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    7月底至8月初,重庆市遭遇新一轮强降雨天气过程。根据自然资源部和中国地质调查局的安排部署,中国地质调查局探矿工艺研究所(以下简称“探矿工艺所”)再次派出5名专家前往万州区、梁平区、云阳县、奉节县、黔江区、忠县等地进行地质灾害巡查,在重庆市常态驻守的3名专家也根据相关要求,前往九龙坡区对地质灾害点进行威胁范围复核。

    这样的地质灾害巡查,自重庆市进入汛期以来,已经持续了一个多月。白天顶风冒雨进行现场勘查,夜晚集中分析数据、撰写应急调查报告,这是地质灾害防御专家们在“七下八上”主汛期期间的工作常态。

    协力配合,筑牢汛期地灾安全防线

    7月上旬,重庆市遭遇了有记录以来最为猛烈的暴雨侵袭,局部地区的累计降雨量甚至刷新了历史纪录。以垫江县和忠县为例,在7月10日20时至11日8时之间,多个乡镇的气象站记录到了超过200毫米的降水量。在地质灾害防范工作的关键时期,自然资源部迅速启动重庆市地质灾害防御Ⅳ级响应,重庆市也随即启动了气象和地质灾害风险预警,多措并举全面做好重点区域地质灾害防治工作。

    探矿工艺所承担了重庆市汛期常态化的驻守任务以及机动防御工作。面对重庆地区雨势紧急且地质灾害频发的局面,探矿工艺所在第一时间组织召开2024年度汛期驻守与机动防御动员大会,制定详细的汛期防御工作方案,同时主动与重庆市规划和自然资源局对接,会商工作举措,按照重庆市统一部署成立联合专家指导组,共同开展重庆市特大型突发地质灾害隐患点的复核工作。

    深入排查,助力地灾隐患识别处置

    专家指导组一经成立即刻奔赴重庆市内10个受灾严重的区县,对地质灾害点进行现场应急处置。专家们白天冒着倾盆大雨进行实地勘查,夜晚则在各区县规划和自然资源局召开研讨会,对地质灾害的情况、现状稳定性、未来发展趋势及应对措施进行细致分析。时间紧、任务重,他们常常持续工作到凌晨。

    7月10日,在奉节县大树镇太阳丫口泥石流,专家指导组观察到泥石流形成区新发两处滑坡,泥石流拦挡坝已经淤满,建议及时疏散地质灾害危险区的9户13名居民,并开展专项治理,降低对附近居民的威胁。

    7月12日,在任家坡滑坡现场,专家指导组发现滑坡后缘出现拉张裂缝并明显加剧,建议当地政府及时撤离受影响的8户15人,并在监测设备发出警报后,迅速启动了紧急避险程序。

    7月17日,在忠县黄金镇黄金村1组的吴基坪1号滑坡现场,滑坡前缘出现整体变形,最大位移达到21厘米,专家指导组经过仔细勘查,判断该滑坡处于初始变形阶段,科学划定滑坡威胁范围,建议范围外转移的居民回家居住,区域内省道可有序恢复交通,达到即有效防控灾害风险又不过度防御的效果,得到当地政府和居民肯定。

    ……

    截至目前,专家指导组已完成了50多处地质灾害点的调查,指导完成了31处地质灾害的应急处置,针对重大地质灾害隐患提出应急处置建议30余份。

    创新赋能,着力提升科技防灾水平

    重庆市地质灾害“点多、线长、面广”。在此背景下,探矿工艺所的专家们在一线勘查,掌握一手资料的同时,积极利用人才队伍、技术理论优势,为当地地质灾害风险防控提供坚实的技术支持。

    聚焦三峡库区安全运行需求,探矿工艺所组建了云阳、奉节地质灾害专业监测预警团队,协助重庆市和云阳、奉节地质灾害防治主管部门先后建立专业监测与应急监测点120余处,构建了地质灾害监测预警综合信息平台,实现24小时自动监测。

    聚焦重庆市地质灾害防治难点,强化科学研究与技术创新。该所针对重大滑坡隐患,启动“空—天—地—深”一体化的专业监测流程,建立融合多源数据的三维地质模型,为深入研究滑坡成因机制、动态演化和防御措施奠定了基础。比如,针对库区劣化带地质演化与灾害隐患,该所研发了“岩体结构面信息智能识别技术”;针对高位崩塌等监测预警难题,研发了“一种非接触式表面变形定量监测预警方法及监测系统”。新技术充分利用无人机、人工智能深度学习等,提升了当地高位高陡地质灾害隐患识别、监测预警的智能化水平。

    为了提升地质灾害预警科学性与准确性,探矿工艺所专家团队还不断强化监测数据研究,通过大数据分析逐步探索建立数据滤噪的方法,解决数据“误差”问题,基于机器学习不断优化建立地质灾害预警模型,为科学预警探索阈值设定。

    当下,仍然是“七下八上”地质灾害汛期防治关键时期,探矿工艺所驻守专家团队将继续保持高度的责任心和紧迫感,紧密协同重庆市地质灾害防治主管部门,为安全度汛全力做好技术支撑。

    在垫江县规划和自然资源局会议室召开的会商会

    丰都县组现场调查和应急处置现场

    专家在万州现场调查

    探矿工艺所助力重庆市强降雨期地灾防御

    时而平静,时而狂躁的海浪;时而温柔,时而如刀似剑的海风,还有海底神秘的暗流造成“颠簸”—这是海上工作与生活永恒的旋律。然而,即使在波涛汹涌、暗流涌动中,“梦想”号上的科学家却能够平稳的实施科学钻探。“梦想”号可以在6级海况下正常作业、16级台风下安全生存,仿佛在吟唱“不管风吹浪打,胜似闲庭信步”。

    什么是三级动力定位系统?

    “梦想”号能如此的“稳”,很大原因是该船配备了三级动力定位系统(DP-3)。动力定位系统因其不依赖抛锚或系缆、部署和撤离迅速、对水深不敏感等优点,被广泛应用在深海油气开发、潜水作业、海底管道和电缆敷设及科学考察等方面。它的工作原理是,计算机通过控制推进器的推力大小和方向,以对抗由风、浪、流等造成的外部作用力,从而使船体位置和船头朝向保持不变,保证船体稳稳地保持在同一个定位。在“梦想”号上,动力定位控制系统中的传感器、位置参考系统和控制器均采用冗余设计,动力和辅助系统分布在三个防火分隔区域。这样设计的优势是,任何单个舱室的动力系统一旦发生故障,其它舱室的依然能发挥作用,这就是三级动力定位系统。

    动力定位示意图

    动力定位系统是如何知道自己的位置?

    精确的位置测量是动力定位系统的基础。“梦想”号安装了6套位置参考系统,分别基于卫星和声呐等两类不同的工作原理。其中,3套差分全球卫星定位系统,1套北斗卫星定位系统,2套超短基线声呐定位系统,所有系统的位置测量精度都达到分米级别,并不受作业区域的影响,任何一套位置参考系统都能满足定位要求,大大地提升了动力定位系统的可靠性。如遭遇太阳风暴,卫星定位系统可能会受到影响而失效,这时2套声呐定位系统依然能够保证动力定位系统有可靠的位置参考。

    动力定位系统的大脑—动力定位控制器

    动力定位控制器是动力定位系统的大脑,它接收位置测量、风速风向、船舶姿态以及艏向等信号,通过精密计算,输出正确的控制信号以控制推进器的转速和转向,这样就能使船舶保持在设定的位置和艏向上。三级动力定位系统配置了三个控制器,其中一个作为主控制器,其输出信号控制推进器。当主控制器故障时,另外一个控制器将自动切换为主控制器,实现定位功能不受影响。因此三级动力定位系统可靠性非常高。

    动力定位系统用的电从哪里来?

    “梦想”号安装了七台推进器,采用全电力驱动,为动力定位系统提供动力。为了保障电力供给的稳定,“梦想”号采用了闭环电网技术,即将多个中压配电板首尾互联,形成一个环形的供电网络。与传统的分段电网相比,闭环电网可减少运行发电机的数量,提高发电机的效率,还能减少发电机运行时间,降低维护成本。此外,闭环电网还具有容量大、抗冲击能力强、可靠性高、使用灵活的特点。然而,闭环电网中可能会出现的短路、接地和发电机故障等将会影响其他配电板和发电机的正常运行。为了避免上述情况的发生,“梦想”号闭环电网采用了先进的计算机综合保护系统和高级发电机保护技术,实现了对电网及发电机故障点的精准判断和快速切除。

    目前,闭环电网技术在船舶的应用并不多,主要应用于深水钻井平台或者钻井船等发电机装机数量较多的工程船舶。据了解,国内只有“蓝鲸二号”和“海洋石油982”等钻井平台采用了闭环电网,并完成实船短路实验。而“梦想”号的闭环电网也已完成实船接地和短路实验并通过中国船级社和挪威船级社的验收,在我国钻探船中尚属首例。

    闭环电网示意图

    节能法宝——蓄能蓄电池系统

    三级动力定位船舶作业时平均日耗油能高达40多吨,产生高昂运营成本的同时也造成环境的污染。“梦想”号作为全球最先进的大洋钻探船,配备了蓄能蓄电池系统,这好比汽车的混合动力系统。它如同一台大型不间断电源,在发电机发生故障时快速投入,代替故障发电机实现对电网的支撑。这样不仅能确保运行负载不受影响,使电网稳定、可靠,还能减少动力定位时发电机的运行数量,增加在线发电机的功率,提高柴油机的效率,降低油耗。它还能够存储液压钻机下行时产生的再生电能,实现能量回收和利用。由此,还能减少钻机由势能转化为热能所需的冷却水量,从而降低冷却水泵的能耗,实现进一步节能。此外,蓄能蓄电池系统通过削峰填谷功能实现稳定电网,减少发电机启停次数,降低发电机机械磨损,延长大修时间,节约维护成本。“梦想”号的蓄能蓄电池闭环电网比传统的电网节约超15%的油耗。

    “维稳”高手——能量管理系统

    “梦想”号的能量管理系统由功率管理系统和电池管理系统组成,将它与动力定位系统密切配合,为科学钻探作业的稳定安全实施立下了汗马功劳。为了节能增效、维持电网稳定,能量管理系统使出了2大“高招”。高招1:利用动力定位系统预测推进器负荷,通过提前调节发电机的频率,实现对动态负载的补偿,以减少电网频率的变化。高招2:根据电网中发电机以及蓄能蓄电池系统所能够承担的最大负载变化率(千瓦/秒)来控制大型负载的功率变化速度,实现动态负载的惯性补偿,减小电网波动,进一步增强电网的稳定性,减少在网发电机的数量,提高发电机的运行效率,实现节能增效。

     
    “梦想”号:不管风吹浪打,胜似闲庭信步

    “中国是世界上地质灾害发生最频繁、受影响最严重的国家之一,通过对地质灾害进行科学监测与分析防治,可以不断探寻地质灾害成因机理,及时发现地质灾害隐患点并及时预警,从而有效减少生命财产的损失……”

    4月7日,中国工程院院士、中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)首席科学家殷跃平莅临北京市西城区德胜中学,为广大师生带来了一场主题为“地质灾害与人类纪”的科普讲座。

    本次讲座从地质灾害与人类纪的基本概念出发,围绕基本背景、地质灾害与多难兴邦、侏罗纪与人类纪、防灾兴利与大国重器等四方面,详细阐述了地震、滑坡、泥石流等地质灾害的真实案例记录及其对人类生活造成的重大灾难,以直观的图片和视频让同学们真切感受到了地质灾害对人类生活的具体影响,并以典型战略性重大工程和科学技术为例,向同学们介绍了科技发展对防范地质灾害的重要价值。

    通过本次科普讲座中一个个防灾减灾故事,学生们在深入了解地质灾害的同时,也深刻感受到科技发展与个人生活的紧密联系以及人类与自然休戚与共的关系。

    “好奇心是人的天性,对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起,使他们更多了解科学知识,掌握科学方法,形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。”殷跃平院士提到习近平总书记对青少年的殷切期待时介绍说,将科学普及和环境保护相结合,通过科学案例分析激发青少年探究自然奥秘的兴趣,培养科技创新精神以及对自然环境的保护和热爱,这是进行此次科学讲座的重要目的。

    全校近千名学生通过现场+线上方式参加了此次讲座。

      

     

      

     

    地质安全知识走进校园 ——殷跃平院士赴北京市西城区...

    主动服务“海南生态文明试验区”“海洋强省”建设,自2022年起,中国地质调查局海口海洋地质调查中心(以下简称“海口中心”)开展海南岛昌化江流域生态修复支撑调查项目,着力查明昌化江流域生态地质条件、水土流失、侵蚀淤积等主要生态地质问题,识别生态安全风险,逐步建立“调查-监测-评价-修复”服务模式,为昌化江流域生态保护与修复、国土空间规划与利用提供地质支撑。

    项目团队拍摄的昌化江流域部分区域植被情况

    边学边干 支撑生态修复措施提出

    海南岛昌化江流域生态修复支撑调查项目是海口中心转制以来实施的第一个生态类项目,项目周期为2022年-2024年。

    “我们团队缺少经验,只好边学边干。一年多的时间,我们都集中精力在昌化江流域中下游开展生态本底调查研究。”项目带头人、探矿工程高级工程师李习文说道。项目组积极对接海南职能部门,收集资料进行学习,在开展实地调查过程中,还经常请教中国地质科学院岩溶地质研究所、中国地质大学(北京)等科研院所的专家。

    工作、学习两手抓。在野外调查期间,项目组多次线上请教中国地质大学(武汉)教授,并邀请教授学者实地指导项目组运用遥感解译、模型反演等多种技术手段查证流域生态地质问题、分析成因机理。项目组基于遥感动态监测数据分析流域土地利用现状及变化,发现2017年以来昌化江流域植被覆盖较好,矿山面积有所减少,废弃矿山的修复效果较好,主要得益于海南省落实严格的生态保护举措。

    此外,基于遥感动态监测数据,项目组利用中国土壤流失方程CSLE计算,分析出流域水土流失程度、面积、分布和变化,发现昌化江流域存在不同程度的水土流失问题。项目组针对流域的成土母质、地形地貌、植被覆盖、降雨、气候等因素进行调查研究,发现流域风化层松散,中上游降雨丰富,雨水侵蚀持久,下游降雨集中量大,侵蚀作用强,加上流域大部分地区以农业为主,沿线种植果园,人类对土壤改造频繁,存在土壤裸露和植被破坏现象,导致水土流失相对突出。

    为了准确掌握流域下游河流两侧地层产状及含水层分布情况,查明地下水补充方式,分析河水径流量对地下水的影响,项目组在昌化、三家、四更3个镇实施探采结合井10口,揭露调查区基岩为花岗岩,查明了15米以上的浅层含水层分布情况,经水质检测及综合分析,昌化江两侧地下水存在径流补给形式,但影响范围较小,主要在河流两侧1千米以内,河口因海水倒灌,导致两侧少部分土地盐渍化。

    “这些调研成果为后续提出相应的生态修复措施提供了很重要的参考依据。”李习文表示。

    乘风破浪 解密沉积成因机理

    河口淤积,不仅会影响船舶通行妨碍渔业发展,还会影响河口生态,造成河口岸线的侵蚀加强。项目团队在昌化江河口布设了55个取样点位来采集海水样和沉积物样本,检测昌化江河口区域水质,分析河口沉积物来源,沉积成因机理。

    项目团队在取样调研

    “我们租用居民的小渔船,凌晨5点上船,一出去就是一整天。”李习文说,河口工作区水深在1-10多米不等,2人徒手将20多斤重的沉积物采样抓斗拉上来很是吃力。有时河口和海上风浪大,船小而颠簸,队员们会出现晕船现象。为完成任务,他们在船上每天只补充少许干粮,两天下来大家都晒得黝黑。

    “前期我们沿着昌化江流域海岸线徒步走了75千米,设置了61个控制点,调查防护林和海岸侵蚀淤积状况。”项目团队成员张士友说,为了更进一步掌握河口水底地形地貌、海水流速流向变化情况,团队在河口设置了2站位的定点海流观测和60千米的单波束测量。

    他们在船上作业,不是早出晚归,就是挑灯夜战,有队员调侃道:“以前一直想看日出日落都没实现,参加野外调查竟一次圆梦。”

    在查证海岸线侵蚀淤积变化情况时,项目团队设置了10余条岸滩剖面监测点,选择潮位最低时进行RTK测量线上固定点位高程。项目组经过多种手段实地调查,结合遥感等数据综合分析发现,昌化江河口侵蚀淤积比较严重,流域水土流失较为突出,降雨后携带大量泥沙至河口,中上游多处水库、发电站蓄水,平常下游水量小,入海口海水倒灌,海水与河水交汇受影响,河口三角洲、沙嘴地貌发育,从而形成河口淤积。

    “河口淤积带来的问题比较复杂,不仅会导致河水与海水交换削弱,让近岸红树林出现退化,还会影响当地渔业发展和行船安全。”张士友说。

    对接需求 坚持调查与公益并行

    经过一年多的调查,除了初步掌握昌化江流域水土流失、河口淤积、近岸侵蚀等现状外,项目团队还基本查明了流域地形地貌、地层岩性、成土母质、土壤类型等生态地质条件,为开展昌化江流域生态地质区划,进行流域生态地质评价提供了数据支撑。

    目前,项目组联合海南省水文水资源局,拟借助昌江县保桥水土流失监测站,利用现有的“径流小区”(对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施),加强对昌化江流域水土流失的长期监测,分析不同坡度、植被覆盖度、降雨等多种因子对水土流失的影响,以便基于实验结果提出生态治理和修复的方案。

    项目组建立了下游泥沙模型,提出护水土和清淤等河口淤积治理措施,将有力支撑昌化江河口生态修复及昌化一级渔港建设;初步构建了热带雨林区生态修复综合调查技术指南,逐步建立“调查-监测-评价-修复”服务模式,为持续开展热带雨林区生态保护修复提供技术支撑。

    与此同时,项目组还积极对接地方,开展公益服务活动,完成海南琼中黎母山镇天然富硒地块调查及省级推荐评价,初步圈定无公害富硒地5342亩,助力琼中特色农业发展和乡村振兴;在昌化、三家、四更3个镇实施探采结合井10口,解决了1000余人饮水和100余亩农作物灌溉用水问题。

    下一步,团队将继续对昌化江流域上游,尤其是对热带雨林生态多样性情况进行调查研究,按下生态调查“快进键”,开启海洋地质调查新征程,为服务“海南生态文明试验区”和“海洋强省”建设谱写新时代地质人的华美篇章。

    让天更蓝 山更绿 水更清

    西非地区矿产资源极为丰富,主要矿产资源以金、铁、铝、金刚石最具优势,锰、磷、铀、石油、天然气等也在世界上具有重要地位。西非地区成矿地质条件优越,找矿潜力巨大,近年来已成为国际矿业公司勘查开发的热点地区之一。并且,随着近两年国际金价的大幅上涨,国际矿业公司进一步加大了在西非地区勘查和开发投入力度,塞马福(Semafo)、巴里克(Barrick)、亚姆黄金(IAMGOLD)、奋进矿业(Endeavor Mining)、坚毅矿业(Resolute Mining)等国际矿业公司在西非地区已投资了数十亿美元。同时,西非地区主要矿产品的产量也在逐年提升,去年6月,加纳已取代南非成为非洲最大的黄金生产国。

    然而,由于西非安全形势的持续恶化,加上一些国家政局不稳定,使得安全问题成为投资者不得不慎加考虑的重要问题。2019年11月6日,塞马福矿业的车队在布基纳法索遭极端组织袭击,造成37人死亡,60余人受伤,此次袭击是近年来国际矿业公司遭受伤亡最惨重的一次,对西非地区矿业环境造成了较大的冲击。

    一、西非地区的安全形势

    目前,非洲主要有四个受恐怖主义威胁的地区:索马里及周边、利比亚及周边、乍得湖地区、萨赫勒地区(包括马里、布基纳法索、尼日尔、尼日利亚、乍得等国),构成了自东北非到北非再到西非的一条恐怖主义“动荡弧”。

    西非地区的恐怖主义和宗教极端势力主要分为西非国家本土组织和“基地”组织在非洲国家的分支。西非国家本土组织如尼日利亚的“博科圣地”、马里的“伊斯兰捍卫者”、马里的“西非圣战统一运动”等;“基地”组织分支如“伊斯兰马格里布基地组织”“索马里青年党”等。这些恐怖组织相互勾结,在西非地区持续发动恐怖袭击,是该地区的恐怖“毒瘤”。

    近年来,随着西方国家和西非各国政府对恐怖势力的联合打击,西非地区恐怖组织呈现出分散化、多中心化、跨境化和共生化的趋势,他们各自为战,机动灵活,采用自杀性爆炸、暗杀、偷袭等手段,令人防不胜防。

    自去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后,仅短短数月的时间内,已连续发生了多起针对平民和军队的袭击事件:2019年12月1日,布基纳法索东部一座基督教堂发生袭击事件,至少14人死亡;2019年12月10日,尼日尔西部边境一前哨基地遭武装分子袭击,造成71名士兵死亡;2019年12月24日,布基纳法索北部苏姆省发生一起袭击事件,造成至少7名军人和35名平民死亡;2019年12月25日,安全部队在布基纳法索中北部地区巡逻时遇袭,至少11名士兵死亡,另有若干士兵失踪;2020年1月20日,布基纳法索北部桑马滕加省一村庄的市场发生两起袭击事件,造成至少36人死亡。可见,西非地区的安全形势十分严峻,恐怖主义势力已从马里蔓延至布基纳法索和尼日尔,正逼近加纳、贝宁、多哥和科特迪瓦等西非沿海国家。

    2020年3月31日,非洲矿业公司(AfriTin)宣布,将暂停在尤伊斯的露天开采,以遵守纳米比亚政府为防止新冠病毒传播的封锁措施。

    二、西非恐怖势力的形成原因

    西非地区经济状况总体比较落后,是世界上最不发达国家较为集中的地区之一,部分国家内乱严重,外部恐怖势力伺机渗透以及本土极端势力里应外合是这一地区恐怖活动和武力冲突愈演愈烈的主要原因。

    一方面,不少西非国家经济落后、政府积贫积弱,疲于应付层出不穷的反政府武装以及宗教和民族暴力冲突,加之部分国家近年来经历政局动荡和权力真空,极端势力乘虚而入,扩大势力范围。马里2012年发生军事政变,“伊斯兰马格里布基地组织”乘机作乱,一度控制马里北部大片区域,另外通过走私武器、偷运移民、绑架人质、贩卖人口、毒品贩运等,该组织获得了源源不断的资金,得以向马里、毛里塔尼亚、尼日尔等国渗透。邻国布基纳法索2014年爆发大规模示威和罢工,政治陷入僵局导致权力真空,盘踞在马里的恐怖势力进入。2015年以来,布基纳法索袭击事件频发,至今已有700余人死于武装袭击,27万人流离失所。

    另一方面,多年来,由于各国政府缺乏对边境地区强有力的管控,使得边境地区军火走私、毒品贩运、绑架人质等犯罪活动肆虐,逐渐形成了一个跨国犯罪活动活跃地带。利用这一管理真空,恐怖组织和极端势力借机聚敛资本并扩张势力,进可对各国策划袭击,退可在沙漠腹地藏身躲避。

    同时,西非地区恐怖势力的扩张与不少国家存在的政治、宗教和民族问题有很大关系。西非恐怖组织多发源于本地反政府武装,行动带有政治目的,不少组织主动与“基地”组织或“伊斯兰国”(Islamic State,即IS)建立联系,大肆传播极端主义思想,把平民、外国人及政府武装作为成袭击目标,扩大自身影响力。

    三、西非安全形势对当地矿业活动的影响

    随着西非地区安全形势的持续恶化,特别是去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后,对西非地区本就脆弱的矿业经济造成了较大的冲击。

    1.少数矿山被迫关停

    塞马福矿业是一家从事金矿勘查与开发的加拿大矿业公司,在布基纳法索拥有马纳(Mana)和邦古(Boungou)两个金矿,以及班图(Bantou)、纳班加(Nabanga)和科霍戈(Korhogo)三个勘查阶段的项目。去年11月发生的车队遇袭事件的事发地距离邦古金矿仅40公里,事发后塞马福矿业表示,尽管邦古金矿暂时是安全的,但出于对员工的保护,依然决定关停邦古金矿。

    2.大部分矿山继续运营,但投入高昂的安保费用

    对于已建成的矿山,国际矿业公司一般不会轻易将其关停,主要是因为矿山在前期勘查和建设阶段已投入巨额的成本,而关停和撤离矿山又要花费大量资金,这对矿业公司来说将是巨大的损失。

    因此大多数已建成的矿山还是选择继续生产,但需要投入高额的安保费用。目前,在布基纳法索的运营矿山的矿业公司已大幅提高了安全防范措施,例如在矿山附近为政府军队修建军营、为员工宿舍修建铁丝网和围墙、为外籍员工提供直升机出行、为当地员工乘车出行配备护卫等,部分矿山甚至修建跑道,为员工往返首都提供飞机出行。

    今年初,坚毅矿业对其马里思雅玛(Syama)金矿2020年的安保经费作了预估:预计该矿山全年安保成本为20美元/盎司(约合0.71美元/克),全年预计产量为26万盎司(约合7.37吨),全年总安保经费预计520万美元。

    3.勘查项目受影响最大

    受安全形势影响最大的是处在勘查阶段的项目,随着安全形势的恶化及安保费用的提升,多数矿业公司采取的策略是停止高风险地区的勘查项目并尽可能保证已建成矿山继续运营。

    预现黄金勘探公司(Predictive Discovery)暂停了旗下位于布基纳法索的勘查项目。此前,该公司一家合资企业的地质专家在一场袭击中丧生,该公司高管表示,现在已经找不到愿意去当地工作的地质专家。

    坚毅矿业拥有5家勘探公司的股份,去年年底就建议停止布基纳法索的一个勘探项目。

    有些勘查项目甚至因安全问题搁置了多年,金环资源公司(Golden Rim Resources)的巴本加(Babonga)项目因为毗邻尼日尔边境,该项目已搁置了3年。

    4.矿业公司陷入两难境地

    西非地区成矿条件优越,找矿潜力巨大,人工成本也相对较低,对国家矿业公司具有较强的吸引力,但是安全形势带来的不确定性及高额的安保费用使得矿业公司陷入两难的境地。

    为回避不确定性带来的风险,一些矿业公司决定退出高风险地区的项目,如裴伦蒂矿业公司(Perenti)去年12月表示,将退出布基纳法索高风险地区的项目,决定解除与诺德黄金公司(Norgold)签订的比绍(Bissa)项目合同并退出比绍项目。

    也有不少矿业公司依然十分看好西非地区的投资前景,决定继续加大在西非地区的投入,如西非资源公司表示将继续推进布基纳法索桑布拉多金矿的相关工作,并将于2020年年中产出第一批黄金;奋进矿业表示,将在西非地区继续经营和投资,该公司的目标是在2020年成为布基纳法索最大的黄金生产商。

    四、投资建议

    1.充分评估项目所在地的安全形势

    西非地区安全形势已经十分严峻,并且安全形势在中短期内还难言好转,这是否意味着西非地区没有投资价值呢?实际情况并非如此,中国地质调查局武汉地质调查中心已在西非北非地区十多个国家开展了多年项目工作,对大多数国家的安全形势都有一定的了解。由于历史和民族问题,很多非洲国家的政府并不能完全管控其全部国土面积,而政府能够实现强有力管控的地区一般来说是相对安全的,安全风险较大且经常发生恐怖袭击的地区多半是部分国家的边境附近。

    因此,仅仅关注和评估西非地区或者某一国家的安全形势是非常片面的,最重要的是要充分评估项目所在地的安全形势。关于项目所在地的具体情况,建议咨询中国驻该国经商处、该国矿业管理机构以及中资企业,大多能获得该地较为全面的信息。

    从近期的一些资讯中可以看出,不少矿业公司最近都加大了在西非地区的投入,其中一个重要原因是这些矿业公司已对项目所在地开展了充分评估并认为当地安全风险较低,如巴里克黄金公司(Barrick Gold)1月30日表示,将加大马里洛洛-贡科托(Loulo-Gounkoto)地区勘查投入;奥里奥尔资源公司(Oriole Resources)最近获得了塞内加尔塞纳拉(Senala)金矿项目新的10年期许可权,并表示将继续加大该项目的勘查投入;科拉黄金公司(Cora Gold)3月18日表示,拟筹集289万英镑资金用于其马里萨南科罗(Sanankoro)金矿项目后续勘探和开发;西非资源公司3月19日表示,其所属的布基纳法索桑布拉多金矿的试选矿和试冶炼工作进展顺利,已成功产出第一批黄金成品;卡蒂诺资源公司(Cardinal Resources)3月26日表示,已将加纳纳明迪(Namindi)金矿采矿许可证面积扩大了3倍,并且该矿山已进入快速建设阶段。

    2.防范新冠肺炎疫情可能带来的持续性影响

    新冠肺炎疫情在全球范围的扩散对矿业带来了巨大的冲击,一方面矿山产品需求下滑导致矿产品价格下跌;另一方面各国政府针对疫情制定的限制措施影响了国际矿业活动。

    就西非而言,奋进矿业在布基纳法索的宏德(Hounde)金矿和阿散蒂黄金公司(AngloGold Ashanti)位于加纳的奥布阿斯(Obuasi)金矿分别检出1例新冠肺炎患者。目前,各矿业公司都已加强了防疫措施,一些公司通过关闭总部、限制差旅、实施居家办公等方式遏制病毒传播。这场疫情对各矿业公司和各矿山的管理层将是极大的考验,如何在这场危机中“活下来”,并且以什么样的方式“活下来”是各矿业公司面临的最紧迫问题。但是,可以确定的是人类终将战胜病毒,唯一不确定的是此次疫情在全球范围将持续多长时间。

    3.正确认识和对待“危中有机”

    面对安全形势和新冠肺炎疫情带来的双重危机,我们除了要充分认识和评估可能存在的风险,还要善于发掘危机中蕴藏的机会。

    西非地区资源丰富,劳动力成本较低,而且西非不少国家的经济对矿业的依赖程度很大,因此当地政府也制定了一系列优惠政策鼓励国外矿业公司投资。但由于西方国家进入西非较早,各方面条件比较好的区块和项目早已被西方国家矿业公司占据,国内企业要么选择在夹缝中生存,选取西方国家矿业公司未登记的区块开展工作;要么以较高的代价获取优质项目。如去年11月,具有中国背景的合资企业取得了几内亚西芒杜铁矿北部区块的采矿权,但需要在几内亚修建一条铁路和一个港口。而在当前的危机中却有可能获得平时难以获得的项目,仅在最近一个月,西非地区已有多起并购案例:3月5日,特朗加黄金公司(Teranga Gold)已经完成塞内加尔马萨瓦(Massawa)金矿的收购工作,而马萨瓦金矿是西非地区最大的未开发金矿之一;3月16日,诺德黄金公司(Nordgold)向卡蒂诺资源公司发出要约收购提议,计划以2.27亿澳元的价格收购卡蒂诺资源公司;3月23日,奋进矿业以10亿加元的价格收购塞马福矿业,两家公司已签署并购协议,将组建西非地区最大的黄金生产商。试想一下,如果不是因为这场危机,收购的难度将大幅增加。

    当然,这种并购需要建立在充分的评估和尽职调查的基础上,盲目的并购扩张一样会带来巨大的损失,“危中有机”一定是给有充分准备的公司。

    4.注意2020年大选带来的影响

    2020年,加纳、几内亚、布基纳法索、科特迪瓦、尼日尔、多哥等国将迎来大选。大选期间,政策不确定性风险增加,社会治安也会受影响,建议增强避险意识,建立应急机制。

    (作者单位:中国地质调查局国际矿业研究中心、中国地质调查局武汉地质调查中心)

     

    西非地区安全形势对矿业的影响及投资建议

    编者按:在服务资源、环境及生态等复杂问题的解决过程中,地质科学本身也将向前发展,形成新的学科或体系。近年来,国际上形成了两种不同的发展思路,一种是以美国等为代表的将复杂性问题置于环境或生态系统中加以研究,研究对象涵盖生态系统的生命和非生命成分;另一种是以俄罗斯为代表的将环境或生态问题置于地质范畴内探讨,突出生命组分影响下的地质客体变化等。本报今天刊俄罗斯学者V. T. 特罗费莫夫阐述生态地质学理论及其应用的文章,以飨读者。需要指出的是,尽管该文发表在多年前,但仍对思考生态文明建设下的地质工作具有重要借鉴意义。

    地质学拟解决四类问题:一是为人类提供矿产资源;二是为人类的工程活动作地质论证;三是为人类的教育、文化和美学需求提供地质知识;四是为生态系统的稳定运行作地质论证。前三类问题已被地质学家接受,并已取得了满足人类社会发展需求的成果。第四类问题的意义和开创性,在20~25年前已被地质学家察觉。解决第四类问题的发展过程,引发了地质学一个新分支的形成,称之为“生态地质学”。

    生态地质学及其对象和主题

      

      图1 岩石圈生态作用的分类

    生态地质学是地质学的新分支,致力于岩石圈上层(包括地下水和气体)的勘查,并将它看作是生态系统的主要非生物组元之一,在生态系统的组织层级(从生物群落直到生态圈)中属高层级组元。用地质学家更为熟悉的术语来说,可把生态地质学的内涵定义为地质科学的一个分支,研究的是岩石圈的生态功能,这些功能的形成规律,以及在自然及人为动因影响下这些功能发生空间和时间变化的规律,它们与生物体、首先是人类的生存和活动息息相关。

    必须指出的是,术语“生态地质学”(ecological geology)不同于“地质生态学”(geoecology)。两者存在原则性区别。无论从哪种意义上说,“地质生态学”都是一门复合性科学,研究的是地球的所有非生物壳层(圈层),也研究生物体。“地质生态学”包容“生态地质学”,后者仅触及岩石圈一个组成部分,在相同层级上的还有“生态地理学”和“生态土壤学”等,它们也是地质生态学的组成部分。

    另一方面,“生态地质学”的概念内涵由“岩石圈生态功能(属性)”的概念确定。这个概念于1994年提出,是地质学中一个原理新颖的概念。它的内涵详细解释如下:

    生态地质学的研究对象是地质科学的常规客体:从理论上说,是岩石圈及其所有组成部分;特定地说,是岩石圈的近地表部分,主要是受人为影响的地带。它可被描述为一个多组元的动态系统,包括对生物(biota)的存在和发展产生影响的岩石、地下水和气体。

    生态地质学研究的是:“岩石圈—生物”系统,“受到人为影响的岩石圈—生物区”系统或“岩石圈—工程建设—生物区”系统;生物子系统与非生物子系统之间的直接和间接联系;最终是,“死”物质对“活”物质的影响,或广义地说,是岩石圈与生物之间的相互作用。这样的系统构成,意味着通过考虑岩石圈的人为改变,也把人为影响源纳入了系统之中。

    根据其内涵,所有发生过转换的系统都是生态地质系统。这两种系统之间的主要区别,在于其中存在的是有生命组分还是非生命组分。生物区存在并活动于岩石圈中,或者就在岩石圈表面。据此便可形成“生态地质系统”的定义。生态地质系统是岩石圈的特定部分,是在其内和其上容纳着所有生物区的环境的地质组元。生态地质系统由三个子系统组成:岩石圈(无生命的)、生物区(有生命的)和天然及人为影响源。

    生态地质学的研究主题是有关岩石圈生态功能(属性)的知识(数据系统)。因此,要考虑“岩石圈—生物区”系统中的功能关系,或“岩石工艺系统—生物区”之间的功能关系。

    岩石圈的生态功能

    岩石圈的生态功能多种多样,决定和反映着岩石圈(包括产于其中的地下水、油、气、地球物理场和地质作用)对生物区,主要是对人类的重要价值。人类的独特性在于人类活动对环境的影响比所有其他生物的影响都大。研究岩石圈不能采用生物生态学、生态地理学和生态土壤学研究框架内的那类途径。

    岩石圈生态功能的科学理念,意味着对岩石圈的作用要有多方面的考虑,将之视为一个存在着有机生命(各体生物、植物群、动物群和人类)的环境。从生态观点看,岩石圈主要是给生物体提供资源和能量,并通过它的资源及其地质动力学、地球化学和地球物理功能来实现(图1)。这里不考虑人与自然相互作用功能中的社会-经济、道德和审美方面,因为它们超出了专业地质知识的范畴,事实上它们构成了一个社会生态学的关切。

    在天然及被人为改变的岩石圈与有群体结构的生物物种生物区之间,有着多种多样的关系,可把它们归结成4种功能:一是岩石圈的资源生态功能,它对生物体生存和活动所需的矿物质、有机质、有机-矿物质资源有重要意义;二是岩石圈的地球动力学生态功能,它通过自然和人为的过程和现象,决定着岩石圈对生物区状态和人类生活条件的影响;三是岩石圈的地球化学生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球化学场(不均一性)对整个生物体(包括人类在内)状况的影响;四是岩石圈的地球物理生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球物理场(不均一性)对生物体(包括人类在内)状况的影响。

    每种功能的内涵、它们的评价标准、信息获取方法和表述方法另有专文论述。

    岩石圈的生态属性

    岩石圈的生态功能靠具体的生态属性来实现。就“岩石圈的生态属性”这一术语而言,指的是岩石圈的特征属性,即具有特定生态重要性的属性。它取决于其物质成分、地球动力学、地球化学和地球物理学的特性,且与生物体存活的供养、生物体生存和进化条件有机关联。

    有关岩石圈生态属性的问题,是一个新问题。这里力图在岩石圈的资源及其地球动力学、地球化学和地球物理的生态功能框架内,给这些属性命名(表1)。它可能不是完整的清单,但堪作举例材料。

      表1 岩石圈的生态功能与属性

      

    生态地质情势及其状态

    用术语“生态地质情势(环境)”来表达岩石圈具体生态属性(功能)的组合,反映作为栖息地的一定岩石圈体积内生物体生存条件的现状或古状态。在一个地块或一个区域范围内,生态地质情势(situation)或许会或许不会因地而变。而且,生态地质情势也会随时间而变,在这种情况下,该情势会随时间从一种状态(state)变换成另一种状态。由于人为工艺因素和灾变性自然过程的发展,这种变换可能进行得很快,从历史观点看,有时就在瞬间。

    必须强调的是,生态地质环境(conditions)或许既取决于所有生态功能同时起作用,也会仅取决于一种生态功能,比如地球动力学功能,它会在瞬间对生物区产生较强烈的影响。在后一种情况下,这种生态地质情势应该说成是“依靠岩石圈地球动力学特征形成的特色生态地质环境”。当地球化学功能在生态地质状况形成中扮演最重要角色的情况下,就说它是依靠岩石圈块段的地球化学特色形成的特色生态地质环境。

    “生态地球动力学环境”、“生态地球化学环境”和“生态地球物理环境”等术语,在地质文献中也常常使用。这些术语是对上段文字特指含义的省略表达。另外,当只分析一种生态功能对生物群或人类的影响时,使用这些术语也是对的。

    正如已经指出的那样,生态地质环境的变化或许是足够快的。人们必须把所研究对象(生态地质系统)的阶段特色称为生态地质情势(环境)的状态(state),地质学家则往往将它称为岩石圈的生态状态。可以把“生态地质情势(环境)的状态”的实质定义为某种暂时状态,并根据当时岩石圈的一种生态属性特征,或者几种生态属性(功能)的组合把这种状态估计出来。这些生态属性决定着生物体生存的有利度(水平)和或然率。

    生态地质情势的状态要根据岩石圈某些属性的暂时状态评估出来,也要描述出这些属性对活体生物产生影响的特征。根据这种定义,当对岩石圈的生态状态做评价时,就不得不一方面评价岩石圈对活体生物的资源和能源影响,另一方面评价有关活体生物响应这些影响时的特定相互作用信息。在所有的生态系统组织层级上,此类评价准则对生物体都是适用的。

    如上所述,生态地质环境的状态可以取决于岩石圈的一种属性(功能)或几种属性(功能)的组合。在地球物理功能强烈影响生物群的特殊情况下,可以说:“生态地质环境的状态取决于地球物理功能(属性)”。地质学家常常用术语“岩石圈的生态地球物理状态”来代替上面的表述。而“岩石圈的生态资源状态”、“岩石圈的生态地球化学状态”之类的术语,常被作为同义语使用。

    生态地质学的基本科学问题和实践问题

    生态地质学有5项主要任务:(1)研究岩石圈的生态功能,它们的形成规律,及其在自然和人为作用影响下发展的动力学;(2)从岩石圈生态功能变化的观点出发,针对人为成因的影响,开发评价岩石圈近地表部分稳定性的理论和方法;(3)针对岩石圈近地表地层环境与属性的控制问题,精心研制理论和方法,以保护和改善它们的生态功能;(4)研制工业废弃物利用和选择其最佳(就地质环境而论)埋置地区和层位的理论、方法和途径,以使对区域生态属性的负面影响最小化;(5)针对国土、目标客体和大型建筑的工程保护问题,精心研制进行地质论证的理论和方法,以免发生削弱其生态功能的自然和人为地质作用。

    总的来说,生态地质学的应用性问题可以通过下述途径形成:(1)论证生态系统正常运转前提下岩石圈资源的合理利用;(2)确定岩石圈近地表部的人为污染对生物群的影响;(3)针对一些生态系统或整体生态系统生物群的管理,为制定和调整解决方案进行地质论证。

    这种一般性生态-地质课题清单,通过参考早先开列的岩石圈生态功能,还可以更详细地提出来。

    生态地质学的逻辑结构

    根据生态地质学是地质学的一个科学分支,而不是一门独立学科,它的逻辑结构应该包括地质科学逻辑结构中用于解决生态问题的既定要素,以及“它自己的逻辑基础”。两者的同化不是机械式的,要遵循相当明确的关系,即生态学方法途径的逻辑。“它自己的逻辑基础”是一种逻辑支点,也能够在其它科学的理论、思想和定律中使用。

       

      图2 生态地质学逻辑结构的全域示意图

      A-生态地质学逻辑结构的逻辑基础;B-被生态地质学利用的地质学科的逻辑结构(B1-工程地质学;B2-冰川学;B3-水文地质学;B4-地球化学;B5-地球物理学;B6-矿山地质学;B7-新构造学;B8-地震大地构造学;B9-地貌学;B10-地史学与古生物学;B11-火成岩石学与沉积岩石学;B12-矿物学);C-生态地质学逻辑结构全域的轮廓线)

     

    对此问题的处理如图2所示。该图说明了生态地质学逻辑结构的镶嵌特性,就致力于解决生态问题的地质科学,以及这些地质科学对生态地质学逻辑结构的贡献,给出了概念图。不难看出,工程地质学、水文地质学、冰川学、地球化学、地球物理学和矿山地质学提供着主要的信息量,以及可用于生态地质学的大部分研究方法。在我们看来,其它地质学科及其逻辑结构可用的较少。以上结论基于一个事实,有关岩石圈生态功能的知识才是生态地质学的基础。

    基于对岩石圈生态功能的上述认识,可以对生态地质学逻辑结构的最重要要素划分出以下几个方面:(1)原理-岩石圈近地表部的结构、空间关系、属性和生态功能,是其地质特征的历史发展及其与自然环境和人为作用圈相互作用的结果;(2)原理-岩石圈的动力学状况(运动速率和特性)和生态功能的组元与变化,皆归因于它们的自然属性,归因于它们与环境(包括人为的工艺成因环境)相互作用的模式和强度;(3)生物体与环境相互作用的一致性定律;(4)社会发展特征与环境状况间的一致性定律(基本生态定律)。

    正是这些原理和定律形成了生态学的支点,把其它地质学科的基础整合起来,构成了生态地质学自身的那部分逻辑基础。

    生态地质学的科学分支及其在地质理论知识体系中的位置

    在生态地质学的结构中,有几个旨在分析所确定的岩石生态功能的科学分支。它们是资源生态科学、生态地球动力学、生态地球化学和生态地球物理学(图3)。

    资源生态科学是生态地质学的科学分支,涉及与维持生物区存续有关的全部问题,按资源利用的观点,其中首要的是通过提供岩石圈的矿产资源和地质空间资源维持人类社会存续,在科学技术活跃发展的新时代满足人类的需求。研究的焦点不是矿产资源的勘查和储量计算,而是评价其目前消费水平与合理使用的一致性。实质上,岩石圈矿产资源消费的管理问题,应该通过关注高层级生态系统的保护和正常运行来解决。地质空间资源也要用生态学的观点来评价。很明显,一些地质科学的方法,主要是矿山地质学、水文地质学的方法(对矿产资源),工程地质学和冰川学的方法(对地质空间资源),应该适用于这些研究和调查。另外,这些研究应该由社会来定向,就是说应该与社会经济学紧密关联,在实践中,生态地质学家应该与经济学家、社会学家及管理机构和设计院所的代表接触。生态地质学这一分支的主要课题是:考虑目前文明发展需要的矿产资源评价,对矿产资源消费的管理建议进行地质论证。

    生态地球动力学是一个大领域,包括所有涉及自然和人为地质过程对生物区影响的课题,以及评估生物群栖息地可能灾变和舒适度的课题。后一点仅关切人类社会。这些研究一直采用工程地质学、冰川学、水文地质学和构造地质学的方法来执行,与项目规划者和设计者联系。在该分支框架内执行的主要任务有:针对在工艺活动影响下的地球动力学参数变更,开发评价岩石圈近表部稳定性的方法;为保护生物区和人类社会免受影响其生存及舒适度的(天然和人为)不利和灾变地质过程的危害,对相应工程保护项目进行生态地质论证。

    生态地球化学是生态地质学的科学分支,研究天然和人为成因地球化学场对生物区的影响。在生物区内有岩石地球化学、气体地球化学和水地球化学异常。调查课题是:岩石圈的物质(矿物)成分,活动态化合物的迁移问题,元素的非正常浓度及其对生物区的影响性质问题。地球化学、矿物学、岩石学和水文地质学的方法被用来解决这些问题,生物区环境的生物医学评估资料具广泛的适用性。实际上,这类研究意味着生态地质学家要与医学专业人员和卫生服务机构建立密切联系,因为这些异常要用医学-卫生的观点来评价。

    生态地球物理学也是生态地质学的科学分支,研究重力、磁、电磁、热和放射性等天然和人为地球物理场对生物区的影响。这些场与背景值的偏差及其对生物区的影响,要借助地球物理学、大地构造学、地震构造学的方法和生物医学的学科资料来研究。与生态地球化学一样,这些问题的解决必须与医疗-卫生服务机构密切联系。要在该分支框架内完成的总体任务有:天然和人为源地球物理场的分析,研制评价其医学-卫生危险的方法和准则(对生物区的影响强度,评价岩石圈对工艺性污染的稳定性)。

    图3示出了生态地质在理论地质知识中的位置。在地质学的结构中包括前5个科学分支已得到承认,无需再予证明。但是,对于后两个分支,即“关于岩石圈生态功能的科学”和“关于地球的工程地质环境的科学”,其纳入地质学的合理性尚存争辩。主要争辩依据是,在科学技术活跃发展的新时代,对于涉及地球和岩石圈问题,需要强调生态理论研究的作用。目前,人为工艺因素对岩石圈外壳的影响程度,已经提高了生态地质学说在地质学中的地位,已经使这个学说可以划分为地学中的独立科学分支,已经把上面所述的后两个分支提升到了与前5个分支相同的水平。

       

      图3 生态地质学的科学分支及其在地质科学体系中的位置

    生态地质学的实用性分支

    图4说明,可以在生态地质学的构成中列出几个实用性子分支。它们是城市、矿床和复垦影响区的生态地质学,以及线状工程、热电站和核电站等影响带的生态地质学。值得特别强调的是,各类经济活动不仅在项目建设中,而且在其运营和维护时期,都应该提供对岩石圈和生物区生态影响的评估。因此,应调查的面积要比官方土地使用许可的范围更宽更广,只要在其内确定了或造成了工程客体对岩石圈生态属性的影响。

    各种经济活动在对岩石圈影响的强度、深度和性质上是各不相同的。这涉及到岩石圈的矿产资源,地质作用的活跃程度,以及自然和人为成因的地球化学和地球物理致病区的发展。

      

      图4 供人类社会正常发展和运作的生态地质学的实用分支学科

    很明显,大的城市群、采矿工程(矿山、露天矿场等)、集中在数个盆地和油气田带中的油气产业,都会对岩石圈及其生态功能产生重大的影响。对城市群而言,这种影响取决于特定的高密度城市人口;居住区,交通-通讯,大型工业、燃料和能源企业及联合企业的自营交通,均规模巨大;还取决于城市地下的支撑工程。因此,会观测到以下现象:土壤、岩石圈近地表部和水圈被活性有毒化合物强烈污染;由于热、重、电磁和地震声波等地球物理场变化,发育起致病的地球物理异常;车辆废气导致大片土地的高度重金属污染;地下水动力学和水化学机制改变;地下水储量耗竭。矿场附近岩石圈的生态性变化与下述后果关联:矿产资源枯竭,重力场变化,产生异常的地层压力,地下水动力学参数彻底转变,出现密集的人为污染区,地质环境资源减少。对线性工程而言,不利的生态后果与负面的地质作用活跃有关,与线性的人为污染晕和诱发的异常地球物理场有关。

    在不同种类经济活动影响下发生的岩石圈生态环境特性改变的清单还可能扩展,但上述这些已足以支撑得出结论。每种经济活动都与岩石圈生态属性改变的特定复杂性关联,因此要对它们进行分析,就需要运用地质科学的各类理论和方法。城市群影响着岩石圈的所有生态功能,所以要动用地质科学的整套方法,特别要涵盖图2所示的所有学科的方法。对线性建筑而言,要运用的地质科学和方法清单将取决于研究需要,首先是岩石圈地球动力学、地球化学和地球物理学功能的研究。在矿床开采方面,研究重点要集中到岩石圈资源功能的所有方面,地球物理和地球化学异常,以及一组地质作用。 

    生态地质学的任务及其应用

    莱茵河是欧洲的重要航道及沿岸国家的供水水源,对欧洲社会、政治、经济发展起着重要作用。19世纪下半叶以来,莱茵河流域工农业快速发展造成了严重的环境与生态问题,莱茵河一度被称为“欧洲下水道”和“欧洲公共厕所”。莱茵河流域各国直面问题,汲取教训,制定治理目标并开展有效行动,历经多年努力,整个流域实现人与自然和谐相处。莱茵河流域管理被誉为国际流域管理的典范。梳理和总结莱茵河流域管理的发展历程、经验与做法,有助于为我国流域治理与国土空间管制提供借鉴。

    工业化城市化阶段莱茵河流域出现的主要问题 

    1850年以后,莱茵河沿岸人口增长和工业化加速。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河流域工业化再度加速,莱茵河周边建起密集的工业区,以化学工业和冶金工业为主。伴随着一个多世纪的工业化进程,莱茵河流域先后出现了严重的环境污染和生态退化问题,主要表现在以下方面。

      

      图1 莱茵河流域综合治理历程(引自王思凯,张婷婷等.莱茵河流域综合管理和生态修复模式及其启示.长江流域资源与环境, 2018,27(1):215-224) 

    一是废弃物任意排放,水土污染严重。

    自1850年起,随着莱茵河沿岸人口增长和工业化加速,越来越多有机和无机物排入河道,氯负荷迅速增加。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河水质更加恶化。1973~1975年监测数据表明,每年大约47吨汞、400吨砷、130吨镉、1600吨铅、1500吨铜、1200吨锌、2600吨铬、1200万吨氯化物随河水流入下游荷兰境内。

    二是生态环境快速退化,生物多样性受损严重。

    河道污染和不适当的人类活动造成了生态环境退化。18世纪与19世纪之交,由于水力发电、航运发展和河道渠化,同时机械工具过度捕捞,鱼类大量减少。至1940年鲑鱼几乎从全莱茵河流域绝迹。水生动物区系种类数量大幅度减少,种类谱系以耐污种类为主。

    三是流域洪水问题突出,经济损失不断增大。

    莱茵河流域洪水问题十分突出。1882~1883年、1988年、1993年和1995年发生了流域性大洪水。由于流域内土地开发利用、水利和航运基础设施建设的发展,天然洪泛区域不断减少,洪水最高水位、时段洪峰流量一涨再涨,沿河堤防和其他防洪工程并不能提供百分之百的安全保证,沿洪泛区受堤防保护的居民区和工业区的危险性加大,潜在的洪灾损失普遍增大。

    四是土地开发无序,次生灾害突出。

    20世纪,由于西欧人口剧增,为增加粮食产量,莱茵河两岸的土地被大规模开垦。人们在大量的灌木林地中开挖沟渠,降低水位以适合农作物生长。流域的各种自然风貌也因此被改变,排水使得大片土地沉陷并低于海平面,加上海水位上涨,致使防洪形势十分严峻。

    为了改善通航条件,采用工程措施裁弯取直和束窄河道。由于被束缚在很窄的范围内,且取直以便通航,河道水流的流速加快,河床冲蚀严重并伴随下切,水位下降,引发周边地区水位下降,森林、农田缺水,使四周湿地的生态系统大受影响。旱年,在德国境内的莱茵河段是多支叉的呈“辫子状”的游荡性河流,大量支流构成非常复杂的河系。由于洪泛区不断改变,在此区域居住十分危险。

    莱茵河流域综合治理历程与主要措施 

    从20世纪50年代开始,相关国家启动了莱茵河流域治理,经历了污水治理初始阶段、水质恢复阶段、生态修复阶段、提高补充阶段(图1)。

    (1)污水治理初始阶段

    1950年,瑞士、法国、卢森堡、德国和荷兰五国联合成立了保护莱茵河国际委员会(ICPR),并于1963年签订《莱茵河保护公约》,首要目的是解决莱茵河日益严重的环境污染和水污染问题。流域内各国通过委员会进行合作,但并没有明确各自在控制污染扩大方面的义务,因此在污水治理初始阶段没有取得比较明显的成效。

    (2)水质恢复阶段

    1986年,瑞士发生的重大莱茵河污染事件终于唤醒民众、企业和政府,流域内各国开始着手开展莱茵河的综合治理。各国开始采取了一系列积极措施防止水质恶化。

    (3)生态修复阶段

    在水质逐渐恢复的基础上,ICPR又提出了改善莱茵河生态系统的目标,既要保证莱茵河能够作为安全的引用水源,又要提高流域生态质量。从生态系统的角度看待莱茵河流域的可持续发展,将河流、沿岸以及所有与河流有关的区域综合考虑。

    (4)提高补充阶段

    2001年,“莱茵河2020计划”发布,明确了实施莱茵河生态总体规划。随后还制订了生境斑块连通计划、莱茵河洄游鱼类总体规划、土壤沉积物管理计划、微型污染物战略等一系列的行动计划。2000年后,这些行动计划已经从当初迫在眉睫的挑战转向更高质量环境的创建和生态系统服务功能的开发上来。

    莱茵河流域综合治理措施与做法主要包括:

    (1)建立流域多国间高效合作机制

    莱茵河流经多个国家,多国之间合作是流域治理成功的重要保障。莱茵河流域合作治理的核心机制是1950年成立的ICPR,经过60多年发展,已成为全球流域治理领域的一个多国间高效合作的典范。ICPR具有多层次、多元化的合作机制,既有政府间的协调与合作,又有政府与非政府的合作,以及专家学者与专业团队的合作。它不仅设有政府组织和非政府组织参加的监督各国计划实施的观察员小组,而且设有许多技术和专业协调工作组,可将治理、环保、防洪和发展融为一体。

    (2)树立一体化系统生态修复理念

    在欧洲工业化进程中,莱茵河沿岸各国都对其进行了大规模的开发,采取了大量的工程措施,如筑坝、河道疏浚,以及裁弯取直、截断小支流等。这些改造使得原先自然的、动态的、难预计的河流转变为静态的、可以设计的人工河道,以方便管理和获取各种利益。河流空间因此遭到蚕食,引发许多不良结果。而对这些不良结果的治理依然是通过引入和采取新的工程性措施,如此便形成了恶性循环。长此以往,莱茵河已变得面目全非。意识到过多的人为作用对河流自然发展规律的破坏,莱茵河流域治理开始探索河流的动态和一体化治理,即注重工程和非工程措施的结合,以及源头控制、分散治理。观念上的转变引导治理措施和治理目标的改变,更加注重维护、恢复河流的自然特性,且更注重其生态恢复,从而为各种生物提供了生存环境。

    (3)推进流域基础地质、环境地质与生境调查

    根据流域治理需要,莱茵河沿岸各国开展了基础地质调查、水文地质调查与填图工作。法国、德国等国家1∶10万、1∶5万地质填图已基本完成。在基础地质填图基础上,各国开展了水文地质、自然灾害等环境地质调查与填图工作。德国联邦地球科学与自然资源研究所牵头,自1960年开始经过50余年的努力,编制完成了1∶150万欧洲水文地质图系。1982年,欧共体环境总司组织编制了1∶50万欧洲地下水资源图系,由38幅、148张图件组成,覆盖了比利时、德国、丹麦、法国、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰和英国等9个国家。2013年,在对1∶150万欧洲水文地质图进行矢量化的基础上,Cornu等人编制了欧洲地下水生境分布图,反映与生物相关的地下水流、含水层孔隙大小和渗透性的空间变化。

    (4)分阶段编制并联合实施流域治理规划

    20世纪80年代以来,ICPR在国际合作框架下,签署了一系列有关莱茵河流域治理的协议。签约国家协调一致,共同采取行动,对莱茵河环境改善和流域管理起到了巨大作用。1976年,各成员国签署了控制化学污染公约、控制氯化物污染公约,要求各成员国建立监测系统和水质预警系统,控制化学物质的排放标准。1987年通过的“莱茵河行动计划”,从河流整体生态系统出发来考虑莱茵河治理,并将鲑鱼的重新回归作为治理效果的重要标志,以此提出“鲑鱼2000行动计划”。1998年,“莱茵河洪水管理行动计划”获得通过。2001年,莱茵河部长会议通过了“莱茵河2020计划”,包含4个方面的治理目标:生态系统改善、防洪、水质及地下水保护。

    (5)建立量化指标体系和各种生态修复模式

    莱茵河规划和治理在欧盟框架下统一实施,在目标上达成统一,并制定了许多量化考核指标。在“莱茵河行动计划”中,主要目标包括污染控制和改善生态环境等部分,就是以珍贵鱼类重返莱茵河(“鲑鱼2000”)为实现生态目标的重要标志,即到2000年让鲑鱼回到莱茵河。对于上述目标,每个国家都采取了相应的措施。其它还有许多需要各国共同参与、公众能够直观感受到的恢复性指标,如使莱茵河兰德平原到2020年受到洪水危害的程度与1995年相比减少25%等。

    (6)建立完善的监测预警体系

    为了确保水体保护与治理的有效性,保护莱茵河委员会在莱茵河及其支流建立了水质监测站,从瑞士至荷兰共设有57个监测站点,通过最先进的方法和技术手段对莱茵河进行监控,形成监测网络。每个监测站还设有水质预警系统,通过连续生物监测和水质实时在线监测,能及时对短期和突发性的环境污染事故进行预警。ICPR和莱茵河水文组织(CHR)于1990年共同开发了“莱茵河预警模型”,对莱茵河水质进行实时监测,防止突发性污染事故。

    (7)建立流域信息互通平台

    ICPR致力于推动行动计划的有力实施,同时注重各国间的密切合作与协调。其所建立的“国际警报方案”是莱茵河沿岸各国的信息互通平台,当发现污染物时,在瑞士、法国、德国和荷兰设置的7个警报中心能够及时沟通,迅速确认污染物来源,并发布警报。

    对我国的启示 

    一是以流域为单元开展自然资源与生态环境调查评价。

    流域自然资源与生态环境调查评价是推进流域治理的基础。根据污染治理、灾害防治和水、土地等自然资源管理的需要,开展污染物、地表水、地下水、土地、生态系统等调查评价,摸清自然资源分布与生态环境变化状况;以土壤、包气带、含水层为重点开展基础地质、水文地质、生态地质综合调查,建立近地表圈层三维地质框架。

    二是建立全流域统一的监测体系。

    莱茵河综合治理面临的第一个挑战是建立一个从瑞士到荷兰的统一监测体系,需要对不同国家的监测站、检测物质和分析方法进行对比并统一意见。针对我国流域的实际情况,应分别在干流、支流、湖泊、河口、近海等不同水域设置监测站点,包括水质状况、水文动态以及生物情况,全流域采用统一科学的综合监测方法,及时信息共享,掌握上下游动态,并实时在网上公布。

    三是研究制订流域综合规划与治理行动方案。

    莱茵河流域生态环境治理是一部历经百年的人类与河流关系史,教训极为深刻。我国流域开发建设应做好顶层设计,重视流域生态安全,统筹处理好产业布局、人口集聚与生态环境保护的关系,优先支持沿江城市环保基础设施适度超前发展。在控制污染物总量排放的前提下,探索激发微观主体保护流域生态环境的积极性。研究流域发源地在全球气候变暖过程中的生态环境变化,并及时采取应对措施。

    四是加强河流生态保护与修复。

    目前,我国各大流域上下游、干支流、左右岸和水陆之间,开发建设缺乏统筹,生态空间不断被挤占,导致河流连通性降低、生态系统割裂,河流的生态系统服务价值在不断降低。在过去的20多年中,莱茵河治理已经从治理污染、关注防洪效果、提高航道保证程度,到逐步重视生态环境保护和生态系统的修复。在近期的所有规划和行动计划中,保护湿地、在三角洲地区开辟自然保护区、拆除支流上的大坝或设置鱼道等具体的措施和内容,更多地从人与自然和谐的角度采用综合性的措施恢复河流生态系统。

    五是建立高效的跨行政区全流域协调机制。

    为了打破部门和地域之间的分割状况,在整个流域尺度上建立行政区间协调机制,着力在航运、水电开发、水利工程建设以及水资源分配等方面开展区际协作,解决水、土、生物等资源类型的开发利用与生态环境管理中存在的冲突,强化流域开发管理的区域协调,减少省际之间流域纠纷事件发生,实现流域开发共建共享。探索建立流域开发管理省(市)协作组织,不定期召开流域事务协调对接会议,建立长江流域共同开发管理的合作框架,积极落实各方达成的合作共识。

    六是鼓励企业和公众参与。

    流域综合治理,需要政府和企业、公众的合作与共同努力。整合现有的流域合作管理机制并建立相应的开发交流平台,让公众能够更便捷的获取流域管理的政策法规以及水文、生态和环境监测报告等公开信息。同时,参与决策过程,监督各地的执行情况,成为流域管理的重要一员。可以学习德国的经验,颁布《环境信息法》,既保证了公众享有参与和监督的权力,还规定了公众参与环境安全管理的详细途径、方法和程序。□

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

    莱茵河流域综合治理经验与启示

    航拍默戎镇受灾情况本报资料室供图

     

    大暴雨、大暴雨……7月17日上午,湖南省古丈县默戎镇龙鼻村降下了罕见的大暴雨。

     

    数据显示,暴雨从7月17日9时开始,降雨量最大时段为11时~12时,一个小时降雨量达到104.9毫米,截止到15时雨停,默戎镇降雨量达到203.5毫米。

     

    地处排几楼自然寨的龙鼻村第9组,后面是几百米的高山,随着大暴雨的降临,从山顶向下发生了巨大的垮塌。第9组的7栋木屋,全部被泥石流淹没。

     

    群测群防员的生死救援

     

    12时5分,默戎镇龙鼻村排几楼组发生坡面泥石流,方量约1万方,损毁房屋5栋14间,未造成人员伤亡。

     

    泥石流发生40多分钟前,龙鼻村村主任、地质灾害群测群防员石远忠发现险情,紧急撤离了坡体下方的5户26人,避免了一场灾难。

     

    石远忠告诉记者,17日10时20分,湖南省地质灾害应急中心向古丈县发送短时预警信息,并电话告知古丈县国土资源局注意防范短时降雨引发突发性地质灾害。

     

    接到预警信息后,石远忠立即展开巡查,提醒寨子里的村民们注意塌方,同时紧急疏散那些依靠山体居住的村民们。

     

    “大概11时左右我走到排几楼组,看到村子后面的山开始冒水,感觉要出事,我赶紧到寨子里把他们都喊出来了。”石远忠回忆,自己在那处山脚下转移了5户共26人。而就在40多分钟后,泥石流从山上翻滚而下,瞬间冲毁了多栋民居。

     

    石远忠表示,至当天11时50分,他们共疏散受影响区群众500余人,安置在当地的一所小学和一所幼儿园内。

     

    25岁的苗族青年石招发告诉记者,石远忠和组长龙文烟要求第9组所有村民全都撤出来,到沟对面地势平坦、相对安全的第10组避险。

     

    第10组的龙本亮家,紧挨着公路,开了一个小超市。避险的人都聚集到了这里,并时时观察着第9组后的大山,并议论着哪些人出来了,哪些人没出来……

     

    11时左右,石招发突然想起80岁的施乔花老人,两年前因病瘫痪在床。她儿子出远门打工,儿媳一个人带着3个小孩。

     

    待石招发赶到施乔花家时,果然,施乔花老人还睡在床上。石招发简单说明情况后把老人背了起来。

     

    “刚走到河边的田坎上,就听到垮山时的巨大响声。好险呀!”石招发感叹道。

     

    “我当时什么都没想,只想到要去救人。这是应该的。”说话时,石招发还很腼腆。

     

    “现在的村组干部们要得”

     

    75岁的石清亮与第9组受灾的村民们,被临时安置在默戎镇中心幼儿园。

     

    在大家急忙转移时,患有严重风湿关节炎的石清亮还坦然地坐在家里。当时他想:祖祖辈辈这山都没垮,未必这次就垮了。

     

    当堂屋里水越来越深时,村长也喊、组长也喊,已转移的老伴也喊,于是石清亮就开始往对面的第10组转移。第9组和第10组间,是一条小溪沟。石清亮刚跨上溪沟对面的田坎,山就垮了。

     

    巨大的响声,巨大的泥浪,75岁的石清亮从未见过。

     

    “当时,我心里就打抖,太害怕了。”石清亮介绍说。坐在一旁的70岁的龙文潭也述说着同样的感受。

     

    “现在的村组干部们要得,很负责,早早地就催大家转移。如果不是他们一催再催,我今天就没了。”石清亮感慨道。

     

    65岁的石泽凤老人,也发出同样的感慨。当时她的两个孙女正在家里睡午觉,石远忠和龙文烟一家一户地清点。看谁家全部转移了,谁家还有老人和小孩没转移……

     

    “我们的屋子虽然没被压着,但我是用木梯下到邻居家的园圃里才转移出来的。”石泽凤对村组干部竖起了大拇指。

     

    应急专家组深夜赶赴现场

     

    灾情发生后,湖南省国土资源厅副厅长尹学朗召集厅地环处、省地质灾害应急中心专职副干部召开应急调度会。

     

    会上迅速调度了湘西自治州国土资源局、省地质灾害应急中心、省地质矿产勘查开发局405队立即赶赴现场进行应急调查、排查工作。同时,湖南省第三测绘院携带无人机等装备立即赶赴现场进行航拍工作。

     

    临近的湘西自治州国土资源部门和405队第一时间进入龙鼻村第9组的地灾现场进行应急处置。

     

    在现场,根据受灾情况和各部门意见,湘西自治州州长郭建群召开紧急会议并指挥调度应急抢险工作。按专家建议,对可能受威胁区域的村民进行撤离安置并在受威胁区域设置警戒线和警示标识。落实专人对危险区域实行24小时监测巡查,及时掌握灾害点动态。妥善安置受威胁搬迁户群众的生活,按政策实行临时救助。目前受灾群众情绪稳定。

     

    次日凌晨1时,湖南省国土资源厅派出的应急增援组全部抵达古丈,在听取古丈县国土资源局的简要汇报后,计划7时赶往现场。

     

    如何避免次生灾害伤害?在雨季尚未结束前,如何巩固已有成果,应对可能再度发生的地质灾害?这些也许将成为应急增援组重点考虑的问题。

    生死时速

     
      (本网讯)2005年10月9日,国土资源部中国地质调查局与杭州市人民政府就共同开展“杭州市城市地质调查”项目举行了签约仪式。这是继北京、上海之后,国土资源部与地方合作的第三个城市地质调查项目,本项目的开展标志着杭州城市地质工作进入了新的阶段。中国地质调查局副局长张洪涛,杭州市副市长杨戌标,以及省、市国土资源系统负责人,市建委、规划、交通、林水、环保、园文等单位代表出席了签约仪式。

      杭州市地处河口三角洲平原,地质结构复杂,存在软土地基、岩溶塌陷、隐伏断裂活动,潜在的地震隐患、风潮灾害和水土污染等地质问题,在一定程度上制约着城市建设和发展。随着经济的快速发展,与城市土地利用、资源开发、废物处置、环境保护和灾害防治等有关的地质问题也相随而至,城市地质环境所受影响和压力与日俱增。

      杭州市城市地质调查将针对这些问题,开展杭州市区三维地质结构调查和地下空间利用的适宜性评价、主要地质灾害调查和危害性评价、水土地球化学调查和环境质量评价,建立三维可视化城市地质信息管理与服务系统,为杭州可持续发展的规划、建设提供基础数据和可视化的决策平台。

      该项目准备用三年时间,全面摸清杭州地质情况的“家底”,建立起三维地质资料库,到2007年正式提交杭州地质调查项目最终结果,为城市规划、建设等提供前瞻性科学依据.



    我国第三个部市合作城市地质调查项目正式启动

    1月14日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所召开党史学习教育总结大会,全面总结青岛海洋所党史学习教育开展情况和取得成效,对下一步巩固拓展学习教育成果,建立常态化、长效化制度机制进行了部署。青岛海洋所所长、党委副书记主持会议,党委书记作党史学习教育总结报告,所领导班子成员、副总,各部门负责同志,各党支部书记、委员参加会议。

    会议指出,党史学习教育开展以来,青岛海洋所先后邀请青岛市委党校教授、海军专家、外交部专家及地质前辈,围绕百年党史和海洋地质工作进行系统辅导授课,结合地质工作实践,大力弘扬李四光精神和“三光荣”传统,宣传引导新时代地质人学习地质事业发展史,学习以李四光为代表的老一辈地质人不懈奋斗的精神;扎实做好“我为群众办实事”工作,积极解决干部职工“急难愁盼”问题。通过党史学习教育,党员干部思想认识明显提升,理想信念更加坚定,对党走过的光辉历程、付出的巨大牺牲、展现的巨大勇气、彰显的巨大力量和取得的伟大成就有了更加深刻的理解和认识。

    在全党开展党史学习教育,是党中央立足百年党史新起点、着眼开创事业发展新局面作出的一项重大战略决策。青岛海洋所按照学史明理、学史增信、学史崇德、学史力行的要求,精心组织实施、有力有序推进,推动党史学习教育往深里走、往实里走、往心里走,党员干部深受教育、深受影响、深受鼓舞,增强了历史自觉、历史自信,党组织的吸引力、凝聚力、创造力、战斗力显著提升,“学党史、悟思想、办实事、开新局”取得了丰富的实践经验和丰硕的教育成果。全所干部职工紧紧把握海洋地质工作同党和国家事业发展的紧密联系,不断提升海洋地质工作在党和国家事业发展全局的地位和作用,在海洋基础地质调查提质升级、海洋自然资源综合调查、海洋油气资源调查和天然气水合物勘查试采等方面成绩优异,学史力行见成效。

    会议强调,全所干部职工要以此次会议为契机,聚焦学习贯彻党的十九届六中全会精神,推动学深悟透党的创新理论,弘扬伟大建党精神,围绕全力支撑能源、矿产、水和其他战略资源安全保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理工作,奋力开启海洋地质事业改革发展新局面,努力为中国地质调查事业高质量发展再立新功,以实际行动迎接党的二十大胜利召开。 

     
     
    全面总结经验,巩固拓展成果——青岛海洋所召开党史...

    日前,2.2万余处地质灾害监测预警实验点全面建成进入试运行阶段。至此,自然资源部已连续3年开展的地质灾害监测预警实验,通过提高地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力,扩大地质灾害专群结合监测预警覆盖面,推动我国地质灾害防治加快实现“人防﹢技防”——

    自然资源综合调查指挥中心专家组在青海调研地质灾害监测预警实验进展情况

    “4月25日,广西壮族自治区河池市金城江区平桃屯滑坡先后触发蓝色、黄色预警,经地质灾害防治专家现场核实、综合研判,该滑坡处于强变形临滑阶段。当地政府立即组织112名群众撤离危险区,并采取铺盖防水薄膜等应急措施进行处置,该滑坡在5月6日、6月10日再次加速滑动,目前已损毁威胁区域房屋……”

    这份监测信息是自然资源部中国地质调查局地质环境监测院接收到的众多地质灾害有效预警信息中的一份。据介绍,自去年11月至今年5月底,山西、浙江、福建、江西等17个地质灾害防治重点省份陆续完成了2.2万余处地质灾害隐患点的设备安装,至此2021年地质灾害监测预警实验安装工作全部完成并全面进入试运行阶段,截至目前,已有效预警地质灾害险情11起。

    三年磨剑 地质灾害监测预警技防体系初步建成

    自2019年起,自然资源部在全国范围内启动了地质灾害监测预警实验工作,由中国地质调查局牵头推进并提供全流程科技支撑、省级自然资源主管部门组织实施。2019年,中国地质调查局地质环境监测院联合20余家企事业单位开展集成研发攻关,初步形成了监测地表形变与降雨的6种单测项监测设备,以及1个平台和系列标准,并在29处地质灾害隐患点开展了实验。

    2020年,根据“提高可靠性、提高集成度、减低功耗、降低成本”的研发思路,四川、重庆、贵州、云南、陕西、湖南、甘肃、湖北、广东等9省(市)完成了2512处地质灾害监测预警实验点的设备安装和并网,滑坡仪I代正式定型,建成地质灾害智能预警系统V1.0版,有效预警了重庆云阳县团包滑坡、甘肃省陇南泻流坡滑坡、陕西略阳县小石碑子滑坡等15处地质灾害灾情险情,有效避免了366人可能因地质灾害造成伤亡。地质灾害监测预警实验工作在保障人民群众生命财产安全方面取得了初步实效。

    为进一步加快推进建立人防和技防并重的地质灾害监测预警新工作模式,也为进一步巩固和提高2020年地质灾害监测预警实验的工作成效,2021年自然资源部在山西、浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、新疆等17个省份(区、市)选择险情较大、成灾风险较高、威胁人数较多的2.2万余处地质灾害隐患点继续开展监测预警实验,并于汛期前全面建成运行。截至5月25日,17个省份全部完成仪器安装和并网工作,实际实施监测22609处,达到任务数的102.8%,监测预警实验进入试运行。截至目前,已有效预警了四川广安、广西河池、江西赣州、湖南怀化、重庆彭水、福建南平等地11起地质灾害险情,由于及时组织人员避险转移,未造成人员伤亡。

    中国地质调查局地质环境监测院的专家介绍说,连续3年开展的地质灾害监测预警实验,提高了地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力,扩大了地质灾害专群结合监测预警覆盖面,推动了我国地质灾害监测预警工作科学化、规范化和标准化,初步构建了“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新格局。

    倾囊相授 专家团队提供全流程技术支撑指导

    2021年地质灾害监测预警实验建设阶段分为踏勘选点、方案设计、招标采购、安装实施与并网运行等5个关键环节,中国地质调查局利用其强大的技术力量和专家团队,提供了全流程技术支撑服务。

    据了解,在2021年地质灾害监测预警实验工作开展伊始,中国地质调查局调集地质环境监测院、自然资源综合调查指挥中心、天津地质调查中心、沈阳地质调查中心、南京地质调查中心、武汉地质调查中心、成都地质调查中心、西安地质调查中心、航空物探遥感中心、地质力学研究所所、水文地质环境地质调查中心、探矿工艺研究所等12家单位的科技支撑队伍,推进标准编制、方案复核、现场检核与技术培训等各项工作。

    “如何科学合理地选择隐患点”和“如何正确地安装监测设备”是监测预警实验工作建设阶段一直面临的难题,为进一步提升隐患选点和设备布设的科学性,中国地质调查局在实际工作中一直全力提供技术支撑。

    在方案设计阶段,12家局属单位抽调精兵强将对17个省份提交的2.49万处监测方案进行方案复核,对其中1.07万处提出了完善意见,极大提升了隐患勘选和设备布设的科学性。进入设备安装阶段,中国地质调查局选派80余名经验丰富的专家下沉到一线,开展地质灾害监测预警的现场技术指导和技术培训,协助各地及时发现和解决实施过程中出现的问题。

    从3月开始,中国地质调查局各技术支撑单位专家与分省驻守专家组成技术专家组,陆续对17个省的地质灾害监测预警实验工作进行了现场技术指导,主要围绕隐患点选择的合理性和设备布设的科学性等问题,对安装阶段方案设计、现场施工等环节的工作进展和质量进行了详细检查,并对设备立杆不规范、GNSS基站位置不合理、通信标准不统一、数据接入不同步、系统配置不完善等存在的问题提出了进一步的改进建议。

    进入4月,随着部分省份逐步完成了设备安装工作,中国地质调查局又聚焦仪器性能、安装布设合理性与预警机制等关键环节关键问题,按照“市州全覆盖、项目全覆盖、灾种全覆盖、单位全覆盖”的原则,对17个省的监测预警实验开展了新一轮质量检查与技术指导,重点对前期实施过程中发现问题较多的项目和具有区域代表性的地质灾害隐患进行抽检,指出各省份在安装布设、预警机制等方面存在的不足,并给予了技术指导与完善建议。

    6月10日,17个省份的质量检查与技术指导工作全面完成。各专家组对后续工作提出了相关建议,主要包括:一是要继续开展典型地区孕灾环境、致灾模式、成灾机理与风险预警研究,探索形成适合本地区的地质灾害风险预警模式;二是积极推进监测数据的重构与修补、多元数据耦合判定方法、动态预警阈值设定等方面的研究,通过样本积累统计,稳步提升预警准确度;三是通过试设备、试系统、试标准、试运行机制、试管理模式,为设备改进升级、系统优化完善提供理论与实践依据。

    此外,地质环境监测院还对参与实验的省级行政管理部门和技术队伍开展了多次技术培训和指导,规范技术文件、方案设计、报告编制、技术标准和工作流程。各省负责对本辖区内行政管理部门和技术队伍进行具体技术培训指导。据了解,仅地调局系统在各省开展的相关技术培训便多达80余次,各省份组织的各类技术培训达300余次。

    群策群力 环环相扣保障安装运行工作高效完成

    2021年地质灾害监测预警实验工作不仅得到了各级自然资源主管部门的广泛支持,还得到了设备厂商等社会力量的大力协助,在建设过程中逐渐形成了围绕监测预警实验工作,各级自然资源主管部门、地质调查勘察队伍、基层乡镇部门、施工队伍、设备厂商等多方力量共同参与的工作模式。在多方力量的共同努力和协同推进下,今年的地质灾害监测预警实验建设工作如期顺利完成。

    据了解,各省级自然资源主管部门对地质灾害监测预警实验工作高度重视,自监测预警实验开始便建立了专门的推进机制和工作专班负责地质灾害监测预警工作的各项事宜。各省份不仅多次召开项目建设培训会议,还制定了施工组织计划,细化工作任务,层层落实责任,加强项目资金和质量监管,同时利用科技手段强化技术支撑,有序推进各项工作。

    各省实验工作由各省自然资源主管部门牵头推进,涵盖多层级、多单位工作小组,协调指挥调度,充分发挥监督和技术指导作用,有力保障项目实施。据了解,广东省自然资源厅就曾先后派出10余个工作组,前往广东省20个相关地市开展调研指导工作,协调解决推进过程中出现的疑难问题,全面督促广东省加快地质灾害专业监测工作进度。

    地质灾害监测预警实验工作实施涉及设备仪器厂家、地质驻守队伍、设备安装人员众多,信息交互极其频繁。为进一步加强沟通协调、全面推进工作,各省级自然资源主管部门建立了项目统一沟通协调机制,及时传达工作要求和指示,明确工作职责任务,及时解决项目实施中出现的各类问题。同时,实施单位和设备厂商协同推进多项工作,科学合并工作环节,保障项目建设工期。据重庆市地质环境监测总站工作人员介绍,重庆市在工作过程中全面采用了信息化协同办公,统一信息交互平台,既保证了信息畅通,又保障了信息统计的及时性和准确性,做到了繁中有矩、忙中有序、紧中有力,按时高效完成建设任务。

    统一标准 为监测预警工作提供统一技术准则

    地质灾害监测预警实验工作曾面临诸多难题,对于地质环境监测院的研发团队来说,最大的难题就是如何提高监测设备的可靠性与智能化水平。地质环境监测院专家张鸣之介绍,GNSS是地质灾害监测设备中应用较多的一类设备,以前的“测绘型”GNSS设备监测精确度非常高,通过静态解算可监测到毫米级的变化,但是每1~2小时一组高精度监测数据可能漏报一些快速变形的崩滑灾害,此外设备常年保持24小时在线监测,功耗较高,仪器可靠性易受影响。

    地质环境监测院的研发团队根据“两提高、两降低”的思路,提出了“地灾型”GNSS设备研发思路,通过集成微机电传感器实现变频监测与智能唤醒,当监测到倾角、振动加速度测项变化发生时,设备从休眠状态被“唤醒”,进行厘米级高频动态位移数据采集,其他时间设备处于深度休眠状态,每天定时报送1~2组毫米级静态结算位移监测数据。这样,不仅可以最大限度降低设备功耗,而且对于快速变形的滑坡也能实现有效监测,同时使得综合成本大大降低。

    地质灾害监测设备具有精度适当、功能简约、功耗较低、安装便捷等特点,标准化的设备才有可能实现工业化规模化生产。但由于各地标准不同,各生产厂家的仪器设备规格不一,因此也造成设备不能组网混用、无法规模量产的情况。

    为规范地质灾害监测预警“感-传-知-用”各环节技术标准,地质环境监测院目前已联合有关单位共同编制了《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》《地质灾害监测预警数据库建设标准》和《地质灾害监测预警设备检测检验技术规范》四项行业标准,为监测预警工作提供了统一的技术准则,有利于监测预警设备的统一管理和数据共享,保障了今年的监测预警实验工作得以科学、规范、高效完成。

    地质环境监测院专家说,当前开展的地质灾害监测预警实验不只是适合地质灾害监测领域,形成的系列监测装备与风险预警技术对公路、铁路、电力等领域都有一定的借鉴意义,希望目前开展的工作可以引领全国地质安全监测领域的发展方向。

    研用结合 持续推进预警水平和防灾能力再提升

    今年的地质灾害监测预警实验工作按时完成并初步取得了良好的成效,但实验过程中也发现存在的一些问题。地质环境监测院的专家表示,已发现或梳理出来的问题将会是监测预警实验工作接下来改进的重要方向。

    中国地质调查局专家组在检查过程中发现,目前完成的一些监测点中存在监测不足和过度监测两种情况,个别监测隐患点规模较大,但监测设施较少、对关键位置控制不足,而个别规模较小的隐患点又存在设备安装过密的情况;部分设备安装不够规范,由于部分地区植被茂密或者房屋密集,太阳能板、雨量计受遮挡情况时有发生,从而影响监测效果。此外,个别隐患点还存在设备监测数据采集、上传机制不合理,监测数据不能及时上报的情况。针对存在的问题,各省将进行一次全面自查自纠,确保主汛期到来之前整改到位,监测预警实验工作能够真正发挥实效。

    据了解,地质灾害监测预警实验下一步的工作重点,一是抓紧构建完善“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新工作模式,结合原有群测群防工作体系,建立数据分析、预警发布、现场调查、应急处置、信息上报等环节工作机制,形成管理闭环。二是完善监测数据质量评价机制,着手开展监测数据质量评价,查找出问题项目、问题设备,并督促整改,着力提升监测数据质量,为有效预警提供保障。三是加强数据分析和预警模型研究,及时汇总有效预警案例,加强对监测曲线、预警模型的分析和总结,强化机器学习、人工智能等技术的运用,不断提高预警模型的有效性。四是对实验过程中监测设备、预警平台等方面出现的问题进行系统总结,明确方向集中攻关,不断提升监测预警技术水平。

    广西河池地质灾害监测预警设备安装现场

     

    构建地质灾害监测预警新格局

    十三届全国人大三次会议、全国政协十三届三次会议分别于2020年5月22日和5月21日在北京开幕。自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局通过多种形式,认真组织学习宣传全国“两会”精神。

    广州海洋局党委高度重视,及时部署全国“两会”精神的学习宣传工作。各党支部结合实际组织在家的党员干部职工在会议室集中或在办公室自行通过电视、网络、新媒体平台等方式收看会议实况;正在中国南海执行海上任务的“海洋地质四号”“海洋地质六号”“海洋地质八号”“海洋地质十号”“海洋地质十六号”“海洋地质十八号”等6艘调查船,利用工作间隙通过船载卫星电视组织党员职工观看大会直播,认真聆听国务院总理李克强作政府工作报告;正在太平洋执行调查任务的“海洋地质十二号”船在通讯网络受影响的情况下,通过微信工作群等关注“两会”相关内容报道,学习“两会”精神。

    会后,广州海洋局迅速通过内网宣传全国“两会”有关新闻报道和解读,及时了解党员干部职工对全国“两会”的评价与感受。大家热切关注全国“两会”,认为全国“两会”召开,坚定发展信心,凝聚奋进力量,对实现经济社会发展目标,打赢脱贫攻坚战,全面建成小康社会充满信心和期待。表示要立足岗位,为国家发展贡献海洋地质工作者的力量。

    下一步,广州海洋局将进一步深入学习贯彻全国“两会”精神,加快推进海洋地质调查工作,攻坚克难,确保全年各项目标任务的顺利完成。

    广州海洋局组织收看全国“两会”新闻报道