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        2014年7月1日下午,国土资源部地质信息技术重点实验室、中国地调局地质信息化研究中心、发展中心、四川省数学地质重点实验室(成都理工大学)联合在京举办了“地学高性能计算”的学术报告。报告人为美国威斯康星大学高性能计算实验室主任、INTEL并行计算中心主任黄柏铭教授。来自地调局机关、地质图书馆、中国测绘科学研究院、矿业大学、北京师范大学、吉林大学、宇思时代、石家庄经济学院、成都理工大学、发展中心等单位的约40人参加了报告会。会议由发展中心总工程师、实验室主任谭永杰主持。

      黄教授主要介绍了在大量数据快速计算中,GPU相对于CPU的优越性。他利用实例指出,在获取同样计算能力的情况下,GPU的投资是CPU的1/10,耗电是1/20。并详细举例说明了NVIDIA的最新GPU K40 通过CUDA(Compute Unified Device Architecture)平台,把计算从CPU分配到GPU,从而高倍的提高了效率。一方面,GPU比CPU的优势在于大量的内核涉及到需要计算机大量计算的行业领域,从只用CPU做中央处理的运算方式,向GPU处理大量数据的方式靠拢。列举了地震波预测、海啸预测、心脏手术等例子,说明GPU在大量的数据和数据精度计算上的优势,他认为在大多数地学相关高性能计算领域GPU可以胜任相关工作。另一方面,GPU运算效率不单单取决于硬件。以NVIDIA为例,通过CUDA运算平台,为CUDA平台架构出更合理的程序,是提高GPU运算效率极其重要的一项工作,可以提高甚至两个数量级的效率。

      谭永杰总工在会议总结时指出,GPU计算和并行计算是近几年高性能计算的热点领域,也是解决地质大数据应用的一项关键技术,推进高性能计算在地质行业的应用,将是地质调查信息化技术突破重点之一。


    图1. 黄教授作报告


    图2. 谭永杰总工向黄教授颁发实验室学术报告证书
    地质信息技术实验室举办地学高性能计算学术报告

    各地安装地质灾害普适型监测预警设备。 张鸣之 陈彦 供图

    阅读提示:自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备,目前已在全国9个省(区、市)推广试用。该设备围绕突发性地灾“防”的核心需求,走“规模化”的道路,通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比,降低研发成本,力争突破监测预警设备推广的瓶颈。未来,先进的理论加上普适的设备,将明显提升我国地灾隐患点识别和管控的能力。

    入汛以来,全国多地迎来持续强降雨,地质灾害防治箭在弦上。在全国9个省(区、市)推广的自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备,也迎来紧张的试用考验。

    4月20日下午,部署在湖北省秭归县卡门子湾滑坡的地灾普适型监测预警设备,及时捕捉到滑坡变形错动信息。中国地质调查局地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)及时与湖北省自然资源厅、省地质环境总站、宜昌市自然资源局和秭归县自然资源局等单位召开“国家—省—市—县”四级联合会商视频会,综合研判滑坡的变形现状和发展趋势,确定预警等级为黄色。当地迅速采取防范措施,有效保障了滑坡影响区人民群众生命财产和三峡库区航道安全。

    五一节期间,湖南省凤凰县降雨持续,百余名群测群防人员早早启动了一日三次的巡查模式。今年,群测群防员龙菊平心里踏实多了:早些时候,当地自然资源部门在沱江镇虹桥村滑坡隐患点安装了地灾普适型监测预警设备,有了这群并肩战斗的“小伙伴”,龙菊平说:“智能监测与我们筑起双防线,共同守护父老乡亲的平安!”

    事实上,这一由中国地质调查局地质环境监测院牵头,联合19家相关单位研发试用的新设备刚满“周岁”。时间虽不长,已然交出了一份喜人的成绩单。“我们研发的普适型设备是适用于复杂地形地质条件、可靠耐用、性价比高、方便携带的监测预警技术装备组合。”自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家、地灾普适型监测预警设备研发团队负责人殷跃平介绍,“截至目前,我们共接收各类有效监测数据2500余万条,设备故障率在6%以下,总体运行稳定可靠!”

    1 攻坚

    预警地灾的新突破

    “地灾隐患在哪里?”“什么时间可能发生?”一直是地灾防治工作两大核心问题。解决“何时发生”的地灾预测,更被喻为“世界级”难题。“经过20世纪90年代以来以县为单位的1∶10万地灾调查和最近十多年来实施的1∶5万地灾详查,我国已摸清28.6万处地灾隐患点,构建了36万人组成的群测群防队伍,初步形成了地灾监测预警理论技术体系和科技支持保障体系,全国每年因地灾伤亡人数从90年代末的1500人降至最近几年的200多人。可以说,地灾防治工作取得了举世公认的成效。”殷跃平告诉记者。然而,成绩之下一个数据却不容回避:全国每年新发生的地灾,80%都发生在已圈定的隐患点范围之外。

    为何还会出现“80%”的盲区?殷跃平指出,我国地灾防治形势依然严峻复杂,近年来,随着极端强降雨等灾害性天气的频繁出现,以及人类工程活动的增加,地灾防治工作面临许多新的问题:一方面,突发性地灾“中心”由城镇向乡村转移,呈现随机性更大,隐蔽性更高和累计破坏性更强的特点;另一方面,“视线外”的高位远程滑坡—碎屑流—泥石流等“链状”地灾造成的群死群伤特大灾害日益凸显,准确进行预测和防范的难度明显增大。

    “从目前来看,我们对孕灾地质环境的调查远远不够,对易滑结构、成灾模式、预警模型的探索研究尚不能满足防灾的需求。”殷跃平介绍,比如,去年贵州水城“7·23”山体滑坡灾害(造成52人死亡),事实上,当地村组的地灾群测群防工作比较到位,专业队伍还采用了高分遥感和InSAR等高新技术对该区进行了动态调查,所圈定出的隐患点是位于村前的三叠系飞仙关组构成的陡坡地区,这套地层构成的易滑地质结构与2017年贵州纳雍“8·28”特大滑坡(造成38人死亡)非常相似,但实际上发生特大灾害的是位于村后1公里之外的二叠系峨眉山玄武岩构成的缓坡上,这种易滑地层形成的高位远程滑坡在该区较为罕见。“因此,我们提出了以空间信息技术、地面测绘、地质勘查和风险管控相结合的新一轮地灾风险调查思路:运用综合遥感技术开展1∶5万基础性调查;运用无人机、地面测绘与地质勘查手段开展以乡镇、村组等人口聚集区为重点的1∶1万精细化调查;通过开展省、县、村三级宏观、中观和细观地灾风险区划,为防灾减灾规划提供基础,跳出以隐患点为中心,‘排查—再排查—再再排查’的就点管点的被动状态。”

    在科技支撑方面,虽然全国已有众多“高精尖”的地灾监测预警设备,有的已经达到世界级水平,但往往价格不菲,安装一套设备动辄需要上百万元,对于地灾点多面广的国情而言,大规模布设并不现实。有些设备还不能适应恶劣的野外环境,运维费也很昂贵。

    为解决地灾防治的突出问题,进一步提高专业技术水平,2018年11月,自然资源部召开地灾监测预警科技创新研讨会,明确围绕突发性地灾“防”的核心需求,聚焦“地灾隐患在哪里”“什么时间可能发生”等关键问题,力争突破监测预警技术的瓶颈。

    按照自然资源部、中国地质调查局的部署,由中国地质调查局地质环境监测院牵头,联合19家相关单位组建了“学科交叉、部门联动”的技术攻关团队,拉开了全力开展地灾监测预警普适型设备研发与适用工作的大幕。

    殷跃平认为,“共性”和“性价比”是普适型监测预警设备特别强调的两个要素。长期以来,一些地方形成了“每个滑坡都不一样”的粗浅意识,因此,人为设置了滑坡预警预报是世界难题的不易逾越的屏障。实际上,滑坡也具有“共性”,都属于斜坡运动的范畴,这就是普适性。他举例说明:“我们每个人都各不相同,但作为‘人’这一群体它是有共性的。滑坡也一样,不同的滑坡总有相同的DNA,普适型设备就是要通过孕灾条件、监测数据、成灾机理研究,找到滑坡的共性,掌握其运动规律和理论原理,建立预警模型,进而提高预警的科学性和准确性。”

    在“高性价比”方面,殷跃平指出,以往对地灾隐患点的监测过度追求精度,有的设备监测甚至精准到毫米、亚毫米级,这对于城市和重大工程来说是必要的。但实际上,对于广大乡村防灾减灾而言,厘米级,甚至分米级的精度就能避免重大伤亡,而财产损失是次要的。只要发现隐患点出现显著变化,群众及时撤离即可达到避险目的,监测设备的可靠性和实用性则更为重要。

    2 实用

    聚焦需求护一方平安

    记者了解到,目前通过自主研发和集成研发,普适型监测预警设备研发和试用取得三方面进展。

    一是聚焦降水和地表变形,研发出裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计、加速度计,以及雨量计和土壤含水率计6种普适型监测预警设备。这些设备以“提高可靠性、提高集成度、降低功耗、降低成本”为目标,集成度高、功能优化,并借助物联网传输技术,综合成本降低50%以上,操作简单、维护方便。

    比如,同样是测量雨量,传统的翻斗式、虹吸式雨量计精度高,但体积较大,施工难度大,需要定期维护。最新的普适型雨量计采用光电或压电技术进行一体化设计,体积小,维护简单,便于安装。又如,传统的裂缝计量程短,采取分体式设计,故障率高。最新研发的设备加大了量程,采用窄带物联网和远程控制,设备待机功耗降低过半,提高了规模化推广的水平。

    二是建立了监测数据传输通讯协议,统一了数据格式和传输方式,开发了地灾监测预警平台。研究人员针对目前市场上普遍存在的监测设备数据格式和传输协议不统一问题,在普适型设备研发中,编制完成《地灾监测数据通讯技术要求》,实现了地灾监测数据格式、接口方式和传输协议的统一,保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通,初步实现监测数据“实时传输、实时查看、实时分析和实时预警”的监测预警功能。

    三是根据典型性与迫切性相结合的原理,在重庆、四川、贵州、云南、甘肃、湖南、湖北等9个省(区、市)的高山峡谷、丘陵山区、黄土地区、地震影响区等4类孕灾地区,选定29处典型的崩塌、滑坡灾害隐患开展样机试用。构建了由中国地质调查局地质环境监测院牵头,省自然资源厅、地灾防治技术支撑单位、地方自然资源部门以及设备研发单位等共同实施、多级联动的工作机制,达到了样机试用、监测实践的双重目的。

    运行效果如何?一线人员已经有不少反馈。

    “方便、实用,满足了使用需求。”甘肃省地质环境监测院副院长李瑞冬说。2019年7月,该院通过野外调查、综合比选,最终选择了永靖县具有一定典型性和代表性的黄土地灾隐患点布置了普适型监测预警设备,并开展了信息系统部署、监测数据整理分析与综合研究等工作。“之前做滑坡灾害深部位移监测,需要先打好钻孔、装上监测管,再往管里陆续安装倾斜仪等专业设备,程序繁多、设备体积大。现在使用普适型倾角仪,所有监测设备集成一体,只需从地表往下戳进60厘米左右的桩就能进行监测,施工便捷度有质的提升。”李瑞冬告诉记者,此外,10万元以内的单点建设费用与之前一套差不多80万元的监测设备相比,能减轻不少财政压力。

    贵州省在盘州市羊场乡下午村进行了示范点建设,安装了3套GNSS,3套裂缝计,1套雨量计和5套崩塌加速度计和4套倾角计。为真实体现出与传统自动化监测设备的差异,GNSS选择了共用基站的方式,设备均安装在原有同类设备的附近区域。“通过对比表明,普适型设备可有效反应地灾隐患点的动态变化,设备数据反应灵敏。”贵州省自然资源厅地勘处负责人高玉平说。

    湖南省完成了19处专业地灾监测点和25处群测群防监测示范建设,共布设普适型设备300多套,2019年省自然资源厅发布了《湖南省重要地质灾害隐患普适化监测技术要求(试行)》,湖南省自然资源事务中心地灾部雷耀波认为,湖南地质环境复杂,地灾隐患点数量多,规模主要以中小型为主,普适型设备将有较大的发展空间。

    3 推广

    分区分类覆盖全国

    “科学技术一定要解决国家的急需。”殷跃平指出,许多获得过大奖的监测预警项目原理都是非常先进的,但遗憾的是大多停留在实验室研发阶段,而普适型监测预警设备的研发必须要走一条“规模化”的道路。“我们在研发之初就让企业参与其中,通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比,降低研发成本,把研发和推广结合起来。先进的理论加上普适的设备,将明显提升80%‘视线外’的地灾隐患点识别和管控的能力。”

    根据最新设备成熟度、工业化生产能力调研分析:2020年汛期每种普适型设备可产生1万套左右,结合全国地灾险情,可分区分类进行推广。

    对此,殷跃平建议,首先要聚焦青藏高原及周缘地区、云贵高原、秦巴山区、西北黄土高原、湘鄂桂山区、东南沿海山地丘陵等地灾高中易发区,这些地区有不少刚刚脱贫摘帽的贫困县、贫困村,不仅要避免因灾返贫,更要避免群死群伤重特大灾害的发生。二是要针对险情较大的地灾隐患及早部署,特别是单体地灾威胁30人以上、暂时无法实施工程治理或搬迁避让的地灾隐患,要确保实时掌握地灾发生发展过程。根据测算,今年可对3000处险情较大地灾隐患采用普适型设备进行监测。

    此外,为保障监测预警数据采集、传输、处理、分析各环节标准统一,还应注意将现有监测预警信息示范平台与普适型设备同步推广应用。深化机制建设与组织保障,充分发挥地方政府地灾防治主体责任,构建地方政府、省(区、市)自然资源厅(局)、地灾防治技术支撑单位、市县级自然资源管理部门和设备研发生产单位等共同实施、多级联动的工作机制等。

    殷跃平同时坦言,作为新型技术设备,普适型监测预警技术研发面临重重挑战。如:试用时间短,未经受长期、复杂气象条件的考验,有些问题可能还没有暴露出来;引导企业加快产品标准化、批量化和工程化生产仍需要一个过程;智能化预警模型还需要进一步探索;核心技术自主化仍需要加强等等。下一步重点工作,将抓住核心预警预测功能集中攻关,为更大范围推广应用做好准备。

    五一节前夕,好消息频频传来:一则,由中国地质调查局地质环境监测院起草的《地质灾害专群监测预警技术指南(试行)》与《地质灾害监测通讯技术要求》,作为自然资源部地灾防治三年行动方案下发各省参照执行。这两部技术要求可指导和规范崩塌、滑坡和泥石流等地灾隐患的专群结合监测预警工作,有利于提高地方防灾避险能力。二则,“滑坡崩塌灾害普适型智能化实时监测预警仪器研发”国家重大专项获批,该项目的实施将推动我国防灾减灾体系的标准化和技术进步,推动地灾监测预警技术装备产业化发展,为我国地灾三年行动实施提供支撑。

    据了解,为应对地灾风险,2020年全国汛期地灾防治工作视频会议强调,要加快普适型监测预警仪器设备集成研发和试用,进一步强化预警科学性、及时性、准确性。四川、湖南、甘肃、贵州陆续发文,明确今年逐步开展普适型监测设备试点建设工作。重庆市确定将以分类分级方式,对已查明的所有隐患点推进普适型设备的安装与自动监测。业内人士指出,随着新一轮1∶5万调查和风险评价、1∶1万精细化调查开展,不仅会找到更多地灾隐患点,而且“找”的过程还可能会引入普适型新技术手段。

    可以预见,未来普适型监测预警设备将与合成孔径雷达测量、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达测量等多种新技术手段,形成天空地一体化作战方式,在地灾防治工作中发挥更好的作用,守护群众的生命财产安全。

    链接

    地灾普适型监测预警设备

    ■特点

    运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、安装快捷、维护方便、智能预警

    ■六种设备

    普适型雨量计:采用新型光电式、压电式传感器,体积小,维护简单。

    土壤含水率计:无须标定,探测范围大,采用多参数一体化设计,尺寸小,可在15分钟内完成安装。

    裂缝计:加大量程、窄带物联网和远程控制,设备待机功耗降低50%,对于加速变形阶段的采集能力明显提升。

    普适型GNSS:将监测精度由毫米级调整为亚厘米级,增加一体化预埋箱方式,运行功耗与综合成本显著降低。

    倾角计和振动加速度计:内置电池可不间断供电2~3年,已形成微芯桩、变形桩等多参数一体化监测预警设备,易安装易维护。

    新科技如何支撑“普适型”防灾

     

    青海地质工作者在施工完成后回填恢复土地

      

    青海地质工作者进行植被揭层养护

     

    阅读提示

    地质勘查工作必然要与生态环境保护发生矛盾吗?如何从根本上解决矿产勘查环境恶化的痼疾,在地质矿产工作低迷的大环境下重拾信心,走出一条快速发展的新路?或许,从近日在北京召开的全国绿色勘查工作经验交流研讨会上,从一个个推进地质勘查与生态环境保护协调发展的新思路、新技术、新举措中,人们可以寻找到答案。

     

    这是一场会聚政府部门、行业协会、国有地勘单位、矿业企业、科研单位、公众媒体的交流研讨会,也是一场凝心聚力、提振信心、携手共进的动员宣传会。在会上,人们分享了来自青海、贵州、四川等地绿色勘查的宝贵经验,了解了最新的绿色勘查技术与装备,更深深体会到了地勘工作在我国生态文明建设中必须担负的责任和使命。

    地勘行业的绿色大潮势不可挡

    国土资源部地质勘查司司长王昆引用德国哲学家雅斯贝尔斯的名言为研讨会开篇。他说,绿色勘查也应该像教育一样,是“一棵树摇动另一棵树,一朵云推动另一朵云,一个灵魂唤醒另一个灵魂”。50多年前,《寂静的春天》犹如旷野中的呐喊,用它深切的感受、全面的研究和雄辩的论点改变了历史的进程,使环保进入了公众视野,开启了全球的环保运动。今天,我们也是一棵棵树,正在用绿色的枝叶,摇曳呼唤着绿色环保思想为地质勘查工作带来一场从内到外的重要变革。

    王昆所说的“一棵棵树”,是指一些绿色勘查典型单位以及来自他们的探索实践:青海省国土资源厅正在推行绿色勘查开发年活动;青海省有色地勘局在多彩地区铜多金属矿整装勘查项目中切实融入生态优先理念,在矿产勘查与生态保护协调统一方面形成了可复制的多彩模式;贵州西南能矿集团已获得突出效果的绿色勘查示范;成都探矿工艺所研发的一基多孔、一孔多支等绿色钻探技术;国土资源储量评审中心围绕绿色勘查标准规范所进行的研究;中国矿业联合会就海外绿色勘查经验的集纳和分享等。

    显然,这些行动汇集在一起,已经逐渐形成了地质勘查行业的绿色大潮。在今年5月10日召开的中国地质矿产经济学会2016年地勘局长座谈会上,一份《绿色勘查行动宣言》发出了地勘行业共同的心声:地勘行业要坚持生态保护优先,努力做先进理念的领跑者;要坚持推行绿色勘查,努力做建设美丽中国的践行者;要坚持依靠创新驱动,努力做保护生态和保障资源的双赢者;要坚持像保护眼睛一样保护生态环境,努力做大自然的呵护者。

    思想决定行动。据王昆介绍,当前我国已经开始从顶层设计方面规范、扶持、引领绿色勘查,不仅在《固体矿产勘查工作规范》中增加了绿色勘查的要求,还将对储量技术标准进行调整——改掉不合时宜的,提升标准过低的,增加先进适用的,鼓励创新领跑的,考虑在过渡期出台《关于在地质勘查工作中加强生态环境保护的指导意见》,以满足应急性需要。同时,在找矿突破第三阶段中从布局上对全国的找矿工作进行了调整,国家级整装勘查区全面退出自然保护区,并在矿种上更注重地热、煤层气、页岩气、石墨、锂等清洁能源和战略性新兴产业矿产的勘查。

    王昆认为,绿色勘查的核心就是把之前粗放型的勘查升级为生态型的勘查,身处其中,无论是政府部门、勘查单位、技术研发团队,都需要各司其职,积极行动。“在矿产勘查的生态化进程中,我们都是一棵树,要从自己的职责出发,摇动、推动、唤醒行业中的每一个人,共同让地质勘查走向生机盎然的绿色。”

    青海“生态立省”迫使地勘转型升级

    会上,50多位代表共同聆听了来自基层实践最鲜活的实例。

    青海省国土资源厅副厅长李志勇告诉大家,实施绿色勘查是构建和谐地勘必由之路。

    青海省地处青藏高原东北部,“三江源”地区被称为“中华水塔”,生态系统脆弱,是国家生态保护与建设的战略要地,也是重要的水源地和生态屏障,在维护国家生态安全中具重要作用。为此,青海省委省政府把生态保护作为青海省的特殊责任,提出“生态立省”战略,全力推进包括地质勘查在内的诸多工作的“生态化”。2014年,青海发布了《青海省主体功能区划》、开展生态文明先行区创建,实施国土空间利用管制,有序推进生态保护建设工程,改革生态保护制度。同时,对地勘工作过程中生态环境保护的要求也越来越高。

    显然,面对这样的情势,地勘工作不转型升级就无法持续发展。据李志勇介绍,青海绿色勘查的做法主要有三点:

    其一,优化地质矿产勘查工作部署。调整了2015年~2020年的《全省找矿突破战略行动实施方案》,优化地勘工作布局,取消整装勘查区2个、重点矿产勘查区11个,调整范围整装勘查区2个、重点矿产勘查区9个。工作重点区域调整至东昆仑、柴北缘、阿尔金等地区,原先在自然保护区核心区、缓冲区设立的探矿权、采矿权则一律退出。

    其二,分类处置涉及自然保护区的地勘项目及矿业权。除基础性、公益性调查项目外,对4宗财政出资的地勘项目全部结题并注销探矿权,退出面积221.61平方公里;从2015年起,全面停止了三江源、祁连山地区省地勘基金项目设置和商业性探矿权投放,共取消设置省基金项目27个,取消投放探矿权10个;商业性探矿权全部停止勘查活动,按照“尊重历史、稳妥有序”的原则,采用依法依规、分类处理的方式进行处置,逐步退出自然保护区。

    其三,将2016年定为“绿色勘查开发年”。共筛选安排省地勘基金绿色勘查示范项目10个,并在7个示范项目中同步开展绿色勘查专题研究,总结提升近几年地勘工作中一些好的经验和做法,探索建立绿色勘查工作管理制度及相关工作规范。

    “通过一系列措施,青海的绿色勘查理念和生态环境保护意识得到了增强。地勘单位积极开展绿色勘查,探索建立绿色勘查制度规范。各项目均建立了绿色勘查相关制度,制定了野外工作生态环境保护措施,并将环境保护工作纳入了项目日常管理工作中。”李志勇告诉大家,绿色勘查大大推动了地勘外部环境的改善,在多彩整装勘查区,地勘队伍通过草皮恢复、垃圾管理等措施,得到了当地基层政府、牧民群众的信任和支持。甚至在玉树州治多县政府“虫草采挖前,外地单位一律不得进场”的情况下,地勘单位人员、机器设备特许提前进场开展地勘工作。地方牧民对环境恢复治理非常满意,很多人已不再参加破坏草原面积测量和恢复治理验收,对地勘工作人员表示出充分的信任。

    “推进矿产资源绿色勘查开发,既是国家发展的战略需要,也是生态环境保护推动经济社会发展的客观需要,更是新常态下做好地质矿产勘查工作的现实需要,是化解矛盾、维护矿区社会稳定、推动矿产资源勘查开发持续发展的有效途径。”李志勇说。

    谁说地质勘查与生态保护之间矛盾重重?青海经验证明,只要在地勘工作中坚持做到“生态保护第一,尊重群众意愿”,地勘工作就能在新形势下获得充足的发展空间。

    “绿色”是现代地勘企业的生命线

    如果说李志勇讲述的是政府与国有地勘单位在国家高度重视生态文明建设大背景下势在必行的思考和行动,那么,西南能矿集团股份有限公司董事长李在文则阐述了现代化地勘企业在社会价值、企业责任、可持续发展等方面对绿色勘查的内在需求。

    他说,西南能矿集团是贵州省委、省政府为推进全省资源配置体制改革、加快资源优势向经济优势转化、促进矿产资源产业一体化发展而建立的省管大型国有企业。集团组建于2012年,正赶上生态文明建设的大潮,因此,其一“出生”便把生态放到了事关生存和发展的重要位置上。

    去年,按照习近平总书记去年视察贵州提出要守住“生态和发展”两条底线的要求,西南能矿集团在“十三五”规划中提出了建设“生态环保型绿色能矿、科技创新型智慧能矿、资本运营型金融能矿”的转型升级目标任务,并在今年年初启动了绿色勘查示范项目建设:从50多个勘查项目中,组织5家地质勘查单位的7个项目作为绿色勘查示范项目,开展绿色勘查。

    “我们在示范项目的实施中,十分注重地质勘查与生态环保相结合、与转型升级相结合、与扶贫帮扶相结合、与标准化机台建设相结合,在方案设计、设备选型、钻机施工全过程,坚持绿色勘查理念,全面促进地质勘查与生态环境和谐发展。”

    李在文告诉大家,通过半年来的探索,西南能矿在绿色勘查方面已经取得了初步成效。

    一方面通过最大限度减少土地使用,减少钻探工地“三废”排放,开展复垦复绿,实施节能降耗,大幅降低了对生态环境的破坏。如:优化设计合理避让林地耕地,采用浅钻代替槽探,减小对土地植被的破坏;钻探机场占地面积由平均120平方米减少到70平方米;搬迁道路用地面积仅为原大型设备的30%;在钻探工地铺设防渗土工布,搭设钢网,实现了土地零污染;工程完工后,对开挖地段按原地类进行恢复,播散草种,种植树苗,进行复垦复绿工作,复种的庄稼生机勃勃,苗木郁郁葱葱。

    另一方面,通过优化勘查方案,实施设备模块化、轻型化、集成化、信息化,大大提高了工作质量和效率,不仅提高了找矿效果,而且使勘查周期和征地、搬迁成本有所下降。

    更重要的是,得益于示范项目,西南能矿形成了《绿色勘查钻探施工机场管理办法》、《绿色勘查钻探施工现场质量管理体系》等系列制度,以及《绿色勘查技术标准》、《绿色勘查预算定额》等绿色勘查标准,相应的绿色勘查企业管理体系正在建立,使以环保、高效、和谐、法治为主要内容的“绿色发展”理念,真正成为西南能矿员工入脑入心的重要行为准则。

    李在文认为,要想在贵州能矿产业发展中当好“龙头”,西南能矿就要敢于担当、敢于创新、敢于示范带动。“有人说绿色勘查是自己给自己套上枷锁。可我们认为,绿色发展既是我们的社会责任,也是自身发展的需要。只有绿色发展,才能实现经济效益、社会效益、生态效益的统一,才能实现能矿产业的提质增效和转型升级。在我看来,绿色勘查绝不是政府强制的产物,而是企业从自身发展需要出发作出的正确选择。”

    “绿色勘查是现代地勘企业发展的生命线。”李在文坚定地表示。

    应尽快建立绿色勘查技术体系

    中国地质调查局探矿工艺研究所副所长李子章介绍了近几年该所为绿色勘查提供的技术支撑。

    他说,绿色勘查是一项系统工程,需要集成创新、综合研究采用多项技术进行解决。作为我国探矿工程技术的专业研究所,钻探工艺所组建了绿色勘查技术团队,加强了技术研发和应用示范,开展了“高原生态环境脆弱区综合钻探技术应用示范”等项目,在四川若尔盖高原和青海等生态环境脆弱区取得了很好的效果。

    同样来自探矿工艺研究所的吴金生告诉大家,目前,在探矿工程中,对环境影响较大的因素主要表现在两个方面:一是工程的实施对植被的破坏,如槽探工程、钻井基台修建、交通道路修建和物资的搬迁等;二是施工过程中,泥浆、粉尘和“三废”对环境的污染。所以,目前研究采用的技术方法也是从“减少植被破坏、降低环境污染”两个方面入手,实现绿色勘查。

    吴金生说,减少植被破坏的技术方法,主要有这样几个:

    一是“以钻代槽”,即用浅钻代替槽探,同时应用空气潜孔锤跟管取芯钻进方法,解决了常规方法效率低、在复杂地层成孔困难等问题;二是利用定向钻进技术,实现“一基多孔、一孔多支、一孔多用”,从而减少基台的数量、道路修建和物资搬迁工作,这也是中深孔钻进中实现绿色勘查有效的技术手段;三是采用模块化、轻便钻探设备及机具,便于人工搬迁和减少基台面积,为此他们还专门研制了一种轻便、多功能的履带式钻机;四是改变物资搬运方式,减少道路修建。

    降低环境污染的技术方法主要有:

    采用环保泥浆,减轻对环境的影响。对此,他们特别提倡使用生物聚合物环保泥浆体系,除具有抑制、防塌、润滑、封堵等钻探性能外,还能满足生物自然降解的特性,不破坏外界的酸碱平衡,无毒性,避免了泥浆组分以及废浆液对环境污染。

    对废泥浆进行无公害处理。对于没有回收利用价值的废浆液,禁止直接排放,现场进行三级净化无害化处理;对于有利用价值的泥浆,使用泥浆罐和管汇连接等方式实现循环利用。

    减少空气钻进粉尘的影响。如,从粉尘产生的源头进行控制,做好钻探设备连接的密封,增设孔口除尘装置,避免扬尘;对岩芯取样布设防尘罩,及时清理岩屑;在施工场地洒水,防止地面粉尘二次起扬。

    “技术创新是推动绿色勘查的不懈动力。现有的技术可以解决一部分问题,但还不成熟,要不断探索新的技术、新的方法和新的工艺,逐步形成绿色钻探技术体系。”李子章如是说。

    西南能矿建设工程有限公司董事长黄继平曾经在钻探队当了8年的队长。他认为,在地质勘查工程中实现绿色环保的目标,设计是前提,工艺是基础,设备是关键。目前,该公司作业区生态环境脆弱、人文环境复杂,而他们在施工中采用的“以钻代槽”、“定向钻探、斜孔钻探”、“一孔多支、一孔多用”等方法都取得了明显成效。同时,他们还普遍采用了模块式便携式钻机和组合式动力设备,满足了钻探孔深1000米~2000米的设计要求。

    中国地调局地科院勘探技术研究所所长张金昌表示,推广绿色勘查需要国家大力发展有效保护生态环境、提高勘查效率的技术。其中有三个关键点:深入人心的绿色理念、相应的标准和规范、持之以恒的技术创新。近几年,勘探所围绕绿色勘查研究推出了适合西部高原地区轻便钻机、高精度对接井技术等创新性成果,大大提高了钻探取芯的效率。他认为,地勘行业也需要颠覆性的创新,或许在不久的将来就会用微波、用孔内机器人代替现在的钻头钻杆,为传统地勘工作带来一系列革命性的变化。

    推进绿色勘查还需要解决诸多问题

    尽管在全国地勘行业推广绿色勘查已成为政府、行业协会和许多地勘单位、矿业企业、科研院所的共识,但一些实际的难题仍然横亘在管理者和项目实施者的面前。

    大家普遍关心的一个问题就是勘查成本的提升。

    青海省有色地勘局副局长肖积图谈到,要进行绿色勘查,就必须有生态环境方面的投入,这将直接导致勘查成本的增加。而且,现行项目预算费用标准已完全不能满足绿色勘查的需要。如高寒草甸草原植被恢复费标准为2890元/亩,实际恢复费用则达到6000元/亩左右,加之工作区道路修建和为当地群众修建道路始终未纳入预算标准,大部分均需要从其他经费中支出,致使地勘单位负担较大。

    青海省这几年的探索实践表明,成本与以往相比大概会高于10%。肖积图希望一方面基层单位积极提高自身的技术水平和管理水平,降低绿色勘查的成本;另一方面,政府相关部门调研,按照实际情况研究提高勘查预算的标准。

    “企业都是要追求最大利益的。在目前法律法规没有明确要求的情况下,勘查成本的加大已成为许多地方商业性矿产勘查工作难以推进的重要因素。”李志勇这样认为。

    另一个问题是国家层面绿色勘查标准的缺失。

    对此,青海省有色地勘局地质矿产勘查院总工程师王凤林结合实际工作举例说明。比如,除近几年颁发的钻探类几项规范规程对环境保护有较具体要求外,大多数现行标准未有环境保护方面的要求,地质勘查中及结束后的地质环境恢复治理与土地复垦的相关要求,也没有纳入《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》中。再比如,现有相关勘查技术规范中没有纳入绿色勘查的诸多新方法、新技术,也没有增加“以钻代槽”等绿色环保施工内容,无法计算资源量。他希望国土资源部在向全国推广“绿色勘查”的同时,应组织专门力量开展不同地区、不同地貌环境下绿色勘查方法技术系统研究,编制绿色勘查规程,为绿色提供技术支持。

    “国土资源政府部门将围绕生态文明建设做好服务工作,帮助地勘行业尽快适应环境、法律、市场的最新要求。而地勘行业的每一个人,也要行动起来,在各自的实践工作中播撒绿色的种子。”王昆呼吁,“推进绿色勘查,我们不要等待,不要嫌小,不要照搬,更不要心急。相信在中国,地质勘查的绿色时代终将来临。”

    播撒绿色勘查的种子