黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶地貌環(huán)境特征及發(fā)育模式

王奎峰,張?zhí)?王岳林,王強,張瑞華,王薇,趙慧,劉洋,張紅軍,韓祥銀,郭秀巖

(1.山東省地質(zhì)科學研究院，國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南 250013;2.山東大學土建與水利學院，山東 濟南 250061)

0 引言

黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)是具有國家戰(zhàn)略地位的重要高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)，位于渤海南部的黃河入?？谘匕?，該生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的海岸帶地處海陸交接地帶，屬于陸緣海海岸帶。由于其特殊的地理位置和經(jīng)濟戰(zhàn)略地位，在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境影響和人類工程活動干擾的情況下，黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的海岸大部分遭人為的開發(fā)利用，引發(fā)了灘涂過度開發(fā)、自然濕地退化、海岸侵蝕等生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題，并引發(fā)地形地貌形態(tài)變化[1-8]。目前，對黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶地貌、岸灘地貌類型的分類及歸納文獻比較少，該文是在開展該區(qū)域海岸帶生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合“908”專項*國家海洋局組織實施的“我國近海海洋綜合調(diào)查與評價”專項(簡稱“908”專項)以往文獻的研讀[4，9-17]，對該地區(qū)海岸帶地貌、岸灘地貌類型及特征的系統(tǒng)性歸納總結(jié)。

1 研究區(qū)概況

黃河三角洲是一典型扇形三角洲，由黃河填海造陸而形成，屬河流沖積物覆蓋海相層的二元相結(jié)構(gòu)，為世界上最年輕的陸地之一[18-19]。該次研究區(qū)范圍主要為黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸線向陸延伸1～4km，向海延伸0.5～1.5km的范圍，涵蓋的行政區(qū)域包括濱州無棣縣、沾化區(qū)，東營河口區(qū)、墾利區(qū)、東營區(qū)、廣饒縣，濰坊壽光市、寒亭區(qū)、昌邑市，煙臺萊州市等10個縣市區(qū)，面積約5000km2*王奎峰，山東省地質(zhì)科學研究院，黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)人工海岸生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告，2016年。(圖1)。

圖1 研究區(qū)位置圖

2 海岸帶地貌類型及分布

海岸地貌的形成和發(fā)育過程與第四紀地質(zhì)及海洋與大陸的長期相互作用息息相關(guān)，不同海岸類型其物質(zhì)來源、內(nèi)外營力等要素的差異造就了地貌形態(tài)的差別，使得海岸帶地貌類型的多樣性和典型性在山東省比較突出[9-10,12,14,16,20-22]。該文采用多要素不同等級的分類體系進行劃分研究區(qū)的海岸帶地貌類型。首先按地貌所處位置(陸地、海洋)進行高級劃分，以地貌形態(tài)(山地、丘陵等)作次一級劃分[1,9]。黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸類型主要為2種類型，其中，膠萊河以西區(qū)域為平坦、廣闊的魯北平原區(qū)，其海岸類型以粉砂淤泥質(zhì)海岸為主。膠萊河以東虎頭崖鎮(zhèn)以東的萊州區(qū)域為砂質(zhì)海岸。魯北平原區(qū)還可細分為黃河三角洲區(qū)域和濰北平原區(qū)2個亞區(qū)。該文對整個黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的海岸帶地貌分黃河三角洲粉砂淤泥質(zhì)海岸、萊州灣南岸濰北平原區(qū)粉砂淤泥質(zhì)海岸、萊州砂質(zhì)海岸3個部分來分別介紹和詳細論述。

2.1 黃河三角洲粉砂淤泥質(zhì)海岸

黃河三角洲是黃河注入海洋所形成的，是河流與海洋共同作用的結(jié)果，是以陸源碎屑沉積物為主形成的堆積體，包括陸上三角洲平原和水下三角洲平原(圖2)。

圖2 黃河三角洲的基本構(gòu)成示意圖

2.1.1 陸地地貌類型及分布

黃河三角洲粉砂淤泥質(zhì)海岸主要分布在大口河口至小清河口岸段，其主要的陸地地貌類型為三角洲平原。目前以寧海為頂點在套爾河和淄脈溝之間已形成了5 200 km2的三角洲平原，構(gòu)成了自寧海前伸，由河成高地為骨架與河間洼地相間而成的扇狀地形，并分布著主要在河流作用下，部分還有海洋動力作用參與而形成的各式各樣的地貌形態(tài)，如圖3所示：

圖3 黃河三角洲地區(qū)陸地地貌形態(tài)

2.1.2 海岸地貌類型及分布

黃河三角洲區(qū)域主要的海岸地貌類型為粉砂淤泥質(zhì)潮灘，伴隨黃河尾閭的變化和人類活動的影響，各段海岸又體現(xiàn)出一定的地貌差異。其中，大口河口至套爾河口段為古黃河三角洲，岸線被一系列喇叭狀河口和潮溝切割顯得支離破碎，曲折率為3.8，海岸走向為NW。潮灘發(fā)育，屬于沖淤平衡潮灘，灘面平坦，寬度較大，在套爾河口附近達十幾千米，枝系發(fā)達的潮水溝是其岸灘地貌的主要特征(圖4)，并發(fā)育有典型的貝殼堤(圖5)；套爾河口至順江溝段河口廢棄時間較長的岸段，潮灘發(fā)育，灘面寬度較大。高潮灘非常發(fā)育，寬度在2km 以上，有龜裂紋等微地貌，中潮灘上部灘面出現(xiàn)侵蝕坑，低潮灘灘面較高、中潮灘略陡，灘面沉積物較粗，以粗粉砂為主；刁口流路至5號樁段高潮灘寬度較窄且陡，屬于侵蝕潮灘，寬度在1km 以內(nèi)，平均坡降2/1000左右，沒有密集的潮水溝體系和細粒的潮汐沉積物(圖6、圖7)；東營港至孤東海堤南端，該岸段本來處于侵蝕的狀態(tài)，為保護該區(qū)域的灘海油田，修建了海港、孤東等海堤，從而導致該區(qū)域的岸灘地貌發(fā)生較大的變化，伴隨著海岸蝕退的不斷發(fā)展，該岸段大部分海灘已經(jīng)被侵蝕殆盡，并在多處海堤的根部附近發(fā)生蝕深的現(xiàn)象；現(xiàn)行河口岸段，主要在黃河三角洲國家自然保護區(qū)的范圍內(nèi)，淤積潮灘，在現(xiàn)行河口岸段的河道兩側(cè)發(fā)育有寬廣的潮灘，在5km 左右，灘面地形上緩下陡。灘面生長有大量蘆葦和堿蓬，下陷性較強，有潮水溝體系發(fā)育；小島河至小清河段，于現(xiàn)行河口南側(cè)，主要是從黃河口鎮(zhèn)的海岸帶至羊口小清河入海口附近，沿途有廣利港、墾東防潮大堤、紅光漁港、廣北鹽場等標志性地段，該地段的潮灘平坦且較寬。

(a)棘家堡剖面;(b) 棘家堡東剖面圖5 黃河三角洲北部棘家堡貝殼堤地貌形成機理結(jié)構(gòu)示意圖(夏東興，2014)

圖6 刁口河河西附近潮灘地貌

圖7 刁口河流路故道附近的地貌類型形成機理剖面圖

2.1.3 人工地貌類型及分布

該區(qū)域的人工地貌主要包括防潮堤、鹽田、養(yǎng)殖池和港口等類型(圖8)。區(qū)域內(nèi)寬闊的粉砂淤泥質(zhì)潮灘為鹽田河養(yǎng)殖池建設(shè)提供了充分的空間。由于該區(qū)域長期受到海水侵蝕，因此沿岸多修筑防潮堤壩，特別是墾東防潮大堤猶如蜿蜒在東營市沿海的一條長龍。港口方面，主要分布濱州港、東風港、東營港等較大工業(yè)海港。另外，該區(qū)域主要河口處還建有一定規(guī)模的漁港，如廣利港等。鹽田及養(yǎng)殖池分布面積極大，特別是在大口河至套爾河之間的魯北化工鹽場、埕口鹽場以及廣利河附近的廣北鹽場都是規(guī)模較大的鹽場。另外在沾化、河口等區(qū)域零星分布一些規(guī)模較小的鹽場。養(yǎng)殖池主要以2種形式存在，一種是在鹽田的蒸發(fā)池內(nèi)進行養(yǎng)殖；另一種是在灘面上開挖的養(yǎng)殖池。

圖8 區(qū)域內(nèi)的典型港口、漁港

整個黃河三角洲粉砂淤泥質(zhì)海岸地區(qū)的地貌類型圖大致如圖9所示。

1—沖積平原；2—河成高地；3—三角洲河間洼地；4—三角洲洲間洼地；5—廢棄河道；6—決口扇；7—平均中潮位線；8—潮灘；9—水下淺灘；10—濱海濕洼地；11—殘留貝殼沙堤及貝殼堤；12—暗藏貝殼沙堤及貝殼堤；13—水下三角洲；14—海岸線；15—沉溺谷圖9 黃河三角洲地區(qū)的地貌類型圖

2.2 萊州灣南岸粉砂淤泥質(zhì)海岸

2.2.1 陸地地貌類型及分布

萊州灣南岸的陸地為平原地貌，其主要地貌類型包括沖積平原、沖積-海積平原兩類。萊州灣南岸的沖積平原規(guī)模較大，由小清河、彌河、白浪河、濰河及膠萊河的沖積扇聯(lián)袂而成。自陸向海海拔由30m降至約5m，平原上有較明顯的向海突伸的沖積扇及長橢圓形河間洼地分布。沖積-海積平原以陸相與海相沉積物共存為特點而區(qū)別于其他平原。在萊州灣南岸呈帶狀沿海岸分布，其他地區(qū)主要分布于河流的近河口段或海灣頂部，一般海拔小于5m。這類平原的沉積厚度，一般不大于20m。目前，萊州灣南岸的陸地平原區(qū)域，大都開挖建設(shè)成為鹽田或養(yǎng)殖池。

2.2.2 海岸地貌類型及分布

萊州灣南岸海岸地貌為典型的粉砂淤泥質(zhì)潮灘地貌，沿岸注入灣內(nèi)的河流較多，主要有小清河、彌河、白浪河、虞河、堤河、濰河和膠萊河等。這段海岸未受黃河河道尾閭變化的直接影響，無論從海岸地貌成因類型還是物質(zhì)組成上都與黃河三角洲海岸不同，而自成體系，岸灘類型主要以侵蝕潮灘為主，在小清河口、膠萊河口等河口分布有小面積的淤積岸灘。主要包括沿岸河流尾閭槽道、潮水溝、河口沙壩等地貌類型。

2.2.3 人工地貌類型及分布

該區(qū)域的人工地貌主要包括鹽田、養(yǎng)殖池和港口等類型(圖10)。萊州灣南岸的鹽田和養(yǎng)殖池大多分布在海岸線以上的陸地區(qū)域，僅在小清河南岸、彌河東岸的潮灘上有分布。其中，該區(qū)鹽田面積廣布，從東至西都有鹽田分布，由于該區(qū)地下鹵水資源豐富，因此鹽田并沒有建在潮灘之上，而是建在距海較遠的陸地區(qū)域。萊州灣南岸的港口資源相對較少，較大型工業(yè)港口僅有濰坊港一處。另外，為了防止海岸侵蝕，萊州灣南岸也修筑了大量人工防潮堤，整個海岸區(qū)域都有廣泛分布。

圖10 萊州灣南岸鹽田及養(yǎng)殖池

2.3 萊州砂質(zhì)海岸

萊州砂質(zhì)海岸，其碎屑物質(zhì)來源主要是附近山地河流輸沙，海岸動力地貌演變機制是在海岸沉積動力、泥沙輸運與海岸地貌三者之間相互作用的結(jié)果(圖11)。海灘—水下沙壩之間的泥沙交換、岬灣海岸與平直海岸之間的轉(zhuǎn)換，是萊州海岸在自然狀態(tài)下固有的動力地貌演變機制，它們曾經(jīng)控制著該岸段自然狀態(tài)下的海岸地貌及演變，二者為最基本的動力地貌演變機制。對海岸地貌演變起主要作用的人類活動主要有3種，即水庫攔沙、海岸工程和潮上帶養(yǎng)殖，它們會改變海岸邊界條件、沉積動力條件和泥沙輸運[23]。

ⅠWB 表示 NW+NNW 向波浪初始破波線,ⅡWB 表示 NNE+NE+N 向波浪初始破碎線，→表示不同地貌部位間的橫向泥沙輸運，⊙表示水下泥沙縱向輸運，◎表示沿岸風沙流，河流輸沙為破浪帶泥沙來源圖11 萊州灣東部砂質(zhì)海岸地貌剖面形成機理示意圖

2.3.1 陸地地貌類型及分布

萊州灣南岸的陸地為平原地貌，其主要地貌類型包括沖積平原、沖積-海積平原兩類。沖積平原主要分布在區(qū)域內(nèi)河流兩側(cè)，由膠萊河、白沙河、王河、朱橋河水沖積而成，在膠萊河以東區(qū)域有明顯的向海突出的沖積扇和河間外地分布。海積-沖積平原主要分布在萊州距岸1.5 km以外的范圍內(nèi)，地勢平坦，海拔較低，其分布與海岸線呈平行狀態(tài)。在沿岸的區(qū)域，分布有大面積的鹽田和養(yǎng)殖池。

2.3.2 海岸地貌類型及分布

該區(qū)域的海岸地貌主要包括粉砂淤泥質(zhì)海岸地貌和砂質(zhì)海岸地貌2種。其中，粉砂淤泥質(zhì)海岸地貌主要為虎頭崖以西的萊州海岸部分，這部分的地貌類型位于膠萊河以東虎頭崖以西的區(qū)域，范圍不太大，有河流的尾閭槽道分布?；㈩^崖以東的區(qū)域為砂質(zhì)海岸地貌，處于侵蝕狀態(tài)。岸灘剖面的形態(tài)主要呈“先陡后緩”狀、“平直”狀2種類型。其中，刁龍嘴地帶是典型的復式羽狀沙嘴，在這里由入海河流攜帶的大量泥沙在沿岸流作用下形成羽狀沙嘴和沙壩，在沙壩或沙嘴內(nèi)形成斷續(xù)分布的瀉湖帶。沙嘴經(jīng)常被風所改造，并掩埋了附近的瀉湖及沖積-海積平原，沙嘴末端沖淤變化顯著，并逐漸向西延伸。

2.3.3 人工地貌類型及分布

該區(qū)域的人工地貌主要為鹽田、養(yǎng)殖池和港口等類型。鹽田大面積的分布在粉砂淤泥質(zhì)海岸分布區(qū)域，主要在虎頭崖以西的土山鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)所轄海岸區(qū)域范圍內(nèi)，鹽田的基本結(jié)構(gòu)和組成與黃河三角洲鹽田相似，多以地下鹵水為成鹽資源，在大面積的鹽田向海側(cè)有人工修建的土質(zhì)堤壩以及砌筑堤壩；養(yǎng)殖池形式多樣，并具有鮮明的區(qū)域特色。該區(qū)域港口不算太多，主要有萊州港、海廟港、朱旺港等，港口級別較小，其中萊州港位于渤海萊州灣的東岸，萊州市三山島工業(yè)區(qū)。

2.4 典型海岸帶實測地形地貌剖面

通過對黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶地形地貌剖面進行現(xiàn)場踏勘實測調(diào)查，現(xiàn)場用GPS來進行定點定位，然后進行野外描述和室內(nèi)資料補充整理，繪制出典型測線剖面的地形地貌剖面圖，發(fā)現(xiàn)黃河三角洲受人類活動影響顯著，主要為人工地貌，如鹽田、養(yǎng)殖池、工廠、人工平整后的待建空地等，而原始地貌相對已經(jīng)比較少。如測線位于刁口鄉(xiāng)東北側(cè)，埕子口鎮(zhèn)西側(cè)，處于利津刁口濕地自然保護區(qū)的東邊界處，為典型的黃河三角洲粉砂淤泥質(zhì)侵蝕潮灘海岸地貌，該剖面為NW向，剖面測線長度約8km，為1條自陸域濕草甸穿越鹽田及海域新建養(yǎng)殖池到海岸潮灘灘涂的剖面線，整條測線地貌主要表現(xiàn)為人工改造地貌，主要為養(yǎng)殖池、鹽田、村落和濕草甸。其中養(yǎng)殖池占大部分。該地土性為粉質(zhì)粘土和粉土，地形除了泄水通道，相對比較平坦。近海岸區(qū)域為潮灘灘涂，后為泄水通道，然后向陸地延伸，整個地形起伏呈快速陡波狀，整體呈現(xiàn)由海向陸漸緩升高的態(tài)勢，其中養(yǎng)殖池及泄水通道等區(qū)域地形高程較低，與海岸灘涂高程相近，其他形態(tài)的地貌區(qū)高程相對較高，處于地形剖面的波峰點，高程達到3m 左右，剖面具體形態(tài)如圖12所示。

萊州灣南岸侵蝕潮灘海岸測線位于濰坊市羊口鎮(zhèn)東南部(圖13)，為1條自海域灘涂穿越人工堤壩后空地到陸域工廠的剖面線，測線剖面長度12km，整條測線除了靠海的灘涂，主要表現(xiàn)為人工地貌，有平整過的空地和工廠，較多的鹽田，從地形高程形態(tài)上來說，近海灘涂高程最低，然后至人工堤壩，高程開始增加，人工地貌段地形高程漸變低緩，整體呈現(xiàn)出兩端較低，中間較高的態(tài)勢，剖面具體形態(tài)如圖13。

圖12 黃河三角洲北部刁口河附近典型近海岸段地形地貌剖面

圖13 萊州灣南部濰坊羊口港附近典型近海岸段地形地貌剖面

圖14 黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶地形地貌遙感影像圖(L8全色與752多光譜融合圖像，2013年4-9月成像)

2.5 海岸帶岸灘地形地貌特征歸納分析

岸灘位于海岸帶海、陸相互作用的密集區(qū)，其形態(tài)的變化最為活躍，岸灘的類型和沉積物粒度特征、動力條件、波浪、潮位、物質(zhì)來源、海岸開敞度都決定了岸灘的形態(tài)。通過對黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶地區(qū)不同類型岸灘的實際地形測量及調(diào)查，得到了黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶主要岸灘地形形態(tài)及特征。根據(jù)對比，粉砂淤泥質(zhì)岸灘的形態(tài)相對單一，大都為平坦、和緩的直線形狀，不同沖淤狀態(tài)的粉砂淤泥質(zhì)灘多由其灘面不同的微地貌體進行判別；砂質(zhì)岸灘萊州段主要為平直型和先陡后緩型岸段。表1給出了黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶岸灘的主要形態(tài)及其分布范圍和特征。在部分岸段由于河流或人工設(shè)施的影響，岸灘形態(tài)可能呈現(xiàn)出局部的其他不規(guī)則形狀，代表性較差，故未在表格中列出。

表1 黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶岸灘地形地貌歸納

3 結(jié)論

通過對黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的海岸帶地形地貌特征進行綜合分析歸納，得出以下幾點認識：

(1)整個黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的海岸帶地形地貌可以分為黃河三角洲區(qū)域、濰北平原區(qū)域及萊州區(qū)域。其中，黃河三角洲區(qū)域的陸地地貌以平原三角洲為主，海岸地貌類型主要為粉砂淤泥質(zhì)潮灘，由于不同岸段所處動力環(huán)境的差異，導致其潮灘的形態(tài)差別較大。人工地貌以鹽田、養(yǎng)殖池塘為主，另外還建有相當規(guī)模的濱海堤壩。濰北平原區(qū)域主要受小清河、彌河、白浪河、濰河及膠萊河等河流沖積影響，由各河流兩側(cè)的沖積平原構(gòu)成該區(qū)域陸地地貌的骨架，在沖積平原間分布有沖積-海積平原，在其向海側(cè)為海積平原，海岸地貌主要為粉砂淤泥質(zhì)潮灘，人工地貌以鹽田為主，在鹽田向海側(cè)多建有較高規(guī)模的堤壩。膠萊河以東萊州區(qū)域海岸類型以砂質(zhì)海岸為主，其中，虎頭崖以西膠萊河以東的土門鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)區(qū)域的海岸仍為粉砂淤泥質(zhì)潮灘，以東為砂質(zhì)海岸，人工地貌主要以養(yǎng)殖池、碼頭等形式出現(xiàn)，鹽田多集中在大型海灣內(nèi)。

(2)近年來黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)海岸帶受人類干預(yù)的現(xiàn)象越來越頻繁，修建了大批的人工岸線，人工岸線已達到整個黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)岸線長度的80%，從而導致了海岸過程發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)化。人工岸線之內(nèi)的部分，完全改變了原來的狀態(tài)，成為鹽田、養(yǎng)殖池、耕地等。而人工海岸的大多數(shù)岸段海岸過程加強，導致岸線侵蝕、海灘消失，甚至影響工程兩端的海岸過程。原來有寬闊潮灘的岸段，其潮灘的緩沖功能、生物多樣功能、濕地降解污染物的功能、泄洪功能等均已消失。

(3)人類干預(yù)海岸過程導致海灣面積縮小，納潮量減少，海灣自凈能力減弱，物種較少甚至滅絕，生物多樣性降低。與海岸過程有關(guān)的陸域工程，如河流中上游修建水庫等，使入海泥沙減少，導致海岸侵蝕，尤其是黃河尾閭的人工改造，使棄河尾閭海岸產(chǎn)生強烈侵蝕。同時，在人工海岸形成過程中喪失了大面積濕地，使得“地球之腎”受到嚴重傷害。

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