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     “一带一路”图示

     

    摘要

    矿产资源领域合作是“一带一路”战略的重要组成部分。一些沿线国家拥有丰富的矿产资源,是世界矿物原材料的主要供给基地。更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。

    我国与沿线其他国家在产业结构等方面也具有较强的互补性。中亚国家油气资源丰富,但勘探开发开采能力相对较弱,基础设施建设也较薄弱。东南亚区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。我国在装备、技术、资金等方面甚有优势。这样的合作方式不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,我国也可以优化矿业产业结构,实现优势互补。

    “一带一路”贯穿亚欧非大陆,一头是活跃的东亚经济圈,一头是发达的欧洲经济圈,中间广大腹地国家经济发展潜力巨大。丝绸之路经济带重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲(波罗的海);中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海;中国至东南亚、南亚、印度洋。21世纪海上丝绸之路重点方向是从中国沿海港口过南海到印度洋,延伸至欧洲;从中国沿海港口过南海到南太平洋。

    “一带一路”战略的实施,无论是沿线配套建设的铁路、公路、桥梁、水库等基础设施,还是在矿产资源勘查的基础上发展矿业,都具有深远意义。

    我国拥有技术、装备、资金、人才及基础设施建设等优势,一些沿线国家矿产资源丰富,而且都有加大矿产资源勘探开发及实现资源优势向经济优势转变的共同愿景。我国愿与其他沿线国家加强矿业合作,实现优势互补。

    “一带一路”战略的实施,为沿线国家矿业合作提供了新机遇、新平台,广受矿业界人士的好评。矿业巨头淡水河谷负责人直言非常看好“一带一路”,认为“一带一路”沿线国家与地区将率先受益。

    矿业合作是“一带一路”战略重要内容

    “一带一路”战略是综合当前国际国内形势推出的重要举措,对于促进沿线国家经济繁荣与双边、多边区域经济合作具有重要意义。

    为促进“一带一路”建设,在2014年APEC北京峰会上,我国推出了3大创举,即成立亚洲基础设施投资银行(AIIB)、丝绸之路基金以及推进亚太自由贸易区(FTAAP),共同加强全方位基础设施和互联互通建设,促进贸易投资便利化。2015年3月28日,国家发展改革委、外交部、商务部3部委联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,对共建原则、框架思路、合作重点、合作机制等方面提出了倡议,勾勒了“一带一路”的发展前景。其中,丝绸之路基金明确表示,将资源合作作为重要的融资支持方向。这些举措将为矿产资源合作提供必要的基础设施建设、金融资金支持和贸易便利化服务等。

    我国与一些沿线国家毗邻、山水相依,具有千丝万缕、唇齿相依的独特关系。相邻的国家以矿产资源合作为起点,构建利益共同体,将极大地促进区域和平稳定发展,实现多方共赢,同时为加强矿产资源领域合作提供了重大发展机遇。

    矿产资源领域合作是“一带一路”的重要组成部分,是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长优势的关键领域。

    对此,长期在新疆从事矿业开发的喀什西凯矿业有限责任公司董事长韩冰也有着自己的观点:“在‘一带一路’战略的大背景下,我国可以充分发挥基础设施建设优势,但是当‘一带一路’沿线的公路、铁路打通之后,如果沿线没有产业支持,与之相关的战略部署如何落地?依靠什么来支撑?在沿线发展哪些产业?这将是要面对的一系列问题。” 韩冰进一步分析说,我国西部地区,尤其是新疆,以及与之毗邻的一些沿线国家,除了农业,很多地方还没有建成工业化体系,仅仅依靠农牧业,很难大规模地发展第三产业。而且,“一带一路”沿线的公路、铁路打通之后,仅依靠农牧业也远不能满足其运力。我国东西部地区差异非常大,东部依据沿海、人口稠密等要素发展服务贸易具有优势,所以服务贸易经济能够发展起来。但西部地区如果不依靠资源,发展贸易是无源之水,非常困难。即使有内地移民到新疆,如果没有持续长久的产业作为支撑,仅凭贸易一阵风过后,这些新移民还会选择再离开,很难长期驻守在这片土地上,无法实现安居乐业。而与新疆毗邻的一些沿线国家矿产资源丰富,且都有迫切将资源优势转化为经济优势的需求,发展绿色矿业可作为其长久发展的支撑产业。只有这样,“一带一路”战略的落地才能实施的更为顺利,才能形成最牢固的根基,也能更好地促进我国边疆地区的长治久安。

    在国家“一带一路”战略的背景下,韩冰把公司定位于“稳定勘查业务,推进矿业开发,快速结合资本市场,打造为‘三位一体’的综合矿业集团”,如今已经发展成为地质勘查与矿业开发并举的综合性矿业公司,拥有探矿权及采矿权近百个,总面积1200平方千米,分布于新疆喀什地区、和田地区、克州等南疆三地州, 矿权区均位于国家“358”项目的重点成矿区带上,已经探明及发现的矿产有铁、铜、铅锌、金银、锂、铷、钼、钴等。韩冰相信,随着国家“一带一路”战略的实施,矿业企业也会有更多更好的发展机遇,非常值得期待。

    也有业内人士提醒,应该认识到“一带一路”是宏伟战略,不是囊括一两个大项目那么简单,不是短期就能完成的,加之现在的矿业开发已不是简单地实现盈利,而是走向了大地质观、大资源观和大生态观统筹推进的新时代,全面融入了社会经济的各个层面和发展的全过程,更是一个系统工程。

    “一带一路”沿线国家矿产资源丰富

    一提到“一带一路”,国内多数人首先会联想到是新疆,新疆作为“丝绸之路经济带核心区”,也是“一带一路”沿线的一个重要节点,与中亚五国毗邻,中亚也是世界新能源资源基地。在2016年新疆矿博会上,中国地质调查局西安地质调查中心主任兼国土资源部中国-上海合作组织地学合作研究中心主任李文渊表示,新疆与中亚五国合作找矿潜力巨大。据其介绍,全球有五大油气资源富集区,中东是其中油气资源最富集地区,中亚-俄罗斯地区次之,因此中亚五国是世界第二大待开发油气产地的重要组成部分。全球油气资源1707亿吨(相当于1.2万亿桶),有国际机构认为中亚五国石油总储量可能高达2118亿桶,占有相当大的比例。除此之外,中亚地区矿产资源也非常丰富,目前发现有25处百吨以上金矿床、17处千万吨以上铜矿床、6处50万吨以上钼矿床、23处500万吨以上铅锌矿床、8处30万吨以上锑矿床、4处100万吨以上稀土矿床、30处2万吨以上铀矿床……该地区金、锌、铝、锑、锰、铬等矿产资源储量均居世界前列,已发现世界级特大型金属矿床32个,且与我国新疆同属一个成矿域,有相似的成矿环境,含有大型、超大型矿床的成矿带延伸入新疆。

    不仅中亚国家矿产资源丰富,一些沿线国家也都拥有丰富的矿产资源,“一带一路”串起了一个个巨大的能源矿产宝藏,是世界矿物原材料的主要供给基地,在全球经济和社会发展中扮演着资源的重要角色。据公开的数据显示,在这个区域内储藏的矿产资源有近200种,价值超过250万亿美元,占全球的61%。其中,世界上煤的蕴藏量最高的地区在中国和俄罗斯境内;乌兹别克斯坦被称为“黄金之国”;东南亚诸国有长达2500千米的锡矿带,也是全球最为著名的宝玉石产区;目前已探明的石油蕴藏量最多的地区是西亚诸国;印度和俄罗斯是钻石重要产区;俄罗斯库尔斯克分布有世界最大的产铁盆地等。

    “在全球成矿单元的四大成矿域中,包含12个‘一带一路’成矿区带,各成矿区带中产出大、超大型矿床总数达326个,这也为‘一带一路’开发矿业奠定了有利成矿地质资源背景。”矿床地质与矿产勘查学专家、中国工程院院士裴荣富介绍。

    合作是实现优势互补的必由之路

    沿线国家矿产资源丰富,但更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。例如,中亚国家的油气资源,印尼、菲律宾的镍、铁,马来西亚、文莱的石油,越南的铝土、铁,泰国、老挝的钾盐等,都是我国急需进口的大宗矿产品。而我国丰富的稀土和钼资源,及广大的市场需求也可为相关国家所用。

    除了矿产资源的互补,我国与沿线其他国家的互补性还表现在产业结构等方面。从经济发展上看,沿线国家大多与我国一样属于发展中国家,拥有共同的利益诉求。我国30多年来的快速发展,为广大发展中国家提供了可资借鉴的发展模式,同时也具备了融资、技术、管理等方面的优势,对矿产资源的合理开发利用具有积极作用。

    “油气资源丰富的中亚国家,勘探开发开采能力相对较弱,而且都面临着基础设施建设、国家工业体系构建、发展经济等重大任务,在此过程中矿业做出了主要贡献,特别是哈萨克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦人均GDP世界排名大幅提高。”李文渊说,由于历史原因,目前中亚国家已探明的能源矿产资源,主要还是前苏联计划经济地质勘查时期的成果。近25年来,中亚各国政府由于财政收入低,地质勘查投入有限,特别是吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦两国政府地质勘查投入很低,矿产勘查主要依赖社会投入,这些国家鼓励外资企业投入勘查,但由于政策的不确定性、不透明性,中资企业面临很大的政策风险和资金风险,进行风险勘查的少,多是购买中亚各国成熟矿山或已探明的矿床,矿产资源进一步合作的空间还较大。

    缅甸矿业部地质调查和矿产勘查局有关负责人也曾表示,缅甸的矿产资源丰富,但开发手段比较传统落后。“目前,缅甸东部地区要做进一步的矿产勘查开发,正在修订相关法律规定以吸引外国投资者,希望引进先进的技术和方法,帮助缅甸解决在矿业开发中遇到的难题。”有业内人士表示,“这种情况在东南亚很普遍。中国与东南亚地理上相邻,地质构造相连。东南亚位于中国西南三江成矿带和华南成矿带向南延伸地带,成矿条件优越,区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。”

    在矿业开发方面,沿线这些国家与我国合作前景广阔,潜力巨大。

    加大矿产资源勘探开发力度,实现资源优势向经济优势转变,是“一带一路”沿线国家共同的愿景。而我国是有装备、技术、资金方面的优势,不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,而且我国也可抓住机会,优化矿业产业结构。比如,“一带一路”庞大的基础设施建设投资可能会推升钢铁需求。这样的产能合作,不仅可以满足这些国家对钢铁的需求,还可以为国外优越的矿产资源提供市场。

    同时,“一带一路”战略也将给我国国内产业带来以下发展机遇:

    一是通路通航,包括交通运输业(港口、公路、铁路、物流),铁路建设与相关设备,航空服务、设备、整机生产等。在“一带一路”建设中,交通运输是优先发展领域,以加快提升我国与周边国家交通基础设施的互联互通水平,并形成区域交通运输一体化。

    二是基础设施产业链,包含建筑业(建筑及基础设施工程),装备制造业(设备及配套类装备制造),基建材料(钢铁、建材、有色等)。

    三是能源建设,包括中国油气进口的管道建设相关产业,电站建设、电力设备等。

    四是信息产业,抓住各国经济的数字化趋势,加快我国信息产品和服务走出去。

    在矿业全球化的背景下,矿产资源领域合作是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长新动力的关键内容。“一带一路”沿线国家与我国具有良好的矿产资源合作基础,且资源合作能进一步带动产能合作与经济互联,为区域命运共同体建设奠定发展基础。因此,“一带一路”沿线国家的矿产合作,是实现优势互补的必由之路。

    沿线国家期待合作走向纵深

    “一带一路”沿线国家相互加强能源资源和产业链合作,提高就地加工转化率,共同开展资源调查评价、矿业风险监测评价,以矿产资源开发为纽带,构建利益共同体。

    很多专家分析认为,“一带一路”战略向纵深推进,必将进一步拓展沿线各国矿业合作的空间,在互惠互利的市场经济条件下,充分利用和整合各方优势,优势互补,激发活力,这对仍处在深度调整期的全球矿业来讲,具有很强的吸引力。

    如今,很多沿线国家已经深切体会到,通过“一带一路”建设,将能够共享中国改革发展的红利,并将本地区的资源、技术与资金优势等转化为市场与合作优势。为此,各国对沿线开展矿业合作的热情高涨。

    “一带一路”沿线很多国家地质调查机构的官员和学者,也纷纷表达了与中国开展矿业合作的强烈愿望。巴基斯坦地质调查局有关负责人表示,由于经济发展需要,巴基斯坦迫切需要发展繁荣矿业,使能源的使用率最大化。

    在2015年中俄博览会东北亚矿业合作会议上,来自俄罗斯和蒙古等国的代表齐聚哈尔滨,分享了各自的找矿成果,表达了积极合作的愿望。短短半天时间,中俄就有22个矿业合作项目签约。

    同年在中国-东盟矿业合作论坛上,来自中国、东盟各国和其他国家的代表,聚焦“一带一路”战略构想下的矿业机遇,围绕矿业形势、地学研究合作、矿业政策研究、地质环境保护等议题进行深入讨论。与此同时,在同年的 “一带一路”沿线国家地学合作论坛上,来自缅甸、越南、泰国、塔吉克斯坦、巴基斯坦和土耳其矿产资源部门的代表,介绍了自己国家的资源赋存和地质勘查情况,表达出强烈地合作愿望。

    新疆矿博会作为 国家“一带一路”沿线上的重要矿业展会,为中国企业进入“一带一路”沿线国家,为沿线国家与中国矿企合作提供了开放的平台。在新疆矿博会举办的中国-亚欧矿业部长级论坛上,来自哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦等国家部长级官员与我国矿界人士共同探讨了“一带一路”战略下的矿业合作发展方向,进一步促进了沿线国家的矿业合作,这些国家的部长级官员与我国矿企及有关部门就矿业开发达成了一揽子意向合作,取得了矿业开发合作的实质性进展,新疆矿博会也因此得到周边国家矿业管理部门的广泛认可。

    在当今矿业全球化大背景下,“一带一路”的战略前景,预示着沿线各国彼此之间的真诚合作,必将把各国的资源优势转化为经济增长新动力,从而为全球矿业发展带来前所未有的新机遇。

     

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    “一带一路”战略

    2013年9月和10月,中国国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。2014年3月,国务院总理李克强在政府工作报告中提到抓紧规划建设“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”,同年12月,李克强总理开启了新一轮亚欧之旅,全面推进“一带一路”战略,标志着作为国家战略的“一带一路”开始进入实质性操作阶段。

    “一带一路”建设是一项系统工程,要坚持共商、共建、共享原则,积极推进沿线国家发展战略的相互对接。为推进实施“一带一路”重大倡议,让古丝绸之路焕发新的生机活力,以新的形式使亚欧非各国联系更加紧密,互利合作迈向新的历史高度,为此中国政府特制定并发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》。

    从国家顶层设计来看,“一带一路”战略以打造新亚欧大陆桥经济走廊、中伊土经济走廊、中巴经济走廊、孟中印缅经济走廊、中新经济走廊、中蒙俄经济走廊6条经济走廊和海上战略支点为核心,以通路、通航和通商为发力点,向纵深推进。“一带一路”战略有远近两大战略愿景,近期落于“基建互通、金融互通、产业对接、资源引入”,远期则是“商贸文化互通、区域经济一体化和共同繁荣”。

    “一带一路”战略将重点加强与沿线国家在基础设施、经贸、产业投资、能源资源、金融、人文交流、生态环境等多领域、多方面的合作,“一带一路”的建设将极大促进沿线国家和地区的矿业开发,但同时也给矿业开发带来了新机遇、新挑战。

    矿业合作,“一带一路”战略的有力支撑

    位于坦桑尼亚北部的恩戈罗恩戈罗火山口因其相对封闭的生态系统而享有“非洲伊甸园”的美誉。“死火山会‘活’过来吗”“火山口内的水从哪里来”……浏览火山口观景平台旁的解说牌,记者发现,除了有坦桑尼亚官方语言斯瓦希里语和英语介绍,牌上还印着中文介绍和“中国援助”标识。

    这是4月26日在坦桑尼亚阿鲁沙拍摄的恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园博物馆施工现场(无人机照片)。新华社记者 李亚辉 摄

     

    站在火山口一处新建的观景平台俯瞰,广袤的谷底恰似一幅徐徐展开的自然画卷:在雨后的蓝天白云映衬下,澄澈的湖泊宛若宝石般镶嵌在草原上;成群的角马、斑马与羚羊等野生动物化作一个个黑点,如同律动的音符,在天地间奏响着一曲原始而壮美的生命乐章。

    恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园是坦桑尼亚第一个世界地质公园,以其独特的地质特征、生态景观以及珍贵的考古遗迹闻名于世。然而,这样一个兼具自然与文化双重价值的地质公园,因配套基础设施条件欠佳、景区信息展示不够充分、原有展厅地质科普内容偏少等问题,在联合国教科文组织2022年的评估中被亮“黄牌”警告,面临摘牌风险。

    关键时刻,中国伸出了援手!援坦桑尼亚恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园项目于2023年6月正式启动,由中国商务部国际经济合作事务局组织实施并监督管理。项目包括技术援助和基础设施援助两部分,分别由中国地质调查局天津地质调查中心和中铁二十五局承担。

    这是中方首次实施地质公园类对外援助项目,通过开展地质遗迹调查与研究、编制公园总体规划、培训当地工作人员等软性援助,以及修建博物馆、观景平台和解说牌、莱托利古人类遗迹保护设施等硬性工程,助力该地质公园2024年12月顺利通过再评估。

    记者在采访期间,听到最多的关键词就是“合作”。由于此前从未有过类似援外地质公园项目的先例可借鉴,中方施工团队虽大多是身经百战的“老海外”,但在项目启动伊始,仍犹如初次投身海外建设,只能“摸着石头过河”。

    “时间紧,任务重!在项目执行过程中,我们和天津地质调查中心团队加强沟通,双方按照各自任务节点提出需求,互相协作配合,与坦方工人一道克服物资匮乏、设备调配难度大、雨季施工困难等挑战,确保工程进度稳步推进。”中铁二十五局援坦桑尼亚恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园项目技术组组长徐江博说。

    截至目前,技术援助部分已进入收尾阶段,预计今年11月完成。基础设施援助部分也已完成绝大部分施工任务,目前正开展博物馆展陈布置,预计6月完工。博物馆建好后,将成为恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园的标志性建筑,也将成为游客到访地质公园的必经之地。

    走进博物馆的施工现场,工具敲击声此起彼伏,中坦施工队伍正全力投入展厅隔断搭建与展板安装工作。展厅将利用数字化技术,系统呈现恩戈罗恩戈罗-伦盖地质公园的地质演化历程、生物多样性资源以及古人类文明遗迹,为游客打造多感官沉浸式体验,成为向世界展示这片神奇土地的重要窗口。

    “等博物馆开放后,我要第一个带家人来看看。”当地工人西蒙·摩西站在博物馆效果图前对记者说。

    记者在参观期间,有时还能捕捉到一种若隐若现的中式美学。博物馆主体的设计灵感来源于地质公园内的伦盖火山,而内庭和内廊的设计则借鉴北京天坛祈年殿和福建土楼,同时融入非洲部落传统纹样作为装饰元素,实现了中非文化的有机融合。博物馆的建设充分贯彻了节能环保理念,不仅采用光伏技术实现部分电力供给,还选用高性能保温材料等绿色建材。

    天津地质调查中心南部非洲地质调查合作中心副主任孙凯说:“这个项目既能提升当地地质科研水平,促进旅游业发展,又能向世人展示地质遗迹保护的‘中国智慧’和‘中国方案’。” 

    “我听说地质公园的博物馆、观景平台以及许多保护设施都是中国援建的,真的很了不起!”当地游客基托伊·姆比塞是一名中学地理老师,他在景区门口接受记者采访时竖起大拇指说,“这个(地质公园)项目让课本知识变得生动而具象。将来在课堂讲解地质遗迹、文化遗产以及可持续发展等概念时,我可以借助这个案例,让学生切实感受到理论在现实中的具体应用。”

    新华社:记者手记|走访中国首个援外地质公园项目

    10月12日,中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心(以下简称“昆明中心”)收到云南省金平苗族瑶族傣族自治县人民政府的锦旗和感谢信,后者对昆明中心在金平县防汛救灾工作中的无私奉献、鼎力相助表示衷心感谢。

    “感谢你们第一时间赶赴灾区支援,你们的专业意见对我们的抢险救灾和灾后重建工作十分重要!”锦旗上的寥寥数语,感谢信里的真情表达,承载着金平人民浓浓的感激之情,表达了对昆明中心在助力地灾防治中彰显地质调查“国家队”担当的真诚谢意。

    9月汛期以来,受11号超强台风“摩羯”带来的持续强降雨影响,金平县各乡镇房屋道路、电力通信等不同程度受灾,给人民群众生命财产安全带来巨大威胁。作为地质调查的国家队,昆明中心闻令而动、向险而行、冲锋在前,与云南省级专家联合成立工作组,深入云南省南部地区开展台风“摩羯”过境后的地质灾害隐患排查工作,为筑牢地质灾害防御防线、协助受灾群众恢复正常生产生活秩序发挥了重要作用。

    地灾防治任重道远,昆明中心将化感谢为动力,坚持“基础性、公益性、战略性”基本定位,践行“人民至上、生命至上”理念,不断提升地质灾害综合防治能力,为群众织牢生命“安全网”,为防灾减灾、维护社会稳定贡献地质力量!

     
     
     
    慧眼识险析地脉 防灾未然护民安

    9月6日,超强台风“摩羯”以62米/秒的近巅峰强度于海南省文昌市沿海地带登陆,并维持超强台风级别达64小时,成为1949年以来登陆我国的最强秋台风。受此影响,海口、文昌一带损失惨重。据海南省防御台风“摩羯”应急指挥部通报,海口及文昌地区受灾人口超150万人,直接经济损失约人民币590亿元。

    “摩羯”过后,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”)立足中央驻琼事业单位“公益性”职能定位,坚持一肩扛业务、一肩担民生,在恢复本单位秩序的同时,紧急动员全体干部职工300余人参与一线救援及重建工作,以实际行动践行了公益性社会担当和红色血脉传统。

    自9月7日以来,海口中心一方面着手恢复办公院区及家属院区工作、生活秩序,另一方面抽调精干力量,以党员为骨干、以科室为单位组织多支抢险救灾队伍,就近响应需求,第一时间投入抢险救灾工作,争当重建工作中的“排头兵”。

    9月9日,由海口中心分析测试实验室干部职工组成的灾后支援队伍率先在海口市桂林洋经济开发区展开灾后支援,重点围绕学校、医院等民生设施组织抢险救灾,通过清理淤泥及道路、抢修基础设施,有效保障了交通、供水和供电的恢复,助力驻地所在片区复学、复产规划稳步实现;同日起至14日,在海口市秀英港轮渡码头,来自海口中心船舶大队及技术方法室的50余名职工协助海南省海洋和渔业监察总队清理港口区域的倒伏树木和碎砖瓦石,恢复港口通行秩序,为自贸港物资和人口流通保驾护航;14日,在接到海口市交通局关于海口江东新区产业园区的重建工作求助后,海口中心积极对接沟通需求,派出由工程勘查室、技术方法室和船舶大队组成的支援队伍,马不停蹄赶赴江东新区,协助恢复重建……

    与此同时,随着海域砂矿项目、三亚观测站等野外作业站点相继恢复运作,海口中心利用复工复产时机,运用无人机技术对周边区域的地表及地质水文灾情信息进行收集与监控,为灾后评估和重建提供了更多专业性数据支持。

    9月24日,海口中心最后一只抢险队伍从此次受灾最为严重的文昌市安全返回。在9天的重建支援工作中,他们出色完成了运送救援物资、抢修供电设备等任务,有力保障了3个乡镇9个村庄的电力抢修工作,负责区域电力恢复率达95%以上,获得了当地政府和村民的一致认可,也为海口中心重建支援工作画上了圆满句号。

    9月25日,海南省人民政府宣布于文昌市翁田镇亮起了灾后的“最后一盏灯”。这意味着,在多家单位的齐心协力之下,海南省受灾地区的基础设施恢复工作已基本完成。26日,经过全体干部职工的多日努力,海口中心办公院区也已修葺一新。破损的玻璃被更换,倒伏的树木被扶正,凌乱的路面恢复畅通,受损的旗杆也重新挺立……

    一番风雨过后,五星红旗再次飘扬在了海口中心的办公院区,在蓝天与骄阳之下愈发鲜艳。相信在海口中全体干部职工的团结与努力之下,海口中心的明天必将更加美好。

    海口海洋地质调查中心“摩羯”台风灾后重建及支援工...

    受超强台风“摩羯”影响,海南省文昌市龙楼镇受灾严重,部分地区交通、电力仍处于瘫痪状态,亟需专业队伍救援。9月15日,应驻地政府要求,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”)抽调专业人员与特种车辆赶赴文昌市龙楼镇参与灾后重建工作。截至9月23日,救援队伍安全返回,海口中心灾后重建支援工作攻坚阶段基本完成。

    文昌一带作为此次超强台风“摩羯”的主要登陆地区,受灾十分严重。因道路受损、人力物力缺乏,电力、通信等基础设施抢修进度缓慢,部分乡镇数日都处于断电状态。灾情就是命令,民生就是责任,海口中心闻令而动、迅速响应,抽组精干力量驰援一线,开展灾后重建工作。在历时9天的抢险救灾过程中,海口中心救援队伍运送电力物资16车次,抢修更换变压器11台套,树立电线杆15根,有力保障了3个乡镇9个村庄的电力抢修工作,负责区域电力恢复率达95%以上,得到了地方政府与村民的一致认可。

    此次重建援助工作既彰显了海口中心高度的社会担当与红色血脉传承,又锻炼了救援队伍面对急难险重任务时的应急处置能力,为践行“召之即来、来之能战”的铮铮誓言积累了宝贵经验。天灾无情,人间有爱,海口中心将持续关注并响应后续重建工作需求,与地方单位携手重建美丽家园。

    海口中心支援文昌市龙楼镇开展灾后重建工作

    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

    受台风“格美”影响,湖南省郴州市资兴市近日遭遇特大暴雨,局部地区受灾严重,居民的生命财产安全受到严重威胁。中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心(简称“长沙中心”)党委迅速响应自然资源部、中国地质调查局关于做好资兴市地质灾害防御部署安排,抽调16名技术人员组建应急小分队,与自然资源部、中国地质调查局和湖南省有关单位的专家一道,第一时间赶赴资兴市,全面展开地质灾害应急调查核查工作。

    以人为本 迅速响应

    8月2日中午,调查人员抵达资兴市后,立即与当地自然资源管理部门和相关地质灾害防御技术支撑单位进行会商研讨,共同研判灾情形势,制定了详细的工作方案,并明确了任务分工。

    灾区人民的困境时刻牵动着每个人的心。8月3日,天刚蒙蒙亮,调查人员便早早出发,挺进州门司镇和八面山瑶族乡等重灾区。沿途,救援车辆和物资输送车辆络绎不绝;各方救援力量和当地居民合力清淤,全力做好人员搜救、电力恢复和道路抢修等工作,现场气氛紧张而又凝重。

    守护生命 责任如山

    在燕窝村宝坑组,调查人员深入灾民家中,详细了解受灾情况。一位村民用手比画着激动地说道:“从没见过这么大的雨,3分钟水面涨了3米,农田全被淹了,我那房子也被淹了。”在问及目前生产生活情况时,一位60岁左右的村民表示,虽然天灾无情,但我们有信心重建家园。

    在州门司镇燕窝村上边冲组,调查人员穿着雨鞋,踉踉跄跄地行走在田间地头。由于道路被冲毁,挡住去受灾点的路,加上河水湍急,虽然危险,但他们来不及多想,为了尽快摸清灾情,他们捡来两根杉木搭建起一座简易木桥,义无反顾地走了上去。

    在州门司镇杨公塘村塘尾组,调查人员只能徒步前往受灾点。他们顶烈日、冒酷暑,浅一脚深一脚地在淤泥中艰难前行,3公里的路程走了将近3个小时。当他们风尘仆仆地赶到受灾点时,两人衣服全部湿透了,又累又渴又饿,但他们忍饥挨饿,抓紧投入应急调查核查工作当中。

     

    攀悬崖赶赴受灾点

    8月4日,调查人员来到州门司镇鸡公垅村车下垅组一处受灾点开展应急调查核查,村民热情地给大家端茶倒水。“这间土坯房全冲垮了,是哪天发生的事?”调查人员询问道,村民一五一十地向调查人员介绍灾害发生的情形、家中受损情况等。在州门司镇烟坪村郭塘坪组,一位成功从滑坡中紧急避险的退伍老兵激动地说道:“7月27日5时40分左右,当时天气很不好,我就感觉不对劲,赶紧起床往外面跑,没一会‘轰’的一声巨响,身后的房子全塌了。”

    简单地吃点面包和八宝粥后,调查人员驱车前往位于羊史坑组的受灾点。

     

    复盘灾害发生情形

     

    无人机航拍圈定受灾区域

    在州门司镇烟坪村老屋头组一处受灾点,调查人员向村民详细了解灾情信息,复盘灾害发生情形,将受灾情况等数据一一登记。负责数据记录的长沙中心调查人员详细询问灾害发生时的情况,并逐项填写数据。调查人员反复查看滑坡周边地形,并抓起一把土揉搓,确定土壤松散程度,还拿出卷尺测量粒径大小。此外,调查人员还通过实地踏勘和无人机航拍等方式划定受灾点区域,调查受灾点的地质环境背景,估算滑坡方量,并从时间、空间尺度上,对比分析地形条件、切坡活动以及降雨因素对灾害的影响,分析致灾成因机理和发展趋势,提出应急防治措施,为灾后重建提供基础数据支撑。

    心中大爱 温暖人心

    在即将离开受灾点时,调查人员鼓励村民:“困难只是暂时的,明天一定会更好。”同时,也不忘叮嘱村民做好灾害防御:“千万不能掉以轻心,要密切关注天气预报,分析研判当地汛情发展变化,及时做好自身安全防范,想方设法避免二次灾害发生。”村民坚持要把家里种的西瓜拿出来分给大家吃,在被调查人员拒绝后,他深情地说道:“有你们,有各方人员帮助我们共渡难关,有这么好的政府,我们有信心战胜灾难。”

    截至8月15日,调查人员已完成56处受灾点调查核查工作。目前,此项工作仍在进行中。

    心中有大爱,脚下有力量。长沙中心牢记“为国找矿、为民造福”的铮铮誓言。连日来,长沙中心白天奋战在灾区开展调查核查,晚上加班加点处理数据,以实际行动和专业技术,为保障灾区人民生命财产安全贡献着地质人的一份力量。 

     
     
     
     
    心中有大爱 脚下有力量

    7月5日至6日,为深入贯彻落实“双碳”行动,加快绿色科技创新和先进绿色技术推广应用,由中国地质调查局、腾讯碳中和实验室指导,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)举办的中国碳捕集利用与封存(CCUS)地学创新学术研讨会在天津市东丽湖召开。

    会议以推动我国CCUS地学创新、促进交流与合作为主题。中国地质调查局、天津市东丽区人民政府、腾讯碳中和实验室相关领导和专家出席了开幕式并致辞。会议发布了碳寻计划-碳封存选址与地下空间利用综合服务系统V1.0,推广介绍了自然资源部行业标准《DZ/T 0474-2024 咸水层二氧化碳地质封存潜力评价技术指南》。中国工程院院士李阳作题目为《中国石化CCUS-EOR创新实践》的特邀报告。中国科学院院士、清华大学副校长姜培学作题目为《二氧化碳地质封存运移机理与一体化决策技术研究进展》的特邀报告。中国地质调查局碳中和首席科学家何庆成,以及来自中国21世纪议程管理中心、中国华能集团、中科院武汉岩土力学研究所等单位的14位国内知名专家学者分别作特邀报告。

    会议为地方地质行业单位和青年学者提供了学术交流平台,来自江苏省地质调查研究院、宁夏回族自治区水文环境地质调查院、河北省煤田地质局环境地质调查院、中英广东CCS中心、黑龙江省生态地质调查研究院、山东省地矿局第二水文地质工程地质大队等地方参会代表,介绍了CCUS碳封存研究进展。

    会上,水环中心分别与国电电力股份有限公司等多家单位签订了CCUS地学创新战略合作协议,共同推动全国CCUS碳封存潜力评价与产业化应用。来自CCUS领域的两院院士、专家学者及科技工作者等140余人参加了此次会议。

     

    中国碳捕集利用与封存(CCUS)地学创新学术研讨会在...

    近日,甘肃省岷县禾驮镇突降暴雨冰雹,引发山洪泥石流灾害,导致辖区部分村出现不同程度的交通主干道、通村道路、河堤桥梁和村民房屋受损,部分区域电力供应受损、通信中断。抢险救灾时间紧、任务重,当地政府第一时间请求中国地质调查局西安矿产资源调查中心甘肃寨上项目前往石家台村支援,接到求援信息后,项目负责人第一时间向中心党委汇报相关情况,迅速集结党员先锋队,出动20余人、车辆3台、挖掘机1台,携带铁锹30把、铁镐15把,前往石家台村开展抢险救灾。

     

    到达目的地后,项目组按照当地镇党委、镇政府统一安排,党员先锋队身先士卒,分工明确,配合铲车和挖掘机全力清理村委会、居民院落、河道淤泥,以最快速度完成了救灾任务,并为受灾村委会捐赠了生活保障物资,有效保障了人民群众的生命财产安全,体现军转单位的社会责任与担当,受到当地政府和人民群众高度赞誉和一致好评。

     

     
    投身救灾一线 展现“国家队”担当

    2017年8月6日凌晨2点,甘肃舟曲县境内发生持续强降雨,小时降雨量达到了66.0mm。暴雨导致境内狼岔坝沟山洪暴发,造成了河口决堤,农田被毁,道路瘫痪,电力通讯中断,4村88户359人受灾。

    地调局水环中心地质调查项目组受甘肃舟曲县国土局委托,前往受灾区开展应急排查。项目组分析了发生泥石流的主要原因:一是汇水面积大、地形坡降大,为泥石流发生提供了良好地形条件;二是强降雨条件下,雨水聚集沟顶部位,为泥石流的发生提供了强大的水动力条件;三是出露地层主要为白龙江流域典型易崩易发地层;四是沟两侧分布大量的残坡积碎石土,为泥石流的形成提供了丰富的物源。初步估算磨沟的松散堆积物储量达120余万方。

    水环中心项目组技术人员经过调查后,建议采取以下应急防灾预案:一是对堵塞的沟道继续进行清淤排导,避免溃堤造成人员伤亡;二是疏散安置居住在沟道两侧居民,降雨停止之前避免居住。

    调查工作结束后,水环中心项目组及时向地方国土部门做了汇报。下一步,水环中心将按项目工作进度,进一步调查泥石流沟松散固体特质分布发育特征并及时转化应用,更好地发挥防灾减灾技术支撑作用。

     

     

     

    水环中心开展舟曲县灾区应急排查

    一、背景

    (一)国际发展动向

    基于20世纪科学技术的迅猛发展,人类活动已经扩展到世界各个角落,实现全球合作、促进全球发展逐步成为各国的共识。全球范围内的发展中国家和发达国家在享受全球发展带来巨大收益的同时,也付出了资源、环境以及社会方面的高昂代价。人类生产活动不仅在全球范围内破坏着自身赖以生存的生态环境,同时由于过度开发,人类赖以发展的自然资源也正以惊人的速度减少。联合国给出的《千年生态系统评估》(2005年)报告指出:“由于人类活动的干预,2/3支持地球生命系统运转的自然资源已被严重破坏,几近耗光。人类赖以生存的生态系统有60%处于不断退化状态,支持能力正在减弱。未来50年内,这种退化也许还将继续。”随后,世界自然基金会(WWF)的《地球生命力报告(2008年)》针对人类对自然资源需求的生态足迹,指出“人类对自然资源的需求超出了地球承载力的近1/3。美国和中国的国家生态足迹最大,各消耗约21%的全球生物承载力。美国人均生态足迹量9.4全球公顷,可覆盖4.5个地球;中国人均生态足迹量2.1全球公顷,覆盖1个地球。”而据《中国生态足迹报告(2008)》,2003年中国人均生态足迹量1.6全球公顷,低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹。有关度量指标除生态足迹(人类需求)、生命地球指数(自然状况)外,还有碳足迹、水足迹。一些发达国家已形成“经济(Economy)-能源(Energy)-环境(Environment)”协调发展的“3E”模式,而2009年的达沃斯论坛传出了“水资源破产”的预警。

    (二)我国中长期经济、社会发展的趋势预测

    在发展的大潮席卷全球的同时,我国经济社会发展遭遇了前所未有的契机与巨大的挑战。1970年以来,世界人口增长近60%,耕地、草地面积相对稳定,基于灌溉、化肥的农业增产,与人口增长相对平衡。与此同时,中国耕地数量历经20世纪80年代缓慢减少和1999~2003年迅速减少两个阶段后,进入基本受控状态。据相关数据统计,21世纪上半叶世界人口将增长70%,而人均耕地、草地面积将会减少;日益增长的人口与持续减少的耕地、草地之间的矛盾依靠先进的农业科学技术可得到缓解,人地关系预计不会到达崩溃的程度。虽然中国对改善目前形势、确保更好的发展有充分的信心,但形势依然严峻。世界银行公布的一份《解决中国的水稀缺》(2009年)的报告中列举中国“每年有约250亿立方米的水因受污染而不能使用,有240亿立方米的地下水被超采,水危机导致的经济损失占GDP的2.3%,不容忽视”(我国水利部公布的地下水超采数据为120亿立方米/年),由此可见我国保证资源可持续利用的任重道远。

    (三)国家当前和近期需要

    国家发改委2008年做出的关于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》实施中期情况的报告中,提出“十一五”后两年难以有效解决的全局性、战略性重大问题:①能源资源利用问题。②生态环境保护问题。③空间开发结构优化问题。④粮食安全保障问题。⑤城镇化健康发展问题。⑥人力资源开发问题等。并要求及早谋划好与之相关的“十二五”时期发展战略。这6个问题同时也是6个前瞻性研究题目,而前5项均与国土资源和国土空间的调控有关。

    从长远看,国土资源和空间战略目标将以可持续性、生态化、低碳化、信息化、全球化为依归。

    (四)经济与矿产资源全球化、区域化

    随着世界经济或结束剧烈震荡进入缓慢复苏期,包括矿产资源全球化在内的经济全球化已成为当今世界不可逆转的发展趋势,各国的市场化改革与经济结构调整此起彼应,各国展开抢占下一轮发展经济制高点的竞争愈益激烈。在2009年全球经济复苏的曙光出现时,“后危机时代”世界经济的新格局正在形成。作为全球经济复苏的“主推手”——中国在世界经济舞台上的角色也在悄然发生变化。APEC作为亚太区域经济合作论坛起着对话和交流的作用,中国-东盟自由贸易区(CAFTA)即将面世,同时与南盟(SAARC)的区域合作开始提上日程,东北亚的中日韩自由贸易区的进程要慢一些,上海合作组织(SCO)则以地区安全为重心,并进一步深化区域经济合作。

    (五)国土安全隐患

    在经受全球发展冲击而引发资源、环境的国际纠纷不断的同时,我国的国土资源和空间由于历史、自然等原因也面临重大安全隐患。中印边界问题由来已久,印度除侵占我国藏南部分领土并设立所谓“阿鲁纳恰尔邦”外,还觊觎南疆阿克赛钦地区;国外和新疆的“东土耳其斯坦”分裂势力和恐怖组织妄图将新疆从中国分离出去;我国管辖海域近一半与邻国有争议,南海“九段线”虚多实少,主权深受侵蚀;钓鱼岛的主权争议,与那国岛、冲之鸟礁的军事开发问题都对我国东海海疆构成挑战。此外,自然灾害频发、生态环境破坏、资源衰退和骤减、国际金融抢滩我国资源开发等也成为国土资源安全的胁迫因素。

    二、起点

    (一)我国快速工业化、城镇化

    改革开放以来,随着我国工业化的快速发展,城镇化水平也逐年提高。2008年我国的GDP总值达到30万亿元(相当于4.3万亿美元),成为世界第三大经济体,而人均GDP 仅3266美元,只及世界中等偏下收入水平,国土经济密度以倍数增长;工业化率达48.6%,正处在工业化中期、以传统工业为主的产业结构,遭遇资源“瓶颈”;城镇化率只及45.7%,低于世界平均水平,城市群规划建设开始提上议事日程;市场化程度达60%,已超过市场经济临界水平;国际化程度,我国已全方位对外开放,深度融入全球经济一体化;科技创新能力居发展中国家前列,总的仍处于世界中等水平。据世界经济论坛2009年9月公布《2009~2010全球竞争力报告》,中国(大陆)列全球第29位(比2008年晋级1位),继续领跑“金砖四国”。作为人口、经济总量“双庞大”、结构复杂、非均衡性突出的发展中大国,中国积极参与国际竞争,如应对得当,有可能继续保持上升势头。

    (二)对国土开发程度与资源、环境承载力的不同估计

    1.综合评估:总体上尚未超载,西北和北方部分地区超载

    据中国21世纪议程管理中心编著的《发展的基础——中国可持续发展的资源、生态基础评价》(2003年),中国“水资源和水环境的人口承载力在15亿~18亿人之间,但将从南到北大规模转移;而土地对食物的承载能力略有盈余,在未来50年内都不会超出其边界;能源与矿产资源供需失衡的形势将更加严峻,10亿吨燃煤造成的污染已接近环境的承受极限,6种大宗矿产(铁、锰、铬铁矿、铜、铝、钾盐)现已供不应求。”而《中国工业发展报告——资源与环境约束下的中国工业发展》(2005年)认为:“中国经济增长越来越接近于资源和环境条件的约束边界。”《中国至2050年区域科技发展路线图》(2009年)把“资源环境承载力已接近饱和”列为4个基本国情之一。

    就人口发展与资源承载能力而言,《国家人口发展战略研究报告》(2008年)指出,中国人口发展总体上没有超越自然资源承载能力,但是局部地区和部分资源已出现资源紧张和供需失衡现象。现有的经济发展规模和人口数量均在水土资源承载力范围之内,但区域之间极不平衡,西北部和北方部分地区超载严重。

    2.分区域评估

    1)海岸带开发不足。海岸带是连接陆地与海洋的纽带,是开发海洋资源、发展海洋经济的依托。我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线,海岸带面积达38万平方千米,约相当于沿海省(区、市)面积的1/4。专家指出,我国沿海诸省(区、市)每1000平方千米陆域的海岸线资源量,基本上与欧洲主要国家和美国处于同一水平上,但开发程度却远比那些经济发达国家为低。

    2)沿海地区局部已过度开发。在自然条件较好的东部沿海地区过度开发严重,珠三角9市土地开发强度15.9%,超过了日本三大都市圈,也超过国土面积相当的荷兰;包括安徽在内的环长三角地区,国土面积(约34万~35万平方千米)与德国、日本相当或相近,开发强度(约15%~16%)超过德国(12.8%)、日本(15.0%)。海洋资源过度开发造成开发利用密度高、生态环境退化严重的局面,需要实行绿色保护的海洋政策,解决可持续开发利用问题。(《2010~2020 中国海洋战略研究》,2009)

    3.分资源门类评估

    由于长期森林过伐、草地过牧、坡地滥垦、矿产乱采,超过限度,使我国的自然资源遭到不同程度的破坏,虽然近年施行了禁止乱砍滥伐、退耕还林、限制矿产开采等措施,我国的资源破坏现象有不同程度好转,总体上仍不乐观。

    我国超限开发的典型例子还包括近海水产过度捕捞,年产量峰值可达1400万吨,超限额75%,导致海洋生态系统和水产资源严重退化,产量减少,水产品个体变小。

    在水环境方面,水与环境超载,形势严峻。根据水利部2009年发布的最新数据,我国水资源总体上已经过度开发,其中黄河水资源利用率>60%,海河>98%,内陆河流域>40%。过度的开发,不仅威胁或损害河流健康,还使某些主要功能丧失。不少地方水环境开始退化,出现了水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失的现象,所有这些都是出现水危机的先兆。

    4.国土的粗放开发和资源、环境承载力评价

    中国当前正经历新一轮重化工业化及与其相克相生的“资源瓶颈”,资源除总量大、人均少外,在国土开发利用中的矛盾也很突出,总的资源开发强度与国土经济密度不对称,开发过程中的粗放、分散、重复、低效、退化等问题(表1)日久年深,有的积重难返。

    表1我国国土资源开发利用中的倾向性问题一览表

    人口基数大和粗放式强度开发加重了国土的负担,对人口、经济密集区的资源、环境承载力有必要做出科学评价。国家部署主体功能区规划,根据自然条件适宜性开发,控制开发强度,调整空间结构,也以资源环境承载能力为基本依据。关于环境承载力,“十五”后期由清华大学承担的宁波市环境承载力研究,从资源供给能力、环境纳污能力、人类支持能力3个角度来量化环境承载力,建立了评价指标体系。厦门大学对厦门海岸带也做了生态安全压力分析。资源、环境承载力评价的综合度更高,相应的难度也更大。对此,中国地质调查局在汶川地震灾后重建规划工作中有实战性演练,正组织“环渤海湾重点地区环境地质调查及脆弱性评价”项目,将扩及全国海岸带资源、环境承载力调查监测和风险评估,其重要性不言而喻。

    5.对国土面貌演变方向的两种预计

    基于当前国土资源的利用现状,对未来国土面貌演变方向有以下两种预计。

    1)从低收入转为中等收入国家的提升期是包括公共服务在内的现代服务业加速发展期、国土面貌向良性转变期,人均GDP 3000美元是对资源环境的边际压力的转折点。中国发展高层论坛2004年年会的总结讲话指出这一时期的6个基本特点:“消费结构升级,工业化进程加快,城市化速度上升,人口大量转移,国土面貌日新月异,社会财富迅速增加。”其中,“国土面貌日新月异”是良性预期。2005年,我国荒漠化和沙化土地面积实现中华人民共和国成立以来首次“双缩小”,“破坏大于治理”转为“破坏与治理相持”;2008年,电力弹性系数首次小于1(低于GDP增速),都顺应和促进这样的转变。

    2)《新一轮全国国土规划前期研究(中国地域空间、功能及发展)》综合报告(2006年),“第一章背景——剧烈变化的‘国土’”指出了我国国土开发和建设布局无序及空间失控态势的严重,包括:地域(空间)开发利用严重无序,建设用地过度扩张;许多地区资源环境压力过大,而支撑体系太弱;不少城市盲目攀比,贪大求洋,超前定位;一些快速发展地区环境状况令人担忧;生态退化问题依然严重,由此招致“国土安全和资源保障的危机”。这里所说的“剧烈变化”非“良性”一词所能道破。2009年9月《科技日报》关于“建设低碳城市”的对话栏目中有专家指出:“我们75%的地面水已经被污染,国土变得枯黄”,就是相应的写照。

    国土面貌是广域性土地利用/覆被变化(LUCC,全球变化的中枢和核心主题之一)的反映,尤以人口增长胁迫下的LUCC为甚。我们终需这样的系统观测和研究成果为基础给出说明。

    三、基点

    (一)大国土

    1.活动半径

    日本前首相田中角荣1972年为中日邦交正常化访华,在与毛泽东主席会谈时曾说:“一个民族的能力水平与活动半径成正比。”其着眼点在于国家的对外开放和国际化程度。

    一个国家的国土资源和空间管理及于领土、领空、领海和管辖海域(“准国土”或“国土化海域”),我们要上天、入地、下海,所要求的技术、工程和管理能力水平也与活动半径相关。

    “大国土”指现有国土全方位的内涵深化(包括系统化、整体化、聚合化、空间化)和管理(包括监督管理)到位:在国家层面上加强统筹协调,但不因“大国土”而扩张国土空间;在部门层面上加强内融外联,也不借以扩大职能范围。

    2.内涵假设

    “大国土”即广义的国土:一是国土资源与国土空间(或地域空间)的统一;二是自然国土与人文国土的统一;三是覆盖陆海、充斥立体空间的“三维国土”;四是统筹国内地球表里诸圈层的“多圈层国土”;五是宏观和中观层面上的“和合国土”。

    (1)国土资源与国土空间

    国土资源指土地、水、矿产、生物、海洋、大气等实体性资源,它们又占有各自的区位或地域,即空间性国土。而国土资源管理现状,既有重实体资源、轻空间的倾向,如把国土(空间)规划视同“国土资源规划”;也有重空间、轻实体资源的倾向,表现为土地管理的重数量、轻质量,区域地质调查的重陆轻海。

    在适当的地形地貌条件下,农业用地的耕作层、建设用地的工程持力层都是实体,农业、建筑业等活动先选址、后丈量,基本程序是由实体到空间;探矿权首先是带有虚拟性的“空间试用权”,而采矿权是资源的用益物权,矿业过程是由空间到实体。由此可见国土资源的实体性和空间性同等重要,不可分割。

    中国社会科学院黄皮书《2006年:全球政治与安全报告》认为,国家强弱更多取决于综合国力,其构成中科技力、人才力和信息力各占25%,自然资源和资本各占12.5%。自然资源的权重只占1/8,在当前阶段可能估低了,如果加上国土空间(区位)要素更要考虑提高。

    (2)自然国土与人文国土

    中国作为人口众多的文明古国,对国土垦殖和开发的历史悠久,但空间上极不均衡。开发强度,是指一个区域建设空间占该区域总面积的比例。作为发展中国家的中国,2008年全国平均开发强度达到3.48%,超出一度预计2010年达到3.23%的强度值很多,特别是东部沿海的一批城市已进入强度开发或超强开发,上海、无锡达到29%~30%,而东莞、深圳高达38%~40%,已臻于极限值,人工生态系统置换了自然生态系统。按照这样的发展速度,2020年全国开发强度达到3.91%的预计值也有可能被突破,国土人工化的趋势难以逆转。资源、资产、资本“三资合一”也是人文超过自然的国土。

    另据吴霁虹指出,在全球化背景下的信息社会中,不同于土地、劳动力和资本要素的知识、商业生态网络、组织流程等已成为创新活动的“新生产要素”,实现全球联系和思想交流的商业生态网络正成为新的“虚拟地产”。IBM 2008年的企业价值超过1577亿美元,然而其土地、建筑物、实验室等有形资产只占9.1%,基于空间和时间动态地创造价值的组织流程相当于“创新工厂”。由此可见,“人文国土”的未来发展具有很大的空间。

    (3)“三维”国土

    科技部2008年推出基础科学研究和前沿技术探索的“三深战略”,包括“深空(宇宙空间)”“深海(公海大洋基底)”“深蓝(信息安全)”三大纵深领域,“三深”没有“深陆”。在国土资源战略的“三维国土”构架中,“深”含“深陆”“深海”,它们同属岩石圈、水圈富于探索价值的人类未知领域;“空”首先是地面以上100~110千米的“领空”或“近空”,其次是外层的“深空”或“公空”(图1),概称“陆、海、空、深”。2009年9月,我国第一个集数据、软件于一体的三维地理空间信息系统——数字地球(中国)问世。

    图1“三维”国土示意图

    国土、资源、地质各有其自然演变和随人类社会农业、工业、科技革命的变异过程,并谋求可持续发展——时间维的过去、现在和未来。以46亿年计的地球历史可谓“深时”。这是“三深”向“四深”的发展。

    《浙江省信息化测绘体系建设发展战略》(2008年)首次提出了基于“时间维-对象维-方法维”的测绘体系概念模型,是对信息化测绘体系的基本构成与内涵的创新性探索,这也是“国土资源战略研究”吸收地方成果的一个范例。

    (4)“多圈层”国土

    大国的“陆、海、空、深”是互相影响的“多圈层”国土。1760年英国工业革命以来,世界各国累计开采、消费了3万多亿吨(以标煤计)化石能源,近250年间从地球岩石圈向大气圈释放出数以万亿吨计的CO2(土地利用/覆盖变化也贡献了>30%的份额),扰乱了地球各圈层之间的平衡,导致全球气候变暖。同时,还要看到海洋-大气相互作用的重要影响,还有生物圈中土壤碳库(可抵消全球5%~15%的碳排放量)的储碳潜力。就碳排放大国而言,也可以看作“大国土”结构问题。

    钱正英在《我国的江河整治问题》(1981年)中曾经建议:“对国土整治进行统一规划,水利建设纳入国土整治的统一规划。”

    第33届国际地质大会中国代表团建议探索“外层空间”新领域,测绘瞄着“地-空-天一体化”目标,都是超出地球圈层范围的深空探索。

    (5)宏、中观层面的“和合”国土

    以城镇化进程中的土地资源管理为例,在城乡分割体制下的土地二元配置和使用,造成城镇和农村“两栖”人口的“双重占地”,导致“两不经济”的结果,加剧了城乡用地和人地关系的紧张局面,必须实行以城乡一体化为目标统筹城乡用地的战略转变。这既有利于人际和谐、人地和谐,也促进城乡融合,以臻于“和合(和谐+聚合)”境界。统筹陆海、区域(行政区、经济区、气候区等)、城乡、“三生(生活、生产、生态)”空间等,都是形成疏密有序的“和合”国土之路。

    而国家所提倡的保护耕地的实质是保住耕作层的综合生产能力平衡,节约集约利用土地,以土地总和效益最大化为目标,都寓意于提高多元一体化程度的综合或集合,“和”“合”并用,相辅相成。

    3.陆、海、空关系

    (1)“滨海之国”与“滨、近海之国”

    大国土涉及陆海关系,美国区域规划协会称美国为“滨海之国”,是离海岸线80千米的范围,在这个占国土面积13%的区间集中了美国51%的人口、57%的国民收入。实际上这只限于美国本土,美国又是多海洋国家,除了滨海的阿拉斯加州、夏威夷州,还有5片海外属地(岛域或群岛),其管辖海域散布在大西洋、太平洋和北冰洋,比上述区域要大得多。就美国本土而言,我们把它看作“半环形的滨海(湖)之国”(东北角是五大湖区)。中国的陆海情况与它迵然不同,总体上是东南向临海的“滨、近海之国”。从大国土着眼,我们在看重沿海省(区、市)的同时还要看到近海省。近海省按区位可分3类:①中部近海省,涵盖中部地区6省;②西部近海省,有贵州、云南;③3个近海边疆省,即吉林(临海最近距离15千米)、黑龙江(临海最近距离<100千米)和云南(临海最近距离<500千米)。按此设想,现有沿海省(区、市)加3类近海省(区、市)共有24个,占全部省级单位的77%,这就能让更多的内陆省共享海洋资源,既有利于海洋共同开发和国土均衡,也有利于扩大内需和(海)港-腹(地)一体化,沿海省(区、市)和近海省(区、市)依托地缘关系共筑“和合国土”。

    (2)深陆和深海

    大国土包含“深陆”,现代科学技术的发展使人类向地壳深部、深海大洋和洋壳的探索成为现实。表2列举了我国实施的部分大陆深钻和超深钻。此外,山东新汶矿业集团的一处矿井深1350米,是亚洲最深矿井;清华大学与四川二滩水电开发公司合作,在锦屏山覆盖层深2500米以下的引水隧洞旁建筑极深地下暗物质探测实验室。

    表2 我国实施的大陆深钻、超深钻一览表

    海洋正逐步成为人类的第二生存空间、食品生产基地、化石能源和新能源开发基地、新的水资源开发基地、新的医药资源开发基地,又是全球交通和物流通道。美国《面向21世纪海上合作战略》(2007年)认为:在世界所有国家中,美国和中国是海洋利益最大的国家(实际上两者缺乏可比性)。大国土中涵盖的深海指的是水深超过500米的海域,我国把深海资源开发列为超前部署领域,尚处于发展的中级阶段。表3概列出海平面以下的分层化。

    表3中所列海平面200米以下的深层水,保持低温、洁净,具有多种功能,在美国、日本、韩国开发利用这类较深的优质海水,已形成产业。

    (3)近空和“地空”

    城市高层建筑林立。全国大城市中现有5000多座50层以上的高层建筑。上海环球金融中心建成世界第一高楼,在高密度的建成区中出现了不同产权单元在空间上层层叠加的现象,并愈益普遍化。这一层近地空间简称“地空”。表4列出了近空分层的高度以及各层对应的主要功能。

    表3 海平面以下分层化表

     

    表4近空分层化表

     

    我国利用低空(地表以上100米)风能发电居世界第四位,而“高空”(地表以上200米)风能尚未开发,这两层空域均在“地空”范围内。在更高空还有丰富、稳定的风能资源,其开发利用与航空飞行不兼容,待进一步研究。

    城市在向空中“长高”的同时还向地下延深。我国有10个城市已使用或正在建设地铁,另有8个城市提出或筹建地铁,到2020年建设城市轨道交通线路将达到2000~3000千米,表明城市“地铁时代”已经来临。

    “地空”和地下工程呼唤城市三维地质调查、三维地籍测绘和管理。

    4.城市“三维”地质调查和“三维”地籍测绘与管理

    地空和地下工程呼唤城市的三维地基调查和三维测绘调查,现在我国有6个城市在试点,上海、北京已经验收。

    “上海市三维城市地质调查”项目按“中心城-新城-郊区”3个规划功能区,建立“基岩地质层-第四纪地质层-工程地质层”3个层次的地质结构模型,使三维可视化地质信息系统、地面沉降防治、地下空间与地质环境容量评价、地球化学调查与农用地分等定级相对接,特别是搭建起大型、综合、动态的地理地质信息平台,可望打破多源、异构、多维数据形成的“信息孤岛”互不相通的僵局,实现全市地质信息由分散到集中管理、由平面到三维显示、由单项专业应用到多元服务的转变。另在全市地下工程普查的基础上,从黄浦区着手地下地籍调查,构建“地上地籍图-地下地籍图-地质图”系统,为地下空间管理提供有效支持。

    “北京市多参数立体地质调查”项目(2009年通过评审)推出的智能化三维地质信息管理与服务系统,为城市规划、建设和管理提供了全方位的科学依据。

    在完成6个城市试点的基础上,将考虑另33个超大城市的“三维”地质调查。

    深圳市国土与房产局正启动“三维地籍”的专项研究,这是有关城市“三维”地籍测绘和管理研究,在国内外尚处于探索阶段。而历来以二维宗地为核心、以“四至”为边界的传统地籍,都建立在宗地内产权主体同质化的基础上,而城市土地的立体化利用则以垂直方向上、产权主体的多元化为前提,即地表、地上、地下空间可以分层开发并分属不同权利人,这就形成以六面体或多面体为基本单元的“三元产权体”,在空间形态上表现为复杂的产权簇或产权层,需要有相应的“三维地籍”测绘为支撑的“三维地籍”管理。此外,《物权法》要求实行不动产统一登记制度,而任何不动产都占有一定的空间域,系统的三维地籍研究为在一个统一的技术框架下处理土地和房产的登记问题提供了可能。

    上海市地质调查研究院研究地下空间资源管理与权籍调查关键技术,也有初步成果。

    从城市空间要素立体化趋势中可引出一种新型的财产权,即空间权,它与建设用地使用权相分离,成为一项独立的物权(参见《民法》第七百七十三条、第八百三十二条),在我国台湾省已建立起比较完整的空间权制度。

    住宅产业规划到2020年基本做到“户均一套房、人均一间房、功能配套、设备齐全”。在产业层面,青岛“海尔地产”为节能省地提出“小户大家(小户型、大社区),和谐住区”的理念。即通过5个空间结构把家庭做大:家居空间紧凑化,环境空间功能化,会馆空间场所化,商业空间生活化,网络空间无域化(建设数字化网络社区,用网络服务来解决物理空间解决不了的问题,使得生活无域化——与“虚拟地产”相联系)。而微观上的空间意识将会有助于模式和设计创新。

    (二)大资源

    1.内涵假设

    “大资源”即广义的自然资源及其组合开发利用。

    一是单门类自然资源及其多形态的综合利用,多功能的优选利用(如在农业用地中, 对耕作层既是“土壤水库”又是“土壤碳库”的合理利用),非常规资源和新资源的递进或接替利用。

    二是包括土地、水、矿产、生物、海洋、大气等在内的多门类自然资源及其优化组合和综合管理(如水、土资源综合管理,海洋综合管理)。

    三是大资源以土地、能源为根本,我国的耕地和宜居建设用地都是稀缺资源,要在统筹生活、生产、生态空间的前提下节约集约和多元利用土地,新能源比传统能源的范围大大拓宽,要在尽可能清洁利用化石能源的同时研发低碳导向下的替代能源。

    四是确立、推进基于生态系统的国土资源管理和海洋综合管理,与经济、社会、生态建设相互交融,并探索资源、资本、资产“三位一体”的复合式管理方式,使资源开发利用的技术链、产业链、价值链层层相扣。

    五是融入经济全球化,积极利用包括国际海域在内的境外资源和公共资源。

    2.大资源与大能源

    中国在2012年将成为世界最大能源消费国。在21世纪上半叶,能源在我国矿产资源中仍居首位。在低碳导向下的大能源发展离不开大资源、大地质的支撑(表5)。

    3.单项管理案例

    水利部基于我国人多水少、水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配的突出水情和严峻的水资源形势,从2009年开始实行最严格的水资源管理制度。这比实行最严格的土地管理制度晚13年,但所规定的“三道红线”——开发利用“红线”即控制用水总量;水功能区限制纳污“红线”即控制入河排污总量;用水效率控制“红线”即遏制用水浪费——是对水量、水质和水耗的综合调控,体现了水资源和水环境管理的相对统一,起点高于只设“一道红线”的土地管理制度,也可以说把土地管理、利用的两个最严格制度“合二而一”了。

    2009年瑞典斯德哥尔摩大学和德国波茨坦气候研究所的科学家量化分析了“蓝水”和“绿水”,其中,“蓝水”是来自河流和地下含水层的水资源,占35%,“绿水”则是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸发而消耗掉的水资源,占65%;科学家们根据分析结果提出了应该大力研发绿水资源利用技术,由此可见土壤水作为“大资源”的一个分支兼及“大土地”“大地质”领域,应予以重视。

    表5 大能源战略及其资源、地质支持一览表

    :①第33届国际地质大会中国地质代表团得到启示:“非传统能源越来越受到重视,能源多样性是今后出路所在。可再生型能源可能是未来能源的主体。”

    4.综合管理案例

    中国工程院2007年关于《东北地区有关水土资源配置、生态与环境保护和可持续发展的若干战略问题研究》指出,基于东北是我国水土资源搭配最好的地区,可以建成全国最大的优质商品粮基地,而东北地区过去的垦荒,实际上是占用了林、草、湿地。目前的生态与环境状况,已到了临界状态。因此得出一条基本结论:“东北地区土地利用的总体格局应当是:耕地总量不再增加,林、草、湿地不再减少,城市和工矿用地合理控制”;并指出东北“西部地区的农业发展方向必须是农牧结合,以牧为主;农作物……以雨养农业为主,在缺水地区不宜种植水稻”等,在宏观上都有道理。但一年后,即2008年推出的《吉林省增产百亿斤1斤商品粮能力建设总体规划》中规划投资62亿元引嫩入白、以稻治碱,用5年时间在该省西部新增255万亩基本农田。这反映出国家战略研究与地方战略行动脱节,见仁见智,有待实践检验。

    多门类资源的综合管理,如作为复合式资源和空间的海洋综合管理,已成为国际趋势。其核心思想是从分散的行业管理转向跨行业、跨学科和跨部门的、基于生态系统的海洋综合管理。20世纪90年代中期,厦门市率先建立了海洋综合管理体制,成为有关国际组织部署的东亚海洋防污和管理的示范区,但推广不易。国家海洋局受权“综合管理中国海域”已10多年,尚难到位。对此,《2010~2020中国海洋战略研究》第五章中有具体建议。

    (三)大地质

    1.内涵假设

    大地质基于经济、社会与时俱进和地质工作功能最大化,不断扩大服务领域、贯穿于生产和生态建设的全过程。

    一是为经济、社会发展打好三个(应用)基础,即资源基础(开源、节流)、环境基础(保护、修复和防灾减灾)和工程基础(岩土工程),都有旺盛需求,为夯实资源和工程基础服务的地勘、工勘已商业化, 作为环境基础前期工作的“全国土壤现状调查与污染防治大计划”(2006年)正在实施中。

    二是大地质工作即大地质产业,它跨三次产业,即为“一产”服务的农业地球化学调查和供水水文地质勘察,融入矿业(现属“二产”)的矿产勘查和融入工程业的工勘作业,隶属“三产”的地质科学研究和信息服务,分别拉长产业链,不自成独立体系,大地质≠大地矿(对1991年提出的“地矿产业”要反思),按这个产业定位,现行地勘行业管理的覆盖范围还要加宽。

    三是基于国家财政支持、走在商业性地质工作的前面的公益性地质工作要做大,其信息供全社会共享,基于市场和地勘基金的商业性地质工作规模更大。

    四是地学研究多元化,地球科学正从传统的分散的单学科研究向地球系统科学研究转变,地质科学也要向地球系统科学即“大地学”拓展。

    五是适应“矿产资源全球化”的发展趋势,在立足国内的同时,“走出去”开拓境外地质工作,为利用“两个市场、两种资源”不失时机地做好前期服务。

    2.大地质与大地学

    基于地质科学的大地质和基于地球科学的大地学,其研究对象相同而研究领域不同。大地学的包容面广于大地质,但有交融态势(表6)。

    表6 大地学与大地质研究方向的概略比较表

    由表6可见,两者的共同点比较多,有向地球系统科学合流趋势,但在学科上仍显示出整体和局部相包含关系的脉络。“大地质”栏中未列举的海洋、陆地地表过程恰是“大国土”关注的热点领域。

    3.大地学——科技和信息服务

    公益性地质工作以地质图件为窗口面向全社会服务。英国地调局2006年发起的《全球1∶100万数字地质图计划》,产生于矿产资源全球化催生地质调查全球化的背景,旨在推进各国既有地质图数据网络化和国际共享。为保护市民避免遭受地震、海啸、滑坡和火山爆发等地质灾害的威胁,由联合国发起在日本神户通过的《2005~2025兵库行动框架》,有关信息和知识都要及时传输到全社会。

    2008年我国地理信息产业已形成测绘服务、遥感服务、地理信息系统、卫星导航4大支柱产业,总产值>600亿元;2009年增速20%,从业人员达40万人,机构>1万家;预计到2010年达到800亿~1000亿元,带动相关产业增长5000亿元。目前,全国唯一、初具规模的黑龙江省地理信息产业园2007年在哈尔滨开园,已建起国际地理空间数据加工基地和高新技术企业孵化器,前景看好。《北京空间信息产业调研白皮书》披露,该产业应用领域扩大到数字奥运、政府共享平台、数据库、防灾减灾等方面,国际合作领先于全国。

    四、浅释

    “三大”之间是有内在联系的,以“四面体”(图2)示意:A代表“大土地”,B代表“大海洋”,它们是“大国土”的两个主要载体,C代表“大资源”,D代表“大地质”作为基础置于底面。

    图2“三大”内在联系示意图

    (一)“四面体”扫描

    “大国土”与“大资源”有交叉重叠,宜各有侧重:“大国土”重在空间,以地表面、海平面为通用界面;“大资源”重在物质和能量,以水土、生物、能源和矿产为载体;“大地质”连同“大测绘”提供科学支撑和信息服务。三者构成一个统一、聚合的“四面体”。我国陆地空间虽大、资源品种虽多,但受结构性矛盾的深度制约,难题不少。

    定格国土空间区位的“大土地(A)”和“大海洋(B)”,其中“大土地”“七山二水一分田”,又派生出:A 高原和山地型土地结构(平原少,后备耕地少,开发成本高),A-C中低产型耕地、草地结构(优质耕地、草地少,又是少林国家)和大江河与中小湖泊型的陆地水域结构(淡水少);“大海洋”“三海两链半纷争”,源于A-B单面陆缘海与陆中海型海洋结构,而中国是世界上拥有邻国最多的国家(共29个,其中15个直接相邻),于本国资源禀赋弊多利少;“大资源(C)”“门类多、总量大、人均少、时空分布不均衡、相互匹配不理想”,又派生出煤基型化石能源结构(高碳、高硫空间)和低品位型非煤大宗矿产结构(富矿少)等。

    (二)“三大”的必然性和价值取向

    “三大”既是科学理念,又是顺应必然趋势的战略定位(表7)。作为人口过量的资源大国和经济大国,必须从大处着眼,针对国土开发中长期存在的几个倾向性问题(表1),集中多方面智慧谋划与经济、社会发展相适应的“大格局”(表8),使“三大”的组合优势得以充分发挥。

    表7“三大”的必然性一览表

    表8营造国土、资源的“和合”大格局一览表

    以上大格局,有的正在形成,有的受体制和机制束缚,施展不开。现行体制、机制问题如表9所列,要有序、分期研究解决。

    提出“三大”,旨在落实科学发展观,融合部门职能,加强统筹协调。经济、社会发展对资源环境的需求与时俱进、因人而异(表10),要瞻前顾后、留有余地。

    表9 “三大”的体制、机制问题一览表

    表10 人对“三大”的阶梯式需求一览表

    资源“瓶颈”有两重性,要以“三大”为杠杆,与经济发展互动,形成供、需“双向制约”,同时,还受生态、社会、政治等“多重制约”(表11)。

    表11 供需双向和多向制约一览表

    下一步,“三大”的研究领域再向“五维”拓宽,“五维”除时间维、空间维外还包括市场维、环境维、文化维。

    (三)推进“三大”的路径选择

    对于推进“三大”的路径可从以下几方面着手:

    1)把“国家可持续发展国土资源战略研究”项目持久化、常态化,提高研究内容的战略含量,从国家层面加强对重大问题的协调力度。

    2)编制部门战略规划,或加强部门发展规划的战略引导,向“三大”提升。

    3)有条件地实施部内整合,发挥基础地质调查、测绘、国土信息和经济研究工作对土地、矿产资源和海洋管理的全面支撑作用。

    4)基于“智能地球”(中国),搭建国土资源管理信息化的综合平台,从小到大,分步实现多门类资源的信息交流和共享。

    5)加强跨部门协调,在政企分开、所有权与行政权分离的前提下,逐步推进“非全能”、服务型的大部门制。

    6)在现行法规基础上适时启动国土资源和空间的综合立法。

    (四)几点困惑

    1)国土、资源管理和地质工作中积累下来的矛盾比较多,化解矛盾要有一个过程,现在是不是推出“三大”的合适时机?

    2)“三大”是从国家层面立意的,眼下设想“三大”的高度还不完全上得去。

    3)“三大”的容量放大了,没有现成的抓手,有待于实践中探索。

    (该文原载《国土资源战略与构建保障和促进科学发展新机制(2009年度)》、国土资源部信息中心《国际动态与参考》2010年第1期(总第439期)。本文为国土资源管理改革与战略高层论坛上的演讲。演讲于2009年11月19日。郭文华、刘丽、陈静、李政制作图表,王凌云整理。)

     
     
    国土资源战略研究的起点和基点

    SYZX系列绳索取芯液动锤

    3500米全液压地质岩芯钻机在山东招远金矿进行勘探

     

    今年是中国地质调查局勘探技术研究所成立60周年。

    60年,一甲子,岁月峥嵘,成就辉煌。

    作为我国第一家探矿工程专业科学研究机构,中国地质调查局勘探技术研究所以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作,通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新等,60年来交了一份闪亮的成绩单——累计完成重要科研成果500多项,150余项获国家、省部级以上奖励。其中,国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项,国家创造发明奖和新产品奖6项,省部级科技成果一等奖10项、二等奖34项;拥有国家专利93项,中国专利优秀奖4项。如今,勘探所已成为我国地质装备与技术研发的领航者。

    我国成立首个探矿工程科研机构,开启国产钻探装备自主研发新征程

    新中国成立之初,国家确定了地质工作“大发展,大转变”的战略方针。探矿工程作为地质工作的重要手段,其技术基础却很薄弱。在上世纪50年代初期,当时国外的岩芯钻探已普遍推行金刚石钻探技术,而国内仍是“硬质合金、铁砂加钢粒”钻进,钻探设备主要是从前苏联和瑞典进口的低转速手把式和油压钻机。1956年,我国第一个五年计划进入实施的第四个年头,工农业大发展,急需各种矿产资源、能源、水资源。集中力量发展探矿工程技术的呼声也越来越高。

    1957年1月,原地质部组建的我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构——地质部勘探技术研究所(以下简称“勘探所”)成立了。我国地质勘探装备自主研发的新征程由此开启。

    建所初期,为发展适合我国国情的勘探设备,勘探所在国内最先开始了探矿工程小型设备和机具的研制工作,随后,岩芯钻机、物探钻机、坑道钻机、工程地质钻机、反循环水井钻机等,及其配套泥浆泵、钻塔等的研制工作全面铺开。在建所后的10年间,勘探所开展了多项探矿工程领域的开创性工作。比如:率先成功研制了我国第一套地质岩芯钻机;用液动锤首次进行全孔反循环取芯试验,并获成功;在国内最早开展了天然金刚石表镶和孕镶钻头的研制工作,并利用冷压浸渍法制造成功……通过10年努力,我国的地质勘探装备开始自给,探矿技术水平空前提高,使得白云鄂博、大冶铁矿,白银厂多金属矿,淮北、平顶山煤矿等大型矿产基地和多个水利资源勘探进程大大加快。

    与钢粒钻进相比,金钢石钻进具有效率高、质量好、消耗低和操作轻便等优点。1960年,勘探所开始了天然金刚石钻头制造工艺研究,次年便试制成功我国第一批天然金刚石钻头和扩孔器。由于我国天然金刚石产量少,价格昂贵,生产难度大,为天然金刚石钻头广泛使用增加了难度。1969年,勘探所开始了人造金刚石钻头的研究,并于1974年首次进行了小口径人造孕镶金刚石钻进技术配套试验。随后,勘探所与河南省地质局合作,在河南地质九队午阳铁矿区第一次打出人造孕镶金刚石钻头的高水平。1975年,小口径钻探技术又进行了第二轮配套试验。到70年代末,我国仅用20年左右的时间走完了国外金刚石钻探技术发展所经历的100多年的历程。

    此外,在工程地质钻探和水文水井钻探领域的设备研究也屡战告捷,坑探掘进技术和试验室选矿设备研究提交了多项有价值的科研成果。岩芯钻探从手把式低速钻机、大口径硬质合金和钢粒钻进,向液压式高速钻机、小口径金刚石钻进发展;工程地质和水文水井钻探设备,实现了多样化,钻进工艺日趋完善;坑探工程开始从手工作业向半机械化、机械化迈进。我国地质钻探和坑探工作从此朝着赶超世界先进水平的方向迈上了一个新台阶。

    钻探服务领域扩大,钻探技术向多领域、多工艺和科学化发展

    随着改革开放的逐步深入和国民经济的高速发展,我国钻探技术开始向多领域、多工艺和科学化发展。

    20世纪70年代前的钻探技术,主要用于地质找矿和地下资源开采,而进入80年代,则应用到工农业建设和国防建设的各个方面。比如:山东青岛海上柔杆电钻炸礁工程,西藏羊八井地热开采,广东珠江口番禹大桥基桩施工,北京、廊坊等地的定向穿越马路、建筑物的非开挖铺管工程施工,以及北京十三陵蓄能电站锚固工程施工等。

    根据市场急需,勘探所以《螺杆钻受控定向钻探技术》成果为依托,1991年开始了采卤对接井钻井技术研究,与湖南省地矿局、湘衡盐矿一起完成了两对对接井施工,到1995年末,共完成5对对接井,成功率达到100%。两井高精度直接对接成功,使我国水溶采矿技术进入了世界前列。盐业系统的老专家说:“这项技术开发成功,解决了我们几十年想解决而未解决的问题。”该技术的成功,不仅为盐业提供了一条低投入、高产出的途径,也为勘探所科研成果的转化提供了重要经验。

    80年代初,为了满足各种高层建筑、高速公路、桥梁等基桩工程施工的需要,勘探所率先在国内研制大口径工程施工装备与技术配套,研制了GJD工程钻机、CG型全套管施工设备、大口径无循环施工机具与技术,以及大口径桩检测仪,目前已经形成了系列成套设备、器具及配套工艺,其中大口径无循环钻探技术在青藏铁路建设施工中发挥了重要作用。

    1993年,勘探所针对广泛用于市政、电讯、电力、煤气、自来水、热力等管线施工工程的“定向钻进非开挖铺设地下管线技术”进行立项研究。1994年,第一条非开挖铺设的管道顺利完成。到1997年,勘探所自行研制成两种型号的非开挖钻具和器具,并用此设备完成了70多条管线铺设工程,包括穿越公路、铁路、首都机场飞机跑道和建筑物等,至目前已形成高效环保的GBS系列(5T-320T)钻机及配套施工技术体系。

    冲击回转钻探技术在硬岩钻进中具有较高钻进效率。勘探所是我国首个开展液动冲击回转钻探技术研究的单位,至今仍在坚持这项研究。勘探所最初研制成功的5个系列的液动潜孔锤,品种达20多个,几乎涵盖了全部钻孔口径。后续又开发出了更大口径的、嵌岩桩钻进用的ZC-800型液动潜孔锤。勘探所的这一成果在国外引起了广泛关注,吸引了日本、德国、英国、俄罗斯、澳大利亚、古巴、泰国、越南等国家的专家前来考察。德国、澳大利亚、加拿大等在钻探技术方面比较先进的公司先后从勘探所购置了液动锤。该成果在英国权威杂志的《地质钻探》1995年第5期一经发表,有10个国家的13家公司来电来信索取资料和要求报价购置。

    随着钻探技术服务领域的扩大,钻探工程面临的地质条件越复杂,施工难度也越大。如何提高钻探效率、保证质量、降低成本?勘探所根据生产需要及施工条件,将新技术、新方法进行配套,先后研发了小口径金刚石岩芯钻探、井底动力钻探、空气钻探、水力反循环钻探、大口径基桩孔施工等工艺。勘探所实施的原地质部“八五”攻关项目《中心取样地质钻探新技术》《液压顶驱式车装钻机》及《CD-3型岩芯钻机》,结束了我国钻探方法单一的局面,使我国钻探技术的整体水平有了较大幅度的提升。与此同时,勘探所还与各有关探矿机械厂共同合作,使常用钻探设备基本上实现了标准化、系列化和国产化。

    钻探技术迎来发展新机遇,科学钻探体系进一步丰富

    1999年,新一轮国土资源大调查开始实施。地质、矿产及资源勘查钻探技术的应用迎来新的发展机遇和更广阔的发展舞台。

    在地质大调查项目、科技部“863”项目和危机矿山专项项目的支持下,勘探所完成了2000米全液压岩芯钻机及配套设备的研究,并在山东乳山金青顶金矿区完成了终孔深度达2212.80米(Φ76毫米 N级口径)示范孔的工程施工,创造了国内H级绳索取芯钻进深度及岩芯钻探套管应用深度的两项最深纪录。用自主研发的XJY-850无缝合金钢管材制作的Φ73毫米、Φ89毫米绳索取芯钻杆,在示范孔施工期间未发生孔内钻杆事故,标志着我国2000米地质岩芯钻探技术体系已基本形成,同时也结束了我国2000米以深钻孔绳索取芯钻杆依靠进口的局面。

    全液压动力头钻机具有取芯钻进效率高和安全性高的特点,尤其在斜孔施工方面极其方便,可提高钻探质量。勘探所开发的YDX系列全液压岩芯钻机的所有功能均为液压驱动,操控精准便捷,与传统的立轴式钻机相比,取芯作业的效率及安全性大大增加,钻机采用模块化设计、先进的高转速动力头设计、负荷敏感控制液压系统等部件设计,提高了钻探工作效率,减轻了工人的体力劳动,提高了钻机工作可靠性。勘探所先后完成了300米、600米、1000米、1500米和2000米系列钻机的设计开发,并出口到澳大利亚、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、蒙古等国。

    在地调项目的支持下,勘探所研发的高精度定向对接中靶系统——“慧磁”系统,实现了地下导航高精度定向技术的重大突破,也使得我国成为继美国之后第二个拥有此项技术的国家。从2003年开始,勘探所与中国机械进出口总公司合作,实施了土耳其BEYPAZARI天然碱采集卤项目钻井工程,到2010年12月共完成了56口井的定向钻井,获得了土耳其业主公司的高度评价。通过土耳其天然碱工程的实施,勘探所实现了从两井对接连通到多井对接连通的技术跨越。

    2001年4月18日,受国内外地学专家高度关注的中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县破土动工。该井井深达5158米,孔径256毫米。针对科钻工程中硬岩深井连续取芯钻进技术难题,勘探所完成了液动潜孔锤理论及工作原理的创新,攻克了液动潜孔锤零件设计、选材及加工方面的多项工程技术难题,配套开展了全面冲击回转钻进、绳索取芯钻进、液动潜孔锤跟管钻进、螺杆马达液动潜孔锤提钻取芯钻进及螺杆马达+液动潜孔锤+绳索取芯三合一钻进等配套工艺的研究,至2008年底基本完成了YZX系列液动潜孔锤及其配套工艺技术的研究与开发。科钻一井的统计数据表明,采用液动锤钻进施工,钻进效率提高54%,延长回次进尺178%,大幅度减少了施工周期、降低了施工成本,为科钻一井的顺利完成发挥了重要作用,并创造了单孔应用进尺和使用深度两项世界纪录,使我国的液动锤技术达到了国际领先水平。目前,YZX系列钻具已经成为国内外市场上实现规模化应用程度最高的产品,不断刷新的液动冲击回转钻进技术应用孔深和累计使用进尺等世界纪录,使我国在该领域的研究应用水平站在了世界之巅。

    2007年10月22日,勘探所承担的松辽盆地“松科一井”主井(北井)钻探工程顺利完钻。这口深达1810米的科学探井,以取芯钻进1630米、岩芯直径92毫米、岩芯采取率94.59%的技术成果,为中国乃至世界的环境地质科学研究提供了丰富详实的必要信息。该井在实施过程中,综合运用水源钻探设备、岩芯钻探技术与石油钻井技术,为在复杂沉积地层环境中进行低成本钻探探索了一条成功之路。2014年,勘探所又牵头组织实施了“松科二井”科学钻探工程,目前进展顺利。

    2008年至今,勘探所又以骨干成员单位参与了汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD)。期间,勘探所研制的深孔复杂地层取芯钻具和长半合管取芯技术,在提高高应力极破碎复杂地层的岩芯采取率、岩芯质量和复杂地层深部综合钻探效率等方面发挥了重要作用。其中,9米超长半合管的应用创世界纪录。

    大力推进科技创新,多项钻探技术领跑世界

    随着找矿突破战略行动、生态文明建设、国土资源“三深一土”科技战略的推进,中国地质调查工作更加聚焦国家重大需求和国土资源中心工作,更加关注重大资源环境问题和地球系统科学问题。勘探所按照中国地质调查局党组确立的建设世界一流新型地调局的目标,充分发挥科技创新的引领支撑作用,强力推进科技进步、人才成长和团队建设,自主研发了一批高精尖钻探技术设备,使我国在多个钻探领域领跑世界。

    勘探所承担的《2000米以内全液压地质岩芯钻探装备及关键器具》项目,针对我国地质岩芯钻探技术与装备落后的状况,对全液压岩芯钻机及地质岩芯钻探关键器具进行了全面技术攻关,先后研制了系列全液压岩芯钻机、高强度钻探管材和绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具等关键技术装备,突破了严重制约我国地质勘探工作发展的技术瓶颈,从而建立起我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系,也使得我国由全液压岩芯钻机、高性能绳索钻杆进口国一跃成为出口国。2015年,该项成果获得了国家科学技术进步二等奖。

    勘探所还自主研发了用于深部矿产资源勘查的3500米全液压岩芯钻探装备。该装备具有较高的机械化、自动化水平,配套高精度仪表及钻参系统,满足金刚石绳索取芯、冲击回转、定向钻进等深孔地质钻探工艺要求,既可用于深孔岩芯钻进,也可用于我国浅部石油勘探,以及新兴能源如煤层气、页岩气、干热岩等的勘探,既可以打丛式井,又可以钻进定向孔。目前,该钻机正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。此外,勘探所还研发了大型车载深井钻机、全回转套管钻机、反循环取样钻探装备、地质勘查深孔用高强度铝合金钻杆、轻便岩芯钻机、涡轮取芯钻进系统、大口径长钻程同径取芯技术等,填补了国内多项钻探领域的技术空白。

    钻探过程中,孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故时有发生。针对此种情况,勘探所开展了76毫米和96毫米规格的小口径地质钻探波纹管护壁技术研究,攻克了小口径膨胀波纹管成形技术、膨胀波纹管悬挂锚固技术和多根膨胀管对接技术等三大关键技术难题,填补了该技术领域的世界空白。该技术能有效解决深部地质钻探施工中的孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故,其处理效果相比传统泥浆调配、水泥造壁等更加可靠安全,同时简化了钻孔结构、优化套管级数,大大降低了钻探成本,被誉为21世纪国际钻探工程领域的核心技术之一、小口径钻孔的“血管支架”。该技术在广西、山东、甘肃、福州等地进行了现场应用,完成了地质岩芯钻探超深孔护壁、长距离连续护壁、页岩气孔护壁、大斜度钻孔等不同类型的护壁任务,单次护壁长达21米,护壁深度达到2000余米。

    自从2003年开始勘探所用自有技术在土耳其从事对接井工程,取得了土方业主的高度认可。鉴于勘探所与土耳其业主在工作中建立了良好的合作关系,2014年勘探所作为独立承包商签订了贝帕扎里天然碱矿钻井工程四、五期合同,共计145口井。2015年9月10日,由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻,标志着世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕,该项目计划在2015年~2018年施工74个采卤水平井组,单井总数达222口。勘探所运用“慧磁”技术创造性地设计并实现了多井组的连通,真正使得地下“穿针引线”技术成为了现实;在施工中大胆创新,克服了地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难,积累了处理复杂问题的丰富经验。

    60年风雨路,勘探所人用聪明才智和心血汗水铸就了一座座功绩累累的丰碑。在前期研究成果的基础上,近些年来,勘探所取得了4项国际领先技术成果:高精度对接连通井技术、液动冲击回转钻探技术、大口径长筒取芯钻探技术与小口径膨胀波纹管护壁技术;1项国际先进钻探技术体系:2000米以内地质岩芯钻探技术体系;2项国内领先技术:3500米全液压地质岩芯钻机与车载全液压深井钻机;实施了4项科学钻探工程:牵头实施“松科二井”工程、承担“松科一井”主孔工程施工作业、为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术、为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术。

    步入新时代,继续为钻探技术装备研发贡献中国力量

    党的十九大召开,中国特色社会主义步入新时代。新时代,世界抱以新期待。

    步入新时代,勘探所将继续为钻探技术装备研发贡献中国力量:一是制定1.3万米科学超深井钻探技术方案。围绕国家实施科学超深井的需求,对实施我国超万米科学钻探工程的相关技术与装备研究开发提出了系统建议,形成一套满足1.3万米科学超深井的钻探技术方案,为我国入地计划的实施打下了基础,为超深井关键技术研究指明了方向。二是进行海域天然气水合物开采技术探索。针对海域天然气水合物开采面临的粉砂质地层低渗、松散无胶结等问题,综合应用水平井施工技术、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术等,探索超大直径井眼扩径砂砾充填完井、水平井砂砾充填完井及对接井完井等技术,以实现增大产层接触面积、控制涌砂、抑制粉砂运移、举升排沙等目标,力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题。三是拓展“慧磁”系统在地下热能开发的应用;“慧磁”系统为定向井提供关键技术保障,确保井组的平行,解决地热勘查开发关键技术难题,为最后热储层的压裂提供有利条件。四是拓展“慧磁”系统在矿山救援井的应用。勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案:在矿山井下预设磁信标装置,矿难发生后可由被困人员启动,磁信标可连续30天以上向外发射磁场信号,用于提示井下存活人员及所处位置,并精确引导地面救援孔钻入被困区域,提高救援效果和效率,为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

    六十载峥嵘岁月,笔墨春秋著华章;六十年风雨征程,薪火相传见精神。勘探所将在支撑服务国家重大需求和国土资源中心工作的大路上勇往直前,继续在高精尖勘探装备和技术领域的研发领先国内,力争实现部分技术与世界水平并跑或领跑。

    做新时代地质钻探装备与技术研发的领航者
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