港口工程影响下莱州湾南岸海洋沉积环境演变研究

【摘要】莱州湾南岸资源丰富、人口密集、海洋经济发达，人类活动对海岸环境影响显著。同时莱州湾区域地质构造复杂、地貌类型多样，南岸地区水深较浅、地势低平，发育典型的粉砂质海岸，莱州湾南岸海域成为十分典型的受自然因素和人为因素共同作用下的海洋环境敏感区。近年来，在大型港口工程的影响下，莱州湾南岸的海洋沉积环境不断演化。因此对莱州湾南岸的海洋沉积环境演化过程进行研究，综合分析潍坊港的建设对附近海洋环境的影响，对于保护周边海洋环境、合理集约开发与利用海洋资源具有一定的理论与实际意义。本文根据研究区莱州湾西南侧海域的147个表层沉积物样品、莱州湾及潍坊港附近海域3期海图资料、莱州湾10个站位的实测海流资料以及莱州湾南侧近岸海域2个沉积物柱状岩芯样品的粒度、测年、重金属、磁化率等资料，对研究区表层沉积物分布特征、输运趋势和输运通量、水深岸线演化特征、水动力环境变化特征、现代沉积速率及地球化学变化特征等进行了研究，综合分析了近年来在港口工程影响下的莱州湾南岸海洋沉积环境演变情况。本文主要研究成果如下：研究区表层沉积物类型分布呈现明显的平行岸线的条带状特征，由岸向海沉积物类型依次为砂-粉砂质砂-砂质粉砂-粘土质粉砂；沉积物平均粒径等值线基本与岸线保持平行，总体上呈现由岸向海逐渐变小的趋势；近岸沉积物分布受潍坊港影响明显，各参数等值线均在港口处发生向岸的弯曲，港口两侧海域表层沉积物粒径变细。该海域表层沉积物的分布特征主要受沉积物物源、波浪潮流及港口工程等的共同控制和影响。近岸区海洋波浪等水动力作用较强，离岸30~40km外相对开阔的远岸海域水深较大、海洋水动力相对平稳，其对应的沉积环境相对较弱，受港口影响其两侧沉积动力环境有所减弱。研究区西南部近岸海域，表层沉积物整体呈由岸向海输运的趋势，港口东侧近岸海域表层沉积物沿岸线方向自东向西输运，部分沉积物在潍坊港东侧堆积；研究区西北侧海域表层沉积物呈现出向南侧方向的输运趋势，这主要是受黄河三角洲细粒沉积物向南输送的影响。1984~2002年莱州湾西侧黄河口附近海域岸线受黄河来水来沙及入海口位置的影响，岸线及等深线向海突出，莱州湾南侧岸线及等深线变化不大。潍坊港附近海域岸线在1984~2007年间岸线明显向海推进，形成大量新的人工岸线，该海域5m等深线不断向海推进，前进总距离约为1500~3000m。潍坊港附近海域1984～2007年整体以淤积为主，其中1984～2002年、2002～2007年平均淤积速率约为2cm/a、7cm/a，潍坊港的建设使港口东西两侧海域出现了一定程度的淤积，而在引堤端头处出现了小范围冲刷区。研究区涨急时刻潮流场在黄河三角洲附近流向发生偏转并形成高流速区，其他区域流速由海向岸逐渐减小。2002年黄河口附近高流速区位置向东南方向移动，湾口一线海域流速增大，潍坊港10km引堤堤头处流速增大，引堤两侧流速减小。2007年潍坊港环抱式防波堤堤头处流速增大，港口工程两侧特别是东侧海域流速减小。在大风作用下莱州湾海域有效波高由岸向海逐渐增大，2002年后黄河口沙嘴会对其南侧海域形成有效掩护，潍坊港工程会对其东侧或西侧附近海域起到一定的掩护作用，使有效波高减小，海洋动力条件减弱。莱州湾南岸潍坊港附近海域3m以浅沉积物粒度较粗，沉积物类型以粉砂质砂为主，WF1孔230cm以浅、WF2孔218cm以浅沉积层为1855年黄河改道进入渤海后的沉积，沉积物中分布的细粒薄层是在风暴潮等极端海况条件下沉积下来的黄河细粒物质，这一时期莱州湾南岸沉积速率较小约为0.3~0.5cm/a；1997年和2007年两期潍坊港工程的建设对附近海域沉积环境有较大影响，沉积速率明显增大，1997~2007年间WF1孔、WF2孔的沉积速率分别为5.1cm/a和3.5cm/a；研究区沉积物中重金属含量受到人类活动影响较小，没有明显的重金属富集。
【作者】刘潇；
【导师】冯秀丽；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋地质，2014，博士
【关键词】环境演变；海洋沉积；水动力；港口工程；莱州湾南岸；

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