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    今年4月22日为第50个“世界地球日”。为引导社会公众树立“绿水青山就是金山银山”和“人与自然和谐共生”的理念,激发青年人了解自然、保护自然的生态意识,4月9日下午,自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心“全国地质遗迹立典调查与评价”项目组走进南京工程高等职业学校,为五十多名师生开展了主题为“火山活动与生物灾变事件”的科普讲座。 

    项目组首先向师生们介绍了灾变事件的发生原因,并着重介绍了火山活动影响及所附带的近期、远期各类灾害效应,同时表明生物灾变的原因并非单一,而是具有蝴蝶效应一般相互影响、环环相扣的。随后,项目组详细介绍了地球历史的上五次灾变事件,展示了不同灾变时期的地质记录及精美的化石照片。最后,项目组和师生们共同探讨了生物大灭绝的启示和意义,指出正是由于地球历史上多次灾变事件,才造就了如今丰富多彩的自然生态系统,并呼吁大家珍爱我们共同的地球家园,守护周围的自然资源。

    此外,项目组还结合今年地球日的宣传主题——“珍爱美丽地球,守护自然资源”制作了精美的宣传折页,生动普及了相关地质科学知识。

    本次科普活动在同学们中获得热烈反响,不仅使大家认识到环境的变化对生物多样性的直接和间接影响,加深了同学们对人与自然和谐共处的意识,也为关爱地球、保护环境、提升全民科学素质做出了微薄贡献。

     

     

     
    南京地调中心在南京工程高等职业学校开展科普活动

    近日,中国地质调查局成都地质调查中心在成都组织召开成都市地下空间开发利用地质工作研讨会。会议贯彻落实国土资源部“三深一土”科技创新战略和中国地质调查局关于成都市建设地下空间安全利用试点示范城市前期工作部署专题会议精神,研讨成都市地下空间开发利用对地质工作需求以及支撑服务成都市地下空间开发利用地质工作方案。

    会议认为,随着成都国家中心城市的加快建设,成都市地下空间规划建设和开发利用开始步入了规模化和快速化发展阶段。当前,地质结构不清、影响评价滞后、安全预警缺乏等问题成为了成都地下空间开发利用过程中迫切需要地质工作解决的问题。

    会议研讨认为地质调查支撑服务成都市地下空间开发利用应重点实施7项工作,主要包括三维地质结构模型建立、地质资料库建设与开发、水文地质工程地质条件与问题、地下空间开发利用中地下空间地质环境影响评价、地下空间开发利用中优质地质资源(如优质、矿泉水、地热等)的保护、隐伏断裂与地下空间开发利用的安全管理、地下水位动态变化与监测等。

    围绕专家建议,中国地质调查局水环部主任郝爱兵就下一步成都市地下空间开发利用地质工作提出具体要求。

    一是转变理念,深化大地质观和大生态观。成都市地下空间开发利用地质工作的开展要强化问题驱动,更要转变理念,着眼长远,充分围绕地下空间资源、地下空间用途、地下空间开发利用方式、地下空间利用的深度与范围、地下空间开发利用中问题防范等方面开展地质工作,通过地质工作为成都市不同深度、不同区域、不同时期地下空间地质资源的统筹与规划,尤其是深部地下空间、山前地区地下空间远期规划和安全利用提供决策支撑。

    二是加强成果转化与支撑服务。充分集成、分析和利用现有地质成果资料,深入研究成都市地下空间开发利用规划区地质结构,全面梳理成都市地下空间开发利用中存在的主要地质问题以及需要保护的优质地质资源,编制支撑服务成都市地下空间开发利用的地质图集,并从地质角度提出成都市地下空间资源分层规划、综合利用的建议,为成都市地下空间资源科学利用提供地质支撑与服务。

    中国地调局水环部环境地质处和灾害地质处、南京地质调查中心、探矿工艺研究所、四川省国土资源厅、成都市国土资源局、成都市科技局、四川省地质矿产勘查开发局、中国建筑西南勘察设计研究院、中铁二院工程集团有限责任公司、成都理工大学、西南交通大学等15家相关单位领导、专家50余人到会指导、研讨。研讨会对促进地质工作支撑服务成都市地下空间开发利用起到了积极的推动作用。

    会议现场

    成都市地下空间开发利用地质工作研讨会召开

        在迷你系列“页岩气神话和现实”三部曲中的第二部分里,我想论述的问题是围绕页岩气这一新型资源的一系列核心问题中的一个:页岩气究竟是便宜还是贵?上周,在安得烈蒙特福德的“Bishop Hill”博客上的激烈讨论中,我声称页岩气是贵的,而非便宜。这一观点引发了一系列长篇大论的怀疑和反对。
        相反观点认为,页岩气便宜而且很便宜。因为使用页岩气还可以节省许多钻探和输送页岩气所需的钢管的费用,以及制造钢管所需的人工费。
        根据前期对页岩气成本所做的一些调查,我认为保本价格可能在4美元到8美元/千立方英尺之间(每一千立方英尺的价格大致相当于每百万英制热量单位的价格,即美元/百万btu)。一个应注意到的极其重要的情况是:如果是在欧洲,目前4美元到8美元的价格是便宜的;如果是在日本则是非常便宜的;但是如果是在北美,这个价格很贵(图1)。因此,对全生命周期生产成本简单地做出贵或便宜的结论不是一个明智的方式。


    图1  全球天然气年平均价格的变化(据英国石油公司)

    北美页岩气开发、福岛核事故和液化天然气的短缺是推动价格变化的几个主要因素。右边的灰色栏显示美国页岩气保本价格的最小值、最大值和中值(据贝克研究所Ken Medlock)。如果是在日本,这3种价格都非常便宜,但在美国却会被认为是很高的价格,基本上仍然高于美国当前的现货价格(每百万英热量单位3.85美元)。
       

        在对已公布的页岩气全生命周期盈亏成本估计数字进行更详细的分析前,这里将首先非常简要地概述美国页岩气生产的历史和页岩气产量惊人的增长速度。因为了解过去,有助于理解现在,并有可能预见未来。

       一、美国页岩气产量

        图2显示了David Hughes编制的美国页岩气产量增长的历史。可以看出,美国页岩气主要产自Haynesville、Barnett、Marcellus和Fayetteville这4个地区(图2和图3)。页岩气产量已经从2007年每天约40亿立方英尺增长到2012年每天约260亿立方英尺!页岩气产量的增长对美国天然气总产量有实质的影响,美国天然气总产量从1995年~2002年每月2万亿立方英尺的稳定水平增长到2012年每月2.5万亿立方英尺(图4)。一些人认为这是美国向能源独立的迈进,然而也有人认为受成本和递减率的影响,这可能是一个能源泡沫。


    图2  2000~2012年美国各地区页岩气产量累计
    (产量从21世纪初的停滞状态到现在惊人的每天250亿立方英尺)

    图3  美国和加拿大主要页岩气和石油产地(资料来源:美国能源信息署)

    图4  自1993年以来美国不同类型天然气产量的变化(基于美国能源信息署数据制作)
    2006年数据系列的异常是因为页岩气数据的引入。在此之前,页岩气产量包括在传统的干气产量中。2011年末,页岩气占美国天然气总产量的32%。据David Hughes的调查结果,页岩气产量到2012年末已占美国天然气总产量的40%(图2)。

        美国页岩气产量的超常增长并不是偶然发生的。从2003年开始美国钻探工业进入超速发展期,到2008年夏天钻探设备总数是2003年的两倍多,达到2000台(图5)。大多数钻探设备是开采天然气的,把图5、图2和图4结合起来,就会明显地看到越来越多的钻机把开采页岩气作为目标,这是以常规天然气产量的减少为代价的,其维持多年的稳定水平从2007年开始下降(图5)。2008年8月金融危机爆发后,钻探活动急剧减少,因为当时所有人都在评估今后全球金融体系的格局。美国的钻探活动在2009和2010年迅速恢复。随后又开始了从页岩气开采向页岩油开采的大转移(图5)。金融危机以前,大约有400台石油钻机,1600台天然气钻机。现在是大约1400台石油钻机,400台天然气钻机。


    图5  美国贝克休斯油田服务公司提供的美国钻机数与美国能源信息署提供的天然气总产量对比


        1995年以来,美国钻探队伍的规模已经从大约700台钻探设备增长到2000台。在很长一段时间里,美国增长的钻探工作量仅仅能够弥补减少的工作量,从而维持总体工作量不下降的局面,直至钻探行业把目标转向页岩。与开采非常成熟的常规天然气相比,新的页岩气开采项目显然给公司带来了更高的产量回报。是否页岩气开采也能给公司带来更高的经济回报尚待分晓。有证据显示天然气总产量在过去的24个月里始终维持在一个稳定水平上。
        油气公司从开采天然气转向开采石油的原因很简单。页岩气的生产过剩使价格从2008年6月的超过13美元/千立方英尺下降到2012年4月的不到2美元/千立方英尺(图6)。在相同的时间段里,石油价格要高得多,从而激励了页岩气开采向页岩油开采的大转移。不到2美元/千立方英尺的天然气价格对于美国消费者和经济增长来说是一个异想天开的数字,但却导致了埃克森美孚公司首席执行官Rex Tillerson的著名宣告:“今天我们的财产全部化为乌有”。他在纽约外交关系理事会的一次发言里说,“我们没赚到钱,账面上都是红色赤字。”


    图6  亨利中心天然气现货价格(资料来源:美国能源信息署)


        欧洲和亚洲各国政府对美国的低价格羡慕不已,因为福岛核事故和2012年液化天然气供应量的下降导致了国际市场上天然气短缺,使价格飙升到历史最高水平,同时也导致了不同地区天然气价格的巨大差距(图1)。美国天然气价格下降到小于2美元/千立方英尺的情况制造了一个错觉,即页岩气是便宜的。但实际上是生产过剩使得美国天然气价格大跌至公司可以获益的水平以下。这种情况对社会是不利的,因为社会的生存有赖于可以赢利的能源工业,但社会没有意识到这一点。

       二、页岩气的实际成本是多少?

        在北美,页岩气的全生命周期实际生产成本是多少?没有单一的和简单的回答,有大量的变量需要考虑:
         1. 气井的最终回收率(EUR)
         2. 钻井的沉没成本
         3. 土地成本
         4. 管道、加工设备和运输至市场的成本
         5. 税和权利金
         6. 付出利息和利率
         7. 公司日常管理费
        不同州之间在某些变量上的差异是很大的,例如税制,北美和欧洲之间税制差异更大。在以下给出的各种各样的评估结果里,在某些情况下还不清楚是否使用了全生命周期经济评估法或“远期点”(point-forward)经济评估法。下面是莱斯大学贝克研究所能源研究中心资深总监Ken Medlock的评估结果。
        “一些井每千立方英尺只投入2.65美元成本就可以盈利,其它的需要投入8.10美元……中值是4.85美元。”


    图7  Ruud Weijermars在其学术论文中指出,美国不同产地的页岩气最低价格在每千立方英尺4到6美元之间。

    左图:2007~2011年美国主要的页岩气产区的产量;右图:美国主要页岩气产区的盈亏平衡点边际价格

        图1中已标示了上述3个价格。图7引自一项学术研究的结果,显示最低成本为每千立方英尺4到6美元。
        页岩气分析和评论家Arthur Berman在其2012年的论文中指出,按8%的贴现率计算,美国Barnett、Fayetteville和Haynesville三地生产的页岩气的全生命周期成本超过了8美元。Berman认为公司一直在高估最终回收率,因此相对成本实际上比公司公布的要高。按天然气的现价计,美国所有页岩气产区都是非盈利的。
       一家主要石油公司的前首席执行官说:一切都取决于页岩气的价格。如果价格在每千立方英尺4~5美元,则页岩气产量会很高。
        总之,情况似乎很明显,如果价格低于每千立方英尺2美元,则整个页岩气行业就无利可图。现有的证据表明,贝克研究所Ken Medlock对页岩气价格的估计是比较合理的。各个公司的利润率取决于他们总体业务的质量。只有时间能够证明Weijermars和Berman估计的高价格是否会因页岩气产量低于当前的预测量而实现。但这是一个极端不稳定和活跃的行业,效率一直在提升,因此对成本,尤其是今后成本的预测极其困难。

       三、美国页岩气的未来

        有迹象显示,美国页岩气产量增长速度的急剧放缓已经开始导致美国天然气总产量增速放缓。在过去24个月内,美国天然气总产量始终稳定在一个水平上可能就是证据(图5)。令人惊奇的是开采速率下降之后,产气量继续上升。部分是由于开采与输送系统之间的时间滞差。气井需要等管道接通,任何时候都有储备的新井闲置在那里等待连接管道。而且钻井效率也提高了,水力压裂和完井技术也正在改善,类似宾夕法尼亚州Marcellus的一些地区,生产的热点地区正在被发现和钻探。以下这段话引自“傻瓜投资指南”网:
        根据贝克休斯的数据,相当多公司都在采用垫块钻井方法。因此北美地区2013年第三季度的钻井工作量比2012年第一季度高出15%不应该感到惊讶。
    根    据美国能源信息署的数据,在美国北达科他州的巴肯页岩区,今年新井每台钻机的日产油量预计将提高将近一倍。去年的日产油量略高于250桶,而今年12月的日产油量估计可达到496桶。同样,在德克萨斯州的老鹰堡页岩区,新井每台钻机的日产量预计可从去年的约200桶增加至今年的413桶。
        这样一来,油气的供求似乎有可能实现平衡。400台钻机能够生产出足够多的石油以弥补天然气产量的下降。美国对廉价天然气的需求已经提高了,还需要从加拿大进口少量天然气。在现在市场条件下,很难想象还会有钻机从开采石油转向开采天然气。因此,合理的预测似乎是:石油产量的增长可能会停下来,甚至在中期可能逆转,这种情况将持续到天然气价格回升到某个水平上,足以使上述在巴肯和老鹰堡页岩区开采石油的钻机又转向开采页岩气。
        页岩气开采效率的惊人增长速度肯定会在达到某个水平后放缓。从长远看,产量将取决于能够发现多少高效和高产的气井。只要新井的质量继续高于老井,那么页岩气的奇迹似乎将永远继续下去。
        根据上面的分析,美国天然气价格可能将继续上涨,并在短期内升至每千立方英尺5美元。市民可能会因此而抱怨,但应该认识到只有把价格维持在这个水平,页岩气开采业才有可能至少在一段时期内繁荣发展,美国经济才会受益。按照5美元/立方英尺的价格,那些拥有低成本、高效率气井的公司可以赚许多钱,而那些只有高成本、低效率气井的公司则可能无利可图。

    美国页岩气的真实成本是多少?

    环境整治后的九龙潭景区

    “屏峙青山翠色新,晴岚一带横斜曛。寻幽远出潼川上,几处烟村锁白云。”清朝著名诗人淡文远在《秦岭云屏》中所描写的秦岭胜景如今随着《西安市矿产资源规划(2006年~2020年)》的实施和秦岭北麓矿山专项整治工作的开展,已开始逐步展现在世人面前。


    “这是我们坚持‘既要金山银山,又要绿水青山’、加强矿山整治和矿山地质环境治理、实现资源开发与环境保护协调发展的结果。”谈到这几年来秦岭北麓生态环境的变化,西安市国土资源局局长田党生感触颇深地说。


    小矿种创出“大经验”


    西安市矿产资源较为丰富,多为非金属矿种,具有规模小、矿点多的特点,不易集中开发和管理。尽管黄金、建材类非金属矿产以及地热、矿泉水等资源的开发利用对全市的经济发展、基础设施建设,以及旅游宾馆等第三产业的发展起到了一定的促进作用,但从总体上看,矿业还不是西安市的支柱产业,在全市经济社会发展中仍处于从属地位。另一方面,西安作为我国西部特大型城市和闻名世界的四大古都之一,是国家重点旅游城市,名胜古迹、古文化遗址众多,生态环境必须得到有效保护,秦岭北麓要建设较多生态环境保护区和森林公园。因此,如何在保护好生态环境的前提下开发利用矿产资源,成为了西安市急需破解的难题之一。


    “矿业虽然在西安市的经济发展中所占比重很小,但其作用不可小觑。”该市国土资源局总工程师毛忠安介绍说,西安这几年的城市发展需要大量砂石粘土等建材类资源的支撑,尤其是地热资源,更是为古都西安的旅游产业带来了新的发展机遇。


    规划是龙头。要把“在保护中开发,在开发中保护”要求落到实处,既能管好用好资源,又能保护好生态环境,就必须顶层设计,从规划抓起。为此,西安市国土资源局2008年开始编制砖瓦粘土和秦岭矿山两个规划,并经过调研论证,提出规划蓝本。2009年3月23日,市政府首先发布了《西安市砖瓦粘土资源开发利用规划(2006年~2020年)》。随后,经省政府批准,市政府又于2010年6月3日发布实施了《西安市矿产资源规划(2006年~2020年)》。该规划坚持保护秦岭生态环境优先原则,突出生态环境保护优先原则,划定了10个禁止开采区、9个限制开采区和12个适度开采区。同时,该市还编制实施了市级和区县级矿业权设置方案,总的原则偏重于“限”和“禁”;编制了《西安市矿山地质环境保护与治理规划(2010年~2020年)》,划分了重点保护区、重点预防区、重点治理区和一般治理区。


    “我市高度重视秦岭北麓生态环境保护工作,采取最严格的环境保护和资源节约政策,为秦岭生态保护投入了大量人力和物力。在秦岭北麓矿产资源开发利用方面,我们坚持‘在保护中开发,在开发中保护,以保护为主’的原则。”田党生介绍说,他们强化了矿业权设置审查,严格控制了矿权数量,加大了矿山整顿力度。据了解,该市所有矿业权设置审批均以环境影响评价报告及环保部门的意见为前置条件,对于未到期的老矿山,将原先的“采选合一”改变为了“采选分离”,减少了矿业生产对生态环境的影响。并且,他们还停止在西安水源地、秦岭黑河流域新设采矿权,关闭了一批生产方式粗放、严重破坏环境的采石矿山。2004年之前,全市秦岭北麓有采矿权106个;经过数次矿产开发秩序治理整顿和日常严格审批管理,到2014年年底,矿权数量已减少到61个,其中探矿权21个、采矿权40个,采矿权数量较2004年减少了63%。


    除了加强矿山整顿之外,该市国土资源局还强力关闭了众多占地面积大、破坏耕地严重的砖窑。目前,灞桥区、阎良区范围内的老旧砖瓦窑已全部关闭,并通过增减挂钩解决了部分新增建设用地的指标问题。同时,该局积极推进矿产资源规模化、集约化、现代化开发利用,在长安区、临潼区积极推广隧道窑技术,建成了高效节地的魏寨新型建材基地和示范企业。


    特别是2013年10月《西安市秦岭生态环境保护条例》实施后,该局更是积极贯彻落实,研究进一步加强探矿权管理的措施,于2014年3月印发了《关于全面加强探矿权管理有关问题的通知》,提出全市探矿权在2017年年底前结束探矿工作,提交勘探报告;具备条件的,可依法申请探转采(探矿权转为采矿权);未提交勘探报告的,不再保留探矿权。按照这一目标,西安地区探矿权将于2018年全部有序退出。


    2014年3月,陕西省国土资源厅在西安市召开全省矿产资源节约集约利用现场会,将该市粘土砂石矿节约集约利用矿产资源的做法总结为小矿种大管理的“西安经验”向全省推广。同年5月,省国土资源厅下发《关于推广西安市长安区户县工作经验,加快推进全省砂石粘土矿山整合工作的通知》,要求全省各地市学习借鉴“西安经验”。


    与此同时,相关区县政府及市级相关部门自2014年下半年以来,采取强有力措施,对存在问题的矿山进行停产整顿,加大了秦岭北麓矿山清查治理的力度。临潼区、长安区政府组织对秦岭峪口采砂采石开展拉网式排查,对所有已经关闭的采矿点进行全面复查;灞桥区、未央区、高陵县政府强力打击河道非法采砂、毁田挖砂行为;蓝田县政府对全县矿山停产整顿,逐个审核矿山开采手续;周至县政府对采矿证到期、资源枯竭的骆峪2个石英石矿山实施关闭,拆除厂房和设备;户县政府明确全县不再设立新的矿权,对手续不全的矿山停产整顿,责令限期补办相关手续。目前,全市已确定关停矿权13个,其中采矿权9个、探矿权4个。


    以整合促整治保“双增”


    虽然西安在矿产资源管理方面做了大量工作,实现了矿业开发秩序的稳步好转,促进了秦岭地区的生态保护。但是,由于历史原因,以及西安城市建设对建材的持续需求,全市石料类矿山数量多、布局散、规模小、工艺落后的状况还没有得到根本改变。


    “结合秦岭生态保护和国家在矿产资源利用方面的新要求,我们必须采取强力措施,以整合促整治,压缩矿山数量,提升开采工艺,推动环保跟进,走规模化、集约化、现代化之路,从总体上减少对生态环境的影响。”田党生说,今年1月,陕西省政府印发了《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》。根据省政府通知精神,该市迅即研究制订了《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》。


    “我们要坚持生态优先原则,正确处理资源开发与生态保护二者关系,以资源整合为突破口,以提高节约集约化水平为方向,制定更加严格的秦岭北麓矿产资源限制开采、逐步关停的路线图和时间表。通过努力,力争达到矿山数量和矿区面积‘双减’、矿山产出效益和生态恢复面积‘双增’的目标。如此以来,既能维护好矿业开发秩序,又能保护好生态环境,还能满足城市建设对建材类资源的需求。”田党生表示。


    《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》就是在这样的背景下提出的。在方案制订过程中,他们充分听取了秦岭矿山所在地的蓝田县、户县、周至县3个县政府的意见,征求了市委宣传部、市财政局、市环保局、市林业局、市安监局、市秦岭办、市政府法制办等20个部门的意见,并做了相应修改。3月26日,岳华峰常务副市长召开专题会议,对方案进行了讨论研究,并做了进一步修改完善。3月31日,董军市长主持市政府第105次常务会议,研究审议并原则通过《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》。4月13日,市政府办公厅以市政办发[2015]25号文件印发该方案。


    该方案以严守秦岭生态环境保护为出发点,适当兼顾了城市建设对矿产资源的基本需求。方案提出的目标具有可操作性,通过各区县政府的努力和市级相关部门的支持是可以实现的。可以说,西安矿山整治,社会高度关注,各方热切期待,时机已经成熟。4月21日,西安市政府新闻办公室召开媒体通报会,向社会公布了《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》,自此拉开了西安市整治秦岭北麓矿山的序幕。


    事实上,西安市政府组织开展的这次专项整治工作,很好地体现出了保护与开发的关系。该市整治方案要求,要坚持保护生态优先、属地管理为主、依法稳步推进和节约集约利用4个原则;在秦岭生态环境保护上,要算大账、长远账、整体账、综合账,不能因小失大、寅吃卯粮、急功近利,应按照“山青、水净、坡绿”的目标,不断推进生态环境保护;在资源开发方面,要求从现在起,全市矿山数量只减不增,对现有矿山通过关闭一批、整合一批、提升一批等方式,坚决把矿山数量压下去,积极稳妥推进矿山整治。


    对整治的总体目标,方案中也有明确体现:一是取缔所有违法勘查开采行为;二是从现在起,使秦岭北麓矿权数量只减不增;三是重要生态保护区、水源保护区、风景名胜区、沿山面坡及交通干道可视范围内不得进行矿山开采活动,最终以矿权数量逐步减少、有序退出为目标。而这也与国土资源部等部委联合开展的资源整合总体要求一致。


    为了确保此次整治工作顺利推进,该市还明确了整治阶段和任务:近期阶段,也就是在2015年年底前,将违法勘查开采行为全部取缔到位,使采矿权减少到30个以下、探矿权减少到15个以下,矿权减少率为22%;中期阶段,即到2016年年底前,将采矿权减少到19个以下、探矿权减少到9个以下,矿权减少率为54%,并于2018年年底前,使探矿权全部退出,矿权数量减少率为68%;远期阶段,即到2020年年底前,将采矿权控制在17个以内,达到国家级绿色矿山建设标准,全市矿山数量比2014年减少72%。


    依法规范促共赢


    为了促进专项整治工作,方案还因矿制宜,针对各个不同矿种制定了相应的措施。对于现有金属、能源类矿山,以退为主。凡资源储量接近枯竭、综合利用率低的矿山,劝其退出,并对矿山环境恢复治理后予以关闭;虽有资源储量,但开采方式落后、矿山环境恢复治理不到位的,给予半年宽限期促其整改,若达不到要求,对矿山环境恢复治理后予以关闭;有资源储量且能做到采选分离、“边生产,边治理矿山环境”的,要提升环保标准,由区县政府从矿区生态环境影响、企业履行开采与保护责任、对地方和社会贡献以及资源储量等方面进行全面评估,在资源储量评估确定的服务年限到期后,对矿山环境恢复治理后予以关闭。


    同时,对现有建筑石料矿山,以整合压缩改造提升为主,坚决减少此类矿山的数量,对年生产规模10万立方米以下的采石企业全部予以关闭。户县、蓝田县、周至县可以各布局1个~2个年产百万立方米以上的现代化建筑石料矿山,按照绿色矿山标准建设,实现规模化、集约化、现代化开采。


    对现有其他非金属矿山,除保留个别具有地方特色的矿种(如蓝田玉、水泥用大理岩等)外,以退出为主。在采矿许可证到期后不再延续,对矿山环境恢复治理后予以关闭。


    对现有探矿权,以退出为主。现勘查阶段为普查的探矿权,延续时均应提高到详查阶段;现勘查阶段为详查的探矿权,原则上不予延续,到期后提交详查报告。详查报告的资源储量达到最低开采规模和最低服务年限要求,并符合相关法律法规政策规定可转为采矿权,不符合相关规定的,予以注销。按上述要求,2017年年底前全市探矿工作将全部结束,2018年探矿权将全部有序退出。


    “专项整治并不是一棍子把矿山企业都打死,这也不是科学发展的表现,也不符合生态保护的初衷。”谈到整治工作,田党生表示,我们必须进一步统一思想认识,坚决摒弃把生态环境保护和发展对立起来的片面化、绝对化观点,科学把握生态和发展辩证统一的关系。国家已经开始积极推进绿色矿山、和谐矿区建设,要求矿山以实现矿产资源集约利用为核心,做到开采方式科学、生产工艺先进、企业管理规范、矿区生态环保、矿区社会和谐,总体目标是“开矿一处,造福一方;开发一点,保护一片;矿区和谐,科学发展”,努力达到资源开采与生态环境保护共赢的局面。这是矿产资源管理的奋斗目标。


    实际上,矿山企业科学合理的开发活动对周边环境影响不大,有的甚至还能改善和重塑生态。当开采进行到一定阶段后,企业按照矿山地质环境保护与恢复治理方案对边坡、台阶进行覆土、绿化、恢复植被,植被破坏问题将逐步得到解决,甚至可以提升景观。从国内外一些成功的经验来看,通过“边开采,边治理”和生态环境修复,可以将矿山建设成矿山公园,成为旅游景点,转化为新的经济增长点。


    正缘于此。2015年1月,陕西省政府办公厅印发的《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》规定,新建采石矿山生产规模不得低于10万吨/年,年产10万吨以下采石场要逐步关停。到2020年,关中地区每个县保留1家~3家、陕北每个县3家~5家、陕南每个县5家~7家采石企业。


    “开展矿山整治,首先是把矿山数量减下去。同时,矿山整治也不是一下子将矿山全部关闭。建筑石料类矿山对支撑城市建设,以及满足基础设施和建筑市场需求必不可少,起着不可替代的作用,因此现阶段还有必要保留少量矿山。”4月21日,西安市政府副秘书长宓维新在西安市秦岭北麓矿山专项整治工作新闻通报座谈会上也表示,该市矿山整治方案贯彻了陕西省人民政府办公厅《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》的要求,将整治范围从采石矿山扩大到包括金属类矿山在内的所有矿山,而且提高了矿山设置门槛。


    实现资源开采与环境保护协调发展

    核心提示

    水,万物之本源,其进与退牵动着整个自然生态系统。位于西北内陆干旱区的石羊河流域,是我国内陆生态环境问题最严重的流域之一,长期以来受人类开发利用活动影响,水循环平衡遭到破坏,地下水生态危机凸显,干旱区绿洲饱受威胁。地质科研人员通过长期调查研究,破解了天然绿洲退化防控关键,有力支撑了当地生态系统保护与地下水位精准调控。

    2020年3月4日,青土湖畔野鸭成群,碧波荡漾。姜爱平 摄

    科研人员在测定包气带饱和渗透系数。王哲 摄

    科研人员在读取气象数据。刘鹏飞 摄

    一场小雪过后,站在甘肃省民勤县的青土湖畔,湖面波光粼粼,成片金黄的芦苇迎风飘荡,不远处沙丘起伏,一幅“大漠边塞,长河落日”的壮美景象映入眼帘。

    当你了解青土湖的前世今生,便会觉得眼前这一汪湖水弥足珍贵。

    青土湖所在的石羊河位于河西走廊东端,是我国西北地区重要的内陆河。流域总面积4.16万平方公里,涉及以武威市为主的8个县区。石羊河形成的绿洲是防止北部巴丹吉林和腾格里两大沙漠汇合、拱卫河西走廊的生态屏障。

    “有水一片绿,无水一片沙”,数百年来,石羊河经历了从水流泱泱到风沙茫茫、再到蒹葭苍苍的沧桑巨变。近年来,尽管绿色在这片土地上不断延展,但石羊河仍是全国内陆河流域中生态环境问题最严重的流域之一。如何彻底摆脱成为沙漠的危机,是不得不面对的严峻课题。

    长期以来,自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所的科研工作者在石羊河流域开展了大量水资源与生态环境关系研究和观测。调查研究发现,灌溉农田规模过大是天然绿洲生态退变的主因。对于一个年均降水量不到200毫米、蒸发量高达2600多毫米的干旱地区来说,地下水占总供水量的八成,而灌溉农业用水量占当地总用水量的86.57%,90%以上的天然绿洲生态退化与水土资源开发利用不合理有关。

    采补失衡,地下水生态危机凸显

    从武威市向北60公里,就到了亚洲最大的沙漠水库红崖山水库。它见证了石羊河流域人民与干旱抗争的曲折历程。

    距今七八千年前,祁连山的冰川融水,从石羊河奔涌而下,滋养着古凉州地区,其冲积形成的肥沃绿洲农田,成为河西走廊的精华地带。直至明朝洪武年间,流域下游还是一片上耕下渔、湿地遍布的景象。随着气候干旱、冰川退缩以及人类活动的加剧,石羊河下游渐渐消失在沙漠中。

    20世纪50年代以来,随着人口的不断增加,石羊河流域大面积垦荒种粮,灌溉农田面积不断扩增。这被认为是流域自然生态退化的主要动因。

    根据遥感监测,与1970年相比,2017年石羊河流域耕地面积增加了1200平方千米,天然绿洲面积则减少了1850平方千米。也就是说,每增加1亩耕地导致1.5亩~2.0亩天然绿洲消失。

    究其原因,还是干旱气候下水资源天然性匮乏和灌溉农田规模过大,加之上游山区长期大规模拦蓄出山地表径流。

    当石羊河的流水引入农田仍不能满足灌溉需求时,人们首先想到的是修建水库。于是,石羊河上游的8条支流上建起了7座水库,红崖山水库即是其中之一。据统计,石羊河2000年流入下游民勤盆地的径流量是1957年的1/5。面对地表来水的减少,中下游地区就把解决水资源短缺的出路寄托于开采地下水,由此造成采补严重失衡,区域地下水位普遍下降10米~20米,局部地区达40米。

    “气候干旱、地下水与地表水频繁转化是西北内陆河流域水循环的突出特点,造就了西北内陆河流域的生态格局,石羊河流域也不例外。”水文地质环境地质研究所研究员聂振龙告诉记者,“上世纪80年代以来,人类活动对流域地下水位下降的影响占比超过90%,气候变化的影响不足10%。”

    聂振龙团队将地调局部署的地质调查项目与国家重点研发计划项目课题相结合,组织地调局相关直属单位和中国地质大学(武汉)、中国地质大学(北京)、河海大学、甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院、核工业航测遥感中心等多家单位,联合开展石羊河流域地下水合理开发利用及生态功能保护研究与示范工作。

    根据项目组的研究,流域水循环平衡过程决定了地表生态的区位特征和地下水生态功能特征。人类水土资源开发利用活动极大地改变了民勤盆地水循环平衡格局:在上游,由于修建了大量水库,90%以上的出山河水被水库截留;在中游,渠系代替了天然河道,渗漏补给地下水的量显著减少,再加上地下水的大量开采,泉水溢出量减少,地下水位持续下降,地下水生态功能基本丧失。尤其是地下水位下降波及下游盆地绿洲—荒漠过渡带,导致这一带天然生态退化严重,地下水生态功能危机凸显,出现“沙进人退”的生态灾难。

    遥感监测显示,巴丹吉林沙漠以1米/年~3米/年的速度向东南扩张,不断吞噬民勤绿洲,与腾格里沙漠呈现合围趋势,民勤地区成为了我国四大沙尘暴发源地之一。“每天被子和枕头上全是厚厚的沙尘,吃饭的碗底也有一层沙。”回忆起以前的日子,武威市凉州区长城镇治沙模范王银吉感慨不已。

    关井压田,生态退化得到有效遏制

    地下水在西北干旱区自然生态系统中发挥着不可替代的作用,水位是地下水与地表生态关系中最重要的指标。地下水位大幅下降是湿地和绿洲退化的直接原因。国内外专家研究还发现,仅靠灌溉不能改善沙漠地区植被的水需求状况。相反,维持合适的和稳定的地下水位对干旱地区植被存活非常关键。

    聂振龙告诉记者,根据大量历史数据、野外调查和原位观测的结果,维持研究区生态稳定的适宜地下水埋深为2米~5米,引起自然生态系统退变和灾变的地下水埋深分别为5米和10米。

    他解释,当地下水埋深大于5米后,自然生态系统开始退化,出现自然湿地萎缩、天然植被覆盖率下降或长势变弱;当地下水埋深大于10米后,自然生态系统发生灾变,出现自然湿地干涸和土地荒漠化加剧。

    以石羊河流域民勤盆地为例,对比历史资料与最新地下水测量结果,1960年代地下水埋深普遍小于5米,2019年地下水埋深普遍增大到10米~30米,局部地区达到40米,处于生态灾变水位以下,这是出现生态问题的关键所在。

    决不能让民勤成为第二个罗布泊!2007年,国务院批复正式启动石羊河流域重点治理,通过关井压田、节水改造、水资源配置保障、生态建设、水源涵养,生态环境有所好转。

    据统计,十年间,石羊河流域关闭农业灌溉机井3318眼、压减农田灌溉配水面积66.3万亩;安装地下水智能化计量设施1.64万套;在流域南部祁连山水源涵养区、北部湖区实施易地搬迁2.4万人,流域生态恶化趋势得到遏制。

    2010年以来,红崖山水库不断向青土湖下泄生态用水,使得干涸半个世纪之久的青土湖“复活”了,形成了26.7平方公里的水面及106平方公里的旱区湿地。

    与此同时,民勤盆地大部分区域地下水位出现缓慢上升,2010年~2019年地下水位上升0.7米~1.0米,生态退化情势得到有效遏制。

    然而,地下水生态功能仍未得到根本恢复,严重恶化区面积仍有1397.9平方公里。特别是盆地西部边缘一带,面积近500平方公里位于巴丹吉林沙漠的下风口,是民勤绿洲保护的关键区带,目前地下水埋深仍为10米~15米,自然生态系统极不稳定。

    “十多年的流域综合治理效果表明,这些地带地下水生态功能具有一定的可恢复性,只是恢复过程相对缓慢。”聂振龙表示。根据测算,按目前地下水位的回升速率,恢复至自然生态的适宜水位需要50年以上。

    分区分级,实施地下水预警与管控

    这是一场攻坚战,也是一场持久战。重点治理工程踩下了石羊河流域无序开采地下水的急刹车,而守护荒漠绿洲、巩固提升来之不易的治理成果,更考验人们的智慧。

    要想尽快恢复地下水生态功能,一味限采显然不现实,还需要科学的评估和相应的技术方案。

    青土湖往东行不远,就是腾格里沙漠。汽车在荒漠与沙丘间的公路上迂回行驶,窗外不时看到一片片白花花的盐碱地,其间稀疏地生长着几片草。

    为了给地下水调控提供坚实的理论基础和技术支撑,项目组在腾格里沙漠腹地的邓马营湖附近建设了一个野外试验场。试验场地处天然荒漠植被区和农田交汇处,浅层地下水含水层岩性较细,水位埋深较浅,在强烈蒸发作用下,浅层水质咸化、土壤盐化严重。

    实验场占地近30亩,分为水位调控淡水灌区、水位调控混灌区、天然植被水位调控区、水量水质调控区四个主功能区。由一眼抽水井联通四眼辐射井持续抽水对地下水位进行面状调控,通过一系列设计,可以在人工调控和灌溉作用下对水和盐在大气—地表—包气带—地下水循环中的运移状况进行实时自动监测记录,并且能根据监测数据灵活调整生态水位调控方案。

    经过一年多的实验,项目组研发了“农田盐渍化管控与湿地保护水位—水量智能双控”关键技术,在确保自然生态系统稳定和农田产量不减的前提下,提高地下水资源利用效率14.3%。

    此外,项目组针对西北内陆干旱区自然湿地、天然绿洲对地下水位强烈依赖的特点,创建了适宜我国西北干旱区的地下水功能评价与区划方法,构建了干旱区自然湿地、天然绿洲、农田安全及城市生态安全保障的分区分级预警与管控指标体系。

    他们将石羊河流域划分了四个一级功能区: 一是自然湿地保护区,位于民勤盆地北部的青土湖湿地;二是天然绿洲保护区,位于民勤盆地农田与荒漠过渡带;三是农田安全保障区,位于武威盆地和民勤盆地人工绿洲分布区;四是城市生态安全保障区,位于武威城区和民勤县城区。

    项目组提出,在自然湿地保护区,以维持现状湿地面积为最低目标,确定地下水最低水位控制指标,严禁地下水开采。

    在农田—荒漠过渡带为天然绿洲保护区,以土壤盐碱化临界埋深和地下水生态功能质变临界值作为水位约束指标,并由此确定水位约束下的开采量控制指标。近期以恢复地下水生态功能为主要目标,禁止开采地下水。远期要注意将地下水位控制在土壤盐碱化临界深度以下,避免盐漠化。

    农田安全保障区为地下水控制利用区,需综合考虑各区地下水补给资源量、土壤盐碱化临界水位及地下水开采对周边地区天然生态的影响等因素,确定最高水位和最低水位控制指标,并由此确定水位约束下的开采量控制指标。近期以粮食安全保障为目标,合理确定农田规模,适当压减地下水开采量,通过地表水—地下水联合调度实现粮食安全保障。远期要注意将地下水位控制在土壤盐碱化临界深度以下,避免引起土壤次生盐碱化,影响农田质量和产量。

    而在城市生态安全保障区,主要考虑地下建筑物的安全保障,合理确定地下水最高水位约束指标,统筹区域水位变化情况,适当开采地下水。

    “‘病来如山倒,病去如抽丝’,再建水生态平衡,恢复地下水生态功能需要一个较长的过程。当然,在西北干旱区,社会经济发展必然会挤占生态用水,一味强调生态恢复到历史最好水平也不现实,关键是找到人与自然和谐的适度平衡点。”聂振龙表示。

    因此,项目组建议,需要深刻反思西北干旱地区发展过程中水资源利用的教训,高度重视西北内陆干旱区天然绿洲退化防控的关键是有效管控灌溉农田规模过大,有序重建流域水生态平衡,开展水、土、生态与人类活动相适应的国土空间规划编制和精准管控,基于自然水资源承载能力,规划农用耕地开发利用规模和自然生态修复保护规模,探讨水资源和生态维持双重约束下适宜的产业结构布局,优先保护生态,适度推进城镇化,约束农业生产规模。

     

    探寻西北干旱区水生态平衡之道

    超强台风利奇马2019年8月10日登陆山东,东营市气象台8月11日9时升级台风为黄色预警。受台风影响,东营试验基地在暴雨、风暴中经历了严峻考验。2019年8月16日,自然资源部中国地质调查局副总工程师、勘探技术研究所主要负责人叶建良,中国冶金地质总局山东局局长李飞跃等一行7人来到山东省东营市,对试验基地台风受灾情况进行调研,指导灾后生产恢复工作。

    在实地考察受灾情况时,调研组听取了关于试验基地受台风影响情况以及采取应对措施的汇报,讨论了基地修复方案,并指出试验基地的恢复建设是当务之急。

    叶建良从钻采试验长远发展的角度,提出近期试验如期进行安全保障措施和远期野外试验基地建设要点。调研最后,查看了现场人员食宿情况,并强调要以保障人身安全为工作的首要原则,在保障试验顺利进行的同时,更要保障现场人员工作安全、生活安全。

    现场听取汇报

     

    指导灾后恢复工作

    现场人员宿舍

    勘探技术所、中国冶金地质总局山东局到水合物试验基...

    2017年1月20日,夏潭1井试验性抽水时,一位行动不便的老大爷执意让晚辈抬着到了井场,如品酒般细细地品尝着甘甜的井水,久久不愿离去,连声赞叹:“水好,好水!”当地从此实现了几代人梦寐以求喝上安全放心水的愿望。

    这是武汉地质调查中心按照中国地质调查局精准扶贫工作总体部署,在江西省赣州市赣县区五云镇夏潭村精心组织实施的“夏潭饮水示范工程”。

    承担这个光荣使命的是夏潭饮水示范工程建设团队,这是武汉地质调查中心为该工程量身定制的水工环专业团队,战斗力强,团队主要成员有中国地质调查局优秀人才陈立德教授、邵长生硕士、杨艳林博士、路韬硕士和张傲博士。他们虽然平均年龄只有35岁,却是一个专业性极强的高学历团队,曾先后承担过“长江中游城市群地质环境调查与区划”、“长江中游城市群地质环境综合调查”、“长江中游城市群咸宁-岳阳和南昌-怀化段高铁沿线1∶5万环境地质调查”等地质调查项目,发表专业论文32篇,出版专著(含合著)7部,获国土资源科学技术二等奖4项,获中国地质调查成果一等奖1项……

    这一次夏潭饮水示范工程,虽然困难重重,但该团队依然是使命必达。

    聚焦“三步走”战略

    夏潭村位于赣南老区,是国家级贫困村,人口1326人,人均耕地0.75亩,人多地少,而且村内无工业企业,无矿产资源,农作物种植结构单一,产业基础薄弱。原来,夏潭村村民生活用水主要是使用简易水管从溪流或陈年老井中直接取水,细菌、农药残留、牲畜养殖直排等因素导致水质无法保障,简易取水管在雨季也容易被冲断或堵塞了。因此,长久以来“用水难”一直是萦绕在村民心头的一大痛点,“特别想喝上干净的自来水”成为最为迫切的需求。夏潭村离赣州市很近,但还是因为缺水,限制了当地土地有效开发利用,特别是经济作物种植和乡村旅游发展。缺水,特别是缺乏卫生干净的安全饮用水,成为夏潭村整体脱贫和提高村民生活质量的瓶颈。

    夏潭1井出水,村民争相品尝甘甜的井水

    “江西省赣县、于都县1∶5万水文地质调查”是武汉地质调查中心承担的“长江中游城市群咸宁-岳阳和南昌-怀化段高铁沿线1∶5万环境地质调查”二级项目下的一个子项目,夏潭村位于该子项目工作区内。按照中国地质调查局《支撑服务赣州六县精准脱贫攻坚地质调查实施方案(2016~2020年)》整体部署,实施精准地质扶贫解决夏潭村安全饮水问题成为该二级项目2016~2017年重点工作任务。

    武汉地质调查中心对此高度重视,专门成立了赣南地质扶贫工作领导小组,抽调精干技术人员,组建工作专班,高效落实资金和工程设备保障,以解决夏潭村安全饮水为突破口,全力实施“夏潭饮水示范工程”建设,这也是团队的任务目标。

    针对基础工作,团队实施了“三步走”战略。

    一是在前人工作基础上,开展重点地区1∶5万地质环境综合调查,对长江中游城市群资源环境条件和重大地质问题进行系统梳理和综合研究,编制完成了《支撑长江中游城市群发展地质调查报告》、《长江中游城市群资源与地质环境图集》,参与编制了《长江经济带国土资源与重大地质问题图集》、《支撑服务长江经济带发展地质调查报告》,为长江经济带规划建设提供了有力支撑,相关成果已得到各级政府高度重视。

    二是系统总结了长江中游城市群岩溶塌陷重点区分布状况与发育特征,研究了区内岩溶塌陷的影响因素和成灾机理,梳理了区内岩溶塌陷的首要因素、岩溶塌陷的其他表现形式,及岩溶塌陷的诱发因素等。

    三是开展了长江中游河湖演化及其地质环境效应研究,系统梳理了江汉-洞庭盆地已有研究成果,开展了大量的野外地质调查和测试数据分析,扬弃了以阶地分析和冰川论为基础建立的各自独立的江汉盆地和洞庭盆地第四系地层系统。基于冲积扇研究并识别出宜昌砾石层、白沙井砾石层与上覆网纹红土之间的不整合关系,开展了江汉-洞庭盆地周缘更新统划分与对比,进而建立了江汉-洞庭盆地统一的第四系地层格架。基于江汉-洞庭盆地第四系研究,进一步提出网纹红土层与下伏砾石层所代表的沉积环境的重大变化是长江三峡续接贯通的环境效应,并据此提出了长江三峡续接贯通的时限相当于网纹红土层或网纹泥砾层底界年龄,大体相当于早-中更新世之交。相关成果成为长江流域地球科学系统研究成果的重要组成部分。

    找水打井见真功

    当所有的基础工作准备就绪,2016年10月,团队由二级项目负责人陈立德教授领衔,开启了夏潭找水打井之路。然而,这条路走得异常艰难。

    夏潭村及周边广泛分布寒武系下统牛角河组变余凝灰质细砂岩,是典型的基岩裂隙水弱含水地层分布区,一般的探采结合井单井出水量每天仅30吨左右,只能满足不超过400人的用水需求。而夏潭村现有村民1300余人,结合夏潭村旅游发展规划,则需要解决不低于2000人的安全饮水问题,这意味着需要至少找到一口单井出水量为每天200~300吨的探采结合井。上世纪80年代开展的赣州地区1∶20万水文地质调查资料表明,在夏潭村一带没有发现有供水意义的构造变形迹象。因此,要完成找水打井的任务,困难是显而易见的。

    压力就是动力。团队技术人员立即行动,通过研究分析现有资料、实地踏勘,确定了实施地面调查和物探调查解译相结合的工作思路,地面调查和物探相继展开。赣南植被发育,杂草、密灌丛生,技术人员披荆斩棘,跑遍了夏潭村及周边的每一条山间小路、每一条溪沟,详细观察了乡村公路边和村民房屋后面的每一处切坡。

    功夫不负有心人,在陈立德的带领下,团队终于在村西北1千米处发现了基岩破碎现象,经延伸追查和推测,又在村边不起眼的一处小竹林里发现了约1平方米大小的断层破碎带露头,这时确定了以寻找构造裂隙水作为夏潭村饮水示范工程的找水方向,根据地面调查情况圈定了2处水源勘查靶区,提出了物探部署建议。随后开展的地面物探勘查进一步查明、验证了夏潭村北西向基岩破碎带的走向、产状和破碎深度,结合物探解译,分别在夏潭村东、西两侧初步推荐了多个地下水源钻探井位。团队完成这一系列工作仅仅只用了不到20天的时间!

    接下来的工作是对地面调查和物探调查圈定的井位实施钻探,然而这时团队却有意放慢了工作节奏,因为他们有了更多的考量,如何做到实施数量较少钻探工作量又达到找水目标,从而最大限度地发挥资金的效益;工程不仅仅是打井和找到优质的地下水,如何统筹考虑高位水池、配套管网建设和后期运行维护的成本,要费用低,好管理,让夏潭村百姓用得起、愿意用,归根到底让百姓高度满意,在他们看来这才是衡量饮水示范工程成功与否的标尺!

    数天时间里,团队技术人员们拿着地质图、物探解译报告和遥感影像资料,反复攀爬在村子周围的山头上,在夏潭村北面最高的山顶上,有时一呆就是4个小时,渐渐理出了头绪:长村水库位于夏潭中心村下游约500米,夏季洪水期水位上涨,水库水位线距中心村就几十米远,长年的水产养殖和牲畜养殖直排已造成水质富营养化,水质差。如果在村子东面打井,长期抽排地下水可能沟通井水与库水之间的水力联系,井水水质可能会受到长村水库的影响;物探调查推荐的村西井位,距离村子南面、西面的山头近,但村子南面的山头高度低,不能保证自然供水压力,村子西面的山头山体单薄、强风化层厚度大余20米,也不宜建高位水池;村北的山头是最佳的位置,夏潭中心村就在山脚下,相对高差50米,山体厚实,是高位水池建设的最佳选择。但是,初步的地面调查和物探解译成果推荐的井位距村北山头平面500多米,相对高差80米,铺设上水管网要越过村西的水沟和县级公路,工程建设、运营管理和维护成本高、难度大,如果要二次抽水,势必进一步推高百姓用水成本。由此看来,单纯从水量丰富、打井找水成功率高这个角度推荐的井位并非最佳选择。

    如何化解这个矛盾成为团队要攻关的难点。为此,他们奔波于武汉、南昌和赣州之间,与物探工作组技术人员一起反复研究物探资料,虚心求教熟悉赣州地区地质情况的水文地质专家。根据物探资料中存在北西向异常的显示,在听取了专家的意见和建议后,技术人员立即再赴野外开展了补充调查,通过反复观察和研究野外地质现象,最终查明在夏潭村西沿溪沟一线存在一条北西向次级断层。如果在该断层上盘沿北西方向部署探采结合井,井位则位于村北山坡的下部,距离拟建高位水池平面距离不足200米,而且地形简单,如果找水打井成功,夏潭饮水示范工程建设、运营、管理的综合成本则会大幅降低40%以上,团队分析认为,虽然有一定的技术风险却无疑是最理想的选择。

    团队技术人员凭借扎实的基础地质功底、长期的野外地质调查工作实践和科学严谨的态度,反复交流研讨、统一思想后,果断放弃原有推荐井位,毅然决定选择技术风险较大但建设运营综合成本低、水质有保障的夏潭1井和夏潭2井井位。同时,为降低高位水池建设成本、延长高位水池使用寿命,通过对拟建高位水池山顶一带的工程地质条件分析研究,将高位水池建设方案优化为下沉式水池结构,并在水池顶部配套绿化植被,这一优化调整将更有利于保障水质和口感。

    说干就干。经过钻探取芯、试抽、扩孔、洗井、再试抽、成井、水质检测等,2017年1月20日夏潭1井完钻终孔并成功见水,当水汩汩而涌时,全村兴奋了,奔走相告,纷纷涌向井口品尝这甘甜的井水,就出现了文章开头的一幕。在这之后不到两个月的时间里,再传喜报,3月12日夏潭2井也完钻终孔并成功见水。夏潭1井井深124.8米,单井水量大于200吨/天;夏潭2井井深127.4米,单井水量为220吨/天。两口井水量均满足了工程设计要求,水质也都达到生活饮用水标准,保证了夏潭村全体村民生活用水、特色农业种植用水和远期乡村旅游发展用水需求,彻底改变了当地用水状况。

    打造饮水工程示范

    2017年1月21日,国土资源部党组成员、副部长凌月明视察了夏潭村饮水示范工程,实地查看了夏潭1井的抽水情况,详细询问了水量、水质及引水入户方案等情况,对武汉地调中心承担的夏潭村饮水示范工程取得的成果给予了充分肯定,希望武汉地调中心再接再厉,不负众望,继续推进夏潭村饮水示范工程建设,切实惠及贫困区人民群众,助力国土资源精准扶贫工作。

    部领导寄予厚望和当地村民的期盼,更加坚定了团队继续做好后续工作的决心,打造饮水示范工程。按照夏潭饮水示范工程设计和实施方案,在取得打井找水成功的基础上,将着手建设高位水池、取水泵房和管网设施,随着工程的推进,团队成员经常驻守在夏潭村,为施工人员提供技术指导,监督工程安全、质量和进度。为确保工程质量,团队还划定了两条红线:一是对任何形式的不规范施工和质量问题必须“零容忍”;二是严禁团队成员以任何理由接受宴请。团队成员也是这样做的,因施工不规范或质量不合格就坚决责令返工,将隐患消除在萌芽,坚决高标准严要求施工,这让当地百姓深切感受到团队严谨的科学态度和强烈的责任心。

    示范工程建设中,团队紧紧抓住高位水池建设和供水管网铺设这两个关键环节,制订了一套精细的推进实施方案。高位水池建设是饮水示范工程最关键的环节,建设质量事关整个工程的成败和工程的使用寿命,团队成员轮流盯紧现场,严格把关,严格检查验收高位水池砖砌外模制作、钢筋配置及混凝土现场浇筑等每个细节,保证了示范工程关键设施的建设质量。在铺设供水管网时,他们选用质量最好的PE管材,严格热熔焊接技术要求,以超过规范的更高要求进行试压,保证了供水管网铺设质量。为了便于运行期间的管理和维护,在铺设规格为63毫米和50毫米的次级管网时,他们采用规格为100米长的管材,大大减少了热熔焊接的数量,降低了供水管道出现问题的几率,同时也更有利于后期的管理和维护。

    饮水示范工程先后完成了两个泵房及配套设施、100立方米下沉式高位水池的建设,还完成了7000多米主供水管网和5000多米次级管网铺设及试压等工作。目前,团队正抓紧实施管网入户、安装智能水表等收尾工作,为实现夏潭村“一户一表一龙头”既定目标进行最后的冲刺,同时着手整理全套工程设计、施工和后续使用管理技术资料,为及时将饮水示范工程移交夏潭村民委员会、投入正常运行做好支撑与服务。

    示范工程在找水打井、建设施工期间,中国地质调查局党组副书记、副局长王研,中国地质调查局副总工程师、总工室主任徐学义,中国地质调查局副总经济师、财务部主任严兴华等先后亲临现场指导工作,解决实际问题,这些极大鼓舞了团队士气。

    2017年6月29日,国土资源部中国地质调查局在江西赣州召开“支撑服务赣州七县脱贫攻坚地质调查工作推进会暨脱贫攻坚地质调查协调联动领导小组会议”,会议代表实地考察了夏潭饮水示范工程并给予高度肯定,认为该项工程实现了“精准扶贫、引水到户”的目标任务,切实惠及了贫困地区人民群众,是贯彻落实中国地质调查局“延长地质工作产业链,破解最后一公里难题”的成功示范。

    夏潭村全体村民喝上了干净、放心的自来水,由衷地感谢国土资源部的定点帮扶,感谢中国地质调查局武汉地质调查中心实施的饮水示范工程,并对项目组在工程实施过程中,心系村民、勇于担当和对工程质量的严格要求交口称赞。

    建设团队用实际行动传承了地质工作者“三光荣”“四特别”精神,自觉践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观,而且并没有就此满足,如今又有了新目标。

    下一步,他们将紧密结合二级项目工作任务和赣南人民群众安全用水需求,在开展赣南其他地区1∶5万水文地质调查工作过程中,合理部署地下水探采结合井,从根本上解决季节性缺水和水质性缺水地区百姓安全饮水问题。同时,团队将结合地方需求和水文地质调查工作要求,注重工作区矿泉水和地热资源的调查评价,为赣南地区经济社会发展提供更强地质技术支撑,在国土资源赣南精准地质扶贫工作中再创佳绩!

    高位水池建设现场

     

    清泉喷涌润民心

    大别山区是全国11个集中连片扶贫区之一,生态地质环境尤其是水生态环境脆弱。为响应国家扶贫攻坚战略,为大别山革命老区经济发展、人民生产生活用水提供地质支撑和保障,由中国地质调查局统一部署、中国地质调查局武汉地质调查中心承担的“大别山连片贫困区1∶5万水文地质调查”项目,在湖北省孝昌县获得打井找水显著成效。

    孝昌县位于大别山腹地,是国家级贫困县,年均降雨量约1800毫米。受地质地貌限制,区内无大型河流分布,地表水资源贫乏且主要分布于元古界变质岩系地区,地下水资源亦很缺乏。同时,地表水和地下水污染比较严重,多为含高铁、锰的原生劣质水。区内降雨偏少、蒸发量大,且降雨量年际分配不均,造成区内资源性缺水严重,不同程度的干旱频发。武汉地调中心大别山项目组不畏艰难,经反复论证,刻苦攻坚,将2016-2018年工作主要部署在国家级贫困县孝昌县境内,确定了以实现变质岩贫水区域找水突破、保障农村人口饮水安全的目标任务。

    2016年,通过地面调查,确定了把寻找构造裂隙水作为变质岩地区集中供水的找水方向和突破点。2017年,在进一步开展物探勘察验证构造线特征和富水层位的基础上,将钻探井位确定在志留系辉绿辉长岩体构造破碎带上。经过10余天连续钻探取芯、试抽、扩孔、洗井等施工,于2017年5月8日凌晨成功完成抽水试验工作。该井孔径为180毫米,降深10米时水量达到523.2立方米/天,水质达到饮用水标准,可满足当地5232人生活用水和孝昌县季店乡远期农家乐旅游发展规划用水需求。同时,该井距离孝昌县城供水管网仅6千米,可以作为孝昌县城应急水源地,为县城26160人提供应急用水保障。

     

    情系老区 扶贫找水见真功

     

    乌兰盆地盐湖平原发现淡水

     

    项目组织专家在打井现场实地考察

     

    格尔木大型抽水试验

     

    神奇柴达木,祖国聚宝盆。如今,在这里开发建设的循环经济试验区更引世人瞩目。

    为保障柴达木循环经济试验区的用水需求,11月25日,中国地质调查局西安地调中心联合青海省国土资源厅在西宁召开柴达木循环经济试验区地下水资源与可持续利用研讨会,进一步加大水文地质调查成果对柴达木国家循环经济试验区的支撑服务作用。

    1.发挥专业优势为柴达木寻找地下水

    自从上世纪50年代共和国第一支勘探队的驼铃声惊醒沉睡的高原大地,地处青藏高原东北部的柴达木盆地,及其丰富的矿产资源进入人们的视野。经过50多年的勘探开采、开发建设,柴达木盆地逐渐形成以石油天然气、盐湖化工、有色金属、煤炭开采等基础工业。但柴达木地区生态系统非常脆弱,生态环境的敏感性和不稳定性突出,环境保护的任务非常艰巨。

    在柴达木,既要发展经济,又要保护自然环境,发展循环经济是唯一的现实选择。

    2005年10月,柴达木循环经济试验区成立,成为国内面积最大、有丰富资源的循环经济试点园区,也是国家首批13个循环经济产业试点园区之一。2010年3月,国务院批复《柴达木循环经济试验区总体规划》,试验区建设由地方战略上升为国家战略,规划了格尔木、德令哈、乌兰、大柴旦四大循环经济工业园及其与之配套的资源开发与加工基地,打造以盐湖资源开发为核心,融合盐湖化工、油气化工、煤炭清洁利用、金属冶金、新型材料等多产业横向扩展,资源深加工纵向延伸的循环型工业体系。

    循环经济发展的宏伟蓝图绘就,但没有充足的水源保障成为柴达木发展的软肋。柴达木盆地地处内陆,干旱少雨,特殊的自然条件导致区内水资源短缺且时空分布极为不均,且与柴达木矿产资源开发基地、工农业产业园区分布很不匹配,导致规划建设的许多工业园区和资源开发加工基地缺少可靠稳定的水源保障。据规划预测,试验区近期水资源需求为每年11.47亿立方米,中期(2020年)为12.13亿立方米,远期(2030年)为16.09亿立方米。

    缺水,成为了严重制约柴达木循环经济试验区发展建设的瓶颈,“以水定产,以水定规模”成为试验区产业发展的基本原则。

    柴达木循环经济试验区对水资源的需求,引起各级部门的重视。中国地质调查局敏锐把握这一需求,在2010年启动实施《柴达木盆地重点地区1∶5万水文地质调查》项目,旨在发挥专业技术优势,在重点地区开展地下水资源与环境调查,圈定具有供水前景的富水地段,评价地下水资源及其开发利用的生态环境效应,为各级政府重大工程决策提供科学依据。

    2.瞄准需求部署调查研究和技术攻关

    研讨会上,《柴达木盆地重点地区1∶5万水文地质调查》项目负责人、中国地质调查局西安地调中心水环处副处长党学亚详细介绍了项目实施6年来取得的丰硕成果。

    党学亚介绍,项目实施之初,试验区建设迫切需要解决以下问题:一是试验区及其经济园区和产业基地到底有多少水资源,地下水有多少,在哪里,如何开发利用,开发利用对生态环境的影响如何。二是格尔木、德令哈危及城市及人民生命财产安全的地下水位上升灾害是怎样形成的,如何防治。三是大面积盐碱区有没有适宜农牧民群安全饮水以及工业园区经济发展用水的可靠水源。

    瞄准这些需求,围绕试验区规划布局,项目在区内划分出那陵郭勒河、格尔木河、柴达木河、乌兰盆地等9个片区实施1∶5万水文地质调查。同时开展柴达木盆地地表水资源计算与评价、地表水与地下水转化、地下水循环机理和更新能力、地下水与植被生态关系、水资源合理开发利用与配置、水文地质抽水试验资料二次开发利用等7个专题研究,开展干旱内陆盆地1∶5万水文地质调查方法、柴达木盆地1∶5万水文地质调查成果表达形式及数据库建设等3项综合研究,同步开展柴达木盆地地下水动态监测。

    项目实施6年来,地调局西安中心组织青海三大水工环专业队伍和国内知名科研院所共14家单位,以及澳大利亚、加拿大、瑞士等国的水文地质学家共900余名工程技术人员,开展调查研究和技术攻关。截至2015年,中国地质调查局投入1.23亿元,带动青海省、州、市(县)政府跟进投入约1亿元,开展了水源地勘查、地下水位上升灾害勘查和区域供水水文地质勘查,形成了中央公益性调查先行、地方公益性和商业性投入跟进、快速转化成果服务地区经济社会发展的地质工作新模式。

    3.摸清柴达木水资源家底

    在部省共同努力下,项目基本实现了对盆地重点地区的全覆盖,共完成1∶5万水文地质调查1.2万平方千米,基本摸清了柴达木盆地水资源家底。

    调查发现,在柴达木盆地,地表水与地下水具有各自的优势。进入柴达木盆地内部平原区的较大河流有79条,地表水资源总量为每年49.71亿立方米,进入平原区的河水平均约有70%转化为地下水;地下水的补给资源总量为每年42.44亿立方米,85%以上来自河水补给,与地表水的重复量为每年35.85亿立方米。

    “由此可见,柴达木盆地的地下水与地表水转换频繁,关系十分密切。而且,在柴达木盆地,地下水具有调蓄能力强、不受冰冻影响的特点,尤其在冰冻季节,地表水利用困难时,地下水就成了这一时期的主要供水水源。”党学亚在汇报时指出。

    通过调查,项目组在盆地内圈定了7处特大型、5处大型、13处中型和3处小型地下水富集区,可采资源总量达每年13.2亿立方米。其中,7处特大型地下水富水区均具有建设巨型供水基地的潜能,可为格尔木、德令哈、大柴旦3个循环经济园区,以及都兰—诺木洪特色农业、花土沟—茫崖油气与盐化工等两个资源开发基地提供水资源保障。5处大型地下淡水富水区,可采资源量在每天5万~9万立方米,可为格尔木、大柴旦等两个循环经济园区,以及都兰—诺木特色农业开发基地提供集中供水水源。

    “可以说,通过这次调查,区内规划建设的四大循环经济工业园区及其配套的资源开发与加工基地,基本都有规模不同的地下水富集区和数量不等的地下水资源可供集中开发利用。”党学亚的一番话,让在座的青海省、海西州等政府有关部门的负责人为之振奋。

    项目还获得了大量水文地质数据,为试验区开发利用地下水及生态环境保护提供了最新的基础水文地质资料;初步建立了覆盖盆地主要流域的地下水动态监测网。项目实施的79眼探采结合井,提供了能够满足40万人口安全饮水的供水水源,及时支撑了城乡安全饮水和四省连片藏区国家精准扶贫工程。目前,格尔木沼泽盐碱区、德令哈和都兰县农牧区等地的8000余名农牧民和1万余头牛羊的饮水难题已得以解决。

    4.评价地下水开采对生态环境的影响

    地下水的开采会引发一系列的地质环境问题,在生态环境脆弱区开采地下水,更要科学和谨慎。

    项目组专门开展了地下水开采对柴达木盆地生态环境影响评价工作,发现柴达木依赖地下水生长的天然植被,主要分布于戈壁砾石带前缘—细土平原以及淡水湖和咸水湖滨地区。在这一地区,开采地下水,显现出地下水开采的环境正负效应并存。在格尔木第二水源地扩采进行的大型抽水试验,发现在格尔木洪积扇每天开采15.2万立方米地下水的基础上,增采13万立方米,水源地下水降落漏斗半径稳定在1000米左右,对环境的影响不大。

    近年来在格尔木、德令哈、乌兰三大循环经济园区普遍发生的地下水水位上升,造成了格尔木市城市内涝和德令哈市尕海镇和柯鲁柯镇部分村庄被淹的严重灾害,成为了百姓和政府急切需要解决的大问题,也引起柴达木1∶5万水文地质调查项目的特别关注。项目组通过调查,发现格尔木市区地下水位大幅上升的主要原因是上游河流来水持续较丰,建议在扇区大规模开采地下水和束水归流河道,联合抑制地下水上升;德令哈地下水位上升,是由于过度灌溉以及农灌渠道设施“跑、冒、滴、漏”,叠加连续较丰的河水补给所致,建议加强节水措施,提高灌溉效率,适度扩大地下水开采。

    “在这些地区合理布局地下水开采,不仅能够提高水资源保障能力,而且降低了地下水位,扩大可用耕地面积,可实现经济社会效益和环境效益的双赢。”党学亚解释道。值得一提的是,柴达木1∶5万水文地质调查项目的实施拉动海西州及格尔木市政府实施了地下水位上升灾害治理勘查,提升了当地人居地质环境安全保障。

    通过勘查实践和科技攻关,项目组聚焦干旱盆地水资源开发利用中的资源评价与生态约束等关键问题,以格尔木、德令哈等水资源需求和开发利用程度较高的格尔木河、巴音河等内陆盆地河流为典型加强科学研究,建立了基于生态约束的地下水资源评价参数体系,并联合中国、澳大利亚、加拿大、瑞士等国内外先进的水文地质科学研究团队和试验测试技术力量,推动地下水循环演化研究技术方法创新,为西北干旱盆地类似地区地下水勘查评价研究提供了示范。

    5.搭建成果服务与需求对接平台

    研讨会上,柴达木盆地1∶5万水文地质调查成果,受到与会专家的肯定,尤其受到青海省各相关单位的关注。青海省国土资源厅副厅长李志勇表示,就青海省而言,水工环地质工作比以往有更多的事情要做,两项主要任务就是水资源保障和保护生态环境,在柴达木循环经济试验区,这两项工作就更加显得尤为重要。

    会议不仅推介了地质调查成果,还搭建起中国地质调查局西安地质调查中心与青海省政府部门对接的交流平台。会议特邀青海省地质调查局相关负责人介绍了青海省“十三五”水工环工作需求及调查工作部署。

    地调局西安中心主任李文渊表示,西安地调中心以支撑服务国家和西北地区经济社会发展为目标,先后实施了西北地区大型盆地地下水勘查,鄂尔多斯地下水勘查、陕北能源化工基地地下水勘查等重大地调科研项目,培养了一支在国内有重要影响的水文地质调查与科学研究团队。柴达木盆地是国家级循环经济试验区,承担着支撑青海经济社会发展、保护三江源、支援西藏建设以及通过发展循环经济为资源丰富、生态环境脆弱地区走出一条可持续发展示范之路的重任,是西安地调中心坚定支撑和努力服务的重要目标。

    中国地质调查局水环部副主任(主持工作)郝爱兵指出,柴达木盆地1∶5万水文地质调查项目,是中国地质调查局继鄂尔多斯地下水勘查项目之后实施又一个地下水整装勘查项目,也是目前水工环领域投入最多的一个项目,希望项目对地下水资源的调查更加细化,地下水开采对生态环境的影响评价更加全面,可采用图集等更多形式服务政府和社会,进而提升项目成果的服务水平。

    “下一步,柴达木盆地需要持续加大地下水勘查的力度,拓展地下水勘查和服务的领域,开展地下水与卤水成矿机制研究,不断完善柴达木各大流域地下水动态监测网,特别是水资源主要开发利用区的地下水动态监测;为了提高水资源保障能力,有必要开展山前第四系地下水库调蓄能力探测及蓄水资源的地质控制技术研究、盆地深部水文地质结构探测及深部地下水循环演化研究、重要流域地表水地下水联合利用研究;争取将格尔木河打造成我国内陆干旱盆地地下水科学与合理开发利用研究示范基地。”党学亚结合现在的工作成果和基础,给出了柴达木盆地未来水文地质工作的建议。 

    水润柴达木