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    中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研发的“介电常数测量装置及其系统”近日获国家发明专利授权。

    介电常数是介质对电磁波传播速度的影响因素,它表征一种物质在外加电场情况下储存极化电荷的能力。在地下空间探测和岩石物理研究中,使用探地雷达测量目标体介电常数,可精准判定目标的位置及反射体性质。但介电常数测量可能会受到多种因素的影响,如温度、湿度、频率、赋存空间等。因此,在进行介电常数测量时,需严格控制外界干扰,以确保测量结果的准确性和可靠性。

    该发明设计了一套针对高频探地雷达测量目标体介电常数的装置及其系统,实现了对目标体快速、无损、高分辨的动态测量,可真实反映土壤、岩石、水样有机污染物等的介电常数分布和数值,将为资源环境调查、地下空间探测等领域提供有效的地球物理技术支撑。

     

     
    物化探所探地雷达快速无损测量介电常数技术获国家发...

    人间仙境青海湖,天地造化三江源,横空出世莽昆仑,前世今生柴达木……提到青海,许多人都会不由自主地联想起这些享誉国内外的地质奇观。

    青海省高原、山地、平原和盆地等多种地形地貌俱全。祁连、昆仑、三江造山带结构复杂,时空演化差异性巨大,亿万年的地质演化造就了复杂而独特的地质地貌景观,形成了众多罕见、神奇的地质遗迹。其高原地质遗迹不仅具有数量大、类型多、地学内涵丰富的特点,而且地域特色显著,是十分珍贵的自然遗产,具有很高的美学价值和经济价值,在研究特提斯海沉积环境、青藏高原隆升过程和环境变化,以及中国东西部第四纪冰川过程与全球变化的关系上,具有突出的地学价值。

    然而,由于地域偏远,经济及交通等各方面欠发达,致使许多珍贵独特的地质遗迹成为了待字闺中的神秘少女。

    进入二十一世纪,中国地质调查局在青藏高原安排1∶25万国土资源大调查项目,其中在生态环境调查部分专门部署了地质遗迹调查内容,标志着青海省地质遗迹调查的大幕正式拉开。然而对于东西长1200千米、南北宽800千米的青海省来说,尽快查明地质遗迹固然重要,但如何把这些地质遗迹保护好、开发好、利用好,并与旅游有机结合起来,也是当务之急。

    由于多种因素的制约,目前青海省地质遗迹调查、评价保护、开发利用工作程度极低,原有的地质遗迹调查缺乏系统性、规范性,地质遗迹资源的再利用创新不足。资金短缺是困扰青海省地质遗迹调查与保护的拦路虎。

    有关专家表示,适当对地质遗迹进行开发利用,使之成为科学研究、科学普及、教学实习的基地和地区经济发展新的突破点,同时对拓宽当地居民就业渠道、增加居民收入等具有重要意义。因此,进一步加强开展青海省地质遗迹资源调查,摸清家底,科学规划,盘活资源,使其得到合理利用和有效保护,对促进经济、资源、环境的协调发展,确保生态安全,实现可持续发展等,都具有重大的战略意义。

     

    人间仙境青海湖,天地造化三江源,横空出世莽昆仑,前世今生柴达木……提到青海,许多人都会不由自主地联想起这些享誉国内外的地质奇观。

    秋高气爽的8月,是大美青海的最佳旅游季节。当中国矿业报记者随青海省地矿局“走基层、访一线”记者团,真正零距离地走入青海、接近青海、感知青海时,才深知大美青海名不虚传。除了声名远扬的几大著名景观外,青海省还有许多神秘的面纱有待揭开,还有很多独特的地质遗迹亟待开发和保护。

    “地质遗迹是地质环境的重要组成部分和构成旅游景观的重要资源基础。青海省具有漫长而独特的地质演化历史,其形成、发展并遗留下来的自然地质现象复杂多样。青海省72万平方千米的土地上存留的地质遗迹数量大、类型多,地学内涵极为丰富。”青海省地质调查院院长吴正寿表示,该院承担开展的西北地区重要地质遗迹调查(青海)项目实施以来,已初步厘定地质遗迹集中区10处,野外科研、科普教育基地10处,地质遗迹旅游线路12条,为下一步建设地质公园、“精准扶贫”提供了基础。

    待字“山中”无人识

    “飞流直下三千尺,疑是银河落九天。”当中国矿业报记者一行来到距青海省省会——西宁西60千米的湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区时,不由得被这里集飞瀑、奇石、峡谷、石林于一体的独特地质景观而折服——“真没有想到,这里还隐藏着一个这么好的地质奇观!”

    尽管峡谷里奇峰怪石林立,飞流瀑布奔涌,潭水清澈见底,但因为还没有被发现和开发,这里至今仍是一片“处女地”,只有一条放牧者走过的羊肠小道可以勉强通过。

    而这只是青海省尚未被发现的许多地质遗迹的一个缩影,也从中折射出了青海这个旅游资源大省的尴尬现状。

    据了解,青海省高原、山地、平原和盆地等多种地形地貌俱全,南北三分明显:北部为高海拔的祁连山地,中部为中海拔的柴达木盆和西秦岭山地,南部为青南高原。祁连、昆仑、三江造山带结构复杂,时空演化差异性巨大,亿万年的地质演化造就了复杂而独特的地质地貌景观,形成了众多罕见、神奇的地质遗迹。其高原地质遗迹不仅具有数量大、类型多、地学内涵丰富的特点,而且地域特色显著,是十分珍贵的自然遗产,具有很高的美学价值和经济价值,在研究特提斯海沉积环境、青藏高原隆升过程和环境变化,以及中国东西部第四纪冰川过程与全球变化的关系上,具有突出的地学价值。

    “特殊的地质条件及作用,使青海省自然景观独特,部分地质遗迹具有很高的科学价值,在全国乃至世界享有盛誉。”青海省地质调查院副总工程师拜永山介绍说,青海地层“五代同堂”,例如“大柴旦镇全吉山中的全吉山剖面和乌兰县欧龙布鲁克剖面”等标准剖面,三江源“中华水塔”众多水体地貌和湿地,以及丰富多样、造型独特、景色壮美的昆仑山、祁连山冰川遗迹等,其各冰期冰川地貌的关联关系、相应的堆积物在时空变化和层位方面对比的意义,以及生态环境和人类可持续发展等诸多问题,备受地质学界以及全社会的关注。

    然而,由于地域偏远,经济及交通等各方面欠发达,青海省地质遗迹调查工作到目前为止还未系统开展,致使许多珍贵独特的地质遗迹成为了待字闺中的神秘少女。直到目前,许多省外游客甚至当地的一些游客,仅知道青海湖、塔尔寺、茶卡盐湖、昆仑山口、门源油菜花等几个名气较大的景观,而且目的性很强,基本上直奔上述景观而去而不顾其他。

    特别值得一提的是,中国矿业报记者在青海省同德县还发现了奇特的丹霞地貌景观,虽然南方的湖南、广东、福建等几个省份早在2010年就把“中国丹霞地貌”列入了“世界自然遗产目录”,尽管同德的丹霞地貌一点也不逊色于南方且紧靠省级道路,但这丝毫没有改变其被遗忘、冷落的命运。

    “近年来,青海省为建设地质公园,只在年保玉则、格尔木昆仑山、青海湖、互助北山,以及2004年首次被评为青海省第一个国家级地质公园的黄南藏族自治州尖扎县的坎布拉、贵德、阿尼玛卿、德令哈柏树山、查尔汗盐湖等地区开展过不同程度的地质遗迹调查工作。”拜永山说。

    百花齐放才是春

    失在俄顷,积在平日。青海省许多地质遗迹之所以长期处于沉睡之中,没有得到更好的保护和开发,关键还在于其“平时功课”没有做足,基础调查工作薄弱,地质遗迹家底不清。

    进入二十一世纪,中国地质调查局在青藏高原安排1∶25万国土资源大调查项目,其中在生态环境调查部分专门部署了地质遗迹调查内容,这标志着青海省地质遗迹调查的大幕正式拉开。

    2015年,青海省地质调查院通过招标方式承担开展了西北地区重要地质遗迹调查(青海)项目。该项目的总体目标任务是,按照《地质遗迹调查技术规范》等有关要求,在系统收集、综合研究青海省以往自然地理、经济、区域地质、水工环地质、矿产资源、遥感影像、旅游资源、人文历史等相关资料的基础上,开展青海省重要地质遗迹调查,查明省内地质遗迹类型、分布等基本特征与保护现状,了解其成因、演化过程,开展对比分析,客观评述其价值,建立青海省重要地质遗迹数据库,编制地质遗迹资源保护名录和保护规划。

    “开展青海省地质遗迹调查评价,符合中央关于‘加强藏区地质遗迹调查工作’精神,符合地方政府有关‘生态建设、旅游发展、精准扶贫’的要求。”吴正寿说,地质遗迹调查评价是一项重要的基础性和公益性工作,是青海省国民经济和社会可持续发展的需要,对实现资源可持续利用、促进科研科普、推进生态建设、促进地方经济社会发展等具重要意义。

    对这样功在当代、利在千秋的大事,青海省地质调查院自然十分重视,抽出精兵强将组织实施。重要地质遗迹调查项目开展的当年,该院就在青海省东部地区取得了阶段性工作成果,新发现了一批有望建立地质公园的地质遗迹集中区,初步评价认为已发现3处以上世界级重要地质遗迹,并提出了多条旅游精品路线和科普基地。

    青海省国土资源厅也非常给力,及时跟进。2016年,青海省国土资源厅根据项目取得的初步成果,新设立了省级地勘基金项目,开展同德县河北乡地质遗迹集中区、湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区等两处地质遗迹相对集中区的详查工作,其主要目的是为当地政府提供地质公园开发建设的基础资料,推动地方的“精准扶贫”。

    “通过1年多来的工作,项目组已完成了青海省东北部地区重要地质遗迹的野外调研和全省范围内重要地质遗迹的详查工作,取得了一些初步认识和成果。”拜永山介绍说,全省初步筛选了103处重要地质遗迹,其中东部地区重点开展了11处基础类地质遗迹、55处地貌景观类地质遗迹和5处灾害类地质遗迹的调研工作,通过地质遗迹特征、通达条件、民生所需等方面的研究,初步厘定地质遗迹集中区和野外科研、科普教育基地各10处,地质遗迹旅游路线12条。

    在其初步厘定的10处地质遗迹集中区中,湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区特点突出,岩溶地貌、火山岩地貌发育完整,集叠层石化石、瀑布、石林、峡谷和各类象形石于一体。同时,景区海拔3000米左右,自然生态保存完好,动植物资源丰富,距离省会西宁市60多千米,主干交通极好,餐饮、住宿方便,客源充足,是一处绝佳的旅游胜地。而海南州兴海县曲什安镇的黄河曲什安砂砾岩峰林地质遗迹区将独特的旅游资源与神奇的人文环境融为一体,把砂砾岩峰林、黄河、草原、绿洲、农庄等多种资源巧妙组合起来,山水相依,峰林耸奇,危崖横断,河映崇山,曲流回旋,平畴十里,小村安卧,动静结合,气势磅礴,成为青海观光旅游、休闲度假、科考探险、摄影的首选目的地之一。

    而发现过程最富传奇色彩的当属同德县河北乡地质遗迹集中区。2015年8月初,前去青海南部出差的拜永山偶见车前迎面飞入一处丹霞地貌,其造型奇特,色染如霞,方山、石墙、石峰、石柱间芳草没膝,古木参天,满目秀色。出差归来的他马上组织项目组前去调查,认为该丹霞地质遗迹产出在黄河流域最上游地区,对研究高原隆升、黄河溯源侵蚀历史、气候变迁等具有科学意义,并且是黄河流域与古老原始森林为伴的一处藏区丹霞地貌,由丹霞丘陵、丹霞峰丛、丹霞石墙、丹霞石柱、丹霞崖壁、丹霞峡谷、丹霞石峰、丹霞穿洞、丹霞洞穴、顺层凹槽、落水洞、天生桥等组成。

    “该地质遗迹区夏季连绵起伏的山峦、崎岖蜿蜒的山路、幽静的小径、涌动的云层、流动的羊群,配上亘古不变的丹霞地貌,宛如仙境,令人心旷神怡。其自然景观、人文历史俱佳,国内稀有,具有很高的旅游观赏价值。”谈到自己发现的“杰作”,拜永山至今依然兴奋不已。

    一花独放不是春,百花齐放春满园。对东西长1200千米、南北宽800千米的青海省来说,尽快查明地质遗迹固然重要,但如何把这些地质遗迹保护好、开发好、利用好,并与旅游有机结合起来,也是当务之急。

    “青海省许多地质遗迹像一个个散落并淹没在沙滩里的珍珠,既没有被及时发掘出来,形成品牌优势,又没能靠精品旅游线路串起来发挥整体效应。”拜永山坦言道。

    正是基于这种认识和判断,2015年,青海省地质调查院根据地质遗迹分布,结合当地旅游资源,专门拟选了海北州八一-黑河大峡谷、仙米林场-七彩瀑布-岗什卡冰川(夏都第一峰)等12条地质遗迹旅游线路,以期让更多的地质遗迹“苏醒”过来,发挥出更大效益。

    调查保护亟待加强

    “全省重要地质遗迹成果的取得,为‘三区’生态文明建设提供了重要技术支持,能够为地质遗迹保护规划和省域旅游行业发展提供重要的基础信息资料和决策依据。”拜永山说,随着社会经济的高速发展,大量未被正式保护及尚未被发现的地质遗迹正面临着工程建设、采矿等人类活动的破坏。通过地质遗迹调查,可以提高青海省地质遗迹研究程度,为全省绿色发展提供技术指导,为今后旅游工作部署、科普基地建立及国土资源调查研究工作提供扎实的基础资料。

    然而,由于多种因素的制约,目前青海省地质遗迹调查、评价保护、开发利用工作程度极低,原有的地质遗迹调查缺乏系统性、规范性,地质遗迹资源的再利用创新不足。据了解,时至今日,青海省全省范围内地质遗迹资源的种类、成因、分布、评价、保护等还未进行过全面统计和调查,即便是已实施的调查项目也存在调查对象种类单一、调查内容不全面、调查范围只限于地质公园内等问题。同时,青海省重要地质遗迹保护名录尚未建立,缺乏开展地质遗迹保护和省域旅游行业决策急需的重要基础信息资料。

    而2015年西北地区重要地质遗迹调查项目(青海)的开展,在青海省东部地区虽然发现了众多极具旅游观赏价值和科研价值的重要地质遗迹,但受工作性质所限,投入工作量有限,调查评价精度不足。对现有的旅游景区而言,由于缺乏专业、系统的地质遗迹(旅游景点)调查工作,青海省“旅长游短”的瓶颈问题仍然存在。

    资金短缺是困扰青海省地质遗迹调查与保护的拦路虎。据了解,由于全国性地勘工作经费下调,国家配属给本项目的经费有限,且工作周期又短(2015年~2017年)。而青海省面积达72万平方千米,地质遗迹类型复杂、点多面广是其主要特点,现有资金无法完成青海省全域重要地质遗迹调查工作。

    “地质遗迹调查、评价保护、开发利用的‘产业链’意识,在学术、政府、社会三个层面均未形成,地质遗迹的调查保护也未能在环境建设、地质生态景观开发利用等方面发挥应有的作用。”拜永山最后说,适当对地质遗迹进行开发利用,使之成为科学研究、科学普及、教学实习的基地和地区经济发展新的突破点,同时对拓宽当地居民就业渠道、增加居民收入等具有重要意义。因此,进一步加强开展青海省地质遗迹资源调查,摸清家底,科学规划,盘活资源,使其得到合理利用和有效保护,对促进经济、资源、环境的协调发展,确保生态安全,实现可持续发展等,都具有重大的战略意义。

    同德县河北乡地质遗迹集中区的丹霞地貌

    让待字闺中的地质遗迹一展芳容

    近日,由自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查”项目在武水流域建立两种地貌富水模式。

    地下水分布受多种因素的控制,包括岩性、地貌、地质构造等,其中地貌是一个非常重要的控制因素。通过野外调查研究,在武水流域建立两种地貌富水模式,分别为U型河谷型及马蹄形富水模式。U型河谷型:在地形切割较大、较深的河流两侧,由于河流切割作用,横剖面呈U型,河流构成区域基准排泄面,在河流两侧发育有众多岩溶大泉、地下河,构成局部富水块段,典型区域为辽思河中上游岩溶分布区。马蹄形富水模式:该富水模式在区域内比较常见。其源头通常为一地下河出口,在地下河出口形成的地表沟流机械侵蚀作用下,形成切割深、呈V字型的马蹄形,由于切割深,地表河流两侧泉水发育,构成富水块段。

    两种地貌富水模式的总结加深了对工作区水文地质条件的认识,对深刻分析岩溶发育规律,地下水开发利用条件、寻找后备水源地、应急抗旱找水等具有重要的指示作用。

     

                                 马蹄形富水模式三维示意图                                              U型河谷富水剖面图

    武水流域建立两种地貌富水模式

    离开塔希提已经十天了,而我的内心仍久久不能平息。这个在法国人认为“人间天堂”的地方,风景如画,让人如痴如醉-——可对“海洋六号”船轮机部的兄弟们来说,只是过往云烟!

    故障就是命令

    经过长途的航行,就在靠泊塔希提港的前一天,3月12日凌晨将近3点,我接到值班管轮耿强林的电话:“出大事了,柴油机出问题了”,赶紧下集控室,与及时赶到的轮机长覃海杰和电机员郑正大一起查看。原来是三台主发电柴油机在联机高速运行中3号柴油机第四缸的缸头螺栓断了一根,引起冷却水泄漏,导致冷却水高温应急停车,其负荷瞬间全部转移到1号和2号机上,超高负荷冲击把1号主柴油机也搞坏了。三台机一下子坏了两台,这是轮机工作中最怕出现的“瘫机”,倘若不及时恢复,一台柴油机很难满足第二天进港的要求,甚至会影响后续返航的安全。

    轮机长当机立断,下令关掉3号机所有进出水阀,由易到难,首先排查1号机加不上负荷的故障原因。我立即抽调人员从凌晨四点开始撸起袖子干,从外到内逐一排查,检查缸头螺栓等固定件、运动件、进排气系统和燃油系统,启动柴油机测量压缩压力和爆炸压力,终于在并车运行后发现,当负荷慢慢增加到500KW以上后增压器开始逐渐听到有脉动的“哄哄”声,柴油机各缸排温急剧升高——增压器喘振!最不希望出现的情况还是出现了,增压器故障!增压器是柴油机的精密部件,结构复杂,维修难度很大,一般都是由专业的修理厂家修理,船上没有维修条件(没检测仪器),从没修理过,备件也不足。

    为了不耽误时间,我带领兄弟们马不停蹄立即转战3号机。吊缸头,更换损坏的螺栓和密封胶圈。整个过程要小心翼翼,取出断裂的螺栓,可和仓库找来备件对比,备件号没错,可螺栓不对。再次确认没有这个备件后,立即将此情况报告轮机长。轮机长一边指示先从暂时难以修复的1号机拆两条螺栓过来,尽快恢复3号机;一边向船长汇报,将情况立即报告广州海洋地质调查局,请求后方支援。后方马上行动,启动相关程序着手备件采购。说干就干,经过持续15个小时的奋斗,晚上九点缸头装复完毕,兄弟们满是疲惫,有的都瘫坐在地上了。3号机终于可以试车了,我的心都快到嗓子眼了,生怕其它部件再出什么差池。幸好,功夫不负有心人,试车成功。拥有了两台主机提供动力,进出港的动力要求满足了,船长、轮机长和我的压力都减轻了。

    守住最后的防线

    13日早上,船舶顺利靠泊法属塔希提港PAPEETE码头。轮机部按照计划组织部门人员立即完成燃油的补给工作。1号柴油机增压器的拆检修理工作是头等大事,广州海洋局收到船上的故障报告后,十分重视,局长叶建良亲自主持召开主机故障讨论会,为船上提供强有力的支持。

    局领导重视,增强了我们修好所有设备的信心!船上临时党委统筹安排,要求各部门随时提供支持。轮机部兄弟们责无旁贷!虽然船已靠港,可没有一个兄弟提出要上岸去欣赏异国风情,每天都自觉穿好工作服汇聚在机舱进行设备检查保养,尤其是对三台柴油机的全面检查。轮机长明确要求,确保2号、3号机安全正常运行,在此基础上全力修复1号主机。为了实现这个目标,经请示局里同意,通过代理寻找当地船厂技术支持。可与代理找来的当地两位“专业人员”一起工作后,发现他们并不是专业的增压器维修人员,也没有增压器转子动平衡检测设备。在外方人员协助下把增压器拆卸下来后,我和轮机长一致决定,自己动手修理。

    迎难而上,绝不放弃

    20日中午,备件一送到船,部门就立即兵分两路---我带人安装增压器,二管带人安装螺栓。增压器转速高(正常航行1分钟30000多转),工作温度高,安装精度和清洁度要求都很高。大部分运动件不是铝合金就是铜,一个轻轻的刮碰都能造成变形,一块小小的铁屑残留都能打坏高速旋转的零部件。我多次翻看说明书,在说明书也没有安装指导的情况下,自己慢慢摸索,每一步都小心翼翼。

    “没事,死马当活马医,哪怕修好能用来发电也好,万一成功了呢?”老轨给我鼓劲。有了定心丸,就大胆干!高级机工沈衍栋、莫峻辉和梁安林帮了我大忙,动手能力强悍的他们协助我顺利完成了一个个零部件的安装。尤其在总装整个转子组件时,因转子组笨重(重达200斤),安装位置较高,空间狭窄,站不了几个人,可起吊和安装不能碰到任何东西,同时需要各方位定位精确,任何一个部位有小小偏差都不行。我们足足花了2个小时反复摸索安装,几次都没成功。我都恨不得自己力大无穷,直接抱起来安装进去。轮机长看到我们累得实在不行,爬上机头,亲自动手协助大家对孔定位,终于搞定了。

    晚上十点半,增压器安装完毕,终于可以试车了。试车过程非常谨慎,起动-空车运行-加负荷,每一步都仔细检查各参数,在确认各方面都正常后才会执行下一步程序。经过1个多小时的试车,确认增压器修理取得成功。至此,大家都松了一口气。

    护航海六,奔向祖国

    这次故障看似偶然,但也有其必然性。我船拥有动力定位功能,在作业时船舶自动运行保持在某一位置或特定状态,而动力定位的位置是靠DGPS来确定的,多次作业中发现DGPS的信号输入错误,时常出现较大的错误偏移,这就导致船舶突然大幅度移动,提供动力的柴油机会出现瞬间较大负荷,甚至是超负荷运行。加上一周前,2号机无征兆频繁跳闸,负荷转移对1、3号机造成超负荷冲击,而电站的功率限制保护没起作用,多种因素的叠加最终导致故障。

    回想过去抢修的日日夜夜,感慨颇多。这次设备故障的解决,离不开船上临时党委的正确领导,离不开后方家里的大力支持,离不开船上各部门的积极配合和轮机部兄弟们的辛勤付出。在困难面前,轮机部的兄弟们放弃休息,自觉到机舱参加抢修,一干十几个小时毫无怨言,让我十分感动,我要给他们一个大大的赞!

    21日,我船在三台主机熟悉的轰鸣声中离开了塔希提港,踏上了漫长的回国航程!为确保安全返航,防止柴油机再次出现超负荷冲击而产生其它变故,老轨和船长商量决定,选用经济航速,选择三台机并联的最佳负荷运行,既安全又经济。

    如今,“海洋六号”船历经艰辛后正劈波斩浪勇往直行,兄弟们用汗水汇集成的浪花在船边翻滚,在阳光的照射下更显得异常夺目。漫漫回家路,我们坚信,只要有这种顽强拼搏的精神和不怕苦的意志,“海洋六号”船定能乘风破浪无障碍,直挂云帆回中国!

     修复1号机 

    安装增压器 

     短暂休息 

     全面检修三台机

    “天堂”坎坷路

    党的十九大报告将生态文明建设提到前所未有的新高度,建设绿色矿山、发展绿色矿业,实现矿业开发与生态文明的协调发展已上升为国家意志。

    近年来,自然资源部把绿色矿山建设作为促进矿业领域生态文明建设的重要内容,先后出台一系列政策措施,并发布了九大行业绿色矿山建设规范,对促进矿业行业绿色发展和生态文明转型发挥了重要作用。

    矿业行业绿色发展是一个系统性的工程,涉及事前(矿山建设前的调查、勘探、评价、规划)、事中(矿山建设和开发)和事后(闭坑后的矿山地质环境治理和生态修复)全过程。然而,由于受多种因素的制约和“矿山”二字的局限性,在当前的绿色矿业推进过程中,绿色矿山建设只能偏重于在建矿山,而对于矿山建设前的科学论证及矿山闭坑后的生态恢复治理缺乏有效手段,还没有形成从矿业权规划设立到开发利用直至闭坑后的全产业链、全生命周期的绿色发展机制,导致许多地方及矿山企业只注重事中,尤其是事后的生态恢复治理,而没有加强事前的科学设定及事中的有效管控。

    自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所作为国家队,以服务矿业领域生态文明建设为己任,以支撑服务自然资源矿业管理为出发点,充分发挥多年来在矿产综合利用行业积累的独特优势,提出了构建“矿山绿色开发指数”体系的设想,令人耳目一新。这不仅丰富了绿色矿山建设的内涵,拓宽了绿色矿山建设的领域,也为矿业行业实现绿色发展,走产业生态化、生态产业化之路奠定了理论基础。近日,《中国矿业报》记者就此专访了自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所所长胡泽松。

    成都矿产综合利用研究所技术人员在矿山周边开展土壤生态修复

    《中国矿业报》:何为“矿山绿色开发指数”?提出此设想是基于什么背景?

    胡泽松:“矿山绿色开发指数”就是通过建立一整套矿业绿色发展的综合评价体系,在科学设置矿产开发“必要条件”的基础上,通过高价值、低消耗、环境友好可恢复的矿业活动,保红线、守底线,实现矿业的绿色可持续发展,促进矿业行业的生态文明转型。其追求的最终目标就是矿产开发经济高效、矿山废物达标可控、矿区生态源头修复。

    “绿水青山就是金山银山。”习近平总书记的“两山”论述是矿业发展的原则和方向。探索建立“矿山绿色开发指数”,是落实“两山”论述、实现矿业行业生态文明转型的生动实践,是矿业经济可持续发展、高质量发展的必然要求,也是自然资源部中国地质调查局直属单位支撑服务自然资源管理的责任和义务。

    《中国矿业报》:建立“矿山绿色开发指数”体系应该遵循哪些基本原则?

    胡泽松:矿业开发活动是涉及“金山银山”与“绿水青山”社会价值选项、博弈的重大课题。高价值的矿业开发既是物质基础,也是行为保障。而低价值的矿业开发既带不来“金山银山”,更谈不上“绿水青山”,反而会给生态环境造成破坏。“绿水青山”就是“金山银山”,指的是高价值的矿业开发,通过高价值、低消耗、环境友好可恢复的矿业活动,实现“绿水青山”与“金山银山”的协调统一,使矿业发展按照国家政治建设、文化建设的要求,遵循经济建设、社会建设、生态建设的规律,服务于美丽中国建设。

    建立“矿山绿色开发指数”,是通过设置矿山开发“必要条件”,服务于政府矿业管理职能,以实现从源头上来确保绿色开发,这也是对绿色矿山建设的有益补充。

    建立“矿山绿色开发指数”体系,必须要运用“法治思维”“底线思维”的方法,围绕守红线、保底线,体现政府宏观管理意志,体现山水林田湖草国家资产管理监督的国家意志。“矿山绿色开发指数”体系是政府矿业管理必要的技术支撑,是守住管理底线必须的技术手段。“矿山绿色开发指数”可分矿种采取年度发布方式向社会公开,成为全社会开展矿业开发活动的依据。

    建立“矿山绿色开发指数”体系应该以原矿价值为经济属性,以矿山性质为开采属性、以矿物性质为工艺属性、以社会发展为投资属性、以环境容量为保障属性、以矿山可恢复为保证属性,形成甄别矿山开发利用价值精准的矿山开发 “必要条件”评价体系,支撑政府矿业权设置等管理职能。这里面,“经济属性”是基准,其他“属性”是基准的矫正参数。在满足矿山开发“必要条件”的前提下,通过许可制度鼓励企业和社会参与矿山开发活动,矿山开发利用的“充分条件”由矿业开发的主体按照技术、资金、环境、市场、管理等配置的原则,进行矿山开发方案的编制和优化,组织实施。

    建立“矿山绿色开发指数”体系,就是通过矿山开发价值评估,禁止低价值矿业开发活动,鼓励高价值的矿业开发活动,为实现“绿水青山”奠定物质基础。

    《中国矿业报》:“矿山绿色开发指数”作为矿业行业一个新的研究和发展方向,应该遵循什么样的思路和方法?

    胡泽松:一是“矿山绿色开发指数”设立应简单、科学、可操作。本着公平公开、客观科学、简单务实的原则,突出解决主要矛盾,不求全责备,指导“矿山开发指数”影响因子的设立和数据采集,尽量减少人为的主观判断因素,提高政府发布信息的权威性。

    “矿山绿色开发指数”体系包括以下影响因子:

    ——原矿价值因子:可利用矿物价值加权构成,可参照国际金属、非属市场定期发布;

    ——矿山开采因子:以剥采比等为主要参数,确定矿山开采影响因子;

    ——矿物工艺因子:以工艺粒度、“致命杂质”含量为主要参数,确定矿物可利用影响因子;

    ——矿业投资因子:以矿产地GDP为主要参数,确定矿山投资效能影响因子;

    ——环境承载因子:以年均降雨量为主要参数,确定矿山环境承载影响因子;

    ——矿山恢复因子:以可利用矿物量与加工产生废弃物量之比为主要参数,确定矿山可恢复影响因子。

    以上“影响因子”数据的采集主要从交易市场公告、政府专项公告、国家或行业技术标准和特定矿山技术报告中取得。通过“影响因子”的关联性、紧密性的评价模型综合评定出“矿山绿色开发指数”。

    二是研究思路应以现有矿山地质报告、开发利用方案和环评、安评报告为重要依据,分矿种按照“六大因子”及相应的影响进行研究。研究各影响因子的等级划分、影响因子间的权重比例,辅助计算机网络技术,建立影响因子评价模型,形成简单、实用、具有可操作性和指导意义的“矿山绿色开发指数”体系。

    三是实施步骤应该是先解决“有没有”的问题,采取重点研究与示范、集中培训、分级实施的原则,两年内尽快推出重点矿产“矿山开发指数”1.0版;再解决“好不好”的问题,发现问题、聚焦难题、解决问题,优化影响因子评价模型,再用3年~5年的时间,将重点矿产“矿山开发指数”升级到实用版,并做到主要矿种全覆盖。

    开展土壤生态修复工作

    《中国矿业报》:可持续的矿业活动的特征是什么?“矿山绿色开采指数”将对绿色矿业发展带来哪些深刻影响?

    胡泽松:可持续的矿业活动的特征是:

    其一,绿色矿业的基本特征是不灭失矿山自然生态属性,以生态文明建设为理念的适度开发,必须替代竭泽而渔的掠夺式过度开发,盲目追求高指标“三率”显得不合时宜。

    其二,矿业活动是否符合可持续发展,关键在于矿业活动价值的全成本覆盖——应包括生态成本、环境成本,因此高价值矿业活动才具备可持续发展的基本特征。

    其三,金钱买不来环境,生态成本、环境成本必须在矿业开发活动过程中支付。因此,在新时代、新阶段,应该反思我们既往的矿业开发理念。

    一是树立新的资源利用理念。重新审视“采富弃贫”、“充分利用”、“低品位矿利用”的环境生态价值以及“尾矿利用”的环境生态价值,以“矿山绿色开发指数”为依据,确定其合理开发的边际,构建以生态修复为目标的矿业活动和绿色“三率”体系,防止过度的、掠夺式的矿业开发活动。

    二是用矿山生态修复的理念指导矿业活动,避免破坏了再修复,提倡矿业活动中的环境生态修复,不仅注重经济矿物组分的提取加工,更要关注对生态环境构成影响和危害矿物的脱除,逐步禁止矿业活动后的环境生态修复。如露天开采中的分层科学剥离,选矿尾矿干堆与矿山剥离物如何合理配伍回填,这就涉及排土场和尾矿库建设的思路。矿业活动必须与生态建设紧密结合,矿山环境修复方案要与矿山开发方案同论证、同备案、同实施、同检查、同验收。建立矿山生态保证金和相应的保险制度,切实保证“矿山环境修复方案与矿山开发方案”不单是矿业开发项目的核准依据,更应成为矿业企业依法合规经营的依据,成为矿业管理部门监督检查的依据。

    三是研发绿色矿业技术。包括绿色矿业勘查技术、绿色矿业生产技术、矿山生态修复技术,形成相应的标准化体系。

    总而言之,探索建立“矿山绿色开采指数”体系,是基于矿业全生命周期绿色发展的一次大胆尝试,是当前绿色矿山建设的有益补充和完善,也是矿业行业实现生态文明转型的迫切需求,应该是生态化新形势下我国矿业行业发展的方向之一。

     

    以“矿山绿色开发指数”促矿业生态文明转型

     

    沿海地区土地受海水侵蚀发生海岸崩塌

    国家海洋局近期发布的《2016年中国海平面公报》显示,2016年中国沿海海平面比2015年高38毫米,达1980年以来的最高位。而且,中国沿海近五年的海平面均处于30多年来的高位。受气候变化和海平面上升累积效应等多种因素的影响,辽宁、河北和海南等省的海岸侵蚀范围加大,辽宁、河北和山东等省的海水入侵较重,高海平面加剧了浙江、福建和广东等地的风暴潮与洪涝灾害。

    是什么原因导致了近年来海平面的快速上升?面对海平面上升带来的各种危害,应如何应对?记者近日走访了中国地质调查局相关海洋地质专家。

    全球气候变暖是海平面上升的根本因素

    “全球气候变暖是海平面上升的最根本因素。”中国地质调查局广州海洋地质调查局海洋环境地质与工程地质调查所副所长、教授级高级工程师夏真告诉记者。

    据夏真介绍,工业革命以来,人类大量使用燃料导致温室效应,全球气温逐渐上升,直接导致海水膨胀、极地冰盖和冰川融化,从而引起全球海平面上升。据研究,当温度为25摄氏度时,水温每增加1摄氏度,100米厚的海水层就将膨胀约0.5厘米。菲律宾马尼拉海域热膨胀导致海平面上升的因素所占比重约为1/3。此外,全球气候变暖导致格陵兰冰原和南极冰盖,以及山地冰川的加速融化也是造成海平面上升的主要原因之一。据估计,过去十年格陵兰冰原平均每年融化约3.03万亿吨,南极冰盖平均每年融化1.18万亿吨,格陵兰冰原所拥有的水量足以让海平面上升约7.62米。此外,许多小型陆地冰川也在加速融化,尤其高山冰川的融化速度明显超过大型冰盖,山地冰川融化在海平面上升的所有因素中所占比重约达1/3。

    2016年我国沿海地区的海平面高位上升,有全球气候变暖引起海平面上升的背景,同时更是受到2015~2016年的极端厄尔尼诺—拉尼娜事件影响。中国地质调查局青岛海洋地质研究所副总工程师、海岸带综合地质调查工程首席专家印萍表示,受2015年夏季开始并在冬季达到最强的厄尔尼诺事件影响,包括我国沿海在内的西太平洋海面温度降低,海平面上升幅度小,总体低于往年水平;2016年夏季受拉尼娜事件影响,西太平洋岸海水温度持续升高,海平面达到了历史新高。这是自上世纪80年代以来最强的厄尔尼诺—拉尼娜事件,导致我国沿海海平面异常,处于近30年来的最高位。

    中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室主任、天津地质调查中心二级研究员王宏则指出,具体到某一地区,海平面上升的原因还有地质因素(新构造下沉)、人为因素(抽取地下水引起的地面下沉)等局地因素,在多种复杂因素的共同作用下,引起相对海面上升。

    据夏真介绍,广东沿海的湛江市、海康城月镇、东莞麻涌、潮州南龙湖、汕头北下棠、潮阳西北西胪、海丰可塘等地均发生不同程度的地面沉降。其中,湛江市地面沉降最大区累计可达110.35毫米。珠三角沿海地区软土地基分布广泛、厚度大,也易造成地面沉降。

    此外,专家们还表示,区域海平面变化还受局地海温、海流、风、气温、气压、降水和径流变化等水文气象要素的影响,气温和海温升高、气压降低,海平面会突然升高。如低气压、强台风引起增水或风暴潮现象,风暴潮将海水推入封闭港湾也会导致海平面异常升高。

    海平面的加速上升加剧了海洋灾害致灾程度

    海平面的加速上升,已经成为海岸带的重大灾害。

    印萍指出,海平面上升将直接导致沿海地区低地被淹没和土地资源损失。而与海平面上升相伴的,还有台风强度、频率增加和降雨增多,从而加剧沿海地区风暴潮、海岸侵蚀、洪涝、泥石流等灾害,并引起河口内涝、海水入侵、土壤盐渍化、湿地生态系统退化等一系列问题。长期海平面上升还会影响城市排水系统、海堤和港口码头等安全标准。我国环渤海、长江三角洲和珠江三角洲沿海低地和河口地区受海平面上升和风暴潮影响最大。

    “珠江三角洲绝大部分地区海拔高度不到1米,现有约13%的土地在海平面以下,若海平面再涨400毫米,那么珠三角1/4土地或变成海的一部分。”夏真介绍,渤海和黄海沿岸受海水入侵的威胁最大,珠江三角洲地区也多受海水入侵困扰。2014年珠江口共监测到咸潮入侵8次,影响最严重、持续时间最长的咸潮入侵达15天。辽宁、河北、天津和山东等沿海地区由于海平面上升出现了严重的土壤盐渍化。

    海平面上升不仅会加剧风暴潮灾害,增加超级台风出现的频率,还会加大洪涝灾害的威胁。当遇到天文大潮和季节性涨潮时,本已升高的海平面威力大幅增加,使潮水暴涨,影响区域更广,危害更大,原有的防潮工程功能减弱,海潮甚至冲毁海堤,吞噬码头、工厂、城镇和村庄。2008年,热带风暴“纳尔吉斯”袭击缅甸,风暴潮、巨浪和高海平面共同作用,酿成严重灾害,超过12万人遇难,约200万人受灾。2014年,广东省海域共发生风暴潮3次,造成全省直接经济损失60.41亿元。王宏也指出,上海、广州及天津这样的沿海大城市和沿海低地地区,特别是包括辽东湾、渤海湾、黄河三角洲、莱州湾、苏北沿海、长三角、杭州湾、闽浙小海湾及珠三角等泥质海岸带地区,因海面上升,使得致灾大潮高水位和风暴潮危害增强,沿海地区被高水头海水淹侵的程度和发生频率大大增加。

    海平面上升还造成海岸侵蚀严重。海平面上升,海洋动力作用加强,使得海岸侵蚀加剧,特别是砂质海岸受害更大。海水易对堤岸下的海砂冲刷侵蚀,造成海岸坍塌后退。资料表明,我国70%的砂质海岸被侵蚀后退,有的海岸每年“后退”数米甚至数十米。深圳惠深沿海高速公路土洋收费站附近280米长的岸段受侵蚀,2010~2014年最大侵蚀距离为18.7米,平均侵蚀距离9.5米,建在岸边的篮球场完全消失。汕头潮阳区龙虎湾岸段侵蚀严重,导致部分堤坝崩塌,建筑物严重损坏,部分房屋墙角被掏空成为危房。

    科学应对海平面上升及其带来的各种危害

    海平面上升虽然是缓发性海洋灾害,但随着全球气候变暖的加剧,对沿海地区经济社会发展以及公众的生产生活的影响越来越大。如何应对?

    印萍建议,一是应加强海平面上升观测系统建设,开展海平面上升、风暴潮灾害预测和沿海地区灾害风险评估,制定风险区划和减灾防灾战略;二是提高河口三角洲和沿海低地平原区防洪排涝标准,海岸防洪堤、港口码头和沿海城市重大基础设施规划建设应充分考虑海平面上升因素,并根据海平面变化趋势及时调整防洪标准和采取措施;三是开展海岸生态系统建设和滩涂修复,扩大红树林等滨海湿地面积,开展滩涂修复和养护,提高海岸带自然生态系统应对海平面上升的能力;四是严格控制沿海地区地面沉降,减缓相对海平面上升;五是完善海岸带避让制度,预留海平面上升的海岸空间,避免在高风险的避让线内建设重大工程和重要基础设施等。

    夏真指出,要充分考虑海平面上升影响,重新修订城市防潮排涝标准,减少海岸及海堤侵蚀冲刷程度,提升河道排涝能力,以适应海平面上升。加强地面沉降监测,合理开发地下水资源,有效控制地面沉降,减缓相对海平面上升。在咸潮影响严重区,根据海平面上升幅度及季节变化情况,合理调配淡水资源,调整供水对策,保障供水安全。合理开发利用海岸,避免大规模破坏生态系统的开发活动,为滨海湿地、红树林、芦苇等滨海生态系统提供良好的生存环境及发展空间,提高其抵御和适应海平面上升的能力。科学围填海,保护滩涂资源,减缓海水对海岸的侵蚀冲刷。加强侵蚀岸段治理,保护海岸。修建加高加固围堤或其他防护工程,在围堤外侧种植红树林水草等植被,开展生态修复,构建生态系统与围堤相结合的立体防护网;采用人工补沙或固沙工程,建设沿海防护林,维护海岸沙丘及沙滩,科学应对海平面上升影响。开展海洋环境应对气候变化的响应监测工作,加强风暴潮、海啸、咸潮、海岸侵蚀、海水入侵和土壤盐渍化等海洋灾害的立体化监测,建立监测数据实时采集、处理、风暴潮预报的信息服务网络系统,强化海平面上升和相关海洋灾害的预警预报服务,全面提高沿海地区防御海洋灾害能力。在沿海地区向公众大力宣传保护海洋的重要性,开展海平面上升危害的科普活动,增强公众对海平面上升以及风暴潮、咸潮等海洋灾害的防范意识,使大家自觉保护海洋环境,监督海岸带开发活动,避免无序非法用海。

    王宏则建议,参照联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的海面上升预测方法,做出不同的预案(包括最坏的);在具体政策的制定上,汲取世界其他国家的经验,预先在保险业等相关领域开展调研与试点,例如提高海岸带开发的税收用于成立海面上升保险储备金等;广泛开展科普宣传,提高大众与传媒的认知。

    中国地质调查局将开展海平面上升专题调查研究

    中国地质调查局长期关注海平面上升调查研究工作,在我国海岸带重点岸段开展海平面上升灾害风险评估和区划,调查海堤标高和地面沉降速率,开展海平面上升、海岸侵蚀和风暴潮灾害调查,研究滨海湿地和岸滩修复技术,制定了重要沿海城市和临港工业区应急减灾方案等。在“十三五”开始实施的海岸带综合地质调查工程中,将开展应对海平面上升专题调查和战略研究,在全国重点海岸带地区开展涵盖海平面上升影响调查研究的海岸带环境地质工作,编制重点区灾害风险区划,支撑服务沿海区域建设规划、港口核电等重大工程安全、减灾防灾等国土资源管理工作。

    据夏真介绍,广州海洋地质调查局自1998年开始,先后在广东大亚湾、大鹏湾、珠江口、北部湾广西近岸、福建平海—浮叶海域,以及海南乐东—陵水海域开展了海岸带环境地质调查研究,对海岸带的环境地质问题、滨海湿地(尤其是红树林)的生态环境、海岸侵淤及动力沉积作用、海水温度盐度和水质环境及海洋工程对环境地质影响等进行了较为系统的调查分析。近年来,为应对海平面上升影响及海岸带环境变化,广海局加强了对海岸带地区的地下水、咸水入侵及海滩稳定性监测,设立了《北部湾等重点海岸带综合地质调查》项目,在广西和海南沿岸有重点地选择调查基线,采用多学科立体式的调查技术,进行了约10余年的地质环境调查监测工作,建立了“三位一体”海水入侵监测系统,长期有效监测,定时采样分析;与海岸蚀淤监测剖面及调查基线结合,形成“陆海一体”监测体系。

    王宏指出,要加强海岸带、特别是最易受海面上升影响的泥质海岸带地质工作;开展综合调查与监测,包括查明海岸线蚀淤、围海造陆区块稳定性、地下水位与水质变化、毗邻浅海区地质环境变化,以及新构造活动等,并重视相关基础科学研究。王宏强调,在地质历史时期海平面变化研究方面,国内的整体水平明显落后,尤其对于地质历史时期海面变化的背景情况、变化规律与预测研究几乎为空白,是当前亟待加强的研究领域。在应用地质方面,要主动介入海岸带重大工程(如围海造陆)的地质环境评价工作,提供高水平的公益性地质成果。

    海平面上升,不可忽视的海洋地质灾害