由麗萍 趙玉庭 孫珊等

關(guān)鍵詞：近岸海域;沉積物;粒度;時(shí)空變化;影響因素;山東省

中圖分類號(hào)：P76;X820.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-9857（2022）01-0077-05

0引言

沉積物粒度是海洋沉積環(huán)境研究的基礎(chǔ)資料之一，其在沉積物的搬運(yùn)、沉積、再分配等過程中，儲(chǔ)存了沉積物物源、水動(dòng)力環(huán)境、搬運(yùn)距離等環(huán)境信息[1-2]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者以沉積物粒度特征為指標(biāo)，開展了大量的海洋沉積環(huán)境劃分、沉積物運(yùn)移方式、海水流速歷史變化及季風(fēng)區(qū)域性演化等相關(guān)海洋沉積環(huán)境研究，明確了沉積物粒度對(duì)環(huán)境演變過程的指示意義[3-6]。同時(shí)，系列研究證實(shí)，沉積物粒度組成、泥沙運(yùn)移、分布形態(tài)等特征均受到物質(zhì)來源、地形條件及海洋潮流等因素的影響[7-8]，因此利用沉積物粒度特征反演物源和水動(dòng)力條件，進(jìn)而分析粒度與沉積環(huán)境的相應(yīng)關(guān)系，具有重要的理論意義。

現(xiàn)有研究多聚焦于較小尺度區(qū)域[9]，完整的地域性近岸海域沉積物粒度研究較少。山東省近岸海域包含了渤海、北黃海和南黃海，涉及海域類型多，水動(dòng)力環(huán)境較為復(fù)雜，明確相應(yīng)的沉積環(huán)境狀況十分必要[5]。本研究以山東省近岸海域表層沉積物調(diào)查資料為基礎(chǔ)，分析了沉積物粒度的時(shí)空變化特征及其影響因素，研究成果可以為山東省近岸海域底質(zhì)類型變化分析、海洋工程建設(shè)及海岸帶科學(xué)管理、合理開發(fā)利用與防護(hù)等提供參考。

1材料與方法

1.1調(diào)查時(shí)間與站位

調(diào)查時(shí)間：2020年8月（年度變化采用近5年的調(diào)查資料）;調(diào)查海域：山東省近岸海域;調(diào)查站位：按照代表性、可比性、科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性的原則，共布設(shè)136個(gè)站位。

1.2調(diào)查、分析與評(píng)價(jià)方法

沉積物樣品采集、處理和分析均按照《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB/T12763-2007）進(jìn)行。

粒度分析使用激光粒度儀（LS-909，珠海歐美克公司）進(jìn)行，儀器測(cè)量范圍0.02～2000μm，分析誤差±2%。

粒度分析的粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用尤登-溫德華氏等比制粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，歸納為5類，分別為黏土（Y，<4μm）、粉砂（T，4～63μm）、砂（S，63～2000μm）、礫石（G，2～256mm）和巖塊（R，>256mm）;分類和命名采用謝帕德沉積物粒度三角分類法（GB/T12763-2007）。

2調(diào)查結(jié)果

2020年，山東省近岸海域表層沉積物粒徑總體呈由岸向海逐漸變小的趨勢(shì)。其中，粉砂含量最高，占比為0%～93.51%，平均（66.45±20.98）%，高值區(qū)（>50%）主要分布在北部、東南部離岸開闊海域及煙臺(tái)、威海近岸海域;砂含量次之，占比為0% ～100%，平均（26.78±24.17）%，高值區(qū)（>50%）主要分布在萊州灣東南部近岸海域，部分分布在渤海灣東南部和丁字灣東部近岸海域;黏土含量較低，占比為0%～24.95%，平均（6.77±5.42）%，分布趨勢(shì)與粉砂基本一致;調(diào)查海域未出現(xiàn)含礫樣品。

沉積物分類和命名的結(jié)果顯示，2020年全省沉積物類型由粗到細(xì)包括：砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂和粉砂4 種，以粉砂為主，共83 個(gè)，占調(diào)查站位的61.9%，主要分布在煙臺(tái)、威海、日照、濱州西部及東營(yíng)東北部近岸海域;其次為砂質(zhì)粉砂，共27個(gè)，占調(diào)查站位的20.1%，主要分布在萊州灣中部海域及日照、青島部分近岸海域;再次為粉砂質(zhì)砂，共18個(gè)，占調(diào)查站位的13.4%，主要分布在渤海灣、萊州灣東南部海域;砂共6個(gè)，占調(diào)查站位的4.5%，主要分布在萊州灣東南部海域。

沉積物均在砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂和粉砂范圍內(nèi)。其中，粉砂類沉積物以粉砂為主，平均含量為79.92%;砂質(zhì)粉砂類沉積物中粉砂平均含量為57.54%，砂平均含量為37.72%;粉砂質(zhì)砂類沉積物中砂平均含量為61.62%，粉砂平均含量為37.17%;砂類沉積物以砂為主，平均含量為91.87%（表1）。

近5年調(diào)查結(jié)果顯示，山東省近岸海域表層沉積物黏土含量降低，粉砂含量變化不大，砂含量升高，整體呈現(xiàn)粗化的趨勢(shì)，其中日照、青島、濰坊和濱州近岸海域表層沉積物粗化趨勢(shì)較為明顯，東營(yíng)次之，煙臺(tái)和威海粗化程度最低（圖1）。

3討論

研究指出，潮流是影響山東省近岸海域沉積物輸運(yùn)的主要因素，泥沙被河流攜帶入海后，在波浪、潮流等海洋動(dòng)力的作用下，細(xì)顆粒易于被搬運(yùn)至流場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定的開闊海域處沉積，相對(duì)更粗的砂粒等物質(zhì)在近岸海域沉積下來，導(dǎo)致山東省近岸海域沉積物粒徑呈由近岸向遠(yuǎn)海變小的趨勢(shì)[5]。

粒級(jí)組分是沉積物最基本的組成特征，主要受物源和沉積環(huán)境的影響[6，8]。山東省海岸除萊州灣和黃河三角洲沿岸外，泥沙來源較少，物源影響主要集中在萊州灣和黃河入?？诟浇Ｓ?，受黃河入海物質(zhì)控制[10]。本研究中，東營(yíng)東北部和萊州灣西北部近岸海域表層沉積物粒級(jí)組分種類較豐富，主要為粉砂，該區(qū)域沉積物粒度特征除受物源影響外，還受控于渤海沉積動(dòng)力因素，尤其是渤海潮流[10];而萊州灣南部近岸海域砂和粉砂質(zhì)砂分布較多，受黃河泥沙影響較小，主要在海洋動(dòng)力作用下近岸海區(qū)沉積物逐漸粗化[11]。濱州西部和東營(yíng)東部近岸海域沉積物粒級(jí)組分呈現(xiàn)粉砂-砂質(zhì)粉砂-粉砂質(zhì)砂的分布趨勢(shì)，與喬淑卿等[10]對(duì)渤海底質(zhì)沉積物粒度特征及輸運(yùn)趨勢(shì)的研究結(jié)果一致，屬于渤海細(xì)粒級(jí)沉積物沉積區(qū)[12]，除受物源影響外，主要受渤海潮流和環(huán)流影響。煙臺(tái)北部和東部及威海近岸海域主要為粉砂質(zhì)沉積物，與王偉等[8]對(duì)北黃海表層沉積物粒度分布特征研究結(jié)果一致，屬于北部黃海環(huán)流余脈與山東省半島沿岸流渦旋形成的細(xì)粒物質(zhì)沉積區(qū)，主要受控于山東省半島沿岸流[13]。丁字灣海域?yàn)晨诔练e物粒度（砂）較外海（粉砂）粗，與湯世凱等[14]對(duì)丁字灣近岸海域表層沉積物粒度特征研究結(jié)果一致，主要與丁字灣海域沉積水動(dòng)力強(qiáng)度向水深方向逐漸減弱有關(guān)。青島近岸海域沉積物類型主要以砂質(zhì)粉砂為主，與莊海海等[15]對(duì)膠州灣表層沉積物粒度特征的調(diào)查結(jié)果一致，其主要來源為陸源輸入。日照近岸海域沉積物類型主要為砂質(zhì)粉砂和粉砂，主要來源于河流入海物質(zhì)和沿岸沖刷物[16]，與宋紅瑛等[17]于2016年對(duì)日照近海表層沉積物粒度特征的研究結(jié)果（砂為主要類型）并不一致，原因可能是日照港工程兩側(cè)水動(dòng)力條件減弱，導(dǎo)致其附近海域表層沉積物逐漸細(xì)化[11]。

本研究中，山東省近岸海域表層沉積物整體呈現(xiàn)粗化的趨勢(shì)，參照《中國(guó)海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查圖集》及相關(guān)研究，初步推斷首要原因?yàn)榻陙砣牒３练e物供應(yīng)量減少，以及近岸表層沉積物在海洋動(dòng)力作用下逐漸粗化[5，11，18]。另外，隨著山東省沿海港口的迅猛發(fā)展，初步形成了以青島、煙臺(tái)、日照近岸港口為主要港口;威海等近岸港口為地區(qū)性重要港口;濱州、東營(yíng)、濰坊等中小港口為補(bǔ)充的分層次港口布局[19]。港口建設(shè)能夠通過改變水動(dòng)力流速、潮流及泥沙活動(dòng)等影響周邊海域沉積環(huán)境中泥沙的沉積速率及推移搬運(yùn)等活動(dòng)，從而改變?cè)摵Ｓ虻某练e物粒度特征[11，20]。

4結(jié)論

（1）2020年，山東省近岸海域表層沉積物粒徑總體呈由近岸向遠(yuǎn)海逐漸變小的趨勢(shì)，其中，粉砂含量最高，平均66.45%;砂次之，平均26.78%;黏土含量較低，平均6.77%。沉積物不同粒級(jí)組分具有明顯的空間分布差異性，以粉砂為主，占比61.9%;其次為砂質(zhì)粉砂，占比20.1%;再次為粉砂質(zhì)砂，占比13.4%;砂最少，占比4.5%。

（2）2016—2020年，山東省近岸海域表層沉積物整體呈現(xiàn)粗化的趨勢(shì)。其中，日照、青島、濰坊和濱州近岸海域表層沉積物粗化趨勢(shì)較為明顯，東營(yíng)次之，煙臺(tái)和威海粗化程度最低。

（3）山東省近岸海域沉積物粒度的時(shí)空特征主要受物源和區(qū)域水動(dòng)力條件（如，渤海和黃海海流、山東省沿岸流等）等因素控制，具體的影響機(jī)制仍需進(jìn)一步調(diào)查研究;另外，沿海海岸工程建設(shè)也是沉積物粒度特征改變的主要影響因素。