莱州湾南岸卤水的稳定同位素与地球化学特征

莱州湾南岸卤水的开发利用始于20世纪50年代,如今卤水的含盐量比海水高出3～6倍。本文采用稳定同位素和水化学分析来鉴定卤水的盐分来源,为此在研究区内采集了9件卤水样品,采样井深度为30～80m。首先根据同位素盐效应,对卤水的δD和δ~(18)O值进行了校正。校正后的δD和δ~(18)O值关系图表明卤水的水分子来源于大气降水,而不是海水。δ~(18)O—Cl~-和Br~-—Cl~-关系表明卤水的盐分不同于海水蒸发的余留水。根据化学分水岭原理,卤水的Ca~(2+)/SO_(-4)~2和Ca~(2+)/Mg~(2+)值演化提示溶解盐起源不是蒸发的海水卤水。其它化学成分关系也证实了卤水的盐分源于海水蒸发盐的反复溶解。本研究说明卤水样品与海水盐分有关,但是与海水的水分子无关。     

莱州湾南岸地下咸水污染物示踪运移规律研究

晚更新世以来莱州湾南岸发生了三次海侵,长期的蒸发浓缩作用形成了大范围的地下卤水。受地下淡水过量开采、卤水资源利用及围填海工程等综合因素影响,地下咸水区的地下水流场、水质及周边地质环境产生了改变。选择地下咸水区进行地下水流示踪试验,对地下咸水渗透流速及影响范围等进行探索性试验研究。以粉砂、粘土质粉砂为主的咸水入侵区具有相对统一的地下水流场,示踪剂浓度变化基本符合正态曲线分布。在地下咸水区,示踪剂在随着地下水流运动时,示踪试验相对抽水试验具有速度放大效应。本次试验中,地下水流速0.25~0.38m/d,示踪剂流速0.36~1.09m/d,示踪剂流速是达西流速的2.1倍。     

莱州湾南岸海咸水入侵的原因分析及防治对策

莱州湾南岸的昌邑、寒亭、寿光等市(区)，是我省沿海发生海咸水入侵地质灾害较严重的地区之一。自70年代中期发现海咸水入侵以来，入侵速率逐年增加，到1992年，入侵面积已达295．5km^2，给工农业生产和人民生活造成了严重损失。该区海咸水入侵以咸水入侵为主。笔者在分析区域地质背景条件基础上，从水动力学和水化学方面对海咸水入侵的发灾机理进行了探讨。指出地下淡水过量开采是海咸水入侵的根本原因；此外，沉积环境、河流上游来水量减小及风暴潮等对海咸水入侵有加剧作用。从地学角度，提出了全流域综合治理、合理开发利用淡水资源、建设地下水库、跨流域调水，建立抽水槽工程等防治对策。     

晚更新世以来莱州湾南岸地下卤水资源分布特征

在分析莱州湾南岸地下卤水资源沉积环境及地质特征基础上,通过地质沉积背景和地下卤水水文特征对比,重新厘定地下卤水层与三次海侵的关系。研究表明,晚更新世以来莱州湾出现过三次海陆相地层变化序列,其中三个海相地层分别与沧州、献县和黄骅海侵事件相对应,三个卤水层分别赋存于三个海相地层中。在水平方向上,三个海相层的卤水分布基本呈条带状分布;在虞河以西,卤水层形成了中间浓度高,近岸、远岸浓度低的分布格局;在虞河以东,除灶户盐场北部地区浓度最高以外,其余地区从沿海向内陆逐渐降低。在垂直方向上,卤水层呈透镜体状,卤水浓度分带性明显,形成上、下低,中间高的分布格局。第II海相层的卤水分布范围广,浓度高,储量大。     

基于人工神经网络的地下水状态方程--以山东莱州湾南岸地下水研究为例

山东莱州湾南岸地下水密度受多种因素影响,传统方法难以拟合,利用人工神经网络（简称ANN）高效的自组织学习能力和抗实验噪音能力及应用神经网络工具箱设计了三层反馈式神经网络模型,得出映射莱州湾南岸地下水密度与含盐量之间相关关系的基于ANN的地下水状态性关系的性质,基于ANN的地下水状态方程具有形式简单,易于使用等特点。     

基于地理加权回归的莱州湾南岸土壤盐渍化与环境因子的关系研究

选取莱州湾南岸为研究区域,系统采集了111个表层土壤样品,测定了土壤全盐量以及K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-和CO_3~(2-)等8种土壤盐分离子的含量,运用多元统计分析以及地理加权回归模型等方法,分析了莱州湾南岸土壤盐渍化的影响因素。结果表明:①研究区土壤以盐土为主,Cl~-的浓度和变异系数远远高于其他盐分离子,在土壤表层的累积十分显著,氯化物在土壤中最为活跃。②土壤含水率、土壤干容重、土壤有机质、植被覆盖率与土壤盐渍化程度之间出现了高相关性,拟合精度高。③气温、降水、地下水埋深、地下水矿化度表现出中等相关性,拟合精度较高。④数字高程模型(DEM)、高差、土壤粒度、土壤pH表现了一般相关性,拟合精度一般。     

莱州湾南岸滨海湿地表层土壤重金属元素分布与生态风险评价

为探索莱州湾南岸滨海湿地表层土壤重金属元素分布和生态风险,采集105件表层土壤样品,分析测定Cu、Cr、Zn、Ni、As、Pb、Cd和Hg 8种重金属元素含量。利用内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法评价其污染程度,研究结果表明,该地区重金属元素含量均超标,内梅罗综合污染指数显示整体属于中度污染; 相关性分析表明,研究区各重金属元素含量之间具有明显的正相关性,其中Cu、Zn、Cd、Pb和As的来源与工农业生产和交通活动相关,Cr、Ni的来源主要受到地质背景和地球化学作用的影响,Hg的来源主要受到大气沉降的影响; 研究区土壤重金属元素单因子潜在生态危害程度为Hg＞Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr＞Zn,其中Hg处于较重危害程度,Cd处于中等危害程度,其他重金属元素处于低危害程度,大部分属于中、低程度生态危害。研究成果可为该地区土壤修复、生态环境保护提供数据支撑。     

莱州湾南岸滨海湿地生物多样性及生态地质环境变化

莱州湾南岸滨海湿地作为环渤海滨海湿地的一部分,具有海洋与河口交互性、海陆过渡性和生态脆弱性等特点,湿地面积广阔、资源丰富,是东北亚环西太平洋鸟类迁徙的重要“中转站”及越冬、栖息和繁殖地。湿地总面积为1150．079km^2,湿地维管束植物区系包括维管束植物53科144属217种。近年来,在对滨海湿地的开发中,虾池、盐田等人工湿地面积不断扩大,造成自然湿地面积减小、植被退化、地貌和水文条件改变、生物多样性下降,改变了原始的滨海湿地自然景观,破坏了珍稀鸟类的生存环境。     

莱州湾南岸陆海交互地层间隙水有色溶解有机物的光谱特征研究

陆海交互区较高的固碳效率和较大的固碳潜力是在自然条件下长期解决气候变化和实现“碳达峰”“碳中和”的重要方案。为揭示莱州湾南岸陆海交互层中溶解有机物的来源和赋存形式,丰富对陆海交互区的碳源和碳汇的认识,于2021年11～12月采集钻孔岩心间隙水,分析其有色溶解有机物的紫外可见吸收光谱和三维荧光光谱。分析结果表明,溶解有机碳与a(320)均呈现出第二次海侵后变化大、浓度高的特征,陆相间隙水溶解有机物组成和性质差别大于海相间隙水。经平行因子分析法鉴别和OpenFlour匹配的5种荧光组分中,除底层外,类腐殖质组分贡献为总荧光强度的77%。荧光指数和自生源指数表明岩心间隙水有色溶解有机物由微生物再生产活动贡献为主,埋藏越久,微生物贡献越为显著,陆相层和海相层没有明显差别。主成分分析结果表明,不同沉积阶段溶解有机物组成存在一定差别,但随着沉积过程的发生,间隙水溶解有机物组成和性质逐渐趋同。长时间尺度下腐殖质高度成熟。     

莱州湾地下卤水形成的古地理条件分析

晚更新世以来在莱州湾南岸形成的地下卤水分布范围大,储量多,但地下卤水成因复杂。分析认为,地下卤水成矿条件受多种因素控制,莱州湾南岸的多源河流三角洲沉积演化模式为地下卤水资源的生成创造了良好的补给、运移、过滤、储存、封盖条件。在海退初期,澙湖水体由风暴潮作用下越过沙坝不断注入正常海水和位于其下部河流沉积物地下淡水共同组成,澙湖中产生的高矿化度盐水在回流渗滤作用下进入三角洲前缘,澙湖水体将长时间保持较高浓度稳定状态,在返流过程中卤水盐度会发生水平带状分异;在海退成陆时期,长期蒸发作用和季节性河流物质运输形成卤水存储,陆相沉积物掩埋了前期卤水层即成为地下卤水层;三次大规模海陆变迁,形成三个卤水层相间的分布特征。以澙湖-沙坝为卤水生成反应器,被溶解的组分在蒸发泵作用下产生分馏,在沉积物内发生离子交换作用,产生矿物蚀变,在回流渗滤作用下沿潮坪、三角洲前缘生成地下卤水。     

莱州湾南岸滨海平原晚更新世以来古环境演变的孢粉记录

依据莱州湾南岸A1钻孔孢粉分析，结合14C、热释光测年、沉积物粒度、岩性等资料，对A1钻孔自下而上划分为7个孢粉组合带，并概括它们的主要特征。利用孢粉组合，探讨了120 ka BP 以来莱州湾南岸咸水入侵区的植被发展以及气候的冷暖、干湿交替变化。在85～76 ka BP、50～24 ka BP和10～4 ka BP出现三次暖湿期，分别对应于“羊口海侵”、“广饶海侵”和“垦利海侵”。在三次暖湿期中发生海陆交互相滨岸沼泽或湖泊相沉积，植被类型为落叶阔叶林或针阔叶混交林滨岸草原。在76～50 ka BP和24～10 ka BP两次冷干期为陆相沉积环境，前者出现以针叶林为主的草原植被类型，后者出现干冷的针叶林干旱草原或荒漠草原植被类型，它们分别对应于早大理亚冰期和晚大理亚冰期。孢粉组合所反映的莱州湾南岸晚更新世以来的环境演化同全球性的气候事件及渤海沿岸环境变化具有很好的可比性。     

莱州湾南岸平原古湖泊消亡原因初探

莱州湾南岸平原是指西起小清河口，东至胶莱河口的广大沿岸地区，这一地区近年来是我国工农业发展较快的地区，也是我国地下咸水入侵较为严重的地区。历史上，莱州湾南岸平原地区曾有一些湖泊存在，如巨淀湖、黑冢泊、别画湖，但现在早已荡然无存了。研究这些古湖泊的消亡原因对于恢复该区古地理环境以及确立湖迹区今后的发展方向具有十分重要的意义。本文运用查阅历史文献、地层剖面分析、地名考证、遥感解译等多种方法，对莱州湾南岸古湖泊的消亡原因进行了研究与分析，并指出该区古湖泊消亡的原因是气候变干、河流变迁、人类活动影响等，其中气候变化是古湖泊消亡的根本原因，河流变迁是古湖泊消亡的直接原因，而人类活动则加速了古湖泊消亡的进程。     

海岸缓冲区规划管理与立法初探——以莱州湾东岸为例

海岸带以陆海相互作用为基本特征,并形成了一系列相关的海岸带地质灾害.海岸及近海区域是海岸带陆海相互作用的关键地区,与人类活动关系密切,减轻海岸带灾害损失和保护海岸带环境的重点应在此设立海岸缓冲区.本文在分析莱州湾东岸海岸带陆海相互作用相关的地质灾害基础上,总结提出了海岸缓冲区规划的地质地貌标志、咸-淡水过渡带标志.对缓冲区规划原则、动态管理及海岸带立法做了初步的分析与探讨.     

莱洲湾南岸咸水入侵条件下地下水的水化学特征与卤水形成

莱洲湾南岸地下水在咸水入侵条件下发生了较大的变化,从山前冲洪积平原至海岸带共存在6种类型的地下水。本文对研究区地下水化学成分的区域分布进行了研究,并通过水文地球化学调查与室内试验,结合同位素测定资料与PHRQPITZ的模拟结果,对各种类型地下水的形成原因做了深入探讨。指出在咸、淡水过渡带发生了阳离子交换。此外还揭示出卤水形成过程中发生了石盐、泻利盐的溶解。     

莱州湾东南沿岸地下水水位动态与海水入侵相关规律研究

本文在莱州湾东南沿岸，用蒸发量、降水量和开采量指标实测资料建立了它们与地下水位负值区的相关模式；通过建立地下水位负值区面积与海水入侵面积之间的回归模型，揭示了地下水位负值区的产生和扩大是导致海水入侵发生和发展的主导因素，并用量化指标加以反映。最后对海水入侵的发展规律和防治措施进行了讨论。     

莱州湾南岸全新世相对海平面变化重建

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面于-21.5m左右;9200~8400cal BP海面上升速率减缓至约2mm/a;8400~8000cal BP海面由-14m快速上升至-5.5m,速率约为33mm/a;8000~7600cal BP,海面持续数百年停滞或微弱下降;7600~7000cal BP海面由-5.5m快速上升至0m以上,速率至少约为13mm/a;7000~6000cal BP海面缓慢上升至+2~+3m位置,速率约为3mm/a;约6000cal BP以后海面缓慢下降至现今水平。约9200cal BP以前、8400~8000cal BP、7600~7000cal BP时期的3次海面快速上升,是MWP-1C融水脉冲、诱发8.2ka冷事件的融水脉冲,以及MWP-2融水脉冲的中纬度地区响应。中全新世全球冰融趋于停滞后,由于研究区沉积盆地沉降速度较慢,在冰川均衡调整效应下,使+2~+3m的相对高海面得以呈现。     

基于DEM的莱州湾南岸典型水系河间地提取及区域地貌演化研究

以SRTM3-DEM为数据源,在ArcGIS支持下,采用水文分析以及DEM分析数据与地质图、卫星图像和地形图区域数据综合对比分析,结合实地调查及前人研究成果,对莱州湾南岸的弥河、白浪河、潍河3条典型河流河网河间地的提取进行了研究,并对不同流域河间地比率的空间关系、流域地貌侵蚀对比与区域变化、全新世河型及河型转换以及区域地貌发展阶段进行了研究.通过DEM的水文分析、河网提取、河间地制图,得到了每条河流、每种累积流量取值下河网中的河间地,从而提出了快速提取河间地的一种新方法.区域空间上,河间地比率自西向东存在弱的增大变化.流域侵蚀综合分析表明:3条河流曾明显下切,即西部的弥河以单河道截切式下切; 中部的白浪河以拓展式下切; 东部的潍河呈嵌入式下切.表明西部侵蚀下切幅度大于东部(西部河流侵蚀速度快于东部),从而印证了河间地比率西小、东大的空间变化.对古河型(/河网)分析表明,全新世以来有网状河、扇状分汊河、汇聚型河、顺直河和曲流河5种河型.河型转换受控于气候变化、基准面下降和不均衡的构造抬升.将研究区全新世的河流地貌演化分为全新世早阶段、全新世中期早阶段、全新世中期晚阶段、全新世晚期早阶段和全新世晚期晚阶段5个阶段.     

电阻率法在防治莱州湾地区海水入侵中的应用

阐述电阻率法在莱州湾地区海水入侵防治研究中应用的理论依据、监测指标.对海、咸水入侵区地层电阻率的变化规律,咸、淡水界面的确定,圈定海水入侵通道及界面运移规律做了分析.