渤海海底地形特征

1、渤海海底地形特征【編者按：基于20042010年渤海海底地形地貌調(diào)查資料，結(jié)合前人對渤海海底地形的認(rèn)識，對渤海海底地形5個區(qū)（遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中央盆地和渤海海峽）的地形及微地形，進(jìn)行了全面的分析描述。并與1985年出版的渤海地形圖進(jìn)行比較，尋找渤海地形近幾十年來的變化并分析其原因。分析表明：渤海海底地形平緩，從遼東灣、渤海灣和萊州灣三個海灣向渤海中央盆地及東部渤海海峽傾斜，平均水深18m；由于環(huán)境變化和人類活動，導(dǎo)致部分近岸海域的水深比40多年前的水深變淺，而渤海中央盆地發(fā)生侵蝕，水深加深。本文發(fā)表在海洋科學(xué)進(jìn)展2013年第1期上，對渤海各區(qū)域海底地形特征進(jìn)行分析描述，并進(jìn)行了深入

2、細(xì)致的地形演變分析，得出了科學(xué)的推算結(jié)論，值得朋友們閱讀了解。陳義蘭，女，1973年出生，湖北公安人，碩士，高級工程師，國家海洋局第一海洋研究所，主要從事海洋測繪數(shù)據(jù)處理和海底地形地貌方面研究。】渤海是一個深入中國大陸的淺海，位于37°0741°00，,N117°35121°10E，南北長約480km,東西寬約300km,面積約7.7X104km2。其東北、西、南面分別被遼寧、河北、天津和山東省包圍，僅東南有渤海海峽與黃海相連。1985年由國家科委海洋組海洋普查辦公室主持在渤海開展了全面的綜合調(diào)查。中科院海洋研究所于1985年出版了1:100萬的渤黃東海

3、地形圖。20世紀(jì)80年代以后，中國海洋石油總公司、中國石油、中國石化集團(tuán)公司等單位在渤海進(jìn)行了大規(guī)模調(diào)查工作，這些海上調(diào)查工作加速了我國對渤海海域內(nèi)油氣田的開發(fā)，收集和積累了大量的地球物理勘探和地形地貌資料，但是這些都是局部的調(diào)查工作。20042010年在我國近海海洋綜合調(diào)查評價專項一我國近海海底地形地貌調(diào)查研究項目的實(shí)施中，我國相關(guān)海洋單位采用多波束測量系統(tǒng)（重要河口區(qū)）、高精度的單波束數(shù)字測深儀以及側(cè)掃聲納系統(tǒng)，對渤海的海底地形地貌進(jìn)行了全面的勘測，地形調(diào)查幾乎覆蓋整個渤海，獲得了高精度、高分辨率的水深地形數(shù)據(jù)。在調(diào)查過程中采用不同的測量設(shè)備分區(qū)塊測量，精度和分辨率會有差異，區(qū)塊接邊會出現(xiàn)

4、誤差，所以需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行同化和融合處理。將獲得的多波束水深數(shù)據(jù)和單波束水深數(shù)據(jù)的平面坐標(biāo)統(tǒng)一到WGS-84坐標(biāo)，將深度統(tǒng)一到理論深度基準(zhǔn)面，然后采用趨勢面擬合方法對不同設(shè)備測量的數(shù)據(jù)接邊處進(jìn)行同化處理，消除接邊誤差，得到滿足規(guī)范要求的高精度、高分辨率的水深數(shù)據(jù)，再采用這些數(shù)據(jù)繪制渤海海底地形圖?；谶@些新數(shù)據(jù)以及前人對渤海地形的認(rèn)識，對渤海海底地形特征進(jìn)行分析描述，并對渤海的典型微地形進(jìn)行了較細(xì)致的分析。圖1渤海海底地形圖一、地形特征渤海為陸架淺海盆地，由于黃河、海河、遼河和灤河等含沙量很大的河流注入，致使渤海水淺、地形平緩。整個海底從遼東灣、渤海灣和萊州灣三個海灣向渤海中央淺海盆地及東部渤海

5、海峽傾斜，坡度平緩，平均坡度0.13%。，是中國4個海域中坡度最小的海區(qū)（見圖1）。渤海平均水深約18m，最深處位于渤海海峽北部的老鐵山水道，最深水深84m。為了便于描述，將渤海地形5個區(qū)（遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中央盆地和渤海海峽）分開來描述。遼東灣遼東灣位于渤海的東北部，是渤海最大的海灣，海灣長軸的方向為NE-SW，其西南部與渤海中部的開闊海域相連接，其它面為冀遼沿海陸域，海灣形似倒“U”字，其海底地形輪廓也和海灣的形態(tài)相似。海底地形明顯受海灣形態(tài)及陸上地形特征的影響，如陸上平原區(qū)附近的海域，海底地形平坦開闊，為陸上地形的自然延伸。而在山地附近的海域，貝何見明顯的起伏。遼東灣水深變化的

6、基本趨勢是由灣頂向灣口逐漸加深，平均坡度小于0.2%。，灣內(nèi)大部分水深小于30m，最大水深達(dá)60多m,位于遼東灣的東南部，老鐵山水道內(nèi)。遼東灣沿海水深20m以淺的海域，為近岸的半封閉淺海海域，系大陸邊緣被海水淹沒的水下自然延伸部分。海灣西部地形起伏一般較小，而東側(cè)有明顯的起伏，坡度變化也較大，局部達(dá)到1%04%0。海灣地形變化最大地方位于遼東灣的東南部，靠近渤海海峽，水深從近20m至40多m的范圍內(nèi)急劇變化，形成了大范圍的波狀起伏地形，即潮流沙脊群，為遼東灣一種獨(dú)特的地形形態(tài)。遼東灣中部存在一深達(dá)30m以上的深水盆地，由2個30m等深線圈閉合，即遼中洼地，遼中洼地最深水深33m，洼地走向與海灣

7、一致，30m等深線面積約1537km2。洼地內(nèi)地形平坦，深度變化約為3m。下圖為從西向東橫跨遼東灣的地形剖面AA'（位置見圖1），NW-SE向，西起綏中，東至復(fù)洲灣，全長近127km。0冊啊莎樹IQQ120|一III一I_IIl!遼東灣的西部和東部均存在著一系列沿岸展布，與岸線接近平行的谷一脊相間地形形態(tài)。在西南部，灤河口至大蒲河口的濱海區(qū)，發(fā)育有大量水下沙脊。沙脊的長度為1.04.3km，寬度約0.5km，平均高出海底13n。在58m水深區(qū)域沙脊數(shù)量最多，呈SWNE走向；在10m等深線附近溝脊交錯，等深線呈鋸齒狀。中西部的六股河口外，存在著明顯的沙脊地形，最明顯的有3條，當(dāng)?shù)厝朔Q為“

8、三道崗”，呈指狀分布，各沙脊距離較近，沙脊面陡峭。3道沙脊中，中間沙脊的長度最長，約為36.5km,最外側(cè)的約為25.3km，向岸一側(cè)的長約19.2km。沙脊略呈弧形向西南向彎曲，沙脊局部小范圍內(nèi)的坡度可達(dá)18%19%。，一般北向坡比南向坡陡，脊頂較陡且尖銳，深度變化較大，脊谷高差515m。在起伏區(qū)外側(cè)，隨著離岸距離的增大，水深加深，地形起伏趨于平緩。遼東灣的東部沿海，比中西部地形起伏更大，主要呈現(xiàn)與岸線接近平行的谷-脊相間地形形態(tài)，地形在形態(tài)、大小以及頂部和谷底的變化均非常紊亂，該區(qū)沙脊寬窄不一，長度從幾公里至數(shù)十公里不等，沙脊高差420m。尤其從浮渡河口外到太平灣，地形紊亂，坡度變化大。其

9、中浮渡河口外靠近20m水深處，高差達(dá)15m，西坡坡度明顯陡于東坡，達(dá)21%；復(fù)洲灣外靠近30m水深處，地形陡峭，高差達(dá)20m，西坡坡度陡于東坡，達(dá)22%。遼東灣的東南部，是整個遼東灣水深變化最為劇烈的海區(qū)，主要地形為著名的遼東淺灘潮流沙脊。該沙脊區(qū)基本上以渤海海峽老鐵山水道為中心呈指狀或放射狀向西和西北方向展布，形成6條沙脊，非常有規(guī)則。脊頂最淺水深1018m，脊寬一般為510km，相對高度在1020m之間，沙脊坡度2%。3.8%°。槽底地形平緩，槽底水深2334m。由于港口等海洋工程建設(shè)的需要，遼東灣內(nèi)形成大量的人工地形，如防波堤、航道、海洋傾倒區(qū)等。渤海灣渤海灣位于渤海西部，是一

10、個向西凹入的弧形淺水海灣，海底地勢平緩地自灣頂向渤海中央傾斜，海底地形平均坡度約為0.2%。渤海灣區(qū)內(nèi)，除東北部的曹妃甸淺灘南部有一較深的凹槽和灣頂及老黃河口區(qū)地形較高外，其它海域地形平坦。灣內(nèi)水深大部分小于20m，最大水深為39m,出現(xiàn)在東北部的曹妃甸凹槽處。渤海灣近岸北到大清河口，南至舊黃河口，西至天津和黃驊，等深線與岸線平行，由于近年來沿岸海洋工程的建設(shè)，如天津塘沽沿岸填海造地、曹妃甸工業(yè)區(qū)的開發(fā)，黃驊港的興建等，沿岸海底地形較以前發(fā)生了改變。海底形成多條人工疏浚航道，如天津港航道、黃驊港人工航道等。最典型的屬曹妃甸工業(yè)區(qū)的開發(fā)，使曹妃甸近岸海域地形發(fā)生較大的變化，著名的曹妃甸深槽變深。

11、曹妃甸位于渤海灣的東北部，海河、大清河和灤河入海物質(zhì)受潮流作用在此形成一系列平行于海岸的水下沙壩，最高達(dá)十幾米，綿延幾十千米。近岸水深變化劇烈，海底地形十分復(fù)雜，海底沖蝕溝槽與潮流沙壩相間分布，20m等深線逼近海岸。曹妃甸外的海底深槽水深超過30m，最深達(dá)39m，近NWSE走向，向渤海中央延伸。槽底呈平緩的波狀起伏，脊槽相間，相對水深差2.84.0m，其上還疊加相對高差0.5m右的小波狀地形。深槽的北坡較南坡陡，北坡坡度為2.8%，南坡坡度為0.9%，顯示了在曹妃甸近岸水深變化劇烈。在槽底還存在一些人工構(gòu)筑物痕跡。深槽的東北面分布著淺灘和洼地，其上發(fā)育有沙波。在舊黃河口近岸05m等深線區(qū)內(nèi)，水

12、深地形順海岸走勢由淺至深分布比較均勻，平均坡降為0.69%°。萊州灣萊州灣位于渤海南部，北以黃河口一屺姆島一線為界，是一個弧狀的淺水海灣。海灣開闊，海底地形單調(diào)，坡度平緩，由南向北緩慢傾斜，平均坡度約0.19%o。水深大都在15m以內(nèi)，最深23.5m，位于屺姆角附近?，F(xiàn)代水下黃河三角洲地形是萊州灣海域的典型地形。現(xiàn)代黃河口附近，孤東海堤和黃河農(nóng)場防波堤的修建、黃河口人工改道、疏浚等人類活動是影響黃河三角洲和海底地形變化的重要因素。三角洲等深線向海凸出，三角洲的前緣斜坡坡折接近12m等深線，平均坡度0.9%°。三角洲南部地形平緩，5m以淺等深線坡度為0.3%。近年來黃河入海水

13、沙量較少，受NWSE向潮流、波浪等作用，孤東海堤附近近岸地形區(qū)侵蝕作用較強(qiáng)，侵蝕程度有逐漸增強(qiáng)的趨勢，海堤基部海底地形不穩(wěn)定。而現(xiàn)行河口黃河水下三角洲前緣斜坡底部出現(xiàn)滑塌陡坎。在萊州灣西南岸，淺水區(qū)坡度約0.6%，等深線總體上與岸線平行。近岸有大小十幾條河流入海，近岸淺水區(qū)地形受這些河流影響，在河口處等深線較曲折。小清河是該區(qū)沿岸入海河流中較大的1條，在近岸淺水區(qū)形成明顯的河口地形，兩側(cè)沙嘴與水下漢道脊槽相間，lm等深線呈M形。萊州灣東岸地形復(fù)雜，分布著許多礁石，還有大量的人工地形。最顯著的地形是萊州淺灘，該淺灘是山東半島北岸規(guī)模最大的近岸水下堆積地貌體，淺灘區(qū)水深為110m。萊州淺灘長達(dá)25

14、km，為沙嘴式水下淺灘，呈狹長箭狀，等深線變化比較復(fù)雜，水深大于3m的等深線大致沿著淺灘輪廓連續(xù)展布；淺灘頂部2m和3m等深線不再連續(xù)展布，在淺灘中部出現(xiàn)了NWSE向延伸的3m等深線閉合區(qū)。刁龍嘴附近淺灘根部最大寬度為15.5km，西北端發(fā)生轉(zhuǎn)折部位的淺灘最窄寬度僅為0.97km。淺灘頂部水深為15m,從頂部向東、西、西北端逐漸增大，西北端水深可達(dá)610m。淺灘西南側(cè)等深線密集，地形明顯變陡，地形坡度最高達(dá)12.7%；淺灘東北側(cè)坡度緩，等深線略為稀疏，地形坡度約為4%。；淺灘頂部地形比較平緩，平均坡度約為0.45%°。渤海中央盆地渤海中央盆地位于渤海3個海灣與渤海海峽之間，平面形態(tài)近

15、四邊形，屬于淺海堆積平原，水深2028m，為一較淺的大型盆地。地形平坦開闊，坡度較平緩，為0.05%。0.14%。盆地向東，即海峽方向微傾斜，靠近海峽區(qū)，水深約以0.1%。的坡度從28m逐漸遞增到36m。在渤中盆地以北、遼東淺灘西南，有一不規(guī)則的三角形淺灘，為渤中淺灘。淺灘處于岸坡帶與脊溝區(qū)之間，被20m等深線圈定，20m等深線閉合面積約400km2,灘頂部水深18.520m，向四周緩慢傾斜。渤海海峽渤海海峽位于遼東半島南端老鐵山一山東蓬萊之間，長約115km，廟島群島羅列其中，使海峽分割為若干水道。較大的水道有6條，由北向南為老鐵山水道、大小欽水道、北砣磯水道、南砣磯水道、長山水道和登州水道

16、，其規(guī)模以北部的老鐵山水道最為宏大。渤海海峽水深地形受斷裂構(gòu)造、廟島群島和潮流的共同作用，海底地形復(fù)雜，海底近東西向的溝槽與廟島群島諸島嶼相間分布。北部的老鐵山水道位于北隍城島與老鐵山角之間，呈“U”型，NESE向延伸，寬約42km，最大水深達(dá)84m，為近期調(diào)查渤海的最大深度。南部的登州水道位于蓬萊角與南長山島之間，海底沖刷槽水深較淺，水深為2030m，最大水深38.6m，寬度57km，溝底起伏較大。在這2個水道之間，廟島群島各島嶼之間也形成潮流沖刷槽，這些溝槽規(guī)模較小，寬度510km，底部深度多為2060m，溝槽底部基巖出露，部分有礫石堆積，地形較為復(fù)雜。下圖為穿越整個渤海海峽的地形剖面BB

17、'（位置見圖1）,南起龍口北側(cè)海岸，北達(dá)老鐵山角附近，長度約137km，顯示了渤海海峽島嶼與溝槽相間分布的特點(diǎn)。o20-in溪謊的海洋人生12241東半C338K河口山疏的海洋二、渤海地形演變分析金島f口雅年弄深規(guī)為了解近幾十年來渤海地形的變化，將本次調(diào)查數(shù)據(jù)生成的等深線和1985年中科院海洋研究所編繪的1：100萬渤黃東海地形圖中的渤海等深線進(jìn)行比較分析。將本次調(diào)查的海底地形圖和1985年出版的渤海海底地形圖統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系和投影下，比較它們的等深線（上圖）。1985年出版的地形圖以1958年以后的渤海綜合調(diào)查的資料為主，主要采用單波束回聲測深儀測量，儀器測量誤差不大于水深的2%,渤

18、海的水深基本小于50m，其測量誤差小于1m。因調(diào)查設(shè)備精度的提高，本次調(diào)查的測量誤差小于0.5m?？梢哉J(rèn)為這兩個階段調(diào)查的精度為同一量級，通過等深線的比較來分析渤海海底地形的變化趨勢。由下圖知,渤海的整體地形趨勢基本沒有變化，經(jīng)過統(tǒng)計，平均水深依然約為18m，但是在有些地方地形發(fā)生了較大的變化。遼東灣地形變化遼東灣整體地形沒有太大的變化，變化最大的地方位于近岸。遼東灣近岸地形中，北部灣頂零米線整體向海移動，最大移動約10km，而在遼東灣西部的零米線則向岸靠近。遼東洼地的深度和30m等深線面積變化都不大，只是有些地方略有沖刷，使洼地變得更平整。遼東灣東南部的潮流沙脊略有變化，6條沙脊均有變窄變尖

19、的趨勢，沙脊頂部水深沒有變化，但是沙脊間的沖刷槽有變深的趨勢。渤海灣地形變化渤海灣地形變化最大的地方為近岸和曹妃甸海域。渤海灣零米線整體向海移動約16km。10m等深線在曹妃甸西北部向岸靠近，水深變深約12m；而在老黃河口西北部10m等深線則向海移動，最大約12km。曹妃甸海域是整個渤海灣地形變化最為顯著的地方，和以往資料比，曹妃甸深槽在深度、長度上都有變化，水下沙脊和淺灘的高度、形狀有明顯的變化。深槽的深度達(dá)39m；30m等深線的長軸約為37km，增加了約12km；20m等深線也向岸靠近，水深變深。萊州灣地形變化萊州灣近岸地形變化最大，尤其是黃河三角洲的變化最大。零米線整體向海方向移動，萊州灣的零米線向海移動14km，主要是在大的河流入海區(qū)。零米線發(fā)生變化，說明