理论教育 烟台至威海海岸地质环境特征及评价

烟台至威海海岸地质环境特征及评价

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:砂分布于沿岸局部海域,砂质砾分布于成山头附近。图7-5烟台—威海海区沉积物分布图2.地形地貌特征该岸段以砂质、砂砾质海岸为主,并兼有部分岩石质海岸。沿岸海域水深中等至较深。砂质海岸在威海市以西的西部区域和威海市以东的东部区域呈现不同的特点。例如,烟台芝罘岛两侧的海湾,海滩较长且较平直。海岸地貌受到海洋动力、地质构造、气候、入海河流等因素影响。

烟台至威海海岸地质环境特征及评价

1.底质特征

该岸段以砂质海岸为主,并兼有部分岩石质海岸。烟台—威海海区的基岩出露最老地层为元古宇胶东群和蓬莱群,为一套变质岩系,主要岩性为片岩、片麻岩、石英岩、板岩、千枚岩等。缺失古生代地层。中生代地层(主要为白垩系)零星发育。该区的表层沉积物类型主要有黏土质粉砂、砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和砂,局部为砂质砾。黏土质粉砂、砂质粉砂是本区分布最广泛的沉积物类型,并且主要分布在海湾内。黏土质粉砂平均粒径在6~7Φ之间,偶见贝壳碎片,常含云母碎屑;砂质粉砂含较多的贝壳碎片;粉砂主要分布在山东半岛东部近岸的较小区域;粉砂质砂多出现在半岛东北部成山头附近,粒度组分中出现粗粒沉积物,说明该处有多源组分的混合作用。砂分布于沿岸局部海域,砂质砾分布于成山头附近(图7-5)。

图7-5 烟台—威海海区沉积物分布图

2.地形地貌特征

该岸段以砂质、砂砾质海岸为主,并兼有部分岩石质海岸。沿岸海域水深中等至较深。在岬角处,主要为基岩,潮间带宽度经常仅为数米,水深迅速下降达到较大深度,例如在芝罘岛外侧,水深迅速降为-20m;在烟台褚岛附近的岬角,水深迅速降为-30m;在成山头外缘,水深迅速降为-30m以上。海湾内,以砂质海岸为主,水深0~10m较常见,潮间带宽度经常达数百米至2km。

砂质海岸在威海市以西的西部区域和威海市以东的东部区域呈现不同的特点。西部区域海滩长,海滩沙丘发育。例如,烟台芝罘岛两侧的海湾,海滩较长且较平直。养马岛至双岛湾,海滩长,海滩沙丘发育,并有大的潟湖,养马岛形成连岛坝。东部区域,由于海洋动力更强,基岩海岸更发育,海湾规模较小但数量较多,海滩规模相对较小,沙坝、潟湖、沙丘、沙嘴发育,沙坝主要是在风的作用下形成。威海的褚岛一带发育连岛沙坝。成山头一带,以基岩海岸为主,并且以蚀退为主。

海岸地貌受到海洋动力、地质构造、气候、入海河流等因素影响。其中入海河流对海岸地貌的影响较显著。该区入海河流均为规模短小、纵坡降较大、冲积物较粗的山溪性河流。主要河流有夹河、辛安河、沁水河、汊河、十家河、车道河和沽河等,其中夹河、辛安河和沽河规模较大,长度大于30km。辛安河年均流量0.79×108m3/a,输沙量年均20.1×104t/a;沽河年均流量0.278×108m3/a,输沙量年均5.00×104t/a。这些河流为海岸沙滩沉积物的主要来源。

海底地貌分为水下浅滩、海底堆积平原。水下浅滩上常发育潮流沙脊、沙坝、冲刷槽等次一级地貌类型。水下浅滩沿岸分布。水下浅滩在养马岛至成山角一带,呈带状分布,外缘水深10m;在东部海岸一带,水下浅滩受水动力影响,地形复杂。水下浅滩上的冲刷槽发育在大的岬角附近,如威海市北部、青矶岛附近、成山头附近等。在成山头附近还发育大型沙丘和大沙波(图7-6)。

图7-6 烟台—威海海区海底地貌类型图

3.海洋动力特征

该区大部分地区为正规半日潮,小部分地区为不规则半日潮,潮差一般为150~200cm,潮流在湾底相对较小,流速一般在50cm/s之内,岬角处较高,流速可达50~100cm/s。

在威海市以西的西部区域和威海市以东的东部区域,海洋动力特点也有一定差异。在威海市以西的西部区域,以烟台牟平一带为例,潮汐类型属不正规半日潮。大潮期,涨潮流最大流速为54cm/s,流向为SE 110°;落潮流最大流速为36cm/s,流向为SW 250°。小潮期,涨潮流最大流速为34cm/s,流向为SE 140°;落潮流最大流速为48cm/s,流向为NW 285°。通常是春夏两季日潮大于夜潮,秋冬两季反之。大潮平均高潮位2.07m,小潮平均高潮位1.46m,小潮平均低潮位0.81m。养马岛西北侧涨潮流向为东北向,落潮流向为西南向。受养马岛走向(北东-南西向)的影响,潮流转过养马岛后,涨潮流向变为东南向,至金山港北侧,涨潮流向为东向。金山港北侧落潮流向为西向,向西至养马岛落潮流向变为西北向,转过养马岛变为西南向。多年平均潮差1.66m,平均潮差变幅0.07m。周年内,潮差最大值出现在8—9月,最小值出现在12月,极端潮差为2.88m,出现在1964年6月12日。根据烟台海洋站多年观测资料,潮位如下:历年平均潮位0.91m,历年最高潮位4.05m(1992年),历年最低潮位-0.87m(1963年2月27日),平均高潮位2.29m,平均低潮位0.65m。波浪方面,多年观测资料分析结果显示:该区常波向为北北西向、北西向,出现频率分别为8.20%、8.19%;次常波向为北向、北北东向,出现频率分别为5.91%、5.77%。强波向为北北西向,次强波向为北向,这两个方向出现频率分别为3.07%、2.45%。

威海市以东的东部区域,由于受成山头以东的无潮点的影响,海洋动力有所变化,总体海洋动力变强。成山头以东的无潮点处是不规则全日潮,潮差小,潮差在1m以下,海流大,海流最大流速可达150cm/s或以上。因此,威海市以东的东部区域,潮差总体比威海市以西的西部区域小,一般为1~1.5m,潮流则相对大一些,特别在成山头的岬角处,潮流流速经常达到100~120cm/s。波浪方面,总体来说也有变强趋势,浪向也有所变化。

4.工程地质特征

该区发育北东向和北西向断裂,其中北西向的蓬莱-威海断裂为全新世活动断裂,活动性较强,在断裂及其附近历史上发生多次5级以上地震,其中最大为1548年渤海海峡的7级地震,距今最近的为1948年发生在牟平养马岛北部海域的6级地震。该区工程地质条件较好,以坚硬块状的岩浆岩和变质岩为主,蓬莱附近分布少量新近纪砂岩玄武岩等,海岸带多为基岩质。该区地震设防烈度为7度,蓬莱对应设计地震基本加速度值0.15g,烟台福山、牟平对应设计地震基本加速度值0.10g。该区沿海沉积物主要为海积和冲洪积、坡积物。河流下游入海口及滨海地区第四系厚度较大,0~10m范围内以砂性土为主,多呈稍密状态,承载力特征值80~130k Pa。分布有淤泥质土,中高压缩性,以中细砂、砾砂、粉土及粉质黏土为主,砂性土与粉土多为中密状态,粉质黏土以可塑为主,局部软塑,以中压缩性土为主,天然地基承载力特征值一般120~160k Pa。

第四纪坡积、冲洪积层分布区,粉质黏土可塑—硬塑,中—低压缩性,天然地基承载力特征值150~200kPa;粉土与砂性土多为稍密—中密,局部密实,以中等压缩性为主,天然地基承载力特征值130~220k Pa。

风化层主要为变质岩风化,承载力特征值一般300~1 000kPa,花岗岩、正长岩等新鲜基岩饱和单轴抗压强度80~140MPa,片麻岩70~100MPa,片岩一般小于30MPa。(www.daowen.com)

5.主要地质灾害

烟台地区海岸线总的来说是向海洋方向推进的,其中人为因素是主要原因,主要活动有港口建设人工填海、围海养殖。

烟台市海岸线在自然因素和人为因素共同影响下不断发生变迁,尤其近几年随着烟台市海岸带附近人类工程活动频繁,其变迁特征更加明显。根据20世纪90年代的Landsat TM图像、2000年的Landsat ETM图像和2009年的Alos数据图像及近几年的卫星影片,烟台市海岸带岸线变迁的总趋势是岸线和陆地面积不断增加。但在部分岸段,有海岸侵蚀问题。

烟台—威海砂质海岸侵蚀及环境问题:根据海滩剖面监测和海滩考察,一些岸段存在显著的侵蚀,一些岸段较稳定,还有一些岸段呈现明显的淤涨。此外,调查发现该地区还存在风沙灾害、海水入侵、港湾淤积等灾害。

侵蚀岸段主要分布在养马岛至双岛湾一带、威海东部部分岸段和成山头附近一些小湾中。侵蚀发生在低潮线附近。特别是牟平以东平直砂质海岸的侵蚀较为严重,一些小型海湾由于人为活动(如采沙等),也有侵蚀现象。观察到的明显侵蚀,大多在向海100m宽的范围内,侵蚀程度为0.5~1.0m。

产生海岸侵蚀的主要原因是由于入海泥沙量少,加之海面上升、风暴潮及人类活动等。这种不同的区域导致海岸侵蚀现象主要与海岸发育的地质地貌背景和人为影响有关。

根据1985—2011年遥感数据统计,在不含岛屿海岸线情况下,1985年山东半岛蓝色经济区(此阶段)岸线长度为1 130.98km,1990年岸线长度为1 250.59km,到2011年岸线长度为1 487.19km。2011年相比1985年,以蚀退为主,人工海岸增加较快,由1985年的147.41km增加到585.23km。海岸线长度增长比较迅速的原因是人类活动虽使海岸线形态趋于平直(如原来曲折的海岸线被平直的海堤、坝、虾池、盐田等人工岸线取代),但也会形成新的人工岸线,如不规律的滩涂围垦和填海造地会使海岸线向海延伸,尤其在淤泥质海岸和砂质海岸,会明显增加岸线长度。

海岸侵蚀淤积的危害:海岸侵蚀和港湾河口淤积造成的危害及灾害虽然是缓慢性的,但它可能造成沿岸村镇房屋、码头厂房坍塌,道路中断,海水浴场环境恶化,海岸防护林被海水吞噬,岸防工程被冲毁,海洋鱼类的产卵场和索饵场被破坏,农田被淹没等严重后果,从而影响沿岸人民的生产和生活

海水入侵:主要发生在砂质海岸带。例如,牟平一带为沿海堆积平原,区内地下水径流畅通,天然条件下地下水位高出海面,部分径流入海。地下水大量开采造成负值降落漏斗,导致海水反向补给地下水,形成海水入侵。研究表明海水入侵的发展趋势在进入21世纪以来得到了遏制和缓解。一方面是烟台市近年来采取的海水入侵综合防治措施发挥了重要作用,另一方面是2003—2010年烟台市(属平水年)降水量相对充足。

6.评价

该岸段以砂质海岸为主,并兼有部分岩石质海岸。基岩出露主要为元古宇胶东群和蓬莱群,中生代地层零星发育。该区的表层沉积物类型主要有黏土质粉砂、砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和砂,局部为砂质砾。黏土质粉砂、砂质粉砂是本区分布最广泛的沉积物类型,并且主要分布在海湾内。

地形地貌方面,沿岸海域水深中等至较深。在岬角处,主要为基岩,潮间带宽度经常仅为数米,水深迅速下降达到较大深度。海湾内,以砂质海岸为主,水深0~10m较常见,潮间带宽度经常达到数百米至2km。

该区海洋动力较强,大部分地区为正规半日潮,小部分地区为不规则半日潮,潮差一般为150~200cm,潮流在湾底相对较小,流速一般在50cm/s之内,岬角处较高,流速可达50~100cm/s。

该区的地质灾害方面,一些岸段存在显著的侵蚀,还有一些岸段呈现明显的淤涨或人工海岸向海推进。此外,调查发现该地区还存在港湾淤积、海水入侵等灾害。

该区部分岸段符合港口建设条件,在局部的海湾地区符合海水养殖、小规模的填海造地等活动。

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