Quantitative evaluation of the geological environment stability in the Bohai Sea
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摘要:
渤海地理位置优越，海洋经济发展迫切需要地质环境资料的支撑，现有研究通常分海区开展，缺乏实测资料支持的系统性研究。基于2008—2016年海洋区域地质调查环境地质因素的相关资料，通过网格化处理，量化渤海海域主要环境地质因素的特征参数，建立了以海底地形或底质环境变化类、地层不均衡类、活动构造类为主要评价指标的地质环境稳定性评价指标体系，采用专家-层次分析定权法和模糊数学评价方法对研究区地质环境稳定性进行定量评价研究。结果显示，渤海海域依据地质环境稳定性可划分为差等、较差、中等、较好、优等5级，大部分海域地质环境稳定性总体较好，地质环境稳定性较差的海域占比10.00%，尤其是黄河三角洲周边海域，不稳定环境地质因素活动断层、地震震中、浅层气及与潮流相关的环境地质因素较为集中，危险性较大。研究结果对渤海海域自然资源的开发利用、生态环境保护等具有重要的应用价值，相关定量评价方法可为中国海洋环境地质研究提供借鉴。
Abstract:The Bohai Sea has a superior geographical position. The development of its marine economy asks urgently for the support of geological environment data. Most present studies usually are concentrated on some individual seas, and lack of the systematic thinking of different seas using actual testing data. Based on the available data of environmental geological factors in marine regional geological survey since 2008, The Bohai Sea was divided into grid cells and the characteristic parameters of its main environmental geology factors were quantified. An indicator system of the evaluation of the geological environment stability was established based on the topographic or ground environmental change, uneven bearing stratum, and active tectonics. The geological environment stability in the study area was quantitatively evaluated by using expert-analytic hierarchy process and fuzzy mathematics. Results suggest that the geological environment stability in Bohai Sea was divided into five grades: poor, relatively poor, medium, relatively good, and excellent. The stability in most of Bohai Sea is generally in good condition at the present. The regions in poor and relatively poor grades of stability accounts for 10%, particularly in the adjacent area of the Yellow River Delta, where the unstable environmental geology factors active faults, earthquake epicenter, shallow gas and the factors related to the tide are comparatively dense, with relatively large hazard. This study is valuable for future exploitation and utilization of natural resources, eco-environment conservation in Bohai Sea. Meanwhile, the quantitative evaluation method of this study provided a reference for the study of marine environmental geology.
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表 1 渤海海域环境地质因素分类表
Table 1. Classification of environmental geology factors in the Bohai Sea
类型划分 海底地形或底质环境变化类 地层不均衡类 活动构造类 海底环境地质因素 潮流沉积体（潮流沙脊、潮流沙席、沙波）、潮流冲刷槽、海底滑坡 水下三角洲 地震震中、活动断层 埋藏环境地质因素 —— 埋藏古河道、埋藏古三角洲、浅层气 地震震中、活动断层 
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表 2 研究区地质环境稳定性评价指标体系及其分级
Table 2. Assessment index system and its classification of geological environment stability in the study area
指标体系 海底地形或底质环境变化类 地层不均衡类 活动构造类 地震震中 活动断层 1级 海底滑坡 浅层气 7.0级及以上 活动断层高密集处 2级 潮流沙脊 埋藏古河道 6.0～6.9级 活动断层密集处 3级 潮流冲刷槽 埋藏古三角洲 5.0-5.9级 活动断层较密集处 4级 沙波 水下三角洲 4.0～4.9级 活动断层较低密集处 5级 潮流沙席 空缺区 4.0级以下 活动断层低密级处或空缺区
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表 3 研究区各类评价指标隶属度信息表
Table 3. Subjection value of all kinds of assessment indices in the study area
稳定性
分级指标分级 海底地形或底质环境变化类 地层不均衡类 活动构造类 地震震中 活动断层 r1 1级 0.85 0.85 0.85 0.85 r2 2级 0.80 0.80 0.80 0.80 r3 3级 0.55 0.55 0.55 0.55 r4 4级 0.30 0.30 0.30 0.30 r5 5级 0.15 0.15 0.15 0.15
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表 4 研究区地质环境稳定性分区信息表
Table 4. Division of geological environment stability in the study area
等级 分区 面积/km2 占比/% 主要环境地质因素 r1 黄河三角洲周边海域 2889 2889 2.87 活动断层、地震震中、海底滑坡、浅层气、埋藏古河道、水下三角洲等环境地质因素密集 r2 黄河三角洲稳定性差等区外围 1761 7180 7.13 活动断层、地震震中、浅层气、潮流沙脊、潮流冲刷槽、沙波、潮流沙席、埋藏古河道、埋藏古三角洲较为密集 渤海湾东北部海域 1496 渤海海峡西部海域 3923 r3 黄河三角洲稳定性较差区外围 4353 20249 20.11 活动断层、地震震中、潮流沙脊、沙波、潮流冲刷槽、浅层气、埋藏古三角洲较为集中 渤海湾东北部稳定性较差区外围 3250 渤海海峡西部稳定性较差区外围 9857 辽东湾东南部海域 2097 辽东半岛东南部海域 692 r4 全区均有分布，介于稳定性中等、优等区之间 44263 44263 43.96 活动断层、地震震中、浅层气、潮流冲刷槽、埋藏古河道等环境地质因素有一定分布 r5 辽东湾北部近岸海域 2120 26117 25.94 活动断层、地震震中、水下三角洲、埋藏古河道等环境地质因素分布较少或空缺 六股河口近岸海域 6191 渤海湾西部近岸海域 2564 莱州湾南部、东部近岸海域 4027 辽东半岛东部、西部近岸海域 5242 渤海海峡东部海域 5973
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[1] 秦蕴珊, 赵一阳, 赵松龄, 等. 渤海地质[M]. 北京: 科学出版社, 1985: 161-211.
[2] 李西双,刘保华,华清峰,等. 张家口-蓬莱断裂带渤海段晚第四纪活动特征[J]. 海洋科学进展,2009,27(3):332-341.
[3] 李西双,赵月霞,刘保华,等. 郯庐断裂带渤海段晚更新世以来的浅层构造变形和活动性[J]. 科学通报,2010,55(1):1-12.
[4] 刘乐军. 东海灾害地质分区研究的理论与实践[D]. 青岛: 中国科学院海洋研究所, 2004.
[5] 李培英, 杜军, 刘乐军, 等. 中国海岸带灾害地质特征及评价[M]. 北京: 海洋出版社, 2007.
[6] 杜军,李培英,李萍,等. 基于海洋灾害地质评价基础上的我国近海海底稳定性区划[J]. 海洋学报,2014,36(5):124-129.
[7] 徐元芹,李萍,刘乐军,等. 河北南堡-曹妃甸海域工程地质条件及海底稳定性评价[J]. 海洋学报,2017,39(5):103-114.
[8] 宋晓帅,于开宁,吴振,等. 莱州湾海岸带工程地质环境质量分区[J]. 海洋地质与第四纪地质,2019,39(2):79-89.
[9] 宋玉鹏,孙永福,杜星,等. 渤海海域海底地质灾害危险性区划[J]. 中国地质灾害与防治学报,2021,32(3):140-146.
[10] 李培英,李萍,刘乐军,等. 我国海洋灾害地质评价的基本概念、方法及进展[J]. 海洋学报,2003,25(增刊):122-134.
[11] 蔡鹤生,周爱国,唐朝晖. 地质环境质量评价中的专家-层次分析定权法[J]. 地球科学:中国地质大学学报,1998,23(3):299-302.
[12] 杨和雄, 李崇文. 模糊数学和它的应用[M]. 天津: 天津科学技术出版社, 1993: 148-184.
[13] 马秀冬,李萍,徐元芹,等. 冲绳海槽中段海底灾害地质类型及海底稳定性评价[J]. 海洋科学进展,2018,36(1):79-87.
[14] GUO X S,ZHENG D F,NIAN T K,et al. Large-scale seafloor stability evaluation of the northern continental slope of South China Sea[J]. Marine Georesources & Geotechnology,2020,38(7):804-817.
[15] 刘娅楠,贾超,胡邦琦,等. 基于微地貌特征的西太平洋菲律宾海海底稳定性评价[J]. 海洋地质与第四纪地质,2022,42(1):214-221.
[16] CARPENTER G B, MCCARTHY J C. Hazards analysis on the Atlantic outer continental shelf [C]. Houston: 12th Annual Offshore Technology Conference Proceedings, 1980: 399-410.
[17] WILLIAN R B. Structrue of the continental shelf and slope geohazardous and engineering constracts [D]. Texas: A & M University. 1986.
[18] 刘以宣, 詹文欢, 陆成斌. 华南沿海地质灾害类型、发育规律及防治对策[J]. 热带海洋. 1992, 11（2）: 46-53.
[19] 李凡,于建军. 陆架海灾害地质因素分类[J]. 海洋科学,1994(4):50-53.
[20] 冯志强, 冯文科, 薛万俊, 等. 南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价[M]. 南京: 河海大学出版社. 1996.
[21] 刘锡清. 中国海洋环境地质学[M]. 北京: 海洋出版社, 2006.
[22] 刘守全,刘锡清,王圣洁,等. 南海灾害地质类型及分区[J]. 中国地质灾害与防治学报,2000,11(4):39-44. doi: 10.3969/j.issn.1003-8035.2000.04.009
[23] 王洪聚,刘保华,李西双. 晚更新世以来渤海南部海域断裂活动性[J]. 地球科学进展,2011,26(5):556-564.
[24] 谢卓娟,吕悦军,彭艳菊,等. 渤海海域地震震源深度的分布特征[J]. 震灾防御技术,2008,3:311-320.
[25] 刘振夏,夏东兴,汤毓祥. 渤海东部全新世潮流沉积体系[J]. 中国科学(B辑),1994,24(12):1331-1338.
[26] 陈晓辉,张训华,李日辉,等. 辽东半岛南岸海域潮流沙脊及影响因素[J]. 海洋地质与第四纪地质,2013,33(1):11-17.
[27] 杨作升, 陈卫民, 陈章榕, 等. 黄河口水下滑坡体系[J]. 海洋与湖沼, 1994, 25（6）: 573-581.
[28] 周良勇,刘健,刘锡清,等. 现代黄河三角洲滨浅海区的灾害地质[J]. 海洋地质与第四纪地质,2004,24(3):19-27.
[29] 谢先得, 朱照宇, 覃慕陶, 等. 广东沿海地质环境与地质灾害[M]. 广州: 广东科技出版社, 2003.
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图(2)
表(4)
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