一、淺水海洋學之範圍
淺水海洋學研究的範圍涵括了海、陸交界處的種種自然現象。這個地區也是人類海洋活動最密集之處，許多現象均與民生有關。本章首先討論海灘，其次為沿岸輸沙過程以及近岸水流，最後則是河口環流。
海灘(Beach)係指由波浪所攜帶沈積物質在水陸交界處所形成堆積場地的統稱。 狹義上則指低潮線與海岸線之間的範圍，即波浪所挾帶沈積物能達到之最高極限區域。海灘一詞多用於海洋工程方面，而狹義之海灘在地質學上或稱為海濱(Shore)。
海灘可分為三區﹕(1)後灘(Backshore)、(2)前灘(Foreshore)與(3)外灘(Offshore)， 取決於灘面高度是否(1)高於高潮位、(2)介於高與低潮位之間以及(3)低於低潮位。
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有些海灘後方常有海崖(Sea cliff)，有些則為沙丘(Dunes)，有些則 二者兼具或二者皆無。
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有些海灘後方具有海崖(上圖)，有些具有沙丘(中左)，有些海灘只有石塊與海藻(中右)，有些海灘則沙、石、海崖俱備(下圖，攝自花蓮和平附近，蘇花公路下方海濱)。前三圖摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean
Science", 2th ed.。
大多數的海灘在後灘上都具有平階(Berm)地形，平階至水線之間常有一或 數道階緣(Berm crest)地形，呈現平緩的脊狀地形或是平階突然陷降， 階緣通常代表正常波浪狀況下波浪作用在海灘上所能達到的最高位置。
從階緣開始，海灘灘面(Beach face)一路斜向海水，直抵水陸相交之濱線(Shoreline)。由於水位會隨潮汐起落，一般多選用平均海平面與灘面交界處作為灘線，故濱線與階緣間之海灘仍多屬於後灘（航海圖採用最低低潮面作為基準，因此濱線位置與一般圖有異）。
在激浪區(Surf zone)之外緣，水下可能存有沿岸汀洲(Longshore bars)，有時 這些汀洲會變得很淺，而在低潮時便部份露出水面，有時這些汀洲深度又可達到十公尺深以上。在海洋工程上也有再將汀洲與前灘之間的外灘稱為淺灘 (Inshore)，而汀洲以外才稱外灘(Offshore)或深灘。
通常在海灘上觸目所見的物質不外沙、泥、礫石、大大小小的圓石、碎板岩或是岩石等。其中大型的沈積物質多半是源自本地，細粒沈積物則可能源自遠處，經由河流、沿岸海流搬運而來。然而，沙為何會留在海灘上呢？這牽涉到兩種不同的動力作用，均和波浪作用有關。
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(1)在激浪區以外﹕波浪在未達到碎波狀態時，浪頭下的水粒子軌跡是呈現橢圓形，外灘上海底的沙粒子在波峰抵達前，當波浪造成的水流速度加快到某一極限值時，沙子便會被帶離海床「跳」入水中，然後隨著波峰向前流動的水流一同衝向海岸，當波峰通過後水分子速度變緩時沙又重新沈降回海底，此過程可造成沙粒逐步躍向激浪帶。
沙粒隨入射波浪向前躍進情形之示意圖。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。 - (2)在激浪帶內，波浪已破碎，水分子隨著一波波碎浪通過呈現往復性運動，
海床上的沙粒亦然。
在碎波帶外沙粒隨著一波波的海浪向岸跳躍(圖左)
，碎波後沙粒隨著沖流湧上海灘，再隨回流退回。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。 -
(3)當激浪撲上海灘時，大片的海水以及白沫均沿著灘面斜坡上溯，稱為沖流(Swash)。這些沖上灘面的海水，有部份會沿著坡面直接退回，稱為回流(Backwash)，其餘部份則滲入沙中再從沙粒隙縫滲流回海。在激浪帶近岸處的沙粒會隨著沖流湧上海灘，也會隨著回流再退回海中，激浪帶內沙粒在垂岸方向上之淨輸送量取決於沖流與回流這兩種作用何者重要。當波浪不很大時，大部份沖流水均會滲入沙中，致使回流水甚弱，而原先隨沖流上溯的多數沙粒就沈積在灘面上， 因此平階會向海伸展而顯得較廣。另方面，當波浪作用強烈時（大浪狀況下），海灘在洶湧波濤作用下沙中含水已達飽和，此時沖流水無法滲入沙中， 上溯水流均賴回流退回海中。由於沙粒上溯後沈降，隨回流沿坡面退下海灘時，因比重加大在灘面上形成重力流（類似土石流）加速下滑，更增加退回海中的沙量，是以在大風浪狀況下海灘將被沖蝕，而平階地形則向海岸退縮。
小浪時，沖流水湧上海灘後會滲入沙中流回海中，
而隨沖流
湧上海灘的沙粒則沈積在灘面上，因此海灘上的平階地形會向海成長。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
大浪時，海灘沙粒含水量已達飽和，
沖流水無法滲入沙中，只有以回流型式
退回海中，並挾帶灘面上沙粒向海輸送，最後在海中堆積形成沿岸沙洲。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
大浪造成海灘侵蝕，小浪情況下則海灘成長。一般而言，冬季大浪多而夏季則較平靜，因此，在不同的季節裡海灘往往會顯示出不同的風貌。大浪時由灘頭侵蝕下來的沙石並不會進入深灘﹔這是因為侵蝕下來的沙粒雖然會先往外灘方向移動，但頂多移至激浪帶外緣就停了下來，主要是因激浪帶外海之波浪水分子運動會促使沙粒隨波移向激浪帶，與由海灘侵蝕下來的沙粒相遇而在激浪帶外緣堆積，因此在激浪帶外緣水下汀洲將不斷發育，這種過程又會進一步減緩海灘侵蝕，因為入射波浪在此會破碎得更厲害，使撲向灘頭的波能減小，故侵蝕作用便會緩和。
尼伯特颱風走了 墾丁美麗沙灘哭了 (點選左列標題觀看UDN視頻與全文)
2016/
07/ 09
15:23
尼伯特颱風昨天掃過南台灣，度假勝地屏東墾丁今天天氣轉好，遊客卻驚見各遊憩沙灘變了樣，不僅沙灘「縮水」還散佈垃圾；墾管處說，尼伯特帶來的巨浪重創沙灘，退縮面積從近半到三分之一，需要數個月時間來「療傷」。
南灣水上摩托車潘姓教練說，高人氣的墾丁南灣沙灘起碼「縮水」三分之一，颱風過後不僅沙灘「縮水」還帶來大量垃圾，垃圾可以靠人力很快恢復潔淨，但被巨浪帶走的沙，短時間內恐怕回不來了。 墾丁大灣沙灘被颱風帶來的巨浪掏空近半，墾丁夏都沙灘酒店後方原本平整寬廣的沙灘，被海浪侵蝕掏空，逼近飯店主建築；由墾丁凱撒飯店認養的小灣沙灘亦然，原本距露天音樂酒吧50多公尺海岸，逼近到剩20多公尺，也讓人見識到大自然力量的可怕。
墾管處說，尼伯特颱風掃過南台灣，伴隨西風及西南風讓大浪長驅直入，海浪退回時，連帶把岸上的沙帶走，墾丁各海岸沙灘消失面積從一半至三分之一不等；但也不用過度憂心，被海浪捲走沙仍留在淺水處，隨著時間慢慢被推上岸，回復美麗原貌只是時間的問題。
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| 墾丁小灣沙灘「縮小」近半，逼近墾丁敳撒飯店的露天酒吧。記者潘欣中／攝影 | 墾丁高人氣的南灣沙灘，因颱風帶來的大浪捲走岸上沙，沙灘面積「縮水」三分之一。記者潘欣中／攝影 | 夏都沙灘酒店後方的墾丁大灣沙灘被巨浪淘空。記者潘欣中／攝影 |
以上新聞文字與照片均引自聯合影音https://video.udn.com/news/523102 |
波浪與沿岸流(Longshore currents)聯合作用下，使激浪帶內海床上的沈積物發生沿岸方向上搬運的現象稱為沿岸輸送(Longshore transport)或是沿岸漂沙(Littoral drift)。沿岸輸沙過程和波浪作用有非常密切的關係。
當波浪斜射海岸時，碎波後波峰線未必能平行於海岸，此時碎波帶
與海
灘間的海水以及所攜帶之沙粒將沿著海灘以鋸齒狀的路徑移動。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
沿岸流(Longshore currents)：當波浪撲向海岸時，除非波峰線完全與海岸平行，否則就會產生沿岸流。沿岸流主要係侷限於激浪帶以內。 如前所述，當波浪行進時，波峰與波谷間的水分子平均會隨波傳方向流動，這股海水在進入激浪帶後，由於波浪破碎波高減小，一部份會造成水位抬升，另一部份則沿著海岸流動形成沿岸流。在激浪帶內，亂流運動強烈，海底 沈積容易被攪起，因此水色混濁，這些被攪起之沈積物會隨沿岸流移動 。在北美洲海岸這種輸送量甚至可高達每天500至2000立方公尺沙，相當於50至 200輛全載的沙石車。
裂流(Rip currents)﹕當沿岸流匯合時，海水將形成離岸運動流回外海，這種離岸海流速度很快（可高達二節）、流幅狹窄（在其頸部往往僅10 至100呎寬），其流速分佈呈現蕈狀，海洋工程上稱為裂流，亦有人稱為離岸激流(Rip tide)。
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匯合型之沿岸流最常見於海灣或凹入之海灘地區，因為入射波會在海灘的不同區段產生不同方向的沿岸流。 裂流多發生於波浪作用較強的時段，否則回流較弱無法形成夠強的水流匯合以致無法穿出激浪帶。裂流亦可從海面之泡沫以及漂浮物（草、 木等）分佈情形看出其範圍。下圖摘自[Robert A. Dalrymple, Jamie H. MacMahan, Ad J.H.M. Reniers, and Varjola Nelko (2011) Rip Currents. Annu. Rev. Fluid Mech. 2011. 43:551–81]，列舉了五型經常出現的持續性裂流以及另外兩種突發性裂流；其中(a)為平直的水下沙洲地形中間有潮溝處會發生裂流；(b)台階式海岸地形(如加州Monterey Bay一帶)，小海灣中央易生裂流；(c)海灘上如建有攔砂凸堤，則沿凸堤兩側會有裂流；(d)如上圖之口袋型海灣，則在海灣中部易生成大型裂流；(e)波浪沖刷灘岸會在灘面較深處生成裂流；這五型均為持續性裂流，而(f)波浪斜射海岸，以及(g)波浪垂直入射海岸也有可能發生突發性(約持續15分鐘左右)裂流。裂流往往使海濱戲水者慘遭滅頂溺斃，這是因為游泳者在陷入離岸流動之裂流時往往會十分恐慌，雖然拼命向岸游卻又無法前進，最後精疲力竭下往往無法再留意到波浪來襲，一不小心便可能嗆水而慘遭滅頂。殊不知海邊裂流之流輻甚為狹窄，只要沿平行岸的方向稍微游一 點距離就可順利脫離其範圍，脫開後便可輕鬆游回海岸。有關裂流之常識應廣向青年朋友介紹。
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摘自 What is a rip current? (from National Ocean Service, NOAA)
摘自 Youtube影片，海邊戲水-離岸流_教育部
漂沙沿海岸輸送，由何處來？最後又去何處？對此問題可多注意海岸沈積狀況。 沿岸輸沙過程可能會被河川、水道或是突出的海岬地形所打斷，沙粒可能隨水流沖向外海、陷入深溝、或是在凸出障礙物前發生堆積、在平靜水域沈積等， 而在這些區域之下游則呈現侵蝕狀況。海灘上細粒沈積物被侵蝕後，最後就剩下比較大的礫石覆蓋在灘面上形成保護層，可以保護底下的細粒沈積物不致被沖走。沿著海岸各不同區段之侵蝕、淤積分佈情形可以判斷出沿岸漂沙之輸送 方向。
海岸上突出的岬角地形往往會打斷沿岸漂沙輸送，結果促使沙粒在海灣
內堆積生成沙丘地形。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
近岸海域的主要水流包括有潮流、沿岸流以及裂流等。 陸地逕流水以及河川排水會在近岸處形成沖淡水(Brackish water)，和外 海水之間會形成明顯的沿岸鋒(Coastal front)。水流有向沿岸鋒匯 合之趨勢，海上垃圾以及漂流物則多沿著鋒面排列成行。
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1988年2月21日海研一號由基隆港航向彭佳嶼(左圖)與返回基隆(右圖)，
途中穿越台灣北部海面
一道海洋鋒面時，船上ADCP所測之海面下8m流速、
水溫以及水溫水平梯度之分佈情形。
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(上左)高雄海域沿岸低鹽份沖淡水與外海
高鹽份海水所形成的海洋鋒，背景之陸
地為林園工業區。
河流出海口往往具有各種不同的型態，例如峽灣(Fjord)、三角洲 (Delta)、沈溺河谷(Drowned river valleys)或是具有閂灘(Barrier beaches)或閂島(Barrier islands)（俗稱攔門沙）者。
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各類河口都是淡水與海水之交界處，由於二者密度頗有差異，因此河口環流有很不一樣的特殊構造。根據河口水域之密度分佈情形，可將河口劃分為三大 類﹕
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(1)強烈分層型(Highly stratified，如下圖)、
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(2)部份混合型(Partially mixed，如下圖)、以及
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(3)充份混合型(Well-mixed，如下圖)﹔
以上三圖均摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
各型河江之環流情形頗有差異。第一、二類情形多具有鹽楔(salt wedge)構 造，即高鹽份海水沿著海底呈現楔狀鑽入河口內，上層則為外流之 淡水。
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河口環流情形隨河川流量榮枯也會有很大的變化，因此對許多河口 而言，上述之分類僅適用於某些時段下的某塊區段（例如淡水河口即是）。河流所排出之陸源有機物質在遭遇鹹水（鹽度大於10 psu）時會發生凝絮作用， 懸浮物質會聚集成膠狀體沈降，結果使海口水質變清。
河口水域也多屬感潮河段，會受到潮汐漲落的影響。河口水域水體之混合程度主要是受河川的流量以及漲潮時由外海流入的海水量所影響。由低潮至高潮這段期間河口水域內水體平均所增加的體積稱為潮稜(Tidal Prism或 Tidal Volume)，也就是說相當於受到潮的作用，在一個平均潮汐週期內從外海流入河口水域的水量或是由河口水域流至外海的水量。潮稜是表現河口水域混合能力的一項指標參數。
潮稜是高低潮位間之水體體積，即上圖中河口段之淺藍色部份。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。
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實際的河口往往要比這些典型要複雜許多，因此在不同的河口段其特徵 會相當不同，往往是幾種型式的組合。
此外，潮波傳入河口後也可能因水淺使非線性作用增強，最後形成涌潮溯河而上(如錢塘涌潮，見第七章與第八章)，下圖為加拿大芬地灣Petitcodiac河段內的涌潮。
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1998 9/14 (minor revision: 2017 3/10)