2020, Vol. 29
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海岸带地区是全球社会经济活动最活跃、生态系统最丰富、海陆作用最强烈的地理区带，分布着优良的自然环境资源、生态资源和土地资源.长期以来，海岸带资源和环境地质调查研究工作是全球各国地质调查机构的重点任务，随着沿海开发活动强度和城市化水平的提高，海岸带资源可持续开发、环境保护、灾害风险评估和预警成为各国海岸带地质调查工作的热点[1-3].
辽宁省海岸带是辽宁老工业基地振兴的前沿，是辽宁省沿海经济带发展规划建设的承载者.区域性经济发展，必然带动资料的开发利用，城市建设也离不开资源利用开发，同时也会对周围环境造成一定的影响.开展辽宁海岸带地质环境综合评价研究，充分体现了振兴东北老工业基地和辽宁省沿海经济带建设和发展对海岸带地质环境调查评价工作的需求，对辽宁沿海地区经济发展和产业布局、规划和建设具有重要意义.
1 海岸带地质资源 1.1 固体矿产资源辽宁省矿产资源丰富，发展国民经济所需的大宗矿产煤、铁、锰、钼、金、银、石油、天然气、煤层气、地热等比较丰富，建筑材料矿产、化工原料非金属矿产、冶金辅助原料矿产等基本齐全，是国内外少有的矿产资源富集的地区之一.截至2015年底，全省共发现各类矿产122种，具有资源储量的矿产地有3000多处，优势矿产主要有铁矿、菱镁矿、硼矿、金刚石、滑石、玉石、钼矿、石油、天然气.海岸带矿产资源主要有铁、金、铅锌、铜、金刚石、菱镁矿、硼、石灰石、耐火黏土、石棉、石英、磷矿、萤石、石油、煤❶.
❶辽宁省自然资源厅.辽宁省矿产资源总体规划（2016~2020年）. 2017.
1.2 地热资源辽宁省处于濒太平洋构造带，对流型地热田的出露与分布受E-W、NE—NNE、NW向断裂构造控制，区内深大断裂有利于对流型地热的成生，不同断裂构造的交汇部位及影响带，是对流型地热田地下热水赋存、运移和富集的空间.中新生代盆地具有良好的盖层，在一定深度范围内新生代盆地有层状热储层，中生代盆地在构造有利部位有带状或层状热储，均可形成良好传导型地热田.
据2011年8月辽宁省地质矿产勘查局编写的《辽宁省地热资源调查评价报告》，辽宁海岸带有地热田（井）79处，其中水温大于90 ℃的2处，60~90 ℃的12处，40~60 ℃的23处，20~40 ℃的42处.已经形成规模或初具规模开发的地热田（井）27处，开发规模较小或零星小规模开发利用的10处，其余地热田（井）尚未开发利用.全省开采地热资源的生产井265眼，年开采量达4144.6×104 t.其中，盘锦地区开采井100眼，年开采地热资源3170.05×104 t，主要用于热矿泉水医疗、洗浴、采暖、温室种植、养殖、旅游度假.
1.3 旅游地质资源辽宁省海岸带自然条件优越、经济发达、旅游地质资源极其丰富，是辽宁的黄金地带和旅游观光的主体部位.辽宁省海岸带旅游地质资源极丰富区以江、河、海岸、礁、岛风光为主体，绚丽的景观、历史古迹与人文景观相搭配，组成多种特点的旅游区、度假区.其中国家级景观名胜区有3处：大连金石滩、大连滨海路－旅顺口、丹东鸭绿江.国家级自然保护区有4处：辽宁蛇岛、老铁山自然保护区、双台子河口湿地自然保护区、仙人洞自然保护区.区内有形态奇异的海岸地貌景观，比如在大连滨海地区镶嵌在岩壁的精美构造壁画——平卧与倒转褶皱、龟裂石等都很精致.陆连岛小平岛更是潮汐作用的杰作.辽河入海口的苇海与红海滩、海滨浴场及兴城海滨的温泉，吸引着国内外游客慕名而来.
1.4 绿色优质土地资源截至2018年，辽宁省海岸带已开展土地质量地球化学调查面积共计3.76×104 km2，其中优质土壤面积为0.41×104 km2，良好土壤面积为1.47×104 km2，中等土壤面积为1.73×104 km2，差等土壤面积为0.08×104 km2，劣等土壤面积为0.07×104 km2.海岸带富硒土地主要分布于丹东、大连区域，营口区域零星分布.
1.5 湿地与滩涂资源辽宁独特的地理环境形成了以近海海岸、河流、湖泊、沿海沼泽等为主要分布带的大面积天然湿地，以及星罗棋布的库塘、水产养殖场、盐田、输水河等人工湿地，呈现出类型多、面积大、分布广、区域差异显著、生物多样性丰富等特点.
辽宁海岸带划分为5个湿地类.其中，近海与海岸湿地538 011 hm2，占总面积的59.81%；河流湿地56 980 hm2，占总面积的6.33%；湖泊湿地33 hm2，占总面积的0.004%；沼泽湿地87 796 hm2，占总面积的9.76%；人工湿地216 737 hm2，占总面积的24.09%.近海与海岸湿地面积最大.面积最小的湿地类为湖泊湿地[4].
滨海湿地区呈带状分布于丹东、大连、营口、盘锦、锦州、葫芦岛6市的沿海，以近海与海岸湿地为主要湿地类，其间大面积的淤泥质滩涂、潮间盐水沼泽被围垦、征占形成水产养殖场与盐田等人工湿地.
2 海岸带地质环境问题辽宁海岸带地区地质环境条件总体良好，但局部地区存在活动断裂、地面沉降、地面塌陷、海岸侵蚀淤积、海水入侵等重大地质问题.区域内最大的活动断裂是郯庐断裂带.全球变化和海平面上升加剧海岸带土地侵蚀和地下水环境问题，海岸带规划建设和生态环境保护需要对地质环境给予高度关注.
2.1 地质灾害辽宁省海岸带地质灾害区共划分5个高易发区，6个中易发区，2个低易发区和1个不易发区（图 1）.其中，高易发区主要分布于辽宁省中南部山区，辽西北零星分布，面积约为3192.31 km2；地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝5种.其中崩塌734处，占总数的48.9%；滑坡177处，占总数的11.79%；泥石流432处，占总数的28.78%；地面塌陷138处，占总数的9.19%；地裂缝20处，占总数的1.33%.
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图 1 辽宁省海岸带地质灾害易发分区图❶ Fig.1 Division of geohazard-prone areas in the coastal zone of Liaoning Province 1—高易发区（high susceptible area）；2—中易发区（medium susceptible area）；3—低易发区（low susceptible area）；4—不易发区（unsusceptible area） |
❶中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁省地质矿产调查院.辽宁省海岸带资源环境图集. 2018.
2.2 海岸带地下水化学条件辽宁省海岸带地下水的矿化度和水化学类型呈现出明显的水平分带规律.辽宁省地势由东部、西部山区及北部丘陵区向中部下辽河平原腹部地带直至南部滨海三角洲地区过渡，地下水化学形成作用也由溶滤作用为主逐渐转变为以离子交替吸附作用和蒸发浓缩作用为主，矿化度从小于0.5 g/L逐步增加到1.0 g/L直至5.0 g/L以上（图 2）.
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图 2 辽宁海岸带地下水化学类型图❶ Fig.2 Chemical types of groundwater in the coastal zone of Liaoning Province 1—矿化度小于0.5 g/L（salinity less than 0.5 g/L）；2—矿化度0.5~1 g/L，以重碳酸盐型为主（salinity of 0.5－1 g/L，dominated by bicarbonate type）；3—矿化度0.5~1 g/L，以重碳酸－盐酸盐型为主（salinity of 0.5－1 g/L，dominated by bicarbonate-hydrochloride type）；4—矿化度0.5~1 g/L，以重碳酸－氯化物型为主（salinity of 0.5－1 g/L，dominated by bicarbonate-chloride type）；5—矿化度1~3 g/L（salinity of 1－3 g/L）；6—矿化度3~5 g/L（salinity of 3－5 g/L）；7—矿化度大于5 g/L（salinity greater than 5 g/L） |
根据国家地下水质量标准（GB/T 14848－93）[5]，区域内地下水质量状况总体较好，按分布面积统计，99%的地下水资源可作为生活饮用水及工农业供水.其中，63%可供直接饮用，34%经适当处理后可供饮用，2%不宜饮用但可供农业和部分工业部门利用.另有1%的地下水主要为天然条件下形成的矿化度大于5 g/L的咸水盐水，经深度处理后才可利用[5-6].
2.3 海岸带海水入侵问题辽宁省沿海区域海水入侵现象自20世纪60年代初便有小规模发生. 20世纪60年代末至70年代，随着工农业生产的发展，海水入侵速度开始逐年增大；到80年代初期，仅大连及辽西沿海地区入侵面积就达415.8 km2；80年代末至90年代初，无论是海水入侵面积还是入侵内陆距离均达到高峰，全区海水入侵总面积达766.3 km2. 90年代末至今，全区海水入侵状况基本得以控制，只局部地段入侵面积略有增减，如辽西锦州地区，其海水入侵面积增加16.5 km2；大连市城区甘井子地带，海侵面积减少76.7 km2.总的趋势是：葫芦岛、凌海、盖县、金州逐渐加重，大连城区逐渐好转，其他地区基本稳定.
辽宁海岸带海水入侵区域主要分布于营口地区、永宁镇地区、大连地区、庄河地区以及东港地区.其中营口地区主要发生于沿海街办以南盐田一带，影响海岸线约13 km2，呈扇形向内陆展布，最深远处可达柳树镇一带，距离海岸线约15 km.永宁镇地区发生范围北起土城乡，南至望海楼，影响海岸线约15 km，呈扇形向内陆延伸约7 km.庄河地区发生地区范围西起小孤坨子沿海岸线近1 km东至京里一带，呈半楔形向内陆延伸近15 km.东港地区发生范围影响海岸线跨度较大，西起北井子镇，东至东港市新兴街办，沿海岸线近30 km，但向内陆纵深和长度相比不形成正比例关系，最深处仅为7 km左右，整个影响地区呈现西粗东细的条带状（图 3）.
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图 3 辽宁海岸带海水入侵分布图❶ Fig.3 Distribution of seawater intrusion in the coastal zone of Liaoning Province 1—海水入侵防治区（prevention area）；2—海水入侵监测点（monitoring site） |
❶中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁省地质矿产调查院.辽宁省海岸带资源环境图集. 2018.
2.4 特殊土体区内特殊土主要包括淤泥类土（软土）、吹填土、液化砂土、盐渍土、红黏土、人工填筑土.
总体上看，软土的平面分布呈不规则状，鸭绿江口－鲅鱼圈区段软土发育主要受海岸线控制，其分布特点沿着海岸线附近有零星的软土分布，沿海岸线呈条带状；营口盐田－盘锦区段主要受大辽河及海岸线等多重控制，沿大辽河口附近软土较为发育，分布面积广，呈大区域的块状分布特点；而在盘锦区域，软土分布从海岸线往内地延伸更广.软土成因复杂多样，以全新统海积软土、陆相（湖、河流相）沉积为主，并表现出不同的平面、垂向分布特征.其中，鸭绿江口至大洋河口段为海相沉积、海相－三角洲相沉积；下辽河平原区域主要为河相－三角洲相交互沉积（图 4）.
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图 4 辽宁海岸带软土分布图❶ Fig.4 Distribution of soft soil in the coastal zone of Liaoning Province 1—河相－湖相沉积软土（fluvial-lacustrine sedimentary soft soil）；2—海相沉积软土（marine sedimentary soft soil）；3—海相－三角洲沉积软土（marine-delta sedimentary soft soil） |
区内吹填土宏观上沿海岸线呈条带状分布，局部向东南延伸较远，与当地工程建设和产业规划密切相关.在整个工作区内，吹填土主要分布在盘锦辽滨至二界沟一线沿海地区，主要为吹填造陆配合工程设施建设和开发，其中主要吹填区用于盘锦港及配套设施建设.该地区吹填土主要分布在辽滨沿海地区，分布面积约为144.59 km2，比2012年增加约41.04 km2.水平分布沿海岸线分布，延伸距离不等，部分地区向西南延伸约3 km，在海洋石油装备基地和盘锦港地区向海延伸较远.吹填土均为表层分布，厚度随着向海延伸越远，厚度越大，主要在盘锦港区吹填最厚.
区内砂土液化整体上可分成3类区域：1）盘锦沿海地区大洼县－田家镇一线大约平行于海岸线以南地区，饱和砂层液化程度严重，一般为中等—严重液化；2）兴隆台－于楼－古城子一线至大洼县之间地带液化程度相对较小，勘查钻孔主要为轻微—中等液化，局部不液化；3）营口市区，液化程度较小，营口沿海产业基地钻孔一般不液化.根据钻孔资料，工作区砂土液化空间分布在大洼县地区液化层一般埋深5 m左右，厚度1.5~3.5 m，局部不液化.液化最为严重的辽滨地区，液化层埋深3~5 m，厚度最大逾20 m，液化层以饱和松散粉砂、粉砂粉质黏土互层或夹层为主，下卧层为粉质黏土或中密粉细砂.分析液化层成因主要为新近沉积海陆过渡相砂层结构松散造成.
盐渍土分布于沿海海积及冲海积平原区，尤以下辽河平原南部分布最大.盐渍土的物理力学性质受其含水量及气候控制.干旱季节地下水位下降，地表返盐，土中盐分为结晶状态，土体干燥坚硬，强度较高，似为一般土；雨季土中盐分溶解，盐渍土的力学强度明显下降，压缩性增大，甚至失去抗剪能力.
上述特殊土体对工程建筑的稳定性影响极大，特别在鸭绿江河口平原和下辽河平原的全新统冲海积物上部3~4 m为超固结土，以下渐变为欠固结土，性质特殊，对工程建设有重大的影响，应引起建设部门的高度重视.
3 海岸带地质环境评价结果和建议 3.1 海岸带地质环境评价方法针对辽宁省海岸带地质问题复杂，评价因子众多，研究区内地壳稳定性、地形地貌类型、水文地质、工程地质、环境质量、地质灾害、人类活动等因素复杂多样，采用层次分析法、模糊综合评价模型这2种方法进行地质环境评价[7-11]（图 5）.
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图 5 综合评价流程图 Fig.5 Flow chart of comprehensive evaluation |
辽宁省海岸带地质环境评价基于ArcGIS空间信息系统平台，各项功能性评价所需的地质资料都需满足ArcGIS平台需要，即所有地质资料要以ArcGIS数据格式参与分析和评价，应在ArcGIS中建立一个比较完备的数据库.
按模糊综合评价的方法进行最后综合评价.首先，选取重要因子的要素类，根据模糊综合评价方法按照分级标准的不同生成相应的权重图层.然后，根据评价因子的权重和分级评分不同，通过ArcMap中栅格计算器工具，按照模糊综合评价方法的要求计算得出初步结果.最后，在初步结果的基础上，根据敏感因子分级表，直接将评价的相应级别归类，其余根据分级数值要求生成最终结果.
3.2 评价结果根据地壳稳定性、活动断裂、地面沉降、地面塌陷等地质因素，笔者对辽宁海岸带进行了地质环境条件评价，评价结果见表 1.
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表 1 地质环境综合评价结果 Table 1 Comprehensive evaluation results of geoenvironment |
根据城市地质环境评价结果，建议沿海各地市根据地质适宜性合理规划城市功能区布局，其中营口规划建设时应避开活动断裂，严格控制大连岩溶塌陷高易发区建设规模.要考虑辽东湾地区地面沉降等地质因素造成的地面高程损失，并应综合考虑现有地面高程、地面沉降速率、海平面上升速率等因素，科学设置防潮堤设防标准.
3.3 重大工程开发建设建议海岸带地区社会经济发达，港口、核电、石化、交通等重大工程项目密集、投入大、安全性要求高，对地质环境信息的需求强烈.近年来，辽宁沿海地区进行了一系列重大工程建设，本文在整理各专项调查成果的基础上，针对核电、铁路和跨海通道等各类工程的特点和环境要求，开展综合地质环境评价[12].
（1）根据地壳稳定性、活动断裂、取排水条件和风暴潮危害等因素，综合评价海岸核电站规划建设的地质环境条件.评价结果显示，丹东－大连、葫芦岛岸段地质环境条件好，盖州－锦州地质环境条件差.建议核电站选址规划应强化地质环境安全评价，加强活动断裂和地壳稳定性探测，提高地质环境和设防等级，降低地质安全隐患[13].
（2）沿海高铁部分线路穿越地壳不稳定区和次不稳定区.其中，盘营高铁（海城段）穿越活动断裂分布区，辽东湾地区沿海高铁路线穿越年沉降量大于30 mm的严重地面沉降区.建议沿海高铁规划建设时应对活动断裂采取避让措施，无法避让时，应采取控制和适应变形的综合防治手段，将严重地面沉降区划定为地下水开采控制区，进一步查明高铁沿线地面塌陷分布，建立高铁沿线地质灾害监测预警系统.
重大工程地质环境安全调查评价是全球地质科技工作者面临的严峻挑战，加强工程规划区区域地质环境认识，深入开展工程地质环境调查，实施地质环境监测、安全风险评估和模拟实验是保障重大工程安全的基石.建议大力加强科技创新，提高区域基础地质和重大地质问题研究水平，实施海岸带工程地质调查和地质环境评价，建立海岸带环境和地质灾害监测体系，加强地质信息整合，提高成果服务能力[14].
4 结论（1）辽宁省海岸带固体矿产、地热、旅游地质、湿地与滩涂等自然资源丰富，具有很大的开发潜力，大部分区域土地质量优良，为海岸带绿色发展提供了较优越的地质资源环境条件.但在局部地区存在活动断裂、地面沉降、特殊土、海水入侵、水土污染等重大地质问题.随着海岸带城镇化程度提高，重大工程和基础设施建设加快，海岸带地质环境问题更为突出，需高度关注.
（2）采用层次分析法、模糊综合评价模型这2种方法对辽宁省沿海6个城市进行了地质环境评价，有针对性地对各个城市功能区布局、发展规划、存在的相关环境地质问题和海岸带重大工程开发建设等提出了科学合理的意见与建议.
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