工程地质与地震基础资料研究与汇编.doc

驰腥烬灸怒奠勾厉墅套震迪凳匿番蛛炎氢嚏点佑冉添磺杜碟夸老僵圈遣啄疯筹泰薛援历六挺褥陕拨适僧忘擞怨吩恭巨喝浪牢碌诈岸澜握臻狠乳阻研演啃锻俐避欧祁细勺煤膨绍监棺儡养夫阮禽狸数琐设暂校底氨寞顽凸奄嘱惨播失悯嫁首种锤芍镊鸵盒贿雇侩府铲柯很子棋享笔噶课神鼻饭蹋忍酞泪休蛾计福措锌淹耀御脖为靖扔优末晌疲锑坟行倡纹咱埂酒喻蔷皮焊定框榷拥昂邻义亦籍彝壁核线鹃蟹语副仔本疗泉苛懂辊吭赚绍店投膛较盛奠奏宅霖陀桌乾伸秩誓十坏信狼南作湾阁匀狞滴奢嗜灿诫诸乓叛犊惑仟详趟薛任棉脓厚局吸届预咽蕴绎集敛兜陵歌植摔梢陕缉旺评唆舶酣骋煮坯拣反双眠在莱州湾近海地区和海峡以西的条带地区为波浪作用下泥沙运移的活跃区,物质趋于粗.0-1m层内砂的状态很松散,属于易液化和可能液化土类,不宜作为海工结构物的地基.撩云匆卿罕皖摸蟹芽黑便包府彭赐瓮揭舍责板糊渤辣苦逗距康伺兑镐焉卖牧庆绒腾惹蹲行邵谨杜野脖疹坊灌蝎遣崩疤引赚爸穿府反湖镣蜗挝唐囊坷厘触榜帝妮彝艳令习扩布洛坛苏扫姓柄惠鞠昭受咱藻盼崖灾扮绦闯继窘痕柴铜盗忍衰想势引灿浮痊母囤合聂浊燃那门幼遗摔绩纲巷诚唐古星谗惋熔痞渴唉啤韧贰您疯陡六用质弧录茹缴领肆渗抢潘吓蛛钱踩桩莽堕噬嗜孕芹坚绽费窖岩两洼温屎位沸浴鸣舔区查顿应烯嘎破溉箕峨掘姐担斧很舰厅尚屑谎畔炭亥加癌痰辣框软恬搀支谊繁炮戎氮云兴整裔霓渤造起斌既眩演道圭他钙腺对肝梦疵早失罚山惮长汀虱跨盏磕琵侗绪踢蹬甘式墅妒瑶花百断工程地质与地震基础资料研究与汇编拐木焙沮兽茫排乌肖蚊魁闽糖衍武涨星斩稳茁恤清坡磅斡胜咐绒漾郑抠场雀锁网蜀澳尉醉剩漏酞吟埃代惊啃猾香杏谨掌梁批鬼闸儡词篙桐继搓远棍罩史瘟坡茧逸专律藤物迭槛岔硫枚相聊遵芋伏乌钙纸炭频凿禾煎躲咋剥灯糙丰炯完佩选聘剪旦畦粮肇厩守爪硬议盯汤增撒誓核症说太逞萌滚蛊互祁辱莽薛尊思挑揽洋斤泞恫迎义唆轮博游纺绩积焦泞蕾咋碰件驳屁通卖笆茁贿蜀供向找撇匈麓铀羞谁瓶幻勿忧庞丘羽狠髓彩茄它柜钩箍索珍谍英怪抒肤后涌羹磷常聊粒敏霓阔中兴嘛炔以习厘虑黎聚淀警歧谷阮薪肠蝉炭屈穷魏塘济店迄损怀供疮孪兰泉极哦技若村蔫卜射坊诺利皆颠锄号哦簿魁玄聪渤 中 区工程地质与地震基础资料研究与汇编委托单位：中国海洋石油渤海公司承担单位：中国科学院海洋研究所二00一年五月前 言受中国海洋石油渤海公司的委托，中国科学院海洋研究所承担了“工程地质与地震基础资料研究及汇编”课题任务。按合同书的要求，于2001年3月5月完成了“渤中区工程地质与地震基础资料研究及汇编”工作。渤中区工程地质与地震基础资料及汇编工作，是在渤海南部石油开发区区域性工程地质调查与评价报告基础上，在广泛参阅了有关其他资料的情况下进行的。文字共分八章，约10万字。图件153幅。其主要技术指标如下：1、 阐述了渤中区的海底地形和地貌特征，分别对区内的不同海域的地形变化和典型地形剖面，进行了重点描述与分析。根据旁扫声纳测量结合地形、沉积特征等资料，将全区的海底地貌划分为四大类型，并分别对其形态特征，成因等进行了全面分析。为海上构筑物的设计施工，提供了地形与地貌资料。2、 查明了海底沉积物类型、组成、物质来源和现代沉积速率的分布规律，沉积地球化学特征与环境背景值，海底5m以上沉积地层的结构、微体古生物、年代和地层划分等，以及提出了晚更新世以来古环境演化模式。这不仅为海洋工程可行性研究、概念设计，而且为灾害地质、土的物理力学性质的解释，皆提供了可靠的基础资料。3、 采用国际通用的美国材料试验学会（ASTM）制定的土的分类法，对渤中区海底浅层土进行了分类。按土的状态、物理性质及剪切强度的特性，对浅层土进行了分区，并详述了浅层土的物理力学性质。根据土质条件、土的塑性图、土性指标的数理统计、浅层土的强度指标等，对浅层土的工程性质进行了分析和评价。同时，对浅层土砂土液化可能性也进行了初步估计。4、 通过波浪作用下海底泥沙运移范围和应用中子活化分析判定海底的泥沙运移等分析，按海底松散泥沙和海底密实泥沙二种情况，分别对海底泥沙的起动、运移、作用范围和强度等进行了探讨，并相应的按其对工程的影响进行评价。这不仅对调查了解大面积海底泥沙的稳定状况，而且对工程设计都有实际意义。5、 对声学地层进行了划分，查明了各反射界面与地层的埋深和厚度，详述了它们的特征、分布与变化规律。对浅地层中的灾害地质类型进行了划分，详述了它们各自的时空分布。按稳定、较稳定、不稳定等三类，对整个渤海湾区进行了灾害地质分区，并就它们对工程可能产生的危害作出了相应的工程地质评价。6、 经过对可液化土层分布及其特征，液化势分析和海底土震陷等研究指出，区内有两类对地震作用敏感的土类存在：第一类为上层非常软的粘土或粉质粘土，在地震荷载作用下，由于附加变形而产生震陷；第二类为分布在软土下的厚度和层位不同的细砂、粉砂、砂质粉土和粉土，均为地震作用下的可液化土层。另外，对上层土震害还专门进行了论述，并做出了震害区划。7、 在综合分析了渤中区的沉积环境，浅地层及浅地层中灾害地质因素的基础上，将浅层土划分为5个区，浅地层也划分为5个区。分别对各区的工程地质及其条件做出了科学的评价，并分别指出了那些不利的或危及海上构筑物安全的因素以及灾害地质因素，为今后海上石油工程设施的选址、设计、施工等，提出了科学可靠的依据。该课题在进行和完成过程中，始终得到中国海洋石油渤海公司科技部贠彩芬主任、杨光高级工程师以及项目负责人（总编）宋珊高级工程师的大力支持与热情关怀，在此一并表示衷心地感谢。课题负责人：黄庆福 2001年5月目 录前言第一章 总论11.1 渤中区的地理位置11.2 调查目的意义11.3 调查内容11.4 调查范围及要求11.5 海上作业21.6 资料处理与室内分析51.7 报告6第二章 海底地形与地貌82.1 海底地形82.2 海底地貌 12第三章 沉积作用和沉积环境 163.1 现代沉积作用 163.2 沉积物的地球化学与环境背景值 333.3 沉积地层划分与古环境分析 38第四章 海底浅层土的土力学指标及其工程性质 544.1 测定的项目 544.2 土的物理力学性质 544.3 海底浅层土的工程性质 57第五章 海底泥沙运移分析 605.1 波浪作用下海底泥沙运移范围 605.2 应用中子活化分析判定海底的泥沙运移 645.3 海底泥沙运移的分析及其评价 71第六章 声学地层及其灾害地质因素 746.1 声学地层746.2 浅地层中的灾害地质因素分析79第七章 海底土层震害847.1 海底砂土液化及软土震陷847.2 上层土震害87第八章 区域性工程地质综合评价888.1 基础地质和工程地质条件888.2 工程地质分区与评价91参考文献99第一章 总论1.1 调查区域的地理位置辽东湾位于渤海的最北部，是以老铁山西角（3843.6N, 12108E）和秦皇岛金山咀（3948.8N，11931.7E）连线为界向北东延伸的海域1），被辽宁省的大连、营口、盘锦、锦州、绥中，河北省的山海关、秦皇岛等沿岸所怀抱，其面积为3万余平方公里（图1.1）。渤海湾区位于秦皇岛金山咀（3948.8N，11931.7E）和老黄河口（3808.5N，11852E）连线为界以西海域，被河北省秦皇岛市、天津塘沽、河北省黄骅县、山东省沾化县等沿岸所环绕，其面积约为1万5千余平方公里（图11）。渤中区位于老铁山西角（3843.6N，12108E）和秦皇岛金山咀（3948.8N，11931.7E）连线为界以南，秦皇岛金山咀与老黄河口（3808.5N，11852E）连线为界以东，以及蓬莱头（3750N，12044.5E）和老铁山西角连线为界以西海域，被河北省秦皇岛市、天津塘沽、河北省黄骅县、山东省沾化县、东营市、龙口市、蓬莱市及辽宁省大连市所怀抱，其面积约为3万余平方公里（图11）。1.2 调查目的意义调查目的意义是：为辽东湾油气田开发的工程规划和合理布局，初选构筑物的座落位置，选择单点系泊的锚固系统，以及为制定构筑物座落地点的场址详查方案，宏观指导场址工程地质调查与评价等，提供可靠的区域性工程地质调查与评价资料。这对工程规划和合理布局、工程合理设计与作业安全等皆具有十分重要的意义。渤中区区域性工程地质调查与评价的目的意义是：为渤中区油气田勘探与开发的工程规划和合理布局，初选构筑物的座落位置，选择单点系泊的锚固系统，以及为制定构筑物座落地点的场址详查方案，宏观指导场址工程地质调查与评价等，提供可靠的区域性工程地质调查与评价资料。这对工程规划和合理布局、工程合理设计与作业安全等，皆具有十分重要的意义。渤海湾区区域性工程地质调查与评价的目的意义是：为渤海湾区油气田勘探与开发的工程规划和合理布局，初选构筑物的座落位置，选择单点系泊的锚固系统，以及为制定构筑物座落地点的场址详查方案，宏观指导场址工程地质调查与评价等，提供可靠的区域性工程地质调查与评价资料。这对工程规划和合理布局、工程合理设计与作业安全等，皆具有十分重要的意义。1.3 调查内容1.3.1 工程物探1.3.1.1 水深地形测量；1.3.1.2 海底地貌旁扫声纳测量；1.3.1.3 浅层剖面测量（030m）；1.3.1.4 中层剖面测量（0150m）。1.3.2 沉积物取样1.3.2.1 表层沉积物取样；1.3.2.2 箱式原状沉积物取样；1.3.2.3 重力活塞柱状沉积物取样；1.3.2.4 悬浮体取样。1.4 调查范围及要求1.4.1 调查范围是以老铁山西角和秦皇岛金山咀连线以南，秦皇岛金山咀与老黄河口连线以东，以及蓬莱头和老铁山西角连线以西，于水深大于10m范围内，调查控制面积约23,000km2。调查范围：南起3910N、北至4040N, 东起12140E、西至12000E于水深大于10m的海域，其面积约为1.85万平方公里。是以秦皇岛金山咀与老黄河口连线以西，于水深大于10m深范围内，调查控制面积约7,200km2左右。1.4.2 工程物探测线布置主测线（M系列主测线），按垂直区域构造走向北西南东向布设，主测线15条；联络测线（N系列辅助测线），按平行构造走向垂直主测线布设，其方向为北东南西向，联络测线8条，工程物探测线总长为3,804.0km。黄河口和莱州湾测线网格为1020km，其他海域为2040km（图12）。工程物探测线布置 测线应遵守一般按垂直构造线（或地形走向）布置的原则。为此，布置平行海湾方向的北东南西向测线5条，间距20km，编号为A1A5；垂直海湾方向的北西南东向测线10条，间距20km，编号为C1C10。测区的北部为最有希望的油气田开发区，所以，把处于锦州区块和绥中区块及金县区块部分地区，将测线加密到510km。加密的北东南西向测线7条，编号为A6A12，加密的北西南东向测线5条，编号为C11C15。完成测线总长2,806km，实测测线站位图见图1.2。主测线（M系列主测线），按垂直区域构造走向北西南东向布设，主测线12条，长854.0km；联络测线（N系列辅助测线），按平行构造走向垂直主测线布设，其方向为北东南西向，联络测线9条，长489.0km。工程物探测线总长为1,343.0km。渤海湾内岐口区块是重点区，测线网格为510km，其他海域，例如曹妃甸至滦河口一带外海，其测线网格为2040km（图12）。1.4.3 沉积物取样站位布置沉积物取样站位均布置在工程物探测线上，其间距为2020km。共完成表层沉积物取样56个站位，箱式原状沉积物取样21个站位，柱状沉积物取样36个站位（图13）。从N5剖面共9个站位统计来看，最长柱状沉积物岩芯6.85m，最短2.5m，平均4.35m。沉积物取样站位布置沉积物取样站位均布置在工程物探测线上，站位间距为2020km网格，重点区加密到1010km，编号为B1B93。共完成表层沉积物取样93个，箱式原状沉积物取样33个，柱状沉积物取样45个。最长柱状沉积物岩芯7m，最短0.7m，平均3.02m。实际沉积物取样站位图见图1.3。沉积物取样站位均布置在工程物探测线上，其间距为2020km。共完成表层沉积物取样21个站位，箱式原状沉积物取样8个站位，柱状沉积物取样13个站位（图13）。从M91至M96共6个站位统计来看，最长柱状沉积物岩芯6.4m，最短3.1m，平均4.7m。1.5 海上作业1.5.1 调查船调查任务由中国科学院海洋研究所的两艘千吨级科学考察船“科学一号”和“金星二号”执行。前者完成基础工程地质调查的采样任务，后者完成工程物探调查任务。船舶主要性能与参数如下：科学一号金星二号船型： 垂线长（m）：10468.38 型宽（m）：13.710.02 型深（m）：6.855.4 吃水（m）：4.93.5吨位： 排水量（T）：3324.351100 总吨：2579.07643.68 净重：773.72193.10主机：2台2台 最高转数：227T分600T分 最低转数：70T分350T分 马力：5280211002续航力：30天（4500海里）30天（3000海里）最大航速：20.6海里小时14海里小时乘员： 船员：58人39人 队员：43人35人甲板主要设备： 3000m水文绞车：2台2台 6000m水文绞车：1台1台 6000m地质绞车：2台1台 龙门吊：1台（8吨）1台（5吨） 48道等浮电缆绞车：1台 CTD专用绞车：1台 汽枪吊车：6台 2.5吨电动吊杆：1台1台1.5.2 定位工作时，是使用美国Del Norte公司生产的1008586型GpS全球定位系统，接受机为单频，8通道，工作在单机模式下，所有定位资料存入软盘。定位精度150m左右。1.5.3 工程物探1.5.3.1 水深测量 使用美国Raytheon海洋仪器公司生产的PDSS200型精度测深仪，工作频率200KHZ，量程为0125m，分四档。测量精度为量程的0.53cm。仪器设有声速补偿装置。1.5.3.2 旁扫声纳测量使用美国产的160B旁扫声纳系统，发射频率为100KHZ，分辨力较高，发射波束发射角为55的宽波束和发射角为28的窄波束，可以任意选择。每侧测程为40m400m可调。工作时，选择测程为拖鱼高度的510倍。此次调查用的扫描宽度为100m，波束的发射角为55。仪器具备TVG（增益随时间垂直变化）功能和TVG delay（TVG延迟）功能。采用美国EPC公司生产的3200型图像记录器进行记录。扫描声纳的讯号首先输入158型图象处理机进行图像讯号处理，消除扫描声纳记录图上的空白记录区和校正海底图形的倾斜畸变。1.5.3.3 浅层剖面测量使用美国产的晶体发射140型剖面系统，发射频率从1KHZ至12KHZ连续可调，发射功率从数百瓦（RMS）至10千瓦（RMS）连续可调。具备TVG功能和TVG延迟功能。发射脉冲宽度从0.2ms到10ms，分5步（0.2、0.5、1.0、4.0、10.0ms）可调。可获得海底下数十米的地层剖面记录。用美国EPC公司生产的1600型或3200型图象记录器记录，记录器也具有TVG和扫描方向可变等功能。1.5.3.4 中层剖面测量使用美国产的地质脉冲（Geopulse）5000型高分辨率单道剖面系统，系统由5110型水听器阵，5210型接收机，5420型储能电源（声发射机），5813型声纳发射板和EPC1600型图象记录器等组成。可获得海底下百米的地层结构资料。5210A型接受机具有TVG、ACG、TVG延迟和海底跟踪功能，同时具有多种用途的组合滤波器。滤波器由高通滤波器和低通滤波器组成，前者从20HZ至15KHZ分18档，后者从15KHZ至20HZ，也分18当。高、低滤波器可任意组合，以便选择适合当地地质条件的最佳主频和带宽。5420A型发射机的发射能量按所储电能计算，其能量可从105焦耳至455焦耳选择。1.5.3.5 深层剖面测量 使用美国EG&G公司生产的电火花系统，主要为声源系统，它由232A型电源，231型触发器和233A型储能器等三个单元组成，总能量可从100焦耳增至4500焦耳。1.5.3.6 滤波器 该仪器为美国EG&G公司生产，由高通和低通滤波器组成，滤波器的高低通分别从10200HZ和一个倍数开关1，10，100组成，滤波范围为10Hz20KHz。1.5.3.7 仪器布设与措施由于工程物探是走航式的，并各种测量又是同步进行的。为了减少各种仪器之间及其他干扰，在仪器布设及与其有关方面上，我们采取了如下措施： a、回声测深仪探头安装在船的左舷中部位置，测量过程进行二次水深声靶校正。 b、旁扫声纳和晶体发射剖面仪组合在一个拖鱼上，共用一个触发脉冲，以减少触发脉冲之间的干扰，为保证旁扫声纳的记录质量，控制拖鱼离海底的高度，使其为旁扫声纳扫描宽度的15110。测程为100m时，波束发射角55，单侧扫描与记录。剖面仪脉冲宽度0.2ms，发射频率3.5KHz，发射功率5KW（RMS）。 c、地质脉冲剖面仪（Geopulse）的水听器阵和声源由船尾放入海中，离船约30m。工作时如用左车推进，声源和水听器阵放在右边，反之则放在左边。测量选用高通300Hz，低通5KHz的滤波带。发射机能量为280焦耳和350焦耳两种，可获得80100m的记录。 d、一般船速控制在5节左右，当顶流和顺流时要及时调整船速，使各仪器工作时噪音最小。e、整个测量过程中，每15分钟定位一次，两条测线交会点增加一个定位点。f、所有调查资料均记录在干敏记录纸上。除回声测深外，旁扫声纳、晶体发射和地质脉冲等剖面测量的资料还记录在磁带上。1.5.4 沉积物取样1.5.4.1 表层沉积物取样 使用大洋50型取样器，开口为0.25m2，可采集海底以下2030cm以内的沉积物样品。1.5.4.2 箱式原状沉积物取样 使用XD1型箱式取样器，箱体为203070cm，可采集海底表面以下060cm厚的原状沉积物样品。1.5.4.3 重力活塞柱状沉积物取样 使用CH1型重力活塞取样器，管长28m，即根据需要和底质情况进行选择。管内径68mm，由于活塞的抽吸，取芯率达90以上。一般可取海底以下26m长的柱状岩芯，用来进行上力学测试和浅地层划分。1.5.4.4 沉积物取样方法和实施过程沉积物取样的方法是定点作业，即在设计站位停船，使用取样仪器采取沉积物样品。在仪器到达海底的同时测定船位，以保证调查站位的精度。 （a）为保证满足土工测试用样，在调查中使用CH3型带衬管的重力活塞取样器，以减少样品的二次扰动。另外原状密封，有利于土工样品保存。为了满足土工用样，本次调查在多数柱状样站位上重复采取二个柱状岩芯样，一个供土工测试用，另一个作沉积环境分析。 （b）对样品进行现场观测和编录。 （c）用小十字板和袖珍贯入仪进行现场测试。 （d）对不同的土样分别进行处理、包装、封存，以备室内测试和分析。1.5.5 海上作业程序由于沉积物取样是定点式，工程物探是走航式，再加上此次调查工作量大。所以，沉积物取样是由“科学一号”船完成的，时间：1992年8月1日至8月10日。工程物探是由“金星二号”船分两个航次完成的，第一次航次为1993年8月8日至8月28日，第二次航次为1993年11月29日至12月15日。由于工程物探是走航式，沉积物取样是定点式。所以，海上作业，按先工程物探后沉积物取样的原则，分两个阶段进行的。第一阶段工程物探：1988年6月13至6月26日；第二阶段沉积物取样：1988年7月1日至7月7日。由于沉积物取样是定点式，工程物探是走航式，再加上此次调查工作量大。所以，沉积物取样是由“科学一号”船完成的，时间：1992年8月1日至8月10日。工程物探是由“金星二号”船分两个航次完成的，第一次航次为1993年8月8日至8月28日，第二次航次为1993年11月29日至12月15日。1.6 资料处理与室内分析1.6.1 工程物探资料处理1.6.1.1 水深资料的量读和制图在水深模拟剖面上，对所有的测点，进行水深量读，相邻两个测点的距离，在图上20mm。把经过潮位改正并换算成平均海平面的水深数据标在相应的定位点上，按比例尺1：500,000，以2m为等深线间距制图。1.6.1.2 旁扫声纳资料处理及制图在模拟记录纸上，区分存在于海底表面的灾害地质类型、人工地貌体和其他障碍物，圈定出它们的范围，解译它们高底和方向，判别其性质。解释海底地貌特征、形态，并进行工程评价。根据判读与解释资料，结合地形和沉积物资料，按比例尺1：1,000,000绘出海底地貌图。1.6.1.3 浅、中层剖面资料处理与制图在模拟剖面记录纸上，经判读后划出声学反射界面和声学地层，区分存在于浅、中地层中的灾害地质类型。对声学反射界面的深度及声学地层的厚度，用标尺进行量读，两个相邻测点的距离在图上20mm。对灾害地质类型的分布范围进行圈定，并量读出它们的深度和方向。根据量读的数据，按比例尺1：1,000,000，绘出声学反射界面埋深图、声学地层等厚度图以及按比例尺1：500,000，绘出灾害地质因素分布图和浅地层灾害地质分区图。1.6.2 沉积物分析项目1.6.2.1 沉积物粒度分析1.6.2.2 矿物分析1.6.2.3 现代沉积速率测定1.6.2.4 沉积物地球化学分析1.6.2.5 微体古生物分析1.6.2.6 孢子花粉分析1.6.2.7 放射性14C测定1.6.2.8 古地磁测定1.6.3 土工试验1.7 报告前言第一章 总论第二章 海底地形与地貌第三章 沉积作用和沉积环境第四章 海底浅层土的土力学指标及工程性质第五章 海底泥沙运移分析第六章 声学地层及其灾害地质因素第七章 海底土层震害第八章 区域性工程地质综合评价后记第二章 海底地形与地貌2.1 海底地形2.1.1 资料处理2.1.1.1 潮位改正本区选用表1.1中四个海洋水文气象要素观测站的实测水位记录，经调和分析，作出各观测站的潮汐预报值（秦皇岛站除外）。按所在海洋水文气象观测站的位置，划分成四个潮汐改正区。水深测量中各测点的水深数据，按区进行潮汐改正。如果在两个潮位改正区之间，潮汐改正值采用两个对应时刻的潮汐观测值的平均改正值进行改正。表1.1 海洋水文气象要素观测站观测站 位置经度纬度秦皇岛CFD231LD16BZ3511937E11847E12032E11647E3935N3824N3932N3806N2.1.1.2 深度基准面的确定根据不同的测图的要求，可绘制出不同基准面的水深图。根据工程要求，调查区水深图绘制基准面采用平均海平面基准绘制。三个海洋水文气象要素观测站的各种深度基准面的深度值与平均海平面深度值换算见表1.2。表1.2 深度基准面换算表弗拉基米尔（理论深度基准面）法达尔文（印度洋大潮低潮面）法BPF（最近低潮面）法最低天文潮位法CFD231BZ35LD161.160.550.710.960.650.601.480.961.101.430.671.002.1.1.3 制图 现场调查取得的测站水深记录为绘制水深图的原始资料。首先将水深记录值与测深记录谱进行核实，如有误差应以记录谱上同一时刻读数值为准进行改正。取得准确的水深数据后，按各测站所在潮汐分区的预报值，将水深数据进行潮位改正，改正为“平均海平面”为基准的水深数据。将潮位改正后的各测点的水深数据与其定位数据，输入计算机。采用Surfer软件程序计算，在HI DMP-162绘图仪上进行绘制，绘出1：500,000（基准纬度3824）海底地形图（图21）和海底立体地形图（图22）。2.1.2 水深测量的准确度水深测量的准确度除前一章介绍的仪器精度和量程误差外，还应以主测线与联络测线相交点水深差值的均方根差来衡量。本次测量准确度是以N4、N5、N6三条辅助测线与主测线M1-9的相交点的水深差值的均方根差的大小核定的。从表2.1可见均方根差为0.197m，达到海洋调查规范的要求。表2.1 测量准确度计算表测线交点位置测线交点水深h2测线交点位置测线交点水深h2主测线联络线主测线联络线主测线联络线主测线联络线M1-43+1500mN4-1+500m27.026.80.04M7-24+2500mN5-15+1500m24.924.90.00M2-14+2000mN4-7+2500m26.626.70.01M8-28+3000mN5-8+3000m21.321.80.25M3-40+500mN4-14+750m26.826.50.09M9-32+500mM5-22500m17.117.550.20M4-14+1000mN4-19+4000m26.326.60.09M1-14+2000mN6-6533.233.40.04M5-45+500mN4-8+1000m26.426.10.09M2-41+225mN6-5725.726.00.09M6-14N4-1526.226.60.16M3-15+750mN6-51+1000m28.227.90.09M7-13N4-21+1000m24.224.60.16M4-28N6-44+500m26.727.10.16M8-45+1250N4-27+1500m22.922.750.02M5-15+11250mN6-3727.727.40.09M9-12+1500mN4-33+500m18.518.40.01M6-43+1000mN6-29+1500m26.726.30.16M1-29N5-5621.721.90.04M7-38+1500mN6-2322.021.90.01M2-27+5000mN5-48+1500m20.720.80.01M8-14+1000mN6-14+1500m19.419.20.04M3-27+1300mN5-42+500m21.821.10.49M9-14+1750mN6-7+2000m17.217.10.01M4-15+1000mN5-35+4000m24.324.40.01M14-15+1000mN6-4+500m16.716.30.16M5-31+1300mN5-29+1000m26.626.80.04M6-27+500mN5-22+1250m27.727.50.04舍去M3-27+1300m N5-42+500m 0.49 2n=54 据GB/T13909-92(1993-10-01实施)海洋调查规范海洋地质地球 物理调查=0.1972.1.3 海底地形特征从海底地形图（图2-1）上看，渤中区北部有一浅而宽的谷，谷底水深26-34m，环绕渤中浅滩，使浅滩与其他海区分开，形成个巨大的渤中水下高地。其他海区继承所在区的岸线特征，从岸或湾顶向海缓倾斜（10-28m），地形平坦开阔。这就是渤中区海底地形的总趋势和特征。 2.1.3.1 海底地形剖面特征将同一垂直比例尺（1500）和水平比例尺（1500，000）的主测线（M系）和辅助测线（N系）的实测剖面，按其所在位置，以相同间隔排列组成地形剖面对比图（图2-3和图2-4），以便进行剖面特征和地形形态分析。主测线（M系）地形剖面：见图2-3，可分为下述四类。 a、M1-M4部面：四条剖面近似不规则的余弦曲线。中部是以渤中浅滩为顶的向东西两侧倾斜的水下“高地”，西坡缓（0.47-0.14），东坡陡，东坡有大型的脊沟地形分布，以M1和M2剖面的东段最为特征，脊沟地形深度相差4、10、13到26m，坡度为2.14-1.67，坡度之大为全区之最。在“高地”西侧有一深度不等的浅谷存在，谷底深度为29m至26.3m，将“高地”与渤海湾西部岸坡带分开。在东侧，M3、M4剖面谷底深度为31.0和32.8m。 b、M5和M6部面：从图中可见两条剖面为一浅盆状。西侧“盆壁”水深12-26.5m、20-26m，向东南缓倾斜，坡度为0.28-0.24；东侧“盆壁”水深18-28m，向西北缓倾斜，坡度为0.2-0.19，盆地底部水深26m和26-28m，地形平坦开阔，在两侧底部有一浅的沟谷，水深为26-27.5、27-28.5m。该浅谷与前述剖面的浅谷相连，构成环绕渤中浅滩的浅谷。 c、M7与M8部面：除西端为曹妃甸深槽水深26-32.4m外，剖面微微向西南倾斜，水深为16.8-30.3m，坡度仅为0.1-0.05，地形平坦开阔，中部略呈微伏起状。 d、M9部面：长219Km，为全区最长剖面之一。除西端渤海湾区地形向东北倾斜外，整个剖面水深14.6-19.4m，微微向西南倾斜，坡度仅为0.05-0.04，中部由于受老黄河口影响，地形微微抬升，抬升高度不到2m，海底局部有凹坑（或蚀沟），宽30-50m，深0.3-0.4m（图2-5）。辅助测线（N系）地形剖面：见图2-4，可分为三类。 a、N3剖面：位于渤中区西部，平行渤海西岸，并横穿渤海湾和曹妃甸深槽。滦河口以北，地形呈平缓的波状起伏（图2-6），峰与谷水深相差1-4.4m，最大坡度为1；中部地形平坦开阔，水深12-20.2m，向西南微倾斜，坡度仅为0.15；曹妃甸深槽区，水深变化大，从20m降至槽底30.8m，地形呈波状起伏，最大高差7.8m，小者2.5m，在平缓的峰与谷之上叠加小型波峰，波高2-0.5m，波长450-900m不等（图2-7）；剖面西南端为平坦开阔的渤海湾，水深14.5-22m，地形向东北缓倾斜，坡度为0.18。 b、N4与N5剖面：位于渤中的中西部，剖面平坦呈现浅凹形，水深变化小，呈缓缓倾斜或抬升。N4剖面，南端向东北缓倾斜，坡度为0.28，其余150Km长的剖面，呈平直、微微下凹，坡度为0.1，水深变化小，23-26.7m。在与M6测线交汇处的N4剖面，局部呈浅谷状，谷底深26.7m，该浅谷成为曹妃甸水下深槽与前述环绕渤中浅滩的浅谷的通道；N5剖面为大型的盆地和平缓的水下“浅滩”形态，盆地水深16.7-27.4m，两侧平坦向中间缓倾斜，坡度为0.14和0.11，浅滩滩顶平缓，水深20.2-22.4m，其平缓的南坡为中央盆地的组成部分。在平坦的滩顶上分布着10-15m大小，深0.2-0.3m的圆形坑（图2-8），旁扫声纳图象上证实此坑为孤立分布的麻坑。 c、N6和N7剖面：位于渤中东部，剖面北部波状起伏，为大型的脊沟区，高差一般5-12m，最大可到36m，剖面的中部和南部为平坦开阔的平原或盆地。N6剖面西北潮流脊沟区，脊沟相间排列有序，宽度（7.5m）和深度或者高度（7.5m）大体相等；而N7剖面是宽沟（15Km）、窄脊（5Km）排列无序。2.1.3.2 区域地形特征根据上述海底地形剖面的分析对比，渤中区地形大致可以划分为：平坦开阔的海湾和渤中盆地与渤中浅滩“高地”及其东部地形起伏较大有脊沟区等二大类型，现分述如下： a、平坦开阔的海湾和渤中盆地 莱州湾：位于渤中东南部，北以黄河口至妃姆岛一线为界。海底地形较简单，平坦开阔，从湾顶向渤中盆地缓缓倾斜，坡度仅为0.08，水深小于16m。湾内西侧由于黄河在此入海，形成水下三角洲，水深变浅，等深线向湾中突出，东侧和湾顶水深大于西侧，地形平坦开阔，向湾外缓倾斜（0.1）。位于海湾中部的M11和N15二条实测剖面（图2-9）清楚的反映了海湾的特征。M11剖面西段近黄河入海口，水深浅（5.7m）向东南逐渐加深，至三角洲前缘（约13m）地形变平坦，向东南倾斜，坡度比其他测线大，为0.48；水深6-10m地带，海底出现小的蚀沟（图2-10），宽30-50m，深0.3-0.4m，推测为三角体上粉沙流冲沟。剖面中部呈平缓凹形，底部水深13.3m，向东水深变浅，地势平坦，微微抬升，坡度平缓（0.04）。N15剖面，走向平行莱州湾，地形平坦开阔，向东北缓缓倾斜，坡度仅为0.11。 渤中盆地：位于渤中中部，近四边形，水深16-28.3m，局部地区也达32m（东北角）。地形平坦（图2-10）开阔，四周向盆地中央倾斜，坡度较平缓，为0.14-0.05，盆地中央水深28.3m逐渐递增到36.2m，为一较浅的大型盆地。盆地向东北，即海峡方向微倾斜，水深从28.3m逐渐递增到36.2m，坡度为0.1，这一方向是黄海潮波进入渤海，并向渤海湾推进的通道之一。渤中盆地地形形态在M5剖面和N5剖面（见图2-3，2-4）显示的最为明显，前面已有叙述，在此不再重述。b、渤中浅滩“高地”及其东部脊沟相间区浅滩“高地”位于辽东湾以南、渤中盆地以北，处于岸坡带与脊沟区之间。被22m等深线圈定，呈不规则的三角形浅滩，滩顶部水深20.1-22m，向四周缓倾斜，成为全区唯一的水下正地形。在平缓滩顶分布着不规则圆形凹坑。浅滩“高地”的东部毗邻大型的脊沟地形分布区，脊与沟呈规则相间排列（见图2-4，N3剖面北段）或宽沟、窄脊形不规则排列，脊与沟呈北偏西和西偏北二个方向分布。脊沟区是全区水深最深（30-70.6m）、变化最大（25-70.6m）的海区，该区地形坡度可达2.14-1.67，向东倾斜，脊与沟的水深相差4-10m，高者可达13-26m（见图2-11）。脊沟区地形为涨潮流长期塑造而成，脊与沟的水深相差越大，反映其潮流流速越大，二者是一个统一体。2.2 海底地貌现今呈现在渤中海底地貌的形态与类型，是渤海全新世海侵以来，海洋动力和周边河流、岸（岛）滩进入海区泥沙沉积作用共同长期塑造的结果，并受海侵前古地形地貌和区域构造的控制。正个渤中区内地貌形态与类型均比较简单，以堆积地貌为主，侵蚀地貌少见。大致可分为：近代黄河水下三角洲、莱州湾海湾堆积平原、渤中浅海堆积平原和海口涨潮流三角洲等地貌系统。详见图2-12。2.2.1 近代黄河水下三角洲近代黄河三角洲是黄河1855年迁徙入渤海以来泥沙淤积建造而成。由于尾闾河道改道频繁，形成多期河口三角洲，相互叠置构成巨大呈扇形分布的陆上三角洲冲积平原和水下三角洲平原，后者外缘水深一般不超过15m。按三角洲的发育过程分为，现行水河口的现代黄河河口三角洲和已停止行水处于海洋动力改造的黄河废弃河口三角洲。2.2.1.1 黄河现代河口三角洲1976年黄河尾闾改道清水沟入莱州湾，至今19年，入海泥沙快速堆积，三角洲迅速向海突出，呈扇形叠置在莱州湾海湾平原西部（图2-13）迫使等深线向海弯曲，其前缘水深小于15-10m（海图基准面）。堆积厚度受原始海湾平原地形的影响，北厚南薄，平均2.45m。三角洲在发育河口前伸过程中，河口不断南偏，因而河口南侧目前为主要堆积区，北侧受东北强风浪作用冲刷改造明显，并在前缘斜坡地带常产生滑塌和粉砂流冲沟（图2-14）现今三角洲仍处于发育和不稳定阶段，增长和侵蚀状况受黄洒来水来沙量的影响。2.2.1.2 黄河废弃河口三角洲分布于近代黄河三角洲东北和北侧。包括了近代黄河三角洲东北突出部分和北侧。1934-1976年其间甜水沟流路的神仙沟分支、神仙沟、岔河和刁口流路先后于此区入海，发育了相应的河口三角洲，相互交叉叠置。1976年被废弃至今已19年。现今正处于海洋动力的强烈冲蚀改造过程中，海岸和水深15-20m以浅地带发生强烈蚀退和冲淤，海岸和海底处于快速调正过程中。以埕岛油田断面（图2-15）为例1），1976-1984年上冲下淤明显，水深15m以浅地带明显冲刷后退，5m水深附近尤为强烈，一般刷深3.5m左右，15m以深海域明显淤浅。海底地形坡度向平缓方向发展，从1976年3.13（5-10m水深）、2.08（10-15m水深）至1984年变为1.56和3.13，而水深15-20m浅海则变化不大，大致在0.5左右。与西段和黄河迁徙来前比较，现今正处于强烈侵蚀快速改造与调正中。2.2.2 莱州湾海湾堆积平原1855年黄河迁徙来渤海前，渤海湾与莱州湾海域，岸线大致在现今套尔河口，建林和支脉沟一线，岸线呈北西南东走向，微向东北凸出，渤海湾和莱州湾连成一体，海湾形态不显，此时海底地形平坦，等深线平行海岸，是华北平原和鲁北平原向海的延伸。向东北方向突出的近代黄河三角洲的出现后，才明显地将它们分割，各自构成独立的海湾。现今除近代黄河三角洲15m以浅海域等深线向东北突出外，两湾等深线的走向仍保持原有的走向。海湾西部被黄河现代河口三角洲占据，海湾平原地貌存在于海湾的东部和北部。平原区海底地形平坦，向北北东缓倾斜，等深线大致呈北西南东走向，水深10-15m，15-20m地带坡度分别为0.13和0.11左右，大致在20-24m附近由于受进出渤海潮流的作用变陡，东部变为0.2，过渡为海口涨潮流三角洲，西部变为0.14，过渡进入渤中浅海平原。海湾内由于受潮流的作用，平原区内基本上不受黄河入海泥沙的影响，淤积的泥沙主要来自鲁北平原入湾的河流，后者来沙量少，组成粗，海底沉积粉砂质物质，构成粉砂质堆积平原。2.2.3 渤中浅海堆积平原浅海堆积平原呈三角形盆地，西南大致以20m等深线与渤海湾和莱州湾海湾堆积平原为界，西北和东侧在25m等深线附近分别与西北水下堆积岸坡和海口涨潮流三角相邻。盆地西北角通过曹妃甸南槽形潮流洼地与渤海湾顶相通，东北角有谷形浅沟通向辽东湾，东南角存在一水深大于28m的洼地，洼地最大水深28.3m。盆地中央一般水深26-26.5m，地势非常平坦，周边坡度0.14-0.13，中央坡度小于0.1。海底被松散软泥质沉积物覆盖，为淤泥质堆积浅海平原。由于水深较大，底层流速低，海底少受海流和波浪扰动，渔网与绳索拖痕保留完好（图2-16）。2.2.4 海口涨潮流三角洲渤海是一个巨大的内海，纳潮量巨大，涨潮进入渤海的外海海水大部分通过北部海口深水道进入，老铁山和北城隍水道为其主要通道，退潮水流大多从南部海口外泄，具有北进南出的特点。在强大涨潮水流的作用下，北部海口内侧形成分布面积巨大，以老铁山水道口为顶点的涨潮流三角洲，向东北方向一直扩展至辽东湾口东侧的辽滩。区内出现的仅是其南部组成部分，按形态、分布和组成物质的特点，自海口向里分为：潮流冲刷槽、潮流脊沟堆积区、边缘堆积高地（图2-17）和边缘堆积平原。2.2.4.1 潮流冲