渤海海峡老铁山水道基底埋深特征

浅地层结构通常是跨海通道工程建设需要重点考虑的因素之一。在渤海海峡地区,查明蓬莱至旅顺一线海域海底浅地层结构是开展该区域海底隧道施工的先决条件。以往的海底浅地层结构调查多关注南段蓬莱角至砣矶岛,少有涉及到北段老铁山水道。本文以老铁山水道海底地层为重点研究对象,开展单道地震及钻探工作,获取了目标海域海底浅地层结构,对该海域海底基岩面埋深特征开展了初步探索。结果表明:老铁山水道南部以浅埋基岩为主,埋深多在30 m以浅;中部发育巨厚的粉砂黏土层,第四纪沉积层最厚186.30 m以上;北部大范围区域发育坚硬的厚砾土或铁板砂。本文的调查研究工作为渤海海峡海底隧道工程建设提供了科学支撑。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的粒度特征及其沉积环境

渤海东部和黄海北部表层沉积物粒度组成分析揭示,沉积物主要由砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂组成,部分海域出现含砾沉积物。总体分布表现为南细北粗、东西分带的特点,形成以平行岸线的条带状分布格局为主体的南北不同的镶嵌形态,由岸及海、由北向南呈现由粗到细的分布特征。沉积物分布主要受物质来源、地形以及海洋环流控制,根据沉积物成因划分出老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区、山东半岛沿岸流泥质沉积区、北黄海中部泥质沉积、南黄海中部泥质沉积区、西朝鲜湾潮流沙脊沉积区、渤海中部泥质沉积区,并讨论了不同沉积区的沉积环境。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的粒度特征及其沉积环境北大核心CSCD

渤海东部和黄海北部表层沉积物粒度组成分析揭示,沉积物主要由砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂组成,部分海域出现含砾沉积物。总体分布表现为南细北粗、东西分带的特点,形成以平行岸线的条带状分布格局为主体的南北不同的镶嵌形态,由岸及海、由北向南呈现由粗到细的分布特征。沉积物分布主要受物质来源、地形以及海洋环流控制,根据沉积物成因划分出老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区、山东半岛沿岸流泥质沉积区、北黄海中部泥质沉积、南黄海中部泥质沉积区、西朝鲜湾潮流沙脊沉积区、渤海中部泥质沉积区,并讨论了不同沉积区的沉积环境。     

中国的海上“三峡”

在两块陆地之间的狭窄水道均称为海峡,它是连接洋与洋或洋与海的通道。纵观世界地图你便会发现,世界上有许多著名的海峡,如白令海峡,连接太平洋和北冰洋;德雷克海峡和麦哲伦海峡,它们连接太平洋和大西洋;此外还有英吉利海峡,佛罗里达海峡、托雷斯海峡、直布罗陀海峡、马六甲海峡、达达尼尔海峡等等。我国沿海也有不少海峡,较为闻名的有三个,从北而南分别为渤海海、台湾海峡和琼州海峡,堪称为中国的海上“三峡”。——渤海海峡     

渤海海峡跨海桥隧建设的海洋地质环境分析及修建方案思考

通过对渤海海峡跨海通道的地壳稳定性、海洋地质环境及海岛调查研究,证明渤海海峡适合修建跨海通道,且南桥北隧是最佳修建方案。修建跨海通道非常必要且具有非常高的经济效益。以公路通道计算,若能达到日均40 000辆的车流量,建成后每年将节减大约170亿元的燃油费及相应的燃油污染排放,7年即可收回投资成本,并可部分降低京津冀地区的雾霾水平和缓解交通压力。最佳修建线路是沿庙岛群岛轴部,这里地壳比周边更稳定、沉积物更薄,且实际跨海距离最短。蓬莱角至砣矶岛水深较浅,平均水深约20m,修桥是可行的;砣矶岛至大钦岛,平均水深35~40m;大钦岛至老铁山角,平均水深约50~55m。我们建议的南桥北隧方案,不同于前人提议的以北隍城岛作为桥隧连接地点的南桥北隧方案。砣矶岛面积7.05km~2,是首选的桥隧连接地点,大钦岛也可作为桥隧连接地点,可作为次选方案考虑。若砣矶岛作为桥隧连接地点,桥长约43km,隧道长约70km;若选大钦岛作为桥隧连接地点,则桥长约58km,隧道长约55km;桥隧总长约113km。南桥北隧方案,估计修建用时约为8~12年,总投资约为1 000~1 200亿元,工程使用年限以100年计。渤海是中国的内海,其风浪规模比东海、南海小。渤海海峡的南桥,受风浪的影响程度,虽比青岛胶州湾大桥大一些,但与杭州湾跨海大桥相仿,仅海水深度稍大一些。渤海海峡区估计每年约有60余天的风雾影响通行,这正好与两端邻近陆地上的风雾影响在时段和时间上相符合,可一起进行封闭或开通道路操作,实属正常,不应作为否定南桥北隧方案的理由。在海水较浅区域,修桥成本低,场地宽阔,容易施工且施工周期短。挖海底隧道成本较昂贵,施工难度大且周期长。基本上是隧道的长度决定了施工周期。全隧方案虽有"全天候"之美称,但由于全隧方案隧道长125km,投资2 500亿元,比我们提出的南桥北隧方案多花一倍以上的投资,修建用时也是多1倍以上,且必须在全部建完后才产生经济效益,故费钱费时、效率较低,是不适宜的。时代发展的趋势是,高速公路迅速崛起,铁路货运急剧下滑,公路通道比铁路通道更急需应优先考虑。南桥北隧方案,南桥是修建公路的南桥,北隧,有两种选择:如果通风等技术问题能够解决,应首先考虑修建公路通道的北隧;如果不能实现的话,那么,退而求其次修建铁路通道的北隧,用火车背负汽车过北隧,其效率低于公路通道汽车直接过北隧,运力不足也只能用滚装船轮渡汽车来补充。总之,不管是修公路通道还是铁路通道,甚至还是二者都要修,最佳方案都应该是南桥北隧,这样较省钱省时效率高,并在修建期间就可阶段性地产生经济效益。此外,南桥以地震基本烈度Ⅷ度设防,并能抗12级或以上台风及相应浪流,桥墩修建应尽量避开断裂带。北隧以地震基本烈度Ⅶ度设防。这正是:南部水浅利修桥,南桥北隧奇通道;阶段施工见效益,省钱省时效率高!     

夏季渤海海峡大小潮影响下水体温盐浊分布特征及其水动力机制

渤海海峡沉积物输运及水体温盐分布特征与水体层化混合程度密切相关,大潮时期水体混合程度比小潮时期强,使得水体温盐分布自南向北、自底向上都存在着明显的大小潮差异。老铁山水道附近中低层入侵的高盐低温的黄海水团受混合作用影响,在大潮时期明显比小潮时期垂向作用范围大,且跃层明显;自北隍城岛向南,受渤海沿岸流淡水影响,水体盐度逐渐降低,温度逐渐升高,表层存在明显温盐跃层,且小潮跃层厚度较大。受混合作用影响,中底层水体浊度在大潮时期基本高于小潮时期,底层泥沙主要来自海底底质泥沙再悬浮,自南向北底质泥沙粒度渐粗,因此,底层浊度自南向北逐渐降低。     

渤海海峡水动力分布特征研究

本文采用三维数值模拟的方法,研究了渤海海峡潮位、潮流特征以及各水道的潮通量。结果表明:渤海海峡潮时整体由南向北延迟,南部与北部相差约40 min;渤海海峡潮波兼具前进波和驻波性质,一个潮周期内两次高低潮流速相差较大,最大流速位于老铁山水道,大部分落潮时潮流由北黄海流向渤海,涨潮时相反;落急时表层流速明显大于底层,涨急时表底层流速变化不明显;渤海海峡大潮期落潮潮通量大于涨潮潮通量,总潮通量约1 224.939 6×10~8 m~3,老铁山水道的潮通量占整个海峡潮通量的68.13%。     

渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３～２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复性强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２～１．６ｋｎ，Ｍ２分期椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测区的旁侧声纳镶嵌日显示的微地貌形态有海底沙丘、沙条、彗星尾标志和冲刷沟，表明沙席和沙脊均是现代潮流作用形成的底形。该潮流动力地貌体系中，净沉积物搬运从老铁山水道至两潮流浅滩；在详测区净沉积物搬运从南向北。     

渤海海砂资源分布特征及物源分析

海砂是十分重要的海洋资源,基于对渤海海域1 366个表层沉积物样品的粒度分析,确定了渤海海峡北部、辽东浅滩、辽东湾东岸、兴城-绥中近岸、秦皇岛近岸、曹妃甸、莱州浅滩等7个海砂资源区,分布面积约12 800km2。通过对表层沉积物样品的重矿物分析,对比前人研究成果,对各海砂资源区进行了物源分析,渤海海峡北部海砂资源区主要为老铁山水道潮流长期冲刷形成的粗粒沉积物堆积,辽东浅滩海砂资源区物质来源为老铁山水道冲刷物质的再堆积,其他海砂资源区物质主要来源于沿岸河流的输运。     

全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运演变过程模拟研究

模拟了全新世 9个特定时期潮流作用下渤、黄、东海陆架上的泥沙输运状况。结果表明 ,东海外陆架梳状古沙脊形成的盛期在 - 80m至 - 52m海面期间 ,主要是潮流将侵蚀的海底晚更新世物质与河流的入海泥沙向东南方向输运而形成 ;- 52m海面之后 ,该古沙脊逐渐停止发育。扬子浅滩形成于 - 52m海面之后 ,至 - 30m海面时已发育比较成熟 ,它主要是旋转流将海底晚更新世物质与全新世河流入海泥沙中的细粒物质呈扇形向外簸选掉 ,粗粒物质留在原地而形成。南黄海中部泥在 - 52m海面时已开始形成 ,该泥是细粒物质的汇 ,泥沙来源具有多源性 ,但泥沙来量不足。西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席、辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席、海州湾中砂质沉积、南黄海辐射状沙脊以及北黄海西部泥、渤海中央泥、浙闽岸外泥主要形成于全新世最大海侵以来。西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席分别是强往复流与旋转流主要侵蚀海底的晚更新世物质而形成。辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席主要是强潮流将老铁山水道中的晚更新世物质带到辽东半岛西侧海域沉积而形成。海州湾中的砂质沉积是潮流将海底晚更新世物质与河流入海泥沙中的细粒物质带往外海、留下粗粒泥沙而形成。南黄海辐射状沙脊是辐射状潮流场改造北来的黄河泥沙与南来的长江泥沙而形成。北黄海西部泥的     

庙岛群岛海域光棘球海胆生态的初步研究

庙岛群岛的光棘球海胆主要分布于北四岛,砣矶岛及大、小竹山岛等,而南五岛极少分布。砣矶岛的海胆多是２－３年生壳径４－６ｃｍ的个体,海胆性腺成熟期为７月中旬至８月中旬,性腺发育与水温,栖息场和饵料等有关。     

渤海及邻近海区表层沉积物粒度组成及沉积分区

通过渤海及邻域海区表层沉积物粒度实测数据,采用Folk三角图解分类方法,对比已有Shepard分类沉积物类型图对近岸的沉积物类型进行相应补充,编制沉积物类型图,并进行沉积分区。沉积物类型主要为砂质粉砂、粉砂质砂、砂质泥、泥质砂、粉砂和砂。根据沉积物类型分布特征、海洋环流、地形地貌及物质来源(入海河流物质影响程度),划分为4个沉积区,分别是辽东湾混合沉积区、渤海湾-莱州湾及周边泥质沉积区、老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区和北黄海西部泥质沉积区。渤海表层沉积物的分布受控于近源河流物质和海洋环流变化。渤海的潮流场控制泥沙输运,弱潮流区对应细颗粒沉积物沉降,强潮流控制区发育粗粒级潮流沙脊和沙席沉积。     

黄、渤海表层沉积物中钙质超微化石分布规律与黄海暖流流路

黄、渤海表层沉积物中钙质超微化石有较广泛分布,属种较大洋和开阔海少而单调。黄海南部见有14个种,北黄海及渤海海峡4～5个种,渤海沿岸区2～3个种。钙质超微化石分异度D_H以及主要化石种相对百分含量的高值区的主轴线的走向与现代黄海暖流的流路密切相关。得出黄海暖流由南黄海东南部流入北黄海,通过渤海海峡的北侧进入渤海,在渤海中部呈南北向伸展。     

渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３￣２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２￣１．６ｋｎ，Ｍ２分分潮椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测     

渤黄海海平面的变化及其与ENSO的关系

利用1992年12月至2007年5月的高度计资料,研究了渤黄海海平面的变化特征。统计分析表明,近14a间渤海及北黄海、中央黄海海平面的平均上升高度分别为45.9mm和34.7mm,各海域的海平面上升速度不完全相同。研究发现,南方涛动指数(SOI)、纬向风应力距平都与渤海及北黄海、中央黄海的SLA呈负相关性,渤黄海海平面显著受SOI、纬向风应力调制,并且,SOI与渤黄海海域的风场之间有良好相关。将坐标系进行旋转后,获得与当地海平面异常相关最大的风应力方向。对SLA与新坐标系下风应力距平u的低频分量分析发现,渤海及北黄海海区、中央黄海对海平面影响最大的风应力距平u方向分别为东偏南20°方向、东偏南8°方向,风应力距平u分量与SLA、SOI的低频分量呈现更好的相关性。ENSO通过大气环流过程对渤黄海海域的风场产生影响,当地风场通过纬向风应力对渤黄海海平面的年际变化产生调制作用。因此,ENSO可以通过风应力对渤黄海海平面产生影响。     

我国濒临海区一瞥

我国幅员广大,濒临辽阔的海域。环绕我国东部和南部的渤海、黄海、东海、南海及台湾以东的太平洋海域,一般简称中国近海,其中渤海为我国内海。各个海域所处的纬度不同,受大陆影响的程度有大有小,因而自然情况各具特色。一般说来,渤海和黄海,以及东海、南海的大陆架部分,属于温带、亚热带浅海,它们的海底地形,海底沉积物、水文、气候等受大陆影响的程度较深。渤海:中国的内海,以渤海海峡同黄海相连,西、北、南三面被辽、冀、津、鲁围绕,东面为山东半岛与辽东半岛南北对峙,以老铁山至蓬莱角一线与黄海为界,面积7.7万平方公里,平均深度     

南黄海斜断面的水文状况及其微细结构

1985年9月，中国科学院海洋研究所对斜贯南黄海的断面(图1)进行了现场观测。该断面呈东南－西北走向，起始测站B6位于济州岛西南，终点测站Hl2位于青岛外海，全长约329.5 km。断面东南端位于南黄海暖流水附近(蓝淑芳等，1986)，中部横截黄海冷水团，西北端位于青岛水团附近，因此对该断面的调查是很有意义的。 本文着重分析研究这一南黄海斜断面的水文状况以及温度和盐度的垂直微细结构。     

中国陆架潮流沉积体系和模式

在1991年中法合作渤海潮流沉积研究的基础上,查阅了国内外有关研究成果,分析了中国陆架的水深地形、沉积地貌与潮流动力的关系,认为潮流对中国陆架的海底地貌和沉积的形成发育起了主导作用。当潮流流速大于3节时,潮流的侵蚀作用是主要的,往复潮流多形成冲刷深槽,大大刷深了海峡或水道。当潮流流速1－3节时,潮流的沉积作用是主要的,多形成浅滩,即潮流沙脊和潮流沙席。以M2分潮椭率绝对值0．4为界,大于0．久者意味着潮流旋转性强,多形成潮流沙席;小于0．4者意味着潮流往复性强,多形成潮流沙脊。提出了我国邻近陆架发育了5个现代潮流沉积地貌体系：（1）黄海东部潮流沉积体系,它由西朝鲜湾潮流沙脊和其南部的沙席两者组成;（2）渤海东部潮流沉积体系,它由老铁山水道冲刷槽,辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成;（3）长江口外潮流沉积体系,它由江苏滨外潮流沙脊和长江口浅滩潮流沙席组成;（4）台湾滨外潮流沉积体系,它由台湾海峡冲刷槽、台湾浅滩沙脊、澎湖水道冲刷槽和台中浅滩沙席四者组成;（5）琼州海峡潮流沉积体系,它由琼州海峡冲刷槽、东浅滩沙脊和西浅滩沙脊三者组成。此外,在东海陆架上还有冰后期海侵早期形成的残留潮流沉积体系。全新世陆架浅海潮流沉积模式可分海峡一浅     

全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运演变过程模拟研究

模拟了全新世9个特定时期潮流作用下渤、黄、东海陆架上的泥沙输运状况，结果表明，东海外陆架梳状古沙脊形成的盛期在-80m至-52m海面期间，主要是潮流将侵蚀的海底晚更新世物质与河流的入海泥沙向东南方向输运而形成；-52m海面之后，该古沙脊逐渐停止发育，扬子浅滩形成于-52m海面之后，至-30m海面时已发育比较成熟，它主要是旋转流将海底晚更新世物质与全新工河流入海泥沙中的细粒物质呈扇形向外毛皮选掉，粗粒物质留在原地而形成，南黄海中部泥在-52m海面时已开始形成，该泥是细粒物质的汇，泥沙来源具有多源性但泥沙来量不足，西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席、辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席、海州湾中砂质沉积、南黄海辐射状沙脊以及北黄海西部泥、渤海中央泥、浙漫漫岸外泥主要形成于全新世最大海侵以来，西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席分别是强往复流与旋转流主要侵蚀海底的晚更新世物质而形成，辽东浅滩沙脊与渤澡浅滩沙席主要是强潮流将老铁山水道中的晚更新世物质带到辽东半岛西侧海域沉积而形成，海州湾中的砂质沉积是潮流将海底晚更新世物质与河流入海泥沙中的细粒物质带往外海留下粗粒泥沙而形成，南黄海辐射状沙脊是辐射状潮流场改造北来的黄河泥沙与南来的长江泥沙而形成。北黄海西部泥的物源主要是黄河入海泥沙通过渤海海峡南部向北黄海的扩散分量，该泥非细粒物质的汇，而是处于黄河入海泥沙由渤海向黄海输运的过路地段，渤海中央泥的沉积中心位于其南、北两端，其物源主要为黄河入海泥沙向渤海中部的扩散分量，浙闽岸外泥的物源主为长江南水泥沙与浙闽沿岸来沙，南黄海中部泥、北黄海西部泥、渤海中央泥以及浙闽岸外泥基本与弱潮流区相对应，济州岛西南泥、黄海东部泥的形成最迟始于-30m海面时，长江入海泥沙有为其提供物源的可能，全新世某一特定时期渤、黄、东海陆架不同海区的泥沙输运状况受潮流的强弱、类型以及不对称性等的控制。全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运场的演变受控于潮流场的演变。     

渤海东部和黄海北部表层有用重砂资源及影响因素

通过对渤海东部和黄海北部海域234个表层沉积物样品进行重矿物鉴定,计算了独居石、石榴石、钛铁矿和锆石4种有用重砂矿物的品位并分析了异常分布特征,结果显示,异常品位主要富集在渤海海峡北部、辽东半岛东南侧和北黄海南部海域。粒度分析表明,在砂质含量越高、分选性越好的沉积物中重砂矿物越利于富集;矿物组分主要来自鸭绿江、辽东半岛东南侧海岸和长山列岛冲刷物质、老铁山水道侵蚀物质及全新世前残留沉积物质;水动力条件影响明显:沿岸流有效搬运了近源河流的输入物质,北黄海强潮流促进了重矿物砂矿的形成富集,而黄海暖流则有效限制了黄河源细粒物质的扩散,对已富集区域起到了重要保护作用。