脊呈現(xiàn)向南東方向遷移的趨勢。
總之，冰后期南黃海輻射狀沙脊的形成經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的歷史過程。其形成模式為從冰后期最大海侵到黃河奪淮入海之前這段時(shí)期，由輻射狀潮流場主要改造冰后期河口灣存在時(shí)發(fā)育的長江水下三角洲的巨量松散沙而形成輻射狀沙脊的基底；黃河從蘇北奪淮入海至黃河北歸、再到現(xiàn)在這段時(shí)期，由黃河、長江自南、北兩側(cè)不同程度地供應(yīng)泥沙促使輻射狀沙脊成長、壯大以及調(diào)整。其形成與冰后期海侵、東中國海潮波系統(tǒng)以及東中國海海岸輪廓決定的具有一定強(qiáng)度、并長期穩(wěn)定的輻射狀潮流場密切相關(guān)；與歷史時(shí)期長江、黃河對(duì)該區(qū)的供沙狀況密切相關(guān)。其形成是我國東部長江三角洲與蘇北濱海地區(qū)海陸相互作用過程的特定地質(zhì)歷史階段的必然產(chǎn)物。

中國擬在江蘇沿海建超大型人工島

國科學(xué)家正在研究如何利用江蘇沿海特有的輻射沙脊群，開發(fā)建設(shè)總面積約1000平方公里的2個(gè)超大型人工島，并以此為依托開發(fā)周邊的優(yōu)良港口資源，該項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)1645萬元。

從“南黃海輻射沙脊群空間開發(fā)利用及環(huán)境生態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)”啟動(dòng)會(huì)上獲悉，受特定的潮流環(huán)境影響，江蘇沿海中部形成了約2．5萬平方公里的呈輻射狀的海底沙丘群，造就了世界上規(guī)模最大的輻射沙脊群——南黃海輻射沙脊群。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院院長高抒介紹說，對(duì)南黃海輻射沙脊群的綜合利用，不僅將大大增加土地面積，而且將“一勞永逸”地解決江蘇缺乏大型優(yōu)良海港的發(fā)展瓶頸。

《江蘇省沿海地區(qū)綜合開發(fā)戰(zhàn)略研究》提出，江蘇海岸中部的輻射沙脊群是寶貴的土地資源，沙脊群間的深水潮流通道是重要的天然海港港址資源。南黃海輻射沙脊群海區(qū)水動(dòng)力及地質(zhì)地貌復(fù)雜多變，如何以人工島方式科學(xué)地開發(fā)利用，是江蘇沿海地區(qū)開發(fā)戰(zhàn)略能否成功實(shí)施的關(guān)鍵問題之一。

據(jù)介紹，這個(gè)海洋公益性項(xiàng)目承擔(dān)單位為南京大學(xué)，協(xié)作單位包括中國科學(xué)院海洋研究所、中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、河海大學(xué)等8家單位，實(shí)施時(shí)間為2010年至2014年。項(xiàng)目以“東沙”和“高泥”兩個(gè)人工島為示范基地，研究強(qiáng)潮環(huán)境下以潮流脊為依托建設(shè)人工島的技術(shù)，提出交通、防災(zāi)和環(huán)境生態(tài)保護(hù)的措施。

“目前，很多國家都在加強(qiáng)海洋科技的研究，加拿大、韓國等已經(jīng)成功進(jìn)行人工島的建設(shè)?！备呤惚硎?，作為江蘇沿海開發(fā)戰(zhàn)略的重要組成部分，如果一切進(jìn)展順利，“東沙”和“高泥”兩個(gè)超大型人工島將于2020年左右