海岸侵蝕脆弱性評(píng)估模型構(gòu)建及其應(yīng)用研究

1、海岸侵蝕脆弱性評(píng)估模型構(gòu)建及其應(yīng)用研究海岸帶是陸地與海洋交互作用的地帶 , 對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)開展和自然生態(tài)環(huán)境 都具有重大的價(jià)值。 海岸帶系統(tǒng)在外界動(dòng)力 如波浪、潮汐等 的作用下演變特征 復(fù)雜, 而日益增強(qiáng)的人類活動(dòng)與之疊加那么會(huì)導(dǎo)致海岸帶演變更趨復(fù)雜。隨著海平面上升,河流入海通量減少 ,風(fēng)暴頻率增多,海岸圍墾活動(dòng)加強(qiáng) ,導(dǎo) 致海岸侵蝕日益加劇。面對(duì)海岸侵蝕 , 需要針對(duì)不同空間尺度海岸侵蝕脆弱性制 定不同的管理政策。國(guó)內(nèi)海岸侵蝕研究主要聚焦于侵蝕成因分析與侵蝕強(qiáng)度評(píng)估研究 , 對(duì)海岸侵 蝕脆弱性沒有明確定義 , 海岸侵蝕脆弱性評(píng)估較少 ,而且都是單一空間尺度的海 岸侵蝕脆弱性評(píng)估 ,忽略了人類

2、活動(dòng) 人工海岸建設(shè) 對(duì)海岸侵蝕脆弱性影響 , 且 評(píng)估方法存在缺乏。 針對(duì)以上缺乏 ,本文以海洋科學(xué)、 地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、災(zāi)害學(xué)、 數(shù)理和模糊數(shù)學(xué)等學(xué)科理論根底為指導(dǎo) , 在已有的海岸侵蝕脆弱性和海岸脆弱性 研究根底之上 , 重點(diǎn)考慮人類活動(dòng) 人工海岸建設(shè) 對(duì)海岸侵蝕脆弱性影響 , 建立 地方級(jí)和區(qū)域級(jí)海岸侵蝕脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系。針對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)分級(jí)存在的缺乏 , 創(chuàng)新性采用啟發(fā)式高斯云變換分級(jí)方法 ;針 對(duì)評(píng)估過程中存在的不確定性 隨機(jī)性和模糊性 , 選取模糊集理論模型和多維高 斯云模型作為評(píng)估模型。 通過野外調(diào)查和資料收集充分獲取評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)的根底 上,根據(jù)評(píng)估原那么之一 數(shù)據(jù)的可獲取性 和福建

3、尤其廈門 海岸高速開展現(xiàn)狀 大量人工海岸修建 , 選擇廈門和福建作為研究案例 , 對(duì)廈門 多維高斯云模型 和福建海岸 模糊集理論模型和多維高斯云模型 進(jìn)行地方級(jí)和區(qū)域級(jí)海岸侵蝕 脆弱性評(píng)估 , 以期完善海岸侵蝕脆弱性評(píng)估理論和方法體系 ,提高評(píng)估的科學(xué)合理性, 并為不同尺度海岸減災(zāi)防災(zāi)和海岸帶綜合規(guī)劃提供科學(xué)指導(dǎo) ,從而實(shí)現(xiàn)海 岸帶可持續(xù)開展。主要得到以下認(rèn)識(shí) :(1) 在已有的海岸侵蝕脆弱性和海岸脆弱性研究根底上 , 本文將海岸侵蝕脆弱性定義為 : 在一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景下 , 海岸在侵蝕災(zāi)害范疇 , 系統(tǒng)易于受到損害的程度和從侵蝕影響中的恢復(fù)和適應(yīng)能力。 重點(diǎn)考慮了人工海 岸建設(shè)對(duì)海岸侵蝕脆

4、弱性影響 , 從海岸特征、海岸動(dòng)力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)三方面建立了 區(qū)域級(jí)和地方級(jí)海岸侵蝕脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系 ,兩個(gè)尺度指標(biāo)體系當(dāng)中 , 首次提 出海岸緩沖能力作為重要指標(biāo)評(píng)估地方級(jí)尺度人工海岸和自然海岸抗侵蝕狀態(tài) , 人工岸線比例作為反映區(qū)域級(jí)人工海岸抗侵蝕狀態(tài) , 彌補(bǔ)了在進(jìn)行海岸侵蝕脆弱 性評(píng)估沒有重點(diǎn)考慮人工海岸建設(shè)影響這一缺乏。(2) 首次將啟發(fā)式高斯云變換方法應(yīng)用于海岸侵蝕脆弱性指標(biāo)數(shù)據(jù)分級(jí)當(dāng)中 并首次通過 Python 程序語言編寫啟發(fā)式高斯云變換程序 , 提高了數(shù)據(jù)分級(jí)效率。 啟發(fā)式高斯云變換數(shù)據(jù)分級(jí)方法優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)方法 ,是一種軟分級(jí) ,反映了數(shù) 據(jù)復(fù)雜的空間分布特征 ,脫離了傳統(tǒng)

5、(比方標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法 )“硬分級(jí)的束縛,更科 學(xué)合理。(3) 首次將多維高斯隸屬云函數(shù)應(yīng)用于海岸侵蝕脆弱性指標(biāo)數(shù)據(jù)合成當(dāng)中 , 很好地解決了評(píng)估過程中存在的不確定性。多維高斯云模型理論建模少 , 計(jì)算過 程簡(jiǎn)單,減少了屢次合成運(yùn)算的信息喪失使得評(píng)估結(jié)果更為科學(xué)合理 , 更適用于 海岸侵蝕脆弱性評(píng)估研究。(4) 不同尺度海岸侵蝕脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系之間存在一定差異 , 其中區(qū)域級(jí) 和地方級(jí)指標(biāo)存在完全差異的指標(biāo)有海岸高程、 海岸坡度、 相對(duì)海平面變化和潮 差；完全沒有差異的指標(biāo)有平均波高、人均GDF和一般公共預(yù)算支出；其他地方級(jí) 和區(qū)域級(jí)指標(biāo)彼此既有相關(guān)聯(lián)系又存在區(qū)別。 上述差異是由不同尺度海岸侵蝕

6、脆 弱性評(píng)估體系、不同尺度數(shù)據(jù)可獲取性和精度以及不同尺度管理需求等原因?qū)е?的。(5) 根據(jù)多維高斯云模型對(duì)福建和廈門海岸侵蝕脆弱性評(píng)估結(jié)果可知 :1) 區(qū) 域級(jí)評(píng)估結(jié)果 : 福建海岸侵蝕脆弱性高和很高等級(jí)主要分布在福州市轄區(qū)、福州 平潭縣、莆田市轄區(qū)、莆田仙游縣、泉州石獅市和廈門市轄區(qū) , 這些區(qū)域需要引 起海岸管理者注意 ,主要是加強(qiáng)這些岸段對(duì)海岸侵蝕適應(yīng)能力 , 比方增強(qiáng)海岸防 護(hù)能力,進(jìn)行軟質(zhì)護(hù)岸和生態(tài)護(hù)岸。 2)地方級(jí)評(píng)估結(jié)果 :廈門海岸侵蝕脆弱性高和 很高等級(jí)主要分布在島內(nèi)廈門港到杏林海堤岸段和游艇碼頭岸段 , 島外海滄港岸 段和杏林海堤西側(cè)岸段 , 島內(nèi)曾厝垵岸段 , 白石炮臺(tái)岸段 , 黃厝岸段和觀音山岸段 這些岸段需要加強(qiáng)海岸警戒線內(nèi)海岸根底設(shè)施保護(hù)以增強(qiáng)人工海岸抗侵蝕能力。綜上所述, 本文所建立的海岸侵蝕脆弱性評(píng)估理論和方法體系 ,可運(yùn)用在不 同空間尺度的案例研究中 ,且