2016年01月13日 星期三

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海平面上升,不可忽视的海洋地质灾害

——海洋地质调查专家详解科学应对海平面上升

来源:中国国土资源报 作者:高慧丽 陈惠玲 张淑胜 蔡云龙 发布时间:2017-04-25

 

沿海地区土地受海水侵蚀发生海岸崩塌

国家海洋局近期发布的《2016年中国海平面公报》显示,2016年中国沿海海平面比2015年高38毫米,达1980年以来的最高位。而且,中国沿海近五年的海平面均处于30多年来的高位。受气候变化和海平面上升累积效应等多种因素的影响,辽宁、河北和海南等省的海岸侵蚀范围加大,辽宁、河北和山东等省的海水入侵较重,高海平面加剧了浙江、福建和广东等地的风暴潮与洪涝灾害。

是什么原因导致了近年来海平面的快速上升?面对海平面上升带来的各种危害,应如何应对?记者近日走访了中国地质调查局相关海洋地质专家。

全球气候变暖是海平面上升的根本因素

“全球气候变暖是海平面上升的最根本因素。”中国地质调查局广州海洋地质调查局海洋环境地质与工程地质调查所副所长、教授级高级工程师夏真告诉记者。

据夏真介绍,工业革命以来,人类大量使用燃料导致温室效应,全球气温逐渐上升,直接导致海水膨胀、极地冰盖和冰川融化,从而引起全球海平面上升。据研究,当温度为25摄氏度时,水温每增加1摄氏度,100米厚的海水层就将膨胀约0.5厘米。菲律宾马尼拉海域热膨胀导致海平面上升的因素所占比重约为1/3。此外,全球气候变暖导致格陵兰冰原和南极冰盖,以及山地冰川的加速融化也是造成海平面上升的主要原因之一。据估计,过去十年格陵兰冰原平均每年融化约3.03万亿吨,南极冰盖平均每年融化1.18万亿吨,格陵兰冰原所拥有的水量足以让海平面上升约7.62米。此外,许多小型陆地冰川也在加速融化,尤其高山冰川的融化速度明显超过大型冰盖,山地冰川融化在海平面上升的所有因素中所占比重约达1/3。

2016年我国沿海地区的海平面高位上升,有全球气候变暖引起海平面上升的背景,同时更是受到2015~2016年的极端厄尔尼诺—拉尼娜事件影响。中国地质调查局青岛海洋地质研究所副总工程师、海岸带综合地质调查工程首席专家印萍表示,受2015年夏季开始并在冬季达到最强的厄尔尼诺事件影响,包括我国沿海在内的西太平洋海面温度降低,海平面上升幅度小,总体低于往年水平;2016年夏季受拉尼娜事件影响,西太平洋岸海水温度持续升高,海平面达到了历史新高。这是自上世纪80年代以来最强的厄尔尼诺—拉尼娜事件,导致我国沿海海平面异常,处于近30年来的最高位。

中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室主任、天津地质调查中心二级研究员王宏则指出,具体到某一地区,海平面上升的原因还有地质因素(新构造下沉)、人为因素(抽取地下水引起的地面下沉)等局地因素,在多种复杂因素的共同作用下,引起相对海面上升。

据夏真介绍,广东沿海的湛江市、海康城月镇、东莞麻涌、潮州南龙湖、汕头北下棠、潮阳西北西胪、海丰可塘等地均发生不同程度的地面沉降。其中,湛江市地面沉降最大区累计可达110.35毫米。珠三角沿海地区软土地基分布广泛、厚度大,也易造成地面沉降。

此外,专家们还表示,区域海平面变化还受局地海温、海流、风、气温、气压、降水和径流变化等水文气象要素的影响,气温和海温升高、气压降低,海平面会突然升高。如低气压、强台风引起增水或风暴潮现象,风暴潮将海水推入封闭港湾也会导致海平面异常升高。

海平面的加速上升加剧了海洋灾害致灾程度

海平面的加速上升,已经成为海岸带的重大灾害。

印萍指出,海平面上升将直接导致沿海地区低地被淹没和土地资源损失。而与海平面上升相伴的,还有台风强度、频率增加和降雨增多,从而加剧沿海地区风暴潮、海岸侵蚀、洪涝、泥石流等灾害,并引起河口内涝、海水入侵、土壤盐渍化、湿地生态系统退化等一系列问题。长期海平面上升还会影响城市排水系统、海堤和港口码头等安全标准。我国环渤海、长江三角洲和珠江三角洲沿海低地和河口地区受海平面上升和风暴潮影响最大。

“珠江三角洲绝大部分地区海拔高度不到1米,现有约13%的土地在海平面以下,若海平面再涨400毫米,那么珠三角1/4土地或变成海的一部分。”夏真介绍,渤海和黄海沿岸受海水入侵的威胁最大,珠江三角洲地区也多受海水入侵困扰。2014年珠江口共监测到咸潮入侵8次,影响最严重、持续时间最长的咸潮入侵达15天。辽宁、河北、天津和山东等沿海地区由于海平面上升出现了严重的土壤盐渍化。

海平面上升不仅会加剧风暴潮灾害,增加超级台风出现的频率,还会加大洪涝灾害的威胁。当遇到天文大潮和季节性涨潮时,本已升高的海平面威力大幅增加,使潮水暴涨,影响区域更广,危害更大,原有的防潮工程功能减弱,海潮甚至冲毁海堤,吞噬码头、工厂、城镇和村庄。2008年,热带风暴“纳尔吉斯”袭击缅甸,风暴潮、巨浪和高海平面共同作用,酿成严重灾害,超过12万人遇难,约200万人受灾。2014年,广东省海域共发生风暴潮3次,造成全省直接经济损失60.41亿元。王宏也指出,上海、广州及天津这样的沿海大城市和沿海低地地区,特别是包括辽东湾、渤海湾、黄河三角洲、莱州湾、苏北沿海、长三角、杭州湾、闽浙小海湾及珠三角等泥质海岸带地区,因海面上升,使得致灾大潮高水位和风暴潮危害增强,沿海地区被高水头海水淹侵的程度和发生频率大大增加。

海平面上升还造成海岸侵蚀严重。海平面上升,海洋动力作用加强,使得海岸侵蚀加剧,特别是砂质海岸受害更大。海水易对堤岸下的海砂冲刷侵蚀,造成海岸坍塌后退。资料表明,我国70%的砂质海岸被侵蚀后退,有的海岸每年“后退”数米甚至数十米。深圳惠深沿海高速公路土洋收费站附近280米长的岸段受侵蚀,2010~2014年最大侵蚀距离为18.7米,平均侵蚀距离9.5米,建在岸边的篮球场完全消失。汕头潮阳区龙虎湾岸段侵蚀严重,导致部分堤坝崩塌,建筑物严重损坏,部分房屋墙角被掏空成为危房。

科学应对海平面上升及其带来的各种危害

海平面上升虽然是缓发性海洋灾害,但随着全球气候变暖的加剧,对沿海地区经济社会发展以及公众的生产生活的影响越来越大。如何应对?

印萍建议,一是应加强海平面上升观测系统建设,开展海平面上升、风暴潮灾害预测和沿海地区灾害风险评估,制定风险区划和减灾防灾战略;二是提高河口三角洲和沿海低地平原区防洪排涝标准,海岸防洪堤、港口码头和沿海城市重大基础设施规划建设应充分考虑海平面上升因素,并根据海平面变化趋势及时调整防洪标准和采取措施;三是开展海岸生态系统建设和滩涂修复,扩大红树林等滨海湿地面积,开展滩涂修复和养护,提高海岸带自然生态系统应对海平面上升的能力;四是严格控制沿海地区地面沉降,减缓相对海平面上升;五是完善海岸带避让制度,预留海平面上升的海岸空间,避免在高风险的避让线内建设重大工程和重要基础设施等。

夏真指出,要充分考虑海平面上升影响,重新修订城市防潮排涝标准,减少海岸及海堤侵蚀冲刷程度,提升河道排涝能力,以适应海平面上升。加强地面沉降监测,合理开发地下水资源,有效控制地面沉降,减缓相对海平面上升。在咸潮影响严重区,根据海平面上升幅度及季节变化情况,合理调配淡水资源,调整供水对策,保障供水安全。合理开发利用海岸,避免大规模破坏生态系统的开发活动,为滨海湿地、红树林、芦苇等滨海生态系统提供良好的生存环境及发展空间,提高其抵御和适应海平面上升的能力。科学围填海,保护滩涂资源,减缓海水对海岸的侵蚀冲刷。加强侵蚀岸段治理,保护海岸。修建加高加固围堤或其他防护工程,在围堤外侧种植红树林水草等植被,开展生态修复,构建生态系统与围堤相结合的立体防护网;采用人工补沙或固沙工程,建设沿海防护林,维护海岸沙丘及沙滩,科学应对海平面上升影响。开展海洋环境应对气候变化的响应监测工作,加强风暴潮、海啸、咸潮、海岸侵蚀、海水入侵和土壤盐渍化等海洋灾害的立体化监测,建立监测数据实时采集、处理、风暴潮预报的信息服务网络系统,强化海平面上升和相关海洋灾害的预警预报服务,全面提高沿海地区防御海洋灾害能力。在沿海地区向公众大力宣传保护海洋的重要性,开展海平面上升危害的科普活动,增强公众对海平面上升以及风暴潮、咸潮等海洋灾害的防范意识,使大家自觉保护海洋环境,监督海岸带开发活动,避免无序非法用海。

王宏则建议,参照联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的海面上升预测方法,做出不同的预案(包括最坏的);在具体政策的制定上,汲取世界其他国家的经验,预先在保险业等相关领域开展调研与试点,例如提高海岸带开发的税收用于成立海面上升保险储备金等;广泛开展科普宣传,提高大众与传媒的认知。

中国地质调查局将开展海平面上升专题调查研究

中国地质调查局长期关注海平面上升调查研究工作,在我国海岸带重点岸段开展海平面上升灾害风险评估和区划,调查海堤标高和地面沉降速率,开展海平面上升、海岸侵蚀和风暴潮灾害调查,研究滨海湿地和岸滩修复技术,制定了重要沿海城市和临港工业区应急减灾方案等。在“十三五”开始实施的海岸带综合地质调查工程中,将开展应对海平面上升专题调查和战略研究,在全国重点海岸带地区开展涵盖海平面上升影响调查研究的海岸带环境地质工作,编制重点区灾害风险区划,支撑服务沿海区域建设规划、港口核电等重大工程安全、减灾防灾等国土资源管理工作。

据夏真介绍,广州海洋地质调查局自1998年开始,先后在广东大亚湾、大鹏湾、珠江口、北部湾广西近岸、福建平海—浮叶海域,以及海南乐东—陵水海域开展了海岸带环境地质调查研究,对海岸带的环境地质问题、滨海湿地(尤其是红树林)的生态环境、海岸侵淤及动力沉积作用、海水温度盐度和水质环境及海洋工程对环境地质影响等进行了较为系统的调查分析。近年来,为应对海平面上升影响及海岸带环境变化,广海局加强了对海岸带地区的地下水、咸水入侵及海滩稳定性监测,设立了《北部湾等重点海岸带综合地质调查》项目,在广西和海南沿岸有重点地选择调查基线,采用多学科立体式的调查技术,进行了约10余年的地质环境调查监测工作,建立了“三位一体”海水入侵监测系统,长期有效监测,定时采样分析;与海岸蚀淤监测剖面及调查基线结合,形成“陆海一体”监测体系。

王宏指出,要加强海岸带、特别是最易受海面上升影响的泥质海岸带地质工作;开展综合调查与监测,包括查明海岸线蚀淤、围海造陆区块稳定性、地下水位与水质变化、毗邻浅海区地质环境变化,以及新构造活动等,并重视相关基础科学研究。王宏强调,在地质历史时期海平面变化研究方面,国内的整体水平明显落后,尤其对于地质历史时期海面变化的背景情况、变化规律与预测研究几乎为空白,是当前亟待加强的研究领域。在应用地质方面,要主动介入海岸带重大工程(如围海造陆)的地质环境评价工作,提供高水平的公益性地质成果。