趙景蒲，賀淼，張建英，宋委，張玉彥

(1.東營市國土資源局，山東 東營 257091；2.東營市國土資源局東營區(qū)分局,山東 東營 257091;3.山東省第四地質礦產勘查院,山東 濰坊 261000;東營市實驗中學,山東 東營 257091)

災害地質是指自然發(fā)生的或人為造成的、對人類生命或財產造成危害或潛在危害的地質條件或地質現(xiàn)象，其研究對象是地質類致災因子，包括地質體、地質現(xiàn)象及其發(fā)生發(fā)展機制、分布規(guī)律[1-2]。東營市位于山東省北部黃河三角洲地區(qū)，東、北臨渤海，西與濱州市毗鄰，南與淄博市、濰坊市接壤，南北最大縱距123km，東西最大橫距74km，海岸線總長350.34km[3]。近年來隨著海底和海岸經(jīng)濟意義日益變大，海洋災害地質的研究對海底工程、護岸工程都有重要意義，因此，海洋災害地質調查工作越來越受到重視[2]。該文通過淺地層剖面測量、單波束水深測量等物探手段，對東營市近海海域進行了地質災害調查工作①。淺地層剖面測量與水深測量同時進行，導航儀器采用美國Trimble技術公司生產的SPS351信標接收機，定位準確；導航軟件采用廣州南方公司的自由行水上工程軟件；淺地層剖面儀器采用英國AAE/SBP，采集軟件采用美國Chesapeake公司的sonarwiz5軟件；水深測量儀器采用ODOM公司生產的Echotrac MKⅢ雙變頻回聲測深儀。在研究區(qū)北部、東部海域共完成淺地層剖面8條，測線垂直于海岸方向，長312km；南部海域淺剖面資料以收集山東半島海岸帶綜合地質調查與監(jiān)測項目資料為主，長1341km，調查范圍與測線實際航跡見圖1。

圖1 研究區(qū)范圍、測線位置示意圖

1 災害地質類型劃分

海洋災害地質的研究是一門相對較新的海洋地質科學，目前對災害地質因素類型的劃分尚無統(tǒng)一的方法，不同的學者提出了不同的分類方案[4-5]。該次參考劉守全等的分類方法，以實用簡捷為原則，以出現(xiàn)的空間為主線，將東營市近海海域海洋災害地質分為四大類:構造的、海岸的、海底的、淺層的[5](表1)。

2 海岸侵蝕與淤積

海岸線信息可以清晰地反映出海岸線的演變過程[6]，考慮到不同區(qū)段的位置，將研究區(qū)海岸線分為

表1 東營市近海災害地質分類

刁口段、港口段、河口段及萊州灣西岸段。由于黃河流域攜帶的大量泥沙，從圖2中可以看出，河口段海岸線變化最為明顯。近年來，前人在黃河三角洲地區(qū)開展了大量的侵蝕與淤積研究，該次是在以往工作的基礎上，結合最新的遙感數(shù)據(jù)，進行了對比研究[7-15]。

圖2 歷年岸線變遷圖

2.1 刁口段海岸

自1976年刁口河流路斷流后，在沒有人為干擾的情況下，沙嘴及其附近海岸線處于蝕退狀態(tài)，1985年以前沙嘴蝕退的速度較快，以后逐漸減緩，已至達到暫時平衡狀態(tài)[7]。在有人為干擾的情況下，沙嘴及岸線的暫時平衡遭到破壞，海岸呈淤積延伸狀態(tài)[8]。但這種淤進與行水流路的淤進有所不同，行水流路的海岸淤進是在沙嘴帶動下的淤積延伸，延伸幅度與來水來沙等多種因素有關；人為干擾的海岸淤進是整個海岸線的平行延伸，沒有主動與被動之分，而且延伸幅度呈衰減之勢[7]。刁口段海岸沖淤變化的基本規(guī)律是：1980年開始岸線全面蝕退，侵蝕速率較大；1990—1995年，處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)；1995年以后，侵蝕速率逐漸趨緩，某些年份略有淤積；2000—2015年岸線開始緩慢淤積。

2.2 港口段海岸

東營港于1985年建成，由于海港防潮堤的突出，港口左側，海洋動力加強，岸線處于蝕退狀態(tài)，港口右側，海岸線處于淤伸狀態(tài)；1986年在港口左側修建了一座類似于丁壩性質的防潮堤，以阻止港口左側岸線的蝕退，但建成不久，就被大潮沖垮，復于1987年在左側蝕退段修建防潮大堤；1988年樁西油田建成后，海岸線基本被固定下來，與此同時，港口右側的岸線由淤積狀態(tài)轉為蝕退狀態(tài)，但蝕退幅度不大；1990年港口右側修建了一條長約2km的一般防護堤，基本控制了該段海岸線的蝕退；1990年至今，該段岸線基本沒有變化[7]。

2.3 河口段海岸

1980年，清水溝流路尚未形成明顯的沙嘴，還處在擺動之中，但沙嘴已呈淤積延伸之勢；1981—1984年，沙嘴明顯地向東淤積擴張；1985—1990年，沙嘴變化比較平穩(wěn)；1991—1995年，沙嘴淤積速率明顯加快；1996年以后，人工引黃河從北汊入海，改變了泥沙的淤積條件，使得北汊造陸速率加快，這主要是考慮勝利油田變海上開采為陸上開采的一個人為措施，同時南側又以較快的速率遭受侵蝕[9]。

沙嘴延伸蝕退與來水來沙之間的關系密切，即吵嘴延伸長度與水沙比(時段來沙量與來水量之比)正相關[10]。水沙比較大，沙嘴的延伸長度就較長；水沙比較小時，吵嘴的延伸就少一些，甚至發(fā)生蝕退[11]。

黃河三角洲的海岸線演變取決于黃河流路的位置及海洋動力輸沙的共同作用[12]。一般而言，在流路行水年限內河口的海岸線總的是逐年向外延伸，而在流路改道后原來流路的河口則發(fā)生蝕退；在同一流路不同時期的河口海岸線，當來沙量大時淤積，而當來沙量大量減少時在局部時段內發(fā)生蝕退[8]。該次截取了1980年以來黃河河口附近海岸線遙感影像圖，進行演化對比分析，分析結果如圖3所示。

(1)1980—1995年，黃河河口不斷向東南淤積，沙嘴向前延伸約27.8km，造陸面積約345km2。

(2)1996—2005年，人工引黃河從北汊入海，改變了泥沙淤積條件，受黃河斷流及來水來沙量減少，淤進與蝕退交替，變化不大[13]。這一時期，沙嘴蝕退約90km2，向北造陸面積約80km2，蝕退面積大于造陸面積。

(3)2006—2015年，黃河斷流天數(shù)增加，入海水沙銳減，同時新口門北部的凹海灣潮流場較弱，由于該區(qū)域泥沙顆粒較細，因此泥沙很容易被波浪掀起，引起口門附近淤積緩慢，老河口附近近于往復流，流速較大，沙嘴進一步侵蝕后退，使該時段三角洲面積呈微弱減少趨勢[14]。這一時期沙嘴淤積面積約30km2，蝕退面積約32km2，蝕退面積大于造陸面積。

圖3 黃河三角洲發(fā)育過程(遙感影像圖)

2.4 萊州灣西岸段海岸

1976年以前，黃河由刁口河流路入海，黃河來沙對萊州灣海域影響較??；1976年黃河改道清水溝流路初期，海域呈微淤狀態(tài)；1990—1996年，黃河沙嘴突出后，萊州灣海域呈顯著淤積，特別是1993年黃河口門向東南擺動入海時，淤積最為嚴重；1996年河口改道北汊入海后，泥沙對萊州灣影響降低，出現(xiàn)微淤狀態(tài)；2000年以后，萊州灣以輕微淤積為主，淤積速率較慢，至2015年，海岸線變化以人工養(yǎng)殖等變化為主[15]。

3 近海海洋災害地質特征

3.1 活動斷層

研究區(qū)位于渤東坳陷的中南部，屬于斷塊盆地類型[16]。影響該區(qū)的活動斷裂帶有郯廬斷裂(NNE)、河北平原斷裂(NNE—NE)和燕山渤海斷裂帶(NWW)[17]。該次調查測線line1-line8線的淺地層剖面上均發(fā)現(xiàn)有斷層分布(圖4、圖5)，從斷層帶上可以看到地層發(fā)生明顯的彎曲。斷層走向大約為NNE向，近EW向延伸約1km。斷層大部分切穿T3界面，但均未切穿1855年黃河三角洲底界和海底。

圖4 研究區(qū)災害地質分布圖

圖5 東營市淺地層剖面(line8)線上的斷層

3.2 災害地貌

海底沖溝、滑塌、陡坎、蝕余地形等災害地貌主要分布在擾動三角洲前緣及廢棄的黃河三角洲北部葉瓣處。災害性地貌的存在將對海底工程設施造成危害，對海底管線的敷設和維修都會造成較大困難(圖6)[18]。

圖6 災害地貌

3.3 海底滑坡

2004年，周良勇等[2]將黃河三角洲滑坡劃分為瓶頸狀滑坡、淺層平板狀滑坡和淺層旋轉滑坡3種基本類型，3種滑坡還可形成復合滑坡。該次調查中，在line6測線上發(fā)現(xiàn)了一個淺層旋轉滑坡體(圖4，圖7)。從滑坡的延展寬度和陡坎的高度可以判斷，記錄的是滑坡體的源區(qū)和輸送沉積物的沖溝，源區(qū)展寬達上百米，陡坎高達數(shù)米，海底平坦，無疊瓦狀或繩網(wǎng)狀結構，淺地層剖面上聲學無序的侵蝕充填地層厚約2～6m。引起滑坡的原因可能是外動力作用的結果[19]，因為外力作用如地震、波浪等震動會引起沙土內超孔隙壓力，當壓力超過沙土自重時，造成表層滑坡。而內部觸發(fā)主要是三角洲堆積過程中，軟弱層上受不均衡壓力，產生深層滑動。

圖7 淺剖測線line6上的滑坡

3.4 淺層氣

淺層氣是指埋藏深度比較淺(一般在1500m以內)、儲量比較小的各類天然氣資源，主要包括生物氣、油型氣、煤層甲烷氣、水溶氣等[20]。研究區(qū)淺層氣主要分布在孤東海域離岸20km，水深15～20m的海底。以line1線為例(圖4、圖8)，其在垂向上分布很淺，其頂界深度距海底不到10m。從剖面上分析得出該淺層氣未達到富集高壓程度，不會出現(xiàn)氣體外溢，但是海底潛在的不穩(wěn)定性因素，會造成平臺倒塌或鉆井出現(xiàn)井噴失火，建議避免在該區(qū)進行海洋油氣勘探開發(fā)活動。

圖8 淺剖測線line1上的淺層氣

3.5 埋藏古河道、古湖泊

埋藏古河道或古湖泊是一種埋藏在海底淺層沉積物中的災害地質因素，是冰期低海面時，裸露的近岸海底在潮流、河流的作用下而形成的負地形，繼而被后期沉積物所充填而形成的埋藏于淺部地層中的異常埋藏體，剖面一般呈“V”或“U”字形[21-22]。古河道沉積的一般其上下界面均為不整合面，經(jīng)過歷史上的暴露風化或者海水進侵淘選，物質結構疏松，是天然的物性界面，在外力作用下，容易引起層間滑動，穩(wěn)定性差[23]。

在該次調查的line1～line8線上均發(fā)現(xiàn)有下切古河道分布。淺地層調查結果表明這些古河道一般下切T2，T3界面(圖4，圖9)，剖面底部為起伏不平的強反射侵蝕界面，呈“U”字型，內部多有充填物，多為顆粒較粗的砂礫質充填，也有為泥質充填。研究區(qū)內末次冰期以來的古河道頂埋藏深度在7.1～15.2m之間，分布在整個水下三角洲地區(qū)，河道規(guī)模較小，河寬一般不超過200m。研究區(qū)中部埋藏古河道規(guī)模較大，河寬超過200m，深度也較深，最深可達41.2m。研究區(qū)北部及東北部，古河道沙體厚，東部沙體的厚度小。老黃河口外的古河道沙體較厚，古河道密度較大，這對油田設施是一個重要致災因素。

圖9 淺剖測線line5上的埋藏古河道

4 結論

存在于研究區(qū)內的主要災害地質類型為海岸侵蝕與淤積、活動斷層、沖溝和陡坎、蝕余地形、海底滑坡、淺層氣、埋藏古河道(古湖泊)等。

(1)海岸的侵蝕與淤積：研究區(qū)整體以海岸淤積為主，僅東營港口段、刁口河段沙嘴一帶存在海岸侵蝕。受近年來黃河斷流的影響，淤積速率逐年變緩，目前整體以輕微淤積為主。

(2)海域災害地質分布及影響因素：活動斷層在北部海域廣泛存在，走向大約為NNE向，近EW向延伸約1km，斷層大部分切穿T3界面，但均未切穿1855年黃河三角洲底界和海底；災害地貌(海底沖溝和陡坎、蝕余地形)主要分布在黃河三角洲前緣及廢棄的黃河三角洲北部葉瓣處；淺層氣主要存在于孤東海域離岸20km，水深15～20m的海底；海底滑坡存在于活動的和廢棄的黃河三角洲上；末次冰期以來的埋藏古河道(古湖泊)分布在海底8～20m左右的深度，古河道(古湖泊)頂埋藏深度在7.1～15.2m之間，分布在整個水下三角洲地區(qū)。

主要影響因素包括應力和沉積物強度。其中應力因素主要包括地殼構造(地震、大斷裂帶活動)、波浪作用(包括風暴潮)、海底流的沖刷和沉積作用；影響沉積物強度的因素主要包括沉積加載和波浪的周期性載荷，這2個因素通過影響孔隙壓力，來改變沉積物的強度。此外，淺層氣也是造成沉積物強度的一個原因。

(3)通過淺層地震剖面資料，對照分析東營近海海域的災害地質類型及特征，可以充分認識這些地質災害，在港口建設及海洋工程基礎施工等過程中可以有效避免地質災害帶來的危害，避免因海域地質災害給國家和人民群眾造成的生命和財產安全的重大損失。

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