Sistema de índice geológico ambiental de cambio de costa
1. Sistema de indicadores de sondeo de cambios de línea costera
La zona costera es un sistema complejo La formación y evolución del entorno geológico en la zona costera provienen principalmente de tres aspectos de factores dinámicos. : ① Poder interior de la tierra. Se manifiesta principalmente como el levantamiento y movimiento horizontal de la corteza terrestre. ② Poder extraterrestre. Como los cambios en el nivel del mar causados por el clima, los efectos de la intemperie como la luz, el agua y el viento, y los efectos de la gravedad como la erosión, el transporte y la sedimentación. ③Las actividades de ingeniería humana se han convertido en una fuerza importante que afecta y transforma el entorno geológico de las zonas costeras.
La evolución del entorno geológico de la zona costera se concentra en los cambios recíprocos del litoral. Por lo tanto, al estudiar las reglas de formación y evolución del entorno geológico costero, nos centramos en estudiar las reglas de evolución de los cambios de la costa de mi país, tomando los principales factores que influyen, los patrones de movimiento y los principales peligros causados por los cambios de la costa como línea principal para establecer el modelo marco "influencia-estado-resultado" (CSR), construir un sistema de índice geológico de estudio para los cambios en la costa de mi país para reflejar las reglas de evolución, los procesos y las consecuencias del entorno geológico costero de mi país, combinados con el impacto de las actividades humanas en y las consecuencias finales de la degradación ambiental en el entorno de vida humana. Desde la perspectiva de las geociencias, se extraen tres categorías principales de indicadores: indicadores de impacto, indicadores de estado e indicadores de resultados de cambios en la costa. Cada tipo de indicador se divide en tres niveles. Los indicadores de tercer nivel son mensurables y se utilizan para el seguimiento. Se puede utilizar para realizar trabajos de prospección geológica en las zonas costeras de mi país. Estandarizar los estudios del entorno ecológico costero y comprender científicamente el entorno geológico de las zonas costeras. En última instancia, proporciona una base geológica para la planificación y gestión científica de los entornos costeros.
Tabla 6-2 Estructura marco del sistema de índice geológico ambiental de cambio de línea costera
(1) Selección de indicadores de impacto
El cambio de línea costera es el entorno externo del entorno ecológico costero sistema ambiental El fenómeno de la función del sistema cambia bajo la influencia del poder. La forma y el grado del cambio dependen, en primer lugar, de la propia costa y, en segundo lugar, del tipo, intensidad y frecuencia de la energía.
Los indicadores de impacto analizan principalmente las causas y factores que afectan los cambios en la costa de mi país a través de los datos de investigación existentes y las especificaciones sobre los cambios en la zona costera. Los indicadores de impacto se dividen en dos categorías: condiciones geológicas de la zona costera y factores de influencia dinámica. .
La primera categoría son las condiciones geológicas, que son las causas internas de los cambios en la costa bajo la influencia de diversos factores dinámicos. Incluyendo la litología, la topografía y los accidentes geográficos; la composición material y la forma de la costa controlan la capacidad de la costa para resistir la erosión.
Litología: El contorno básico de la costa de mi país se formó hace 6.000 a 5.000 años. A lo largo de miles de años, aunque el lecho rocoso de la costa ha experimentado cambios en la erosión o acumulación, los cambios han sido relativamente pequeños. Las secciones costeras expuestas se han erosionado sólo de decenas a cientos de metros, formando una serie de accidentes geográficos de acumulación: bancos de arena costeros, arena. los asadores, los bancos de arena conectados por islas, etc. no han cambiado el contorno básico de la costa de lecho rocoso; sólo algunas costas planas tienen ciertas diferencias con la forma de la costa actual. La costa baja, especialmente el tramo de ribera por donde discurren los grandes ríos, ha sufrido importantes cambios a lo largo de los períodos históricos. Esto es especialmente evidente en el delta del río Amarillo. Cerca de la desembocadura del canal principal de agua, la costa avanza a un ritmo de varios miles de metros por año; después del desvío, la tasa de erosión aquí puede alcanzar varios cientos de metros por año;
El tipo de origen, la litología y la edad de los sedimentos cuaternarios costeros y la composición de los materiales sedimentarios modernos pueden ayudar a comprender la evolución del entorno sedimentario y las leyes de la erosión y sedimentación de los sedimentos. Algunas microformas terrestres, como los bancos de conchas, la ubicación de manglares y arrecifes de coral, pueden remontarse al entorno costero anterior.
Los indicadores morfológicos topográficos se dividen en dos categorías: una son las características del terreno que son particularmente altas o significativamente diferentes de las cosas circundantes formadas durante el proceso costero moderno, como los cambios climáticos a largo plazo, los niveles del agua del mar y suministro de sedimentos, etc. Los cambios ondulatorios están relacionados con cambios ambientales. Las formas topográficas se pueden leer en imágenes de teledetección, como terrazas fluviales en llanuras aluviales más altas que las llanuras modernas, acantilados de playa erosionados o acantilados costeros preexistentes. La segunda categoría es que las diferencias de elevación también son indicadores de cambios ambientales costeros recientes. Las partículas de sedimento indican la elevación de la costa y el volumen de agua del río.
La segunda categoría son los indicadores dinámicos internos y externos de la Tierra: incluida la estabilidad de la corteza terrestre, el clima, la dinámica de los océanos, la gravedad y las actividades humanas. Varios efectos dinámicos son factores externos que determinan la tasa y el modo de cambio de la costa.
Estabilidad de la corteza terrestre: tasa de ascenso y descenso vertical de la corteza, terremotos antiguos.
Las diferencias en el levantamiento y hundimiento tectónicos en las zonas costeras de China y la distribución desigual de los sedimentos en los ríos que desembocan en el mar son las principales razones de los cambios en las costas. En el área de hundimiento tectónico que recibe una gran cantidad de sedimentos fluviales, la costa avanza rápidamente hacia el mar, formando amplias llanuras deltaicas, llanuras costeras y bancos de arena intermareales fangosos, como la costa del mar de Bohai, la costa de Jiangsu y el río Amarillo, el río Yangtze. y deltas del río Perla. Sin embargo, las áreas con levantamiento tectónico tienen una ingesta de material limitada. Aunque la costa ha avanzado hacia el mar desde la mayor transgresión del Holoceno, la velocidad es mucho más lenta, como la península de Jiaoliao, la costa de Fujian-Guangdong-Guangxi, etc., y Son principalmente costas arenosas.
La actividad sísmica puede indicar que una costa se encuentra en una zona tectónica activa, proporcionando evidencia de hundimiento superficial transitorio en el pasado. Esto se puede utilizar para inferir la frecuencia de los terremotos en la región y evaluar los riesgos de terremotos regionales.
Clima: Los factores climáticos son el factor más importante que causa el aumento y la caída del nivel del mar y los cambios en las costas globales. En las decenas de miles de años del Cuaternario tardío, los niveles del mar subieron y bajaron más de cien metros o más debido a grandes cambios en el clima, lo que provocó que las ubicaciones costeras se desplazaran decenas o cientos de kilómetros hacia adelante y hacia atrás en el plano. La transgresión y la regresión han provocado cambios fundamentales en los patrones dinámicos marinos, las estructuras geomorfológicas costeras y las secuencias sedimentarias de la plataforma continental. El efecto invernadero provocado por el aumento de las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero provocado por factores humanos en el siglo XX ha provocado el continuo aumento del clima global. La concentración de CO2 en la atmósfera aumentó de 265×10-6 a finales del siglo XIX a 350×10-6 a finales del siglo XX. La cantidad de aumento global del nivel del mar en el siglo XXI puede duplicarse. Puede representarse mediante indicadores de temperatura media global y emisiones de CO2.
Dinámica oceánica: incluyendo marejadas ciclónicas, olas, campo de flujo, tipo de marea, intensidad, frecuencia, período y otros indicadores. La dinámica oceánica determina la dirección del movimiento de los sedimentos costeros en alta mar y es el principal factor que influye en los cambios a corto plazo en las costas regionales; por ejemplo, las marejadas ciclónicas pueden redistribuir rápidamente los sedimentos y convertirse en el factor más importante que controla los cambios a corto plazo en la costa <( 10 años), puede acelerar los cambios de la costa local o cambiar la tendencia de cambio de la costa. Por lo tanto, este cambio importante tendrá un impacto significativo en la tendencia de cambio de la costa en el futuro o incluso más.
Efectos de la gravedad: la cantidad de erosión del suelo aguas arriba, la cantidad de sedimento transportado por el río y la ubicación de la desembocadura del río. La cantidad de material depositado en la costa es la base material de los cambios costeros regionales. Debido a la reducción masiva de sedimentos que ingresan al mar, desde 1949 hasta el presente, más de 400 km2 de tierra han sido tragados por el mar a lo largo del Mar de Bohai. Por ejemplo, cambios en la costa del delta abandonado del río Amarillo Desde el regreso del río Amarillo al norte en 1855, el suministro de sedimentos del delta abandonado del río Amarillo se interrumpió repentinamente y la costa quedó gravemente erosionada. En los primeros años, la costa retrocedió a un ritmo de 1.000 m/año, la mayor cantidad de erosión costera jamás registrada en el mundo.
Actividades humanas: tasa de hundimiento del terreno, volumen de extracción de aguas subterráneas, elevación del terreno. El grado de impacto de las actividades humanas como motor externo en las costas regionales. Las actividades humanas como la extracción de aguas subterráneas, el hundimiento de la tierra y la recuperación de tierras son cambios artificiales en la elevación del suelo. Los cambios en la altura relativa del mar y la tierra provocan que la costa se mueva.
(2) Selección de indicadores de estado
Los cambios en la línea costera están determinados por los cambios en el nivel relativo del mar en la zona. El nivel relativo del mar es la suma del aumento global del nivel del mar más la elevación local de la tierra, que es el cambio relativo del nivel del mar en la región. Dado que la amplitud de la subida y bajada del nivel del mar y los valores de subida y bajada de la tierra en cada región son diferentes, macroscópicamente, cuando el nivel relativo del mar aumenta, la costa se mueve hacia la tierra (la costa retrocede), mientras que cuando el nivel relativo del mar sube y baja, la costa avanza hacia el mar (erosión de la costa), si no hay cambios en el nivel relativo del mar, la costa está estacionaria.
Sus indicadores secundarios: ubicación del litoral, tasa de erosión costera, tasa de sedimentación, secuencia de deposición de sedimentos de playas, tasa de sedimentación. La posición de la costa es el indicador más importante de los procesos costeros, y la secuencia de sedimentos en la superficie poco profunda está relacionada con el aumento pasado del nivel del mar, la caída de la tierra o una combinación de ambos.
(3) Selección de indicadores de consecuencias
Los indicadores de consecuencias describen los cambios en el entorno costero provocados por los cambios en la costa. Se extraen de resumir los diversos peligros de los cambios en la costa. zonas donde viven los humanos. Los indicadores secundarios incluyen la superficie terrestre, los cambios en el área de los humedales, los recursos vegetales y biológicos de los humedales, la seguridad de las ciudades costeras, etc.
Distribución y extensión de los humedales: La composición y distribución de los humedales costeros son indicadores de la salud de los ecosistemas. Responden rápidamente a los cambios en la calidad del agua, los niveles de agua y el suministro de sedimentos. Los humedales costeros son muy sensibles al aumento del nivel del mar. Por ejemplo, si el nivel del mar aumenta 100 mm y 500 mm, los humedales costeros de marea de mi país perderán entre un 24% y un 34% y un 44-56% respectivamente, convirtiendo las llanuras de marea baja en llanuras submareales. De esta manera, no sólo se dañará gravemente el paisaje natural del humedal de llanura de marea, sino que también se reducirá considerablemente la capacidad del humedal de llanura de marea para regular el clima, almacenar agua de inundaciones, soportar marejadas ciclónicas y proteger los bancos. También causó graves daños a los manglares de la zona.
Elevación del terreno y superficie terrestre: El área de áreas vulnerables clave en las zonas costeras de China con una elevación del terreno menor o igual a 5 m es de 143.900 km2, lo que representa aproximadamente el 11,3 % del área de 11 provincias costeras (regiones autónomas y municipios), y representan el 11,3% de la superficie terrestre nacional. Cuando el nivel del mar aumenta, es fácil quedar sumergido en agua de mar, lo que también ampliará el alcance de la intrusión de agua salada e intensificará desastres como las marejadas ciclónicas.
Alcance de la intrusión de agua de mar: en circunstancias normales, el nivel del agua de los acuíferos frescos terrestres es más alto que el nivel del agua del mar, sin embargo, después de una extracción a gran escala a largo plazo de los acuíferos frescos terrestres, o el nivel relativo del mar. Si aumenta, el nivel del agua subterránea será más bajo que el del agua de mar, lo que provocará que el agua de mar (agua salada) se filtre en los acuíferos terrestres frescos a través del acuitardo, destruyendo así los recursos de agua subterránea. Muchas áreas de las zonas costeras de mi país se ven afectadas por la intrusión de agua salada. En el contexto del aumento del nivel del mar, la distancia y el retraso de las mareas oceánicas aumentan, exacerbando así la situación de escasez de agua en las ciudades costeras.
Nivel de agua superficial a corto plazo: puede reflejar el nivel del agua del mar, el nivel del agua del lago, el nivel del agua del río, etc. Los niveles de aguas superficiales a corto plazo implican cualquier interconexión entre la tierra y las aguas superficiales. Se ve directamente afectado por las marejadas ciclónicas, las inundaciones, el agua de los ríos y las precipitaciones, y también afecta el desarrollo de la vegetación.
Tasa de erosión costera: el aumento relativo del nivel del mar aumenta la profundidad del agua y el rango de marea, y aumenta los efectos de las olas y las corrientes de marea. Según los cálculos, si el nivel del mar aumenta 10 mm, el rango de marea aumentará de 34 a 69 mm, y la costa se erosionará y retrocederá 28 m, la profundidad del agua se duplicará y la intensidad de la acción de las olas aumentará cinco veces; El aumento relativo del nivel del mar aumentará el alcance y la tasa de erosión costera, multiplicará los costos de protección costera e intensificará la erosión costera.
2. El sistema de indicadores de seguimiento del cambio costero de mi país
El sistema de indicadores de seguimiento se basa en el sistema de indicadores de encuesta y es el resultado y el propósito del sistema de encuesta. para los humanos. Los cambios en el medio ambiente costero, planificar y formular estrategias de gestión de zonas costeras para los administradores, gestionar científicamente el medio ambiente costero y satisfacer las necesidades de desarrollo sostenible en las zonas costeras. El proceso de investigación consiste en analizar los peligros y las manifestaciones causadas por los cambios de la costa de mi país en el medio ambiente costero y las medidas que los humanos pueden tomar para hacer frente a estos peligros. Sobre esta base, se construye un sistema de índice de monitoreo de cambios de la costa para extraer indicadores de presión y. estado desde una perspectiva geológica, Métricas de Respuesta (PSR). El índice de presión es el daño causado por el cambio de la costa al medio ambiente costero, es decir, la presión causada por el cambio de la costa sobre el medio ambiente costero es el mismo que el sistema de índice de estudio, que es la forma en que cambia la costa; El índice de respuesta es el impacto de los seres humanos en el medio ambiente costero para prevenir el cambio de la línea costera. Las medidas de respuesta que causan daño son extraer indicadores de impacto que tengan cambios significativos a corto plazo (dentro de cien años) de los factores que influyen en los cambios de la línea costera y que sean fáciles. para obtener datos de seguimiento. Al mismo tiempo, estos indicadores se clasifican y los indicadores de segundo nivel son indicadores que se pueden utilizar para el seguimiento, a fin de construir un sistema de indicadores de seguimiento de los cambios en la costa.
Tabla 6-3 Sistema de índices de seguimiento del cambio de costa
(1) Extracción de indicadores de presión
De todos los peligros provocados por el cambio de costa, extraemos el suelo elevación, nivel de agua superficial a corto plazo, área terrestre costera, área de humedales, ubicación y forma de la costa, arrecifes de coral, rango de distribución de los manglares, ubicación de los bancos de conchas, ancho de la zona intermareal y otros indicadores, entre los que se encuentran la distribución de los manglares, el uso de la calidad de los arrecifes de coral y áreas costeras cálidas y húmedas,
(2) Extracción de indicadores de estado
En cuanto a los cambios en la costa, extraemos la posición del estuario, la tasa de sedimentación, la elevación del suelo y la secuencia de sedimentación. . Entre ellos, el litoral en la desembocadura del río se encuentra en estado de sedimentación. Independientemente de si la costa se encuentra en estado de erosión o sedimentación, se refleja la secuencia de sedimentación y el espesor de los sedimentos en la costa.
(3) Extracción de indicadores de respuesta
Entre todos los indicadores que afectan los cambios en la costa, los indicadores extraídos como el nivel del agua subterránea, la elevación del suelo y la ingeniería costera también están directamente relacionados con las actividades humanas. . La ingeniería costera es la forma más directa para que los humanos protejan la costa. La arena transportada por los ríos también se puede reponer con arena de playa. Controlar la extracción de agua subterránea y reducir la pérdida de elevación del suelo causada por las actividades humanas es una de las medidas efectivas en la costa. áreas.