（海洋地质专业论文）辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价.pdf

辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价 摘要 论文在收集本区域进行的大量调查资料的基础上，对研究区各海洋工程地质环境 要素等进行了分析、总结，揭示了研究区海洋工程地质环境的一般特征：该区域气象 水文条件复杂，地形地貌类型单一，区域地质构造相对稳定，沉积物含水量大、承载 力偏低，地层沉积时间短、固结作用差，存在潮流冲刷槽、埋藏古河道和浅层天然气 等灾害地质因素。 同时，结合研究区的海洋工程地质环境特征，确定场地土类型、地震烈度、主要 持力层的埋深和承载力、砂土液化、浅层气、埋藏古河道、潮流冲刷槽等8 个因素作 为评价研究区海洋工程地质环境质量的指标，利用层次分析法和正态分布函数确定各 指标的权值和隶属度，建立模糊数学模型，对研究区进行了海洋工程地质环境质量评 价，根据评价结果研究区可划为三个区域：海洋工程地质环境质量优良区、次优良区、 次不良区，其中，优良区主要分布在o m 水深以浅的潮滩区域：次优良区主要分布在古 河道及潮流冲刷槽的边缘区域；次不良区主要分别在潮流冲刷槽分布区域。研究区不 存在不良级区域。 关键词：葵花岛构造区海洋工程地质环境模糊综合评价质量分区 t h em a r i n ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a le n v i r o n m e n tc h a r a c t e r i s t i c a n di t sq u a l i t ye v a l u a t i o n i nt h ek u m u a d a os t r u c t u r eo fl i a o d o n gb a y s u m m a r y o nt h eb a s i so fc o l l e c t i n ga b u n d a n ti n v e s t i g a t i o nm a t e r i a l ，t h ep a p e r ，i nw h i c ht h em a l i i t c e n g i n e e r i n gg i o g i c a i e n v i r o n m e n te l e m e n t so ft h e s t u d ya r e a i s a n a l y z e da n d 羽皿m a r i d r e v e a l st h en l a r i n ee n g in _ r i n gg e o l o 画c a le n v i r o n m e n tc h a r a c t e r i s t i co ft h e s t u d ya r e a ：c o m p l e xm e t e o r o l o g i c a la n dh y d m l o 萄cc o n d i t i o n s ，s i n g l el a n d f o r mt y p e ， r e l a t i v e l ys t a b l er e # o n a lg e o l o g i c a ls t n l c t u r e ，s e d i m e n t sw i t hl o w w a t e rc o n t e n ta n dl o w b e a r i n gc a p a c i t y ，s 拄a t u mw i t hs h o r tt i m ed c p o s r i o na n dp o o rc o n s o l i d a t i o nr o l e ，a x i s t i n g t i d a lc h a n n e l ，b u r i e da n c i e n tr i v e r , s h a l l o wg a sa n do t h e rg e o l o g i c a ld i s a s t e r sf a o t o r s a tt h es a m et i m e ，c o m b i n i n gt h em a r i n ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a le n v f f o n m c n tc h a r a c t e r i s t i c o ft h es t u d ya r e a , t h ep a p e r ，w h i c hm a k e ss 哦s o i lt y p e ，e a r t h q u a k ei n t e n s i t y , d e p t ha n d b e a r i n gc a p a c i t yo f m a i nb e a r i n gs l m m m , f i q u e f a c t i o no f s a n d , s h a l l o wg a s , b u r i e da n c i e n t l i v e r , t i d a lc h a n n e le t c 8 f a g t o r sa se v a l u a t i o ni n d i c a t o r so ft h em 舡妇e n g i n e e r i n g g l o g l c a le n v i r o n m e n t a lq u a l i t ya b o u tt h es t u d ya r e a , u 蛳t h ea h p a n dt h en o r m a l d i s t r i b u t i o nf u n c t i o nt od c t e n n i n et h ev a l u ea n dt h er i g h tt om e m b e r s h i po ft h ei n d i c a t o r s t h e n , t h ef u z z ym a t h e m a t i c a lm o d e li sb u i l tt oe v a l u a t et h em a r i ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a l e n v i r o n m e n t a lq u a l i t yo ft h es t u d y 雅a c c o r d i n gt h er e s u l t so ft h ee v a l u a 虹o n , t h ep a p c r d i v i d e st h es t u d ya r 铋i n t ot h r e e 佗g l o 璐：g o o dr e g i o n , n o tv e r yg o o dr e g i o n , n o tv e r yp o o r r e g i o n 。g o o dr e g i o ni sm a i n l yi nt h et i d a lf l a tw h e r et h ew a t e rd e p t hi ss h a l l o w e rt h a n0 m ： n o tv e r yg o o dr e g i o ni sm a i n l yi nt h ee d g eo f t h er e g i o nw h e r ee x i s t i n gt i d a lc h a n n e la n d b u r i e da n c i e n tr i v e , n o tv e r yp o o rr e g i o ni sm a i n l yi nt h ea r e aw h e r ee x i s t i n gt i d a l c h a n n e l ；t h e r ei sn oa d v e r s er e g i o ni nt h es t u d ya d k e y w o r d s ：k u i h u a d a os t r u c t u r e , m a r i n ee n g i n e e r i n gg e o - e n v i r o n m e n t , f u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，q u a f i t yd i v i d i n g s 原创性声明 本人郑重声明，所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律 结果由本人承担。 论文作者签名： e l 期：2 0 川年箩月略日 学位论文使用授权说明 本人完全了解国家海洋局第一海洋研究所关于收集，保存、使用学 位论文的规定，即： 按照本所要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，研究所可以公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：毒缸噩长 导师签名：彳 文f 欠 日期：夕卵7 年岁月p 日 前言 1 前言 1 1 国内外研究现状 海洋工程地质发展至今已经历了半个多世纪，它起始于美国着手开采墨西哥湾海 洋石油的1 9 4 7 年m 。此后，各国逐渐开始重视，特别是近几十年来得到长足的发展， 现在已有一百多个国家或地区在海洋开发中从事海洋工程地质环境方面的研究工作。 主要有美、英、日等国。其中美国这方面的工作最为出色，居世界领先地位，有关海 洋工程地质环境方面的调查报告、研究论文和专著不断涌现，近年来，美国开展了大 陆坡区的工程地质调查工作。英国主要围绕石油天然气的开发进行了海底沉积物工程 特性的研究。日本则对其边缘海区和日本海进了研究，也参加过国际性的大洋调查， 主要是在太平洋。8 0 年代以来，国外在海洋工程地质环境方面取得迅猛发展，主要 表现为物探和浅钻手段的改进和不断完善，海洋、地质、土工的结合，海底不稳定性 研究等。 我国的海洋工程地质环境研究起步比较晚，但从6 0 年代至今有了长足的进展，特 别是8 0 年代中期以来， ：上油气勘探开发需要为导向的中国浅海海洋工程地质环境研 究，正在向广度和深度发展着。专门从事海洋工程研究的船只、仪器设备及实验室等 条件已基本具备，进行专业研究的具有一定水平和实际工作经验的科技队伍业已形 成。但我国与国际先进水平相比较差距还是较大，主要表现在缺乏专项研究的关键性 仪器设备，例如长期多因素综合观测无人自动化系统；研究海底冲刷和土体滑移的沉 积动力观测系统；从资料采集到处理形成体化和数字化；至今还没有建立数据库等 等。另外，缺乏研究经费，人员老化，缺乏年轻科技人才也是个比较大的问题嘲。 随着海洋工程地质环境调查工作的深入，必然要求对一个海域的工程环境、主要 工程地质问题进行评价，以便更好的为工程设计施工服务，这就引申出海洋工程地质 环境评价问题。但当前国内外的研究现状多是条件叙述洋洋万言，综合评价寥寥无几， 而且定性的、描述性的偏多。所以，发展定量化评价方法，并且在环境要素及其量化、 评价的标准以及对策等方面下大力气加以突破，使评价评判再往前延伸，这是海洋工 程地质学科的走向与着力点之一旧。 由于海洋工程地质环境是一个多元多层次开放动态系统，其质量不只受某一独立 辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价 因素的制约和影响，而是由多方面地质因素决定的，因而对一个海域的工程地质环境 质量评价应建立在对多个影响因素综合分析的基础上。同时影响海洋工程地质环境质 量的因素极为复杂，作为刻度稳定级别的各因素标志及界线又不清晰，即外延是模糊 的。所以，应用模糊数学处理和研究这些模糊现象便更具有理论和实际意义。自从美 国控制论专家a l z a d e h 教授于1 9 6 5 年发表了。f u z z y s e t s ”的开创性论文后，几十年 来，在美、法、英、日、罗马尼亚等几十个国家，模糊综合的理论和实际应用获得了 广泛迅速的发展，己广泛地应用到国民经济的各个领域啊哪，从8 0 年代至今，在地质 工作中得到应用并初见成效。其中较具代表性的有：m e r l y n a d a i r ，j ( 1 9 9 0 ) 运用 模糊聚类分析法对某核电站场址内断裂构造活动性进行了分析研究，王家鼎等运用模 糊信息分析法对滑坡稳定性和砂土液化势进行了评判；谭周地等采用模糊综合评判法 对长江三峡库区地壳稳定性进行了评价分析，李福申运用模糊数学对建筑场地工程地 质特征进行了综合分析研究：贾永刚嗍( 1 9 9 9 ) ，刘玉海( 1 9 9 7 ) 利用模糊数学建立数 学模型分别对胶洲湾、大同市环境工程质量进行了评价，郑乾墙“”( 1 9 9 9 ) 利用模糊 综合评判法对山体滑坡的危险性进行了评价，闫满存“o ( 2 0 0 0 ) 利用模糊数学方法对 广东沿海陆地地质环境进行了分区，黄秀凤“”( 2 0 0 4 ) 将模糊数学应用于地质灾害易 发程度分区评价中，刘会平等“”( 2 0 0 6 ) 利用模糊数学层次分析法对广州市地面沉降 的危险性进行了评价，总之，在地质环境质量定量评价中，由于模糊逻辑、模糊园子 分析等包括模糊综合评价在内的模糊数学方法的广泛应用，使得更精确地刻划地质环 境质量特征成为可能。 模糊综合评判的基本思路基于地质环境以及影响因素、因子边界的模糊性，通过 建立地质环境质量评价指标体系、指标量化分级体系、指标权值分配体系构造模糊数 学综合评价模型，进而对区域环境质量进行区划。它们的应用，将给地质环境质量定 量评价带来新的飞跃，并促进新的边缘学科模糊数学地质的进一步发展。 1 2 选题依据和研究意义 辽东湾北部海域，蕴藏着丰富的油气资源，它是渤海湾复式油气区的组成部分， 也是我国第三大油田辽河油田即将开辟的海域油区“”。葵花岛构造是迄今在辽东 2 前言 湾湾顶东北部滩海水域所发现的几个油气构造中面积大、成油条件优越的油区构造， 地质储量达xx 亿吨。随着辽河油田海洋战略的实施，葵花岛油气田的勘探开发必将 成为重中之重。 海上油气的勘探开发是一项投资高、风险大、技术复杂的高难度系统工程。辽河 平原有九条河流汇入辽东湾北部，使本区海洋环境复杂化。要安全、简易、先进、高 效地勘探开发葵花岛极浅海油气田，必须真实而全面地了解和积累这一地区的地质、 地貌、水文气象、海冰等实际资料，探索海洋环境的变化规律，作为各种油气工程设 施的设计和施工的依据。此外，辽东湾北部是一个生物资源丰富的水产品的增养殖区 和捕捞区，其中双台子河1 3 又是一个国家级自然保护区，因此石油资源的勘探开发还 要充分注意自然生态和各种资源的有效保护及综合开发利用。正是从这一原则出发， 本文在太一葵海底管道路由综合调查课题的支持下，利用现场调查所获得的资料，并 收集整理了大量该区域的历史资料，对研究区的水文气象、海冰、水深地形、地质构 造、地基土物理力学性质、浅层沉积结构及灾害地质情况( 诸如古河道、潮流冲刷槽、 浅层气等) 等进行了综合分析和评价，为本区域实现海洋工程活动与海洋地质环境的 相互协调，避免地质灾害和环境破坏的发生及海洋工程项目的开发、总体规划提供可 靠的依据。 辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价 2 1 地理位置 2 研究区概况 葵花岛构造区位于辽东湾盖州滩南端。它处在渤海湾盆地辽河坳陷东部凹陷，东 以燕南断层为界，西接盖州滩洼陷，北邻太阳岛构造，南至葵花岛构造辽海1 8 1 1 井区，面积约2 0 k f f ( 图1 ) “”。 2 2 气候与气象 图1 葵花岛构造区位置图 研究区地处中纬度季风气候带，属亚湿润区。沿岸气候是既有大陆性又有海洋性 特点，冬季寒冷、风大、干燥、少雨雪。夏季高温时间短，雨量充沛。春季干燥少雨， 气温回暖快，多大风。秋季冷空气活动开始加强，降温快，雨量骤减，多晴朗天气。 年内降水量主要集中于夏季，约占全年降水量的6 ( p n - - 7 0 ，尤其7 娟月盛夏季节， 多暴雨天气。夏季有强热带气旋和台风过境，造成大风和暴雨。 冬季多有寒潮侵袭，强冷空气造成气温骤降和大风雪天气。 2 2 1 风 本区的常风向为s s w ，盘锦站的出现率为4 1 ，鲅鱼圈站的出现率为2 4 ；强风 向在盘锦为n w ，风速达2 3 m s ，鲅鱼圈为w ，风速达3 l m s 。年平均6 级以上大风日 4 研究区概况 数8 2 8 埘4 0 d ，8 级以上大风日数达4 9 5 5 1 2 d 。本区的大风主要由寒潮和热带气 旋产生。根据分析计算，l o m 高处，3 0 年一遇的设计风速为3 0 6 m s ，风压为0 8 3 l ( n m 2 。 平均风速，最大风速及风向仅用盘锦海洋站的资料显然不能代表本区的情况，为 此，选用鲅鱼圈海洋站的长期( 1 9 6 0 - - 1 9 9 1 年) 资料为依据，盘锦海洋站作参考( 表 1 ) 。 表1 鲅鱼圈海洋站、盘锦海洋站月平均风速、最大风速、风向和大风日数 站名月份 l23 4567891 0 1 1 1 2 盆 平均风速 鲅 ( m s ) 5 96 o 6 2 6 66 15 14 54 8 5 4 6 47 o6 45 8 最大风速 鱼 ( s ) z 6 02 6 0 2 5 3 2 9 0 2 3 o2 4 02 2 3 2 9 0 2 4 o2 8 o2 4 03 l o3 lo 圈 风向 nn 哪n n w ss s w( 3 )sn n l r 晰m( 3 ) i 站 6 级7 38 08 29 77 93 32 03 45 38 01 1 38 68 2 8 8 级 1 63 04 36 05 11 61 o0 51 32 02 51 75 1 2 平均风速 ( m s ) 4 15 1 5 86 55 66 25 76 35 96 16 36 35 8 盘 最大风速 ( m s ) 1 3 71 6 o1 7 o2 0 o1 8 o1 7 72 0 01 6 01 5 0 2 3 01 4 01 5 0 2 3 0 锦 s s ws 风向n n e n n en es s wn n s s es s 胃 n wn w n n n 站 s w 州w 6 级1 04 57 59 04 o8 59 57 5 1 1 _ o8 01 0 51 3 09 4 0 8 级 0 52 o4 07 53 53 54 54 05 o7 o3 ，o5 04 9 5 由表可见，本区的年平均风速在5 8 m s 左右，最大风速达到3 1 o m s ，风向w ， 出现在鲅鱼圈海洋站的1 9 9 0 年1 2 月2 1 日。盘锦海洋站三年只测到2 3 o m s 的最大 风速。 2 2 2 气温 本文引用鲅鱼圈海洋站和营口气象站长期资料( 表2 ) ，供工程区设计和海上活 动参考。 由表2 可见，本区的年平均气温在8 4 胡7 之间。平均最高气温出现在7 月份， 为2 4 6 0 。极端最高气温出现在7 8 月份，达3 4 4 - - 3 5 o c 。极端最低值出现在1 2 月，为- 2 3 6 - - - 2 9 3 之间。 辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价 表2 鲅鱼圈海洋站和营口气象站各月气温特征值 站 名 月份 1234567891 01 11 2 燕 平均气温 一7 4_ 5 11 59 71 6 4 2 1 2 2 4 62 4 41 9 51 2 33 5- 4 1 9 7 ( ) 鲅 最高气温 鱼 8 01 4 41 6 52 5 9 3 0 9 3 3 2 3 4 0 3 4 4 3 1 6 2 7 5 2 1 21 3 63 4 4 圈 ( ) 最低气温 - 2 3 62 2 4- 1 8 4- 6 02 51 0 51 5 o1 3 54 82 8- 1 7 52 0 7- 2 3 6 ( ) 平均气温 一8 6- 6 21 39 71 6 62 1 _ 62 4 82 3 61 8 5 1 0 62 55 89 ，0 ( ) 营最高气温 6 91 2 31 5 81 5 21 9 0 3 1 13 3 0 3 3 12 9 82 6 6 1 9 51 0 53 3 1 口 ( ) 最低气温 - 2 4 5 - 2 2 6- 2 1 93 94 2儿01 4 81 2 93 47 6- 1 3 52 4 02 4 5 ( ) 2 2 3 气压 鲅鱼圈海洋站各月平均、最高、最低气压列入表3 该站多年平均气压为1 0 1 5 1 h p a ，平均气压高值出现在1 1 月至翌年2 月，达到 1 0 2 2 8 - 1 0 2 5 3 h p a ，平均气压低值出现在汹月，为1 0 0 2 5 - 1 0 0 8 4 h p a ；最高气压 达到1 0 4 4 4 h p a ，其变化趋势与平均气压相类似，最低气压值为9 8 1 5 h p a 。 表3 鲅鱼圈海洋站平均、最高、最低气压( h p a ) 月份 1 2345 67 8 9 1 0 1 11 2 短 平均气压 2 5 3 2 3 9 1 9 4 1 3 4 0 b 4 0 4 5 0 2 5 0 5 7 1 2 3l b g2 2 82 4 41 5 1 最高气压 4 4 2 4 1 9 3 9 2 3 1 8 2 4 01 6 41 3 81 7 42 6 53 6 74 2 14 4 44 4 4 最低气压 0 1 3 0 0 29 6 7b 1 - 58 5 58 5 38 5 28 8 89 4 59 8 g0 3 09 5 9 8 1 5 注：表中数字 5 0 时加9 0 0 2 2 4 降水 由表4 可见，盘锦站与鲅鱼圈站的降水量、降水日数基本一致，其年降水量为 5 8 5 9 - 6 0 2 1 砌，年降水日数为6 7 o 一6 8 8 天。其中6 9 月最多，达3 8 天( 鲅鱼圈) ， 降水量达4 3 2 3 衄，占全年降水量的7 4 6 研究区概况 襄4 盘锦站、鲅鱼圈站各月降水量( ) 降水日数( d ) 月份 1 2 3 45 678 9 1 01 l 1 2 矩 降水 盘锦o 00 o2 53 5 0 4 0 97 6 32 2 4 55 3 91 0 2 14 0 71 4 81 1 46 0 2 1 量 鲅鱼圈 4 56 4 9 53 3 3 4 1 56 3 o 1 6 0 51 4 1 86 7 03 5 81 5 96 95 8 5 9 降水 盘锦o01 08 06 01 1 o1 1 55 51 0 06 ，05 03 06 7 0 e t 数 鲅鱼圈2 72 63 45 66 58 71 1 41 0 o6 45 24 00 86 8 8 2 2 5 雾 本区冬季雾日较多，春、秋季较少，夏季最少。表5 列出盘锦、鲅鱼圈二个地区 雾日的逐月分布。盘锦和鲅鱼圈两个站的年平均雾日均为6 o d 。 表5 盘锦、鲅鱼圈雾日逐月分布 月 12345678 9 1 01 11 2 焦 盘锦 1 o2 02 o1 06 o 鲅鱼圈0 60 8o 90 80 10 2o 30 10 1o 30 61 26 o 2 2 6 主要灾害性天气 ( 1 ) 热带气旋与台风 辽宁省是受台风和热带气旋影响的省份之一，沿海地区首当其冲。据1 8 8 4 - - - 1 8 9 6 、 1 8 9 9 1 9 8 0 年9 3 年的资料统计，影响辽宁省的台风和热带气旋共计9 1 次，平均每年 1 次，最多年( 1 9 3 0 、1 9 6 2 ) 可达4 次，个别年份则无台风影响。历史上，1 9 6 4 年 1 0 号台风在辽宁登陆，登陆前4 8 小时台风中心最大风力高达4 8 m s ，此后风力逐时 减小，到登陆时风力为2 2 m s ；1 9 7 2 年3 号台风在塘沽附近登陆，致使营口增水达 1 7 7 c m ；1 9 8 5 年9 号台风8 月2 0 日在营口登陆，盘锦周围一片泽国，阵风达1 l 级。 ( 2 ) 寒潮 寒潮是冬半年北方强冷空气团大规模南下，所经过地区急剧降温，并伴随大风或 雨雪的一种灾害性天气。强冷空气给辽东湾沿海带来的大风一般在6 - - 8 级，有时达 1 0 级以上。据1 9 5 5 1 9 7 4 年资料统计，2 2 年中共有9 2 个强冷空气活动过程，平均每 7 辽东湾葵花岛构造区海洋工程地质环境特征及其质量评价 年为4 6 次。历史上，1 9 6 9 年1 月2 6 日乏月1 日的强冷空气使渤海8 - 9 级大风持续 1 4 4 小时，2 月3 日又一次冷空气袭来，两次冷空气持续达1 0 天之久。 ( 3 ) 温带气旋 影响本海区的气旋主要是东北低气压和渤海低压。1 9 6 5 - - 1 9 8 0 年影响本海区的东 北低压共2 6 4 个，平均每年出现1 5 5 个，其中4 4 出现在春季。渤海低压共出现1 1 0 个，平均每年6 5 个，5 月最多，占全年1 5 。强温带气旋会产生6 胡级以上的大风和 大浪。 ( 4 ) 暴雨 形成辽宁大暴雨的天气系统有黄河气旋、蒙古低压、台风与强热带气旋、江淮气 旋等，其比率分别为3 4 4 、2 1 4 、1 8 5 、1 1 5 。大暴雨最早出现在4 月份，最 晚发生在1 0 月份，如1 9 7 0 年1 0 月2 3 日的锦县( 凌海市) ，日雨量为l l l m m 。1 9 8 5 年9 号台风在营口登陆时，营口的最大总降水量为2 9 2 m m 。 2 3 海洋水文 2 3 1 潮汐 该海区的潮汐类型属于正规半日潮。大部分海区大潮平均潮差为1 5 _ _ 3 o ，小 潮平均潮差为1 0 - - 1 8 m ，可能最大潮差为3 0 - - - 5 o m 。 该海区在4 月以后平均水位出现正值，7 、8 月达最大，营口为0 3 0 m 。以后逐渐 下降，1 1 月开始出现负值，1 、2 月达最低，营口为o 2 m 。 2 3 2 海流 研究海区的海流是辽东湾海流系统的一部分，主要由潮流、冲淡水流和风海流组 成，其中潮流占绝对优势。各测站涨潮流流向是n e 和e n e 向，落潮流呈s w 和s s w 向。在2 3 m 水深的近岸，潮流大多为l o - - 3 0 c m s ；水深5 6 m 处，流速一般在4 0 6 0 c s ，最大流速发生在双台子河口，表层流速达1 4 1 c m s 。该海区潮流属正规半 日潮流，存在潮流的日不等现象，主要表现在涨潮流与落潮流的流速不等及涨落潮流 历时不等两方面。入海河的径流和地形是造成本海区潮流日不等现象的主要原因。 余流主要由密度流、风海流、径流及潮流的余流等成分组成，由于受风和径流影 3 研究区概况 响，其季节性变化较大。本区余流逆时针旋转，以表层流速最大，中层次之，底层最 小，平均流速约7 - - 1 0 c m s 。 2 3 3 风暴潮 研究区所在的辽东湾顶，是风暴潮多发性地区之一。产生的风暴潮有三种类型： 一是气旋过境引起的增水；二是入侵台风引起的增水；三是冬季寒潮大风引起的减水。 台风过境和持续偏南大风将造成辽东湾顶增水，多出现在夏、秋两季；寒潮大风则造 成该区减水，多出现在冬季。研究海区增减水的量值与重现期如下表6 。 表6 研究海区增减水的量值与重现期 重现期( 年) 1 05 01 0 0 增水( m ) 1 52 o2 2 减水( m ) 2 53 o3 2 2 3 4 波浪 研究海区以风浪为主，其次为涌浪。s s w 向的波浪出现频率最大，为2 3 5 ，次 之为s w 和n n e 向，其出现频率分别为1 7 5 和1 2 4 。波高以l t , o 。 5 0 级地震发生。 3 1 4 区域稳定性评价 研究区位于辽河一辽东湾盆地的北段，其附近区域的二界沟断裂、大洼断裂、佟 二堡营口断裂、辽中和辽东五个断裂，虽早、中更新世活动过，但全新世未活动过， 为非新活动断裂，即所谓的老断裂或死断裂。而金州断裂为一活动断裂，在将来百年 内可能会继续活动，但由于距研究区较远，通过附近区内长度不大，断裂上覆盖层厚 度较大，对研究区海洋工程的建设不会有太大影响。所以说研究区虽然稳定条件欠佳， 但相对而言是稳定的地段。 3 2 浅部地层沉积物工程地质特征 研究区位于新华夏系构造体系的第二巨型沉降带，处于著名的炎庐断裂带延伸 线上，北北东向断裂广泛发育。由于该区为沉降区，辽河、双台子河、大小凌河等河 流每年又携带大量泥沙注入，所以其第四纪松散沉积地层巨厚。从对本区域的浅地层 资料和钻探资料的对比分析可知，全新世世界性气候变暖，海面回升以来，本区河1 ：3 兰查苎茎垄曼塑望垦堂堂三垦垫堕! 茎壁堡垦茎壁苎堡垒 海湾相及滨岸浅海相冲、海积物均有分布，上部为：粉质粘土、粉土、粉砂、细砂等， 下部见可塑的粉质粘土，含铁锰结核。所揭示的全新世以来的沉积物厚度超过2 5 m ( 见 图4 ) 。 地屠地质 层底层底 分屡 柱状田 承裁力 编号时代 标高深度厚度 电饲尺1 ：2 0 0 土 层 描述标准位 ( 皿) ( m ) 佃) 0 2 r k p a ) 1一lj1 21 2 霄鼍色静砂精密分进性耋。置较争 0 ， 、胎性土音有且亮辛用， 口 ， - 6 6 2 55 0 5 ， 灰幡色謦土教塑饱和曩大量耔砂 2 1 2 0 3 8 5 - - 4 7 0 m 力格砂晨 ， - 9 2 59 1 52 9 福灰色耪履侍土救生饱和鲁且亮碎 ， ，晨8 口叫2 0 m 为柠砂屡 l t o ， q ， 幡灰色榜土被塑饱和， 5r n - 9 7 5 ， m 为榜砂屡 1 a m 一1 13 0 m 麦有3 0 c r n i 自 4 矗灰色着履齄土舌太t 且先 1 2 0 - 1 4 01 3 94 7 5 ， ， ， 青灰色细砂中寿，舟进较好13 ，0 一 一1 9 11 9 0 j 1 l d 2 5 m 1 7 3 - - 1 9 o m 为柠砂屠鲁步 2 0 0 5t 培性土夹有薄屡坭炭屠 甜 青灰色细砂击宴奢遗好矿扫置奢一o 6 - 2 8 3 s2 8 2 59 2 5 以石荚为主舌长石，云母中部 i 2 2 0 2 2 $ - - 2 4 9 m 力糟眇屡噩有少量特性 士卫挂抽碎用抽 ， ， i 灰色抒质梧土呵星，舌确吵t 峨锰 ， 簟桉，30 o - - 3 2 4 s m 3 7 9 - - , 4 0 o m 力 o f - 4 0 i4 0 0 l i r7 5 ， 妇砂屉分磊叠嘉善聃轴辛 2 2 0 ， ， ， ， 图4 研究区代表性钻孔柱状图 1 6 研究区海洋工程地质环境特征 3 2 1 沉积物物理力学性质 第一层：黄褐色粉砂 颗粒组成： 内摩擦角 标准贯入击数： 第二层：灰褐色粉土 含水量 天然容量 天然孔隙比 塑性指数 内摩擦角 凝聚力 压缩系数 压缩模量 标准贯入击数 不排水抗剪强度 无侧限抗压强度 垂直渗透系数 第三层：褐灰色粉质粘土 含水量 天然容量 天然孔隙比 塑性指数 内摩擦角 凝聚力 压缩系数 2 _ 0 5 哪 o 5 _ 0 2 5 m o 2 5 _ o 0 7 5 哪 0 0 7 5 衄 = 3 0 _ 一3 5 。 n = 3 _ 5 0 6 _ 2 1 1 口4 2 6 7 争8 3 2 1 5 2 - 2 8 4 w ( ) = 3 4 2 3 9 6 r = 1 9 争一2 0 2 9 c m 3 e = o 6 2 1 _ 0 8 0 7 i 。= 3 2 9 1 o = 2 8 4 _ 一3 2 4 。 c = 3 - - 1 0 k p a 8 l f o 0 9 _ 一o 1 8 帅a _ l e s l 彳- 8 7 6 _ - 1 8 9 2 m p a n = 4 5 s 。l = 4 5 6 k p a q o = 7 8 i p a k v = 2 0 1 0 。q 2 1 0 1 c m s w ( ) = 2 4 8 一3 4 8 r = 1 8 7 1 9 8 9 c m 3 e = o 7 3 9 _ 0 9 2 i = l o 争一1