0 引言
0.1 研究意义及目的
河口海岸地区是人类活动相对密集、经济发达的地带，据统计，世界上 67%的大中城市和 60%的人口集中在沿海地区。河口海岸带地区是海陆交互作用相对集中的地带，海岸地貌在波浪、潮汐、海流等的相互作用下，各种过程相互耦合多变，海岸地形地貌及海洋动力环境演变机制复杂。近年来日益增加的河口海岸带开发利用活动，如海洋围填海工程、海洋堤坝、海岸采砂、通过河流或海上开发活动向海输入营养盐及重金属元素等，对海洋水动力环境改变、海洋沉积环境变化、海洋生态环境恶化及资源损害等具有重要作用。因此，人类活动对河口海岸带环境影响研究，尤其是定量分析海洋工程建设对海岸带海洋环境的影响成为了世界上沿海国家和地区重要的课题之一。大规模的海洋工程建设会对周边海域的水动力产生重要影响，从而打破这个平衡，使工程附近海域的动力环境趋于另外的一种动态平衡[1]。工程建设对海洋水动力环境的影响主要表现在两个方面：一是改变潮流流向和波浪的传播方向，二是改变潮流的流速大小。海洋工程，尤其是长度和面积较大的围填海工程和海上堤坝工程，对流速、流向的影响更大。一般情况下，在填海工程和海上堤坝的端头、填海项目之间的狭窄水道处流速会显著增大、流向发生偏转。
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0.2 研究现状
莱州湾地处渤海南部，大部分海域水深小于 10m，区域地质构造包括莱州湾凹陷、垦东凸起、青东凹陷等，郯庐断裂从该海域穿过。吴时国[4]根据对横穿莱州湾的两条地震测线进行解释和研究，结果表明郯庐断裂是研究区的主控断裂，郯庐断裂东西两支在莱州湾地区的断裂性质不同，西支明显为正断层，而东支可认为是走滑断层，同时揭示了郯庐断裂带新生代以来的构造演化历史。王永利[5]等根据古近纪莱州湾凹陷造成的大规模断裂、郯庐断裂右旋走滑及垦东凸起隆升等因素共同作用，结合断裂性质及发育规模等，对油气资源的形成、保存特征进行了分析判断。王志才[6]等利用地层分析手段对郯庐断裂带（莱州湾段）进行了活断层探测，发现其自晚第四纪构造活动明显，且其活动特点与晚第三纪的活动特点具有一定的相似性。孙景耀[7]等通过莱州湾凹陷走滑构造带的地球化学特征，分析了本区域层序地层格架及油气聚集特征，认为中央隆起构造带及凹陷周缘走滑构造带主断层下降盘是最有利的油气聚集带。彭文绪[8]等利用已有钻孔和三维地震资料，对莱州湾凹陷的形成和演化进行了分析研究，认为莱州湾地区的走滑断层是由多条断层组成的，走滑断层对浅层圈闭的形成及聚集成藏作用起主要的控制作用。石玉晗[9]等运用沉积学、地质学、层序地层学等分析手段与方法，分析了莱州湾凹陷古近系沉积体系的沉积类型、沉积特征及分布规律，认为莱州湾凹陷附近存在的辫状河和扇形三角洲是该海区海底油气资源储藏汇聚的重点勘探区。
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1 研究区域概况
1.1 莱州湾概况
莱州湾是渤海三个海湾之一，处于渤海的南部、山东半岛北侧。莱州湾的界线西侧起于黄河口，东端到龙口屺姆角。莱州湾整个海底地形较为平缓，大部分水深都在-10 米以内，最深处位于莱州湾北侧海域，最深可以达到-18 米。莱州湾潮滩宽度变化较大，西侧受黄河入海悬浮泥沙等的影响，南侧有潍河、胶莱河、白浪河、弥河等入海，河流携带物质丰富，大量泥沙被携带入海，海底迅速堆积，致使近岸海域水深变浅、潮滩宽度变大，潮滩的最大宽度可以达到 6~7 千米，而莱州湾东侧的潮滩宽度仅有 500~1000 米。莱州湾东段（屺姆角至虎头崖）为海成堆积砂质海岸，主要是由于横向运动使海底沉积物由海底向近岸堆积，形成了狭窄的沙滩。莱州湾南侧（虎头崖至羊角沟）岸线为堆积海岸，河流堆积作用明显，致使在近岸海域形成了宽阔的沼泽、盐碱地，该海域的水下浅滩宽度可以达到 10 千米。莱州湾西侧（羊角沟至黄河口）海域主要沉积作用受黄河入海泥沙控制，为黄河三角洲堆积形成的海岸，浅滩宽广、地形平缓。注入莱州湾的河流是莱州湾陆源碎屑物质的重要来源，河流携带物质注入莱州湾后，在潮流、波浪等作用下经历了沉积、再搬运等过程后沉积下来，形成了现在的莱州湾海底沉积特征及沉积物分布格局。根据历史统计资料，注入本区域的河流主要有黄河、小清河、支脉河、弥河、白浪河、潍河等，但除黄河和小清河外，其它河流均属季节性、长度短、流域面积小的河流，且近年来由于水库、河坝等的建设，入海河流径流量和输沙量对本海区的沉积格局基本没有影响。
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1.2 莱州湾南岸附近海域概况
莱州湾南岸由于受到淄脉沟、小清河、白浪河、潍河等的入海河流的反复淤积、堆砌，在该海域形成了粉砂质海岸，研究区内的地貌大体可以分为河滩高地、背河槽状洼地、河间浅平洼地、缓平坡地、决口扇形洼地、滨海洼地等六种形态。在近岸海域分布大量的养殖区和盐田区；另外，在研究区内存在几个湿地自然保护区和生物自然保护区，如潍坊港西侧的清河生态湿地旅游区、牡蛎保护区，东侧的潍河河口湿地、虞河-堤河河口湿地、梭子蟹保护区、柽柳林保护区等。图 1.2-1 为莱州湾西南侧海域水深地形图（深度基准为当地理论最低潮面）。研究区内海底地势较平坦，起伏较小，地势自西南向东北逐渐降低，水深等值线走向基本与岸线平行。研究区海域海底地形十分平缓，水深较浅，大部分海域水深在-10m 以内，相比来说，近岸海底坡降较大，在水深-5m 范围内，比降在0.60~0.85‰之间；在-5~-10m 等深线间海底比较平缓，比降在 0.23‰左右。
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3 莱州湾西南部岸线水深及潍坊港周边...47
3.1 潍坊港建设过程.......47
3.2 莱州湾西南部岸线水深变化 .......49
3.2.1 莱州湾西南部岸线等深线变化......51
3.2.2 莱州湾南岸潍坊港附近海域岸线等深线变化 ....52
3.2.3 莱州湾南岸水深岸线发育控制因素.......54
3.3 莱州湾南岸潍坊港周边海域冲淤环境变化特征......54
3.4 小结.......59
4 研究区沉积动力环境演化特征....60
4.1 潮流场数值模拟研究........60
4.2 波浪场.....74
4.3 小结.......79
5 莱州湾南岸沉积环境演变特征....81
5.1 研究材料与方法.......81
5.2 WF1 孔沉积特征 .......82
5.3 WF2 孔沉积特征 .......94
5.4 潍坊港建设对沉积环境影响分析.......102
5.5 小结......103
5 莱州湾南岸沉积环境演变特征
5.1 研究材料与方法
研究样品为取自潍坊港附近海域的柱状沉积物。两柱状样均为 2011 年 11 月采用重力取样器取得，柱长均为 3.0m，其中 WF1 孔位于潍坊港长堤西侧，水深1.6m，WF2 孔位于潍坊港长堤东侧，水深 2.8m，取样站位见图 5.1-1。沉积物柱状样以 1cm 间隔进行粒度分析，测试仪器为英国 Malvern 公司生产的 Mastersizer2000 激光粒度仪，该仪器的测量范围为 0.02～2000μm，测试步骤为：取适量沉积物样品于烧杯中，加入过量双氧水（30%）浸泡 24h 以去除样品中的有机质；向烧杯中加入 0.25mol/L 的盐酸去除样品中的碳酸盐，至不起泡为止；使用大量蒸馏水反复多次离心，至样品溶液呈中性；向烧杯中加入 5ml 六偏磷酸钠溶液（0.5mol/L），超声分散后使用激光粒度仪进行测试。粒度分析测试在中国海洋大学海底科学与探测技术实验室完成。沉积物分类和定名采用Shepard 方法，并采用 Folk-Ward 图解法进行参数计算。
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结论
莱州湾是典型的受自然因素和人为因素共同作用下的海洋环境系统，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。本文主要利用莱州湾西南部海域表层沉积物资料、水深地形资料、海流资料以及莱州湾南岸近岸海域沉积物柱状岩芯的粒度、元素及年代学测试结果，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：
（1）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，港口东西两侧沉积物与周边近岸沉积物分布存在差异，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。
（2）Flemming 沉积动力分区在研究区呈条带状平行岸线分布，近岸区海洋波浪等水动力作用较强，离岸 30~40km 外海域海洋水动力相对平稳，潍坊港两侧海域沉积动力环境有所减弱。研究区西南部海域表层沉积物整体呈由岸向海输运的趋势，港口东侧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。研究区的涨潮期和落潮期的单宽输沙通量均较小，日平均单宽输沙通量较小介于 0.12~66.50 kg•m-1之间，整体上呈现由外海向近岸海域逐渐减小的趋势。
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参考文献（略）