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    由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号今天(17日)在广州正式入列,标志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破。全球仅有3个国家建有大洋钻探船,我国就是其中之一。“梦想”号具备海域 11000 米的钻探能力,集成了全球最先进的钻采系统,搭载目前全球面积最大、功能最全、流程最优的船载实验室,将为我国深海资源开发应用提供重要装备保障,有力支撑我国谋划实施大洋钻探国际大科学计划。

    大洋钻探,是为研究地球内部结构特征、大洋底部矿产、探寻深海生命存活下限,而对大洋底部进行钻探的工程。可燃冰、氢气、稀土、多金属结核……近年来,深海资源,尤其是油气资源,已成为我国能源资源开发新的增长点;同时,全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”的梦想至今仍在持续攻坚。在此背景下,“梦想”号的入列将为我国建设海洋强国、开发地球深部资源、实现人类大科学目标提供怎样的支撑保障?

    我国首艘大洋钻探船“梦想”号(中国地质调查局宣传教育中心供图)

    中国科学院院士 王成善:既高兴又兴奋,从船头走到船尾,从船顶走到船下。

    中国科学院院士 潘永信:血压都上来了,心率也快了,高兴得不行。

    中国工程院院士 李华军:性能各方面都做得非常棒,这是非常好的开始。

    中国科学院院士 郭正堂:梦想变现实了,我觉得真是了不起!

    中国科学院院士 郝芳:非常震撼,真正是一个国之重器!

    中国科学院院士 翦知湣:作为一个科学家,有了这艘国之重器后,希望要在地球科学重大理论上取得突破!

    登上“梦想”号的前甲板,看着这艘排水量42600吨,总长179.8米、型宽32.8米,具备全球海域无限航区作业和11000米钻探能力,并且是由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,多位两院院士难以抑制自己的激动之情。中国科学院院士翦知湣说,“梦想”号的入列,无疑给我国地球科学和海洋科技领域的科学家提供了一个强大“心脏”。

    翦知湣:地球表面71%是海洋,其中84%是水深超过2000米的深海。20世纪地球科学的两次最重大革命都是来自深海海底,一个是20世纪60年代地球动力的板块构造学说,一个是70年代气候演变的米兰科维奇理论,都是在深海海底得到验证的。20世纪,我国由于深海技术装备能力有限,对地球科学重大理论的突破没有贡献,在国际海底资源勘探开发、大洋权益争取等方面也长期受制于人。现在有了“梦想”号大洋钻探船以后,在这个领域我们肯定能够与欧美“并驾齐驱”,甚至在某些方面可以引领了。因此,也可以说是“划时代”或者“里程碑”成果。同时,也顿感我们这一代肩上的担子和责任更重大了。

    “梦想”号上的直升机停机坪(王泽华\摄)

    “梦想”号的什么特点,让国际大洋发现计划(IODP)368航次首席科学家,为我国海洋深钻、深网、深潜科学技术发展作出重要贡献的翦知湣有如此高的评价?IODP367航次首席科学家、广州海洋地质调查局研究员孙珍透露了其中的秘密。她说,“梦想”号在最大钻深、钻探方式、动力定位、自持力、排水量,包括年度运维费等多方面的综合性能都已经达到国际领先水平。

    孙珍:“梦想”号对标“决心”号和“地球”号这两艘国际上常用的大洋钻探船,核心指标方面已经达到了国际领先水平。比如说最大钻深,“决心”号是7500米,“地球”号是9500米,而我们的“梦想”号可以达到11000米;建设了全球面积最大、功能最全,包括基础地质、古地磁、微生物、天然气水合物实验室等九大船载实验室;2万多个监测点,能够实时地,对全船态势进行监测和感知。另外我们在钻探、取心、动力定位方式等各个方面,都达到了国际领先甚至国际首次。“梦想”号在16级超强台风下可以安全生存,让我们的作业海域和时间窗口都明显增长;它的钻采系统全球领先,让我们离“打穿莫霍面、进入上地幔”的梦想更进一步。

    航行中的“梦想”号(中船黄埔文冲船舶有限公司供图)

    “打穿莫霍面、进入上地幔”,这是什么意思?原来,地球的结构,由内到外包括地核、地幔和地壳,莫霍面,指的是地壳与地幔的分界面,但是人类活动和科学探索一直局限于地壳表层,因为越往下钻,钻井越深、岩石越硬、温度越高、压力越大,所以尽管有多次尝试,人类从来没有成功打穿过这个界面。然而,莫霍面之下的地幔,占地球体积的五分之四、质量的四分之三,是地球最大的“化学储库”,充满未解之谜。孙珍说,“梦想”号,给人类久攻不下的这一科学探索目标带来了希望。

    孙珍:深海钻探,被誉为深海科技领域的皇冠。当时我们发起国际大洋钻探的时候就是想打穿莫霍面,莫霍面在距离海底6公里左右的深度,看上去不遥远,但是实际上很遥远。深远海的海况经常是比较恶劣的,实施作业难度大,作业投入也非常高,需要很好的保障系统,因此人类“钻穿莫霍面”的梦想已经提出接近60年了,但是实际上只钻透了不到1/3的深度。要想实现它,光用老的思想、老的工艺是不足的,一定要有新型的科考船。

    “梦想”号(中国地质调查局宣传教育中心供图)

    于是,2017年,中国人自己的大洋钻探船“梦想”号立项筹建,2021年11月启动连续建造,此后,“梦想”号基本上以一年迈上一个大台阶的速度,陆续完成主船体贯通下水、动力系统首次试航、具备交付使用条件等关键节点,迎来了今天的顺利交付使用。孙珍表示,实际上,“梦想”号不仅仅是一艘大洋钻探船,还以自身为核心形成一整套深钻体系,在科学和能源资源等各领域发挥重要作用。

    孙珍:我们希望服务国家的重大战略,包括在南海的新区或者中生界海区进行油气勘探,推动天然气水合物试采和产业化,推动深海结核和稀土开发,以及天然氢气的勘探和评价。还希望能够带动装备产业发展,包括船舶的智能制造、海工装备的升级,以及材料科学和信息通信技术方面。深钻是一个非常尖端的科技,必然会面对高温、高压等极端环境,需要推动新材料的研发,让我们能够实现科学目标,在大洋钻探方面承担起大国重任。

    全时全域立体探测观测监测体系(王泽华\摄)

    科学无国界,全球海洋之大,当下没有任何一个国家可以完全独立完成大洋钻探的研究。那么,如何最大限度用好我国首艘大洋钻探船,使“梦想”号真正成为让梦想成真的大国重器?中国科学院院士王成善认为,要通过建立全球共商共建共享的合作机制,发起由中国牵头的新一轮国际大洋钻探大科学计划,凝聚全球科学家的力量,使“梦想”号成为改变人类地球科学进程的利器。

    王成善:建立一种把我们的技术和硬件优势转变成科学优势的全球共商机制,这艘船应该解决全球性的科学问题,能不能建立一个全球的对话联盟,有分歧不要紧,没有共商,就不会有共识,更不用谈到共享。以“梦想”号大洋钻探船能力为核心,建立支撑扬帆远航的、全球认可和积极参与的科学规划、实现全球地球科学家的规划,这样才能使我们的“梦想”号变成一艘真正的革命性工具。

    根据计划,“梦想”号将在未来两年内完成大洋钻探首钻。广州海洋地质调查局局长许振强表示,“梦想”号将瞄准莫霍面钻探等突破性理论变革、深海能源资源安全高效绿色开发利用、海洋防灾减灾等重大前沿科学问题,聚焦服务国家能源资源安全、科技自立自强和海洋强国建设的重大需求,加快关键技术准备,推动原创性、引领性重大成果产出。

    许振强:特别是围绕能源资源勘探与开发工作,包括新区和新层系的油气勘探工作,也包括新型能源资源,可燃冰、天然氢气、无机甲烷,海底战略性矿产资源的一些实验性技术攻关,都会进行探索和实施。11000米钻探是整个科学界一个宏伟的梦想,需要我们不断地探索和努力,一步一步来实现。希望通过“梦想”号这条船,能够推动全球对海洋、对地球的认知,共同合作打造人类命运共同体。

    央视中国之声:我国首艘大洋钻探船“梦想”号入列 它...

    2019年5月10日,在新一轮地调项目的支持下,盐湖中心一行4人又回到了藏北,开始了本年度盐湖的调查工作。

    项目组成员都是老西藏,野外工作驾轻就熟,拉萨野外站登记,从厅到地区再到县和乡逐级开具介绍信,一气呵成。最后驱车前往班戈县,隔日前往工作地点协德乡杜加里湖。在藏北地区,一年中适合工作的时间仅有一两个月,加之盐湖调查工作任务繁重,所以项目组四人分工协作争分夺秒。工作区所在地协德乡的乡长为了避免和当地的藏民语言不同发生误会,为我们开具了中文和藏文两种语言的证明材料;同时乡政府还提出了对环境保护的要求——“既要绿水青山,也要金山银山”。而作为科研工作者的我们,更应该利用知识寻找到资源,在不破坏环境的前提下为人民致富。

    雨季的藏北生机盎然,但在美丽的草原下却隐藏着凶险,“陷车”就是其中之一。首先,务必两辆车结伴开展工作;其次,拖车绳、铁锹等工具要备齐;最后,在无人区工作尽量沿着前人的车辙印行驶,没有车辙就是对司机师傅的考验了。盐湖中心的工作本就靠近湖泊,陷车更是家常便饭。每次出队,前后车保持安全距离,避免同时被困。但也要做好最坏情况的预案,之前的工作中就发生过两辆车同时陷车,那次陷车,项目组的人集中到一起商讨对策,有人建议用北斗向站上求救,有人建议挖车自救。最终我们分析:第一,现在是上午,离最近的藏族人家不超过10公里,走路两个小时人大概就能脱险;第二,车上有水有食物,铁锹、洋镐、硬木板、编织袋都有,人的安全基本没有问题;第三,站在附近地势高的地方,手机有信号。通过以上分析,项目组决定先不用北斗求救,选择最有效的解决办法,先给乡政府打电话求救,同时用编织袋装泥土,挖车垫车。

    总结起这次小事件,有好的经验也有值得吸取的教训。第一,野外装备一定要齐全,比如拖车绳、铁锹,还有编织袋一些小东西,另外食物和水至少要带上1-2天的量。第二,行车时两辆车要保持安全距离。第三,北斗一定要带上,电量保持充满,这是安全上不可或缺的一个保险绳。第四,藏区工作,要和地方上尤其基层政府搞好关系,这是工作顺利开展的重要保障。

    藏北盐湖工作经验谈

    图为4月22日,世界地球日海洋大讲堂主题活动上,小学生们聆听我国海域各大油田矿区的作业介绍。 乔思伟 摄

    斗转星移,暖阳北归。“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”,第49个世界地球日如约与我们相遇在这最美四月天。在这个共同的节日里,全国各地举行了丰富多彩的科普活动。

    掌握破解地球密码的“金钥匙”

    4月22日,在中国科技会堂举办的自然资源科普大赛启动会,拉开了自然资源部组建后第一个世界地球日的主题宣传周活动大幕。

    地质资料是破解地球密码的“金钥匙”。只有更好地掌握地质资料、遵循自然规律,才能讲好地球故事,更好地引导公众认识地球,保护人类共有的家园。

    “我国馆藏成果地质资料总量超过1500余万份,实物资料岩芯约103万延米,标本约11万块。这是一笔巨大的资源性资产。”自然资源部矿产资源储量司负责人介绍了我国百年来地质工作积累的极为丰富的地质资料。

    如何让这把钥匙开启地球知识宝库?这就需要挖掘地质资料数据信息资源潜力,提高地质资料服务创新成果影响力。在这样的背景下,第一届全国地质资料数据创新应用大赛应运而生。

    相关展览在中国科技会堂的一楼展厅举行。江苏有色金属华东地勘局地质找矿虚拟实验室里,一位头戴VR设备的观众被参观的群众好奇地围住。这是该局信息中心研发的利用新媒体进行科普传播的“点石成金”地质科普教育在线平台。通过虚拟沉浸体验系统,可以身临其境体验野外地质工作。

    “地勘单位完成项目后要提交地质报告,可是专业性很强的报告让大多数人不易看懂。”该中心主任宋震告诉记者,为了能让非专业人员也能一目了然看明白地质报告,他们成立了地质找矿虚拟实验室,搭建三维虚拟的动画世界,对地质工作成果进行全新的表达。他边说边演示了一套雄安新区第四纪演化科普系统,在屏幕上可以清晰看到雄安新区在重要地质时期的三维动态图。

    与“地球”来一次亲密接触

    4月22日下午,雨后微凉,但中国地质博物馆里却十分热闹,许多爸爸妈妈都选择在世界地球日这个特殊的日子里,带着孩子来与“地球”做一次亲密接触。

    一进门,“大话地质勘查行业”“当虚拟遇见现实”“地球日地博科普活动月介绍”等几个大海报就迎面而来,展示出一份与往日不同的气息。进入展馆,参观者明显比平常多了不少,许多都是全家出动。

    “地球有将近46亿年的历史,在大约45亿年前,一颗火星大小的行星撞击地球,导致了月球的诞生。”“地球表面覆盖着一些坚固的板块,至今仍以每年1厘米到10厘米的速度移动。”地球厅中,随着讲解员生动细致的解说,参观者大都睁大眼睛,仔细观察,静静倾听。

    二楼中厅一隅,一个屏幕上正展示着矿山内部结构。一位工作人员介绍说,这段时间地质博物馆安排了许多特别的活动,这个“金属矿山VRgo体验”便是其中之一。

    此时,一位10岁的小男孩正戴着立体眼镜,摸索着“往前走”。他兴奋地说:“我好像真的在一个采矿巷道中呢。原来矿山的内部是这样的啊!”

    来自天河道云(北京)科技有限公司的王涛告诉记者,这套VRgo采矿学虚拟辅助教学系统是专门为采矿工程专业的本科生设计的,是为了弥补现在学生们很少有机会去矿山实地考察的缺憾。它的特色就是真实,场景取自很多的真实的矿山,而现在展示的就是山东莱芜铁矿的谷家台矿区巷道内的作业情况。

    “平时,这一系统面向的是采矿专业的学生,今天我们把它带到中国地质博物馆,就是想让更多人知道、理解什么是绿色矿山、绿色矿业。没想到今天这么多人感兴趣。”他介绍说。

    “地球的知识真是太有趣了。”“地球只有一个,我们要好好保护。”一位七八岁的小男孩认真地说。

    讲述海洋资源故事

    地球表面的70%被海洋覆盖着,海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源。世界地球日当天,一场呈现海洋特色的主题活动,在中国海洋石油工业展览馆举行。

    北京市45名小学生代表作为科普文化小大使,观看了深水地震勘探船的地震波探测演示,见到了曾创造一次入井进尺4380米世界纪录的“功勋钻头”,了解了生活中石油资源的种种用途。

    “海洋石油981”钻井平台海上设施经理付金宝特地飞回北京,为同学们上了一节生动的科普课。他用可乐瓶装回一瓶石油,问:“这是什么?”

    “可乐!”孩子们答道。付金宝笑着解释道,海底地层下面埋藏的石油、天然气资源,就相当于一瓶使劲摇晃过的可乐,如果我们用一根管子扎过地层要抽出“可乐”……

    “会喷出来!”孩子们抢答。

    “对的,石油开采中这叫井喷,是我们需要应对的首要问题。”付金宝介绍了他的团队操作我国最先进的深海钻井平台,为祖国献石油的故事。

    “海洋石油981”钻井平台最大作业水深3000米,最大钻井深度可达10000米。“同学们可以想象下,这一平台如果悬浮在北京上空3000米,它的12条锚链覆盖范围就是北京六环内区域。这是世界顶级超高强度锚链,每一个链环就重达100斤。”

    它怎么开动?能开多快?你们遇到台风了吗?同学们抛出了一连串问题。当听到平台的8台推进器动力相当于8个动车火车头,曾31天远行4600公里,到达过缅甸海域作业,平台上每天的用电量相当于一座20万人口的小城市,平台能抵御200年一遇的台风时,讲堂下一片“哇——”的惊叹声。

    进入工业文明,人们衣食住行须臾离不开石油。人一生要“穿掉”290千克石油,“住掉”3790千克石油,“行掉”3838千克石油。中国海洋石油工业展览馆提供这组数据,让科普小大使们惊叹不已。“一定要把这些知识告诉同学们,我们今后要更加珍惜自然资源。”一位科普小大使说。

    让科普成果走上产业化道路

    最会讲述地球故事的人,非科普专家莫属。

    4月22日,在第二批首席科学传播专家聘任会上,中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员石建省从自然资源部副部长凌月明手中接过聘书,和其他9位专家一起,被聘为第二批首席科学传播专家。这10位专家来自土地资源、地质矿产、地质环境等领域,他们将在大力开展科普创作、指导科学传播、推动拓展自然资源科普工作、提升全民科学素质、实施创新驱动发展战略等方面,作出努力。

    让自然资源科学走向大众,还要让科普成果走向产业化道路。在中国科技会堂,评选出的《地学真好玩儿》等38部2018年优秀科普图书向全社会公布并推荐阅读。在中国海洋石油工业展览馆,展出了全国大中学生第六届海洋文化创意设计大赛获奖作品。

    珍惜自然资源 讲好地球故事

     

    天悬天坑航拍图。 资料图片

    作为特殊喀斯特地貌,天坑令人神往。陕西省国土资源厅近日对外发布地质遗迹调查阶段性成果,其中之一是:我国地质人员在陕西汉中发现了由49个天坑组成的4个天坑群,天坑数量位居世界前列,达到世界级地质遗迹标准。这则消息不胫而走,被众多目光聚焦。那么,如此大规模的天坑群是如何被发现的?汉中天坑群科研价值几何,发现之后又将如何保护开发?不久前,记者进行了探访。

    一张卫星照片牵出天坑调查

    付出艰苦努力“找到它,弄清它”

    天坑是一种漏斗形岩溶地质景观,大部分坑壁都是陡崖环绕。按照专家的介绍,天坑是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下,石灰岩不断溶解,导致岩层不断崩塌,并贯通地表所形成的。

    “镇巴三元圈子崖天坑相当大,直径目测约有四五百米,探头一看,悬崖峭壁之下郁郁葱葱,美极了!”陕西省地调中心遥感所所长张俊良说,天坑与外界隔绝,形成了特殊的小气候,为某些动植物的生长、发育提供了特殊的生态地质条件,也为研究大巴山生物多样性提供了场所。

    汉中天坑群原始程度高、生态保护好,已发现不少奇特的动植物。这里有两人多高的杜鹃树,1尺来长、浑身通透的白线虫,濒危物种鼯鼠(“飞猫”)等。

    2016年12月,中国科学院院士、国内岩溶地质研究专家袁道先来到汉中天坑群进行考察,他说:“汉中天坑群处于我国目前发现的天坑岩溶地貌的最北界,这一点的意义非常大。”

    汉中天坑群这么富有价值,人们很难想象,它们的发现最初与一张卫星照片有关。

    2016年4月,陕西省国土资源厅在全省组织实施地质遗迹调查,陕西省地质调查中心工作人员分赴全省各地,开展相关工作,张俊良负责的小分队在陕南山阳县、镇安县一带进行调查。

    5月初的一天,同行通过手机向张俊良发来一张照片,称陕南疑似有天坑。张俊良通过遥感解译分析、无人机航拍等方式,初步判断出10多个天坑的具体方位和大小。

    “找到它,弄清它。”眼见为实,必须实地调查。7月,张俊良和黄建军、宁社教、李新林、李益朝等4位高级工程师,组成汉中天坑群首支探险小分队,开始实地考察。随着汉中天坑群项目的推进,参与项目的技术人员数量也在不断增加,陕西省地质调查中心特别抽调了十几名队员充实到调查队伍中。

    汉中天坑群分布在秦巴山深处,调查难度大。山间小路难行,他们想办法加快进程。队员们常常被竹茬扎破鞋脚、野刺划破脖脸,还时常被毒虫咬伤……深山里通讯落后,为前后照应,队员们用口哨暗语联系方式——每人脖子上挂一个哨子,通过吹出不同的音调沟通联系。

    行走在大山间,需要减轻负重。调查队员们每次出行尽可能少带东西,包括食物在内。队员们出发前会尽可能多吃点,每人带上两三块巧克力充饥。长期不规律饮食,不少队员都患上了肠胃病。路途中,感冒、发烧更是时有发生。

    达到世界级地质遗迹标准

    具有较高科研价值,填补了岩溶地质研究空白

    汉中天坑群位于秦巴山区汉中南部秦岭造山带与扬子地块结合地带,主要分布在宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇四个区域。经过初步勘查,一般天坑和大型天坑有48个,位于镇巴县的圈子崖天坑口径为520米,达到超级天坑的标准。

    2016年10月末,陕西省地质调查院邀请国内外专家,对汉中天坑群地质遗迹调查项目的阶段性成果进行研讨。联合国教科文组织国际岩溶研究中心、中国地质科学院岩溶地质研究所的专家,先后参加项目的野外调查、论证及研究等工作,并形成意见:汉中天坑群类型齐全,生态系统良好,具“稀、奇、峻、雄、险、秀”的风景特色,具有科学性、典型性、稀有性、观赏性、可保护性等资源属性。天坑群在数量上位居世界前列,达到了世界级地质遗迹标准。

    汉中天坑群发现之前,全世界发现并被确认的天坑约130个,均位于北纬24°—31°之间和南、北纬20°以内。其中近100个天坑分布在我国广西、云南、贵州等地的23个区域。此次发现的天坑群沿着大巴山脉,分布在北纬32°—33°范围,是在我国北纬32°湿润热带—亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

    专家同时认定,汉中天坑成群分布,规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全,组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物,为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

    “汉中天坑群的发现填补了世界岩溶地质研究空白,增加了生物研究原始样本,对于研究中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要意义。”陕西省国土厅厅长王卫华说,下一步陕西将建立天坑群岩溶地质研究工作站,对天坑群地质遗迹的成因、演化及其生物多样性开展长期观测、探测和研究,适时启动国家乃至世界地质公园和自然遗产申报工作。

    旅游资源将带动当地脱贫

    解决水土保持问题,做好有序开发

    “此次发现的天坑群基本上为原始状态,未受人为破坏,保存程度极好。”陕西省地质调查中心总工程师李新林介绍,汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间,可以与人文、生态及红色旅游资源相结合,形成完整的旅游资源配置格局,具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

    宁强县禅家岩镇天坑群面积约120平方公里,区内主要发育天坑、地河、洞穴、峡谷等地质遗迹,其中天坑有4处。2016年冬天,记者在禅家岩天坑群区进行实地走访,可以清晰看出以地洞河大型天坑为核心,周边有大高坑瀑布群、溪流河峡谷、草川子石林、禅家岩峰丛洼地等地质遗迹。区域内还有西方沟挂壁公路、羌族傩文化以及金牛峡、五丁关等丰富的人文资源。

    据了解,目前禅家岩镇分布着6个自然村,由于自然条件限制,当地群众生活十分贫困。当地期待,天坑群的发现能够带动基础设施建设,依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售,为当地脱贫攻坚提供机遇。

    禅家岩镇镇长肖方昊告诉记者,镇北有二郎坝天湖风景区,西连马坝河、草川子风景区,南靠龙潭子风景区,东邻黎坪森林公园。希望以天坑为起点,与周围自然景观形成一点四线的生态旅游环线。禅家岩镇是省级生态镇,森林覆盖率达到83%,希望省市县各部门统一规划,在不损坏自然植被,不损坏生态环境的前提下有序开发。

    袁道先提醒当地管理者,汉中天坑群部分岩溶地貌周边有一些坡耕地,水土保持的压力不小。流失的水土一旦进入洞穴,既不利于洞穴保护,也不利于后期的旅游开发。因此,若要对天坑开发利用,首先得把这个问题解决好。

    据了解,由于汉中天坑群勘探工作刚开始,保障措施还不完备,为了游客的安全,暂时没有对外开放。当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用的方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查,并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

    《 人民日报 》( 2017年03月25日 10 版)

    新地质遗迹 考验保护与开发



    鄂尔多斯乌审旗境内的苏里格气田


    内蒙古煤田地质勘查(集团)公司(内蒙古煤田地质局)副总经理杜刚博士近年来一直关注着内蒙古非常规油气的勘探开发。作为内蒙古绿能有限责任公司的法人,他所在的公司向有关部门申请的页岩气探矿权因为被含在其他企业的采矿权范围内而被搁置。有关部门的批复是,“请酌情与矿业权所属单位协商处理。”他说,协商并不能在短时间内解决目前存在的问题,因为大部分矿权都处于行政垄断状态,“这在内蒙古尤其是在鄂尔多斯盆地太常见了”。


    为什么盯上页岩气?


    国际能源署预计,“21世纪是天然气的黄金时代”。


    随着生态文明建设的推进,我国正在经历一次深刻的能源结构转换——由以石油(或煤炭)为主向以非化石(或可再生)能源为主转换。


    国务院部署的大气污染防治10条措施其中单立一条即第4条特别强调:要“加快调整能源结构,加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应”。根据目前国内的技术水平和开发成本,许多专家估计,10年~20年内,在各种清洁能源中,天然气将脱颖而出,成为主力。


    事实上,相对于煤炭、石油等化石能源, “三气”(天然气、煤层气、页岩气)资源的优势凸显。以天然气为例,它比较清洁,与等热值燃料相比,产生的二氧化碳排放量比煤炭少近一半,比石油少近30%,其他污染物排放也少许多。同时,它的开发技术比较成熟,使用成本较低,可以替代煤、油,用途广泛,不受气候影响,输送便利,供应稳定。除此之外,包括煤层气、致密气和页岩气在内的非常规天然气还有两大优势。一是储量丰富。我国非常规天然气储量达200多万亿立方米,是常规天然气的5倍——我国埋深2000米以浅煤层气的地质资源量约36.81万亿立方米,相当于500亿吨的标准煤,居世界第3位;中国工程院咨询研究报告《我国非常规天然气开发利用战略研究》中显示,我国煤层气可采资源总量大约是10万亿立方米,其中大于1000亿立方米的盆地有15个;我国致密气储量约12万亿立方米;我国陆域页岩气地质资源潜力为134万亿立方米,可采资源潜力为25万亿立方米(不含青藏地区)。二是需求旺盛。有专家预测,到2020年,我国天然气年总产量有望达到2300亿立方米,其中,非常规天然气可快速增长至1200亿立方米,占国产天然气总量的52%,成为国产天然气的主体。


    内蒙古包括煤层气、致密气、页岩气在内的非常规天然气储量尤其丰富。


    据记者了解,目前,全国仅有的两个重点煤层气产业化生产基地之一就是鄂尔多斯盆地。而内蒙古是鄂尔多斯盆地的核心区,涵盖了整个内蒙古西部地区。有专家表示,对比探明储量,这一区域内的煤层气和页岩气目前基本上尚未开发,致密气也仅仅用了一小部分。


    在全国14个含煤层气大于5000亿立方米的盆地(群)中,内蒙古境内就有鄂尔多斯、二连、海拉尔等3个盆地(群)。其中鄂尔多斯盆地资源量在全国最大,约10.72万亿立方米(地跨蒙、晋、陕、甘、宁五省区)。而鄂尔多斯盆地东缘和沁水盆地的煤层气可采资源量在1万亿立方米以上。


    同时,内蒙古还有极为丰富的致密气即致密砂岩气。仅鄂尔多斯乌审旗境内的苏里格气田,致密气探明地质储量即达1.1万亿立方米,目前年产量达105亿立方米,分别占全国天然气储、产量的14.7%、12.1%。有关专家认为,仅鄂尔多斯盆地内蒙古境内(包括苏里格气田、大牛气田和乌审气田)致密气储量就在2.5万亿立方米以上。


    据内蒙古煤炭地质学会和内蒙古自治区煤田地质局对全区页岩气资源进行的初步估算,内蒙古页岩气资源潜力约30万亿立方米,有可能在中国的“页岩气革命”中发挥重要作用。而在《我国非常规天然气开发利用战略研究》中这样表述,我国陆相富有机质页岩主要分布在新生代陆相盆地。鄂尔多斯盆地三叠统延长组7段页岩最好,分布于盆地中南部,面积4万~5万立方米。


    2015年春节前,由内蒙古煤田地质局和内蒙古地质调查院共同完成的内蒙古第一个页岩气调查评价参数井获得重要数据,设计井深3550米,完钻3568米,发现具有开发价值的气层4层,形成较好的工业气流,最大产能5万立方米/天,稳定产能1.95万立方米/天。专家分析认为,这一重大进展对我国北方海陆过渡相页岩油气的资源评价、战略选区等有着重要的研究价值,也为内蒙古包括页岩气在内的非常规能源的开发由梦想变为现实提供了依据。


    尴尬的“清洁能源内蒙古”


    2006年,国家发改委、国家能源局编制了我国第一个煤层气发展规划,目标是,2010年,全国煤层气产量达到100亿立方米(地面抽采煤层气50亿立方米,利用率100%;井下抽采瓦斯50亿立方米,利用率60%以上),新增煤层气探明地质储量3000亿立方米,逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。


    从资源禀赋和国内需求考虑,在本世纪内,能源产业将始终是内蒙古自治区的主导产业。把内蒙古建成清洁能源输出基地,突出“清洁”、“输出”4字,这不仅明晰了解决自治区“一煤独大”结构单一的具体路径,而且给自治区的能源产业以科学的定位,为能源结构调整和能源产业发展指明了清洁、低碳、多元、安全的必然方向。


    对于煤层气的开发利用,内蒙古自治区的主要领导曾做出重要批示:“大有文章可做,要抓好。”领导就是领导,寥寥数字,重视程度可窥一斑。


    早在“十一五”期间,内蒙古对于清洁能源的发展就有规划。自治区政府曾提出,“加快对海拉尔盆地、二连盆地的勘探开采步伐,推进油页岩等非常规油气资源的开发利用”。2009年,自治区政府也曾发布了重点矿区煤层气开发利用实施方案。


    然而,内蒙古自治区页岩气资源勘查起步较晚,基础薄弱。为尽早实现全区页岩气资源评价重大突破,内蒙古自治区国土资源厅已将页岩气资源调查评价工作列入《内蒙古自治区找矿突破战略行动实施方案》。2012年,内蒙古地质勘查基金管理中心下达“内蒙古自治区页岩气潜力调查评价及开发利用选区研究”项目,由内蒙古地质调查院承担。项目组对全区7个大型沉积盆地的含泥页岩地层进行了梳理,重点开展了页岩气形成地质背景、页岩气形成条件、页岩气储集条件及页岩气富集条件分析,最终优选出页岩气有利地区11处。研究结果表明,内蒙古页岩气资源成矿条件优越,潜力较大。


    2013年,内蒙古自治区高调推出的未来发展蓝图“8337”中再次对发展清洁能源信心满满,“要把内蒙古建成保障首都、服务华北、面向全国的清洁能源输出基地。”


    但直至2015年3月,媒体对此的报道仍是“内蒙古的煤层气开发利用工作仍处于筹备状态”。诸多规划、方案都因在实施中遭遇各种掣肘而成果寥寥。“至今,内蒙古页岩气也仅仅有一口参数井,没有1立方米的商品量。”内蒙古低碳发展研究院院长、内蒙古自治区政协原副主席许柏年先生对此很是感慨,在接受记者采访时更是唏嘘不已。


    探寻症结沉疴


    杜刚所在的内蒙古自治区煤田地质局是自治区惟一从事煤田地质勘探专业工作的事业单位。50多年来,这个局共发现和勘探了煤盆地200多个,查明30多个大型煤田,其中准格尔煤田、东胜煤田蜚声国内外。提交各类地质报告近千件,累计探明煤炭资源储量7200亿吨,使内蒙古煤炭探明资源量达到9000多亿吨,居全国第一位。可谓战功赫赫。


    鉴于内蒙古“煤油气”共生或伴生的特殊资源富集特点,在开展煤炭地质勘查的同时,该局对油气钻探勘查业也“术有专攻”。经过多年的打造、发展,该局已拥有雄厚的钻探设备资源、人才资源和技术资料资源。多年来,该局的足迹遍布东北、西北、华北、华东等多个勘区,在延长油矿管理局、中原、大庆、长庆等油田获得了良好声誉。


    但是,现实却让杜刚等一班人颇感无力。拥有这么一支精干的队伍,一批高精尖的专业设备,却英雄无用武之地。


    国土资源部中央地勘基金管理中心主任程利伟曾表示,鄂尔多斯盆地对保障国家能源供应安全至关重要。这里资源十分丰富:煤炭产量约占全国1/4,油气当量约占全国20%,蕴藏着丰富的铀、石膏、煤层气等。但这里主要矿产资源共生伴生,合理开发利用难度大,特别是矿业权重叠突出,必须统筹协调油气、煤炭、煤层气、铀矿等资源开发布局和时序。


    矿业权重叠特别是无法申请到页岩气探矿权,正是杜刚所在的内蒙古煤田地质局在勘探页岩气等非常规能源过程中所遭遇的最大障碍,而且迄今无法破解。这也正是影响内蒙古自治区在非常规能源勘探开发方面无所作为的关键所在。


    “当前的油气资源管理体制并不利于推进我国油气资源勘探开发。内蒙古的致密气产量虽然居全国第一,但统计却计入了对产地拥有矿业权进而有权制定游戏规划的大型国有油气公司名下,并且开发与否也取决于拥有矿权的企业,地方政府甚至无权干涉。目前,仅苏里格气田就有50%的储量未加利用。致密气储量的大量闲置已经成为非常规天然气发展存在的重要问题。”内蒙古煤田地质局一位专家对此深有体会。


    事实上,长期以来,我国油气资源勘探开发实行的都是国有垄断经营的体制,常规天然气资源的矿业权都集中在少数大型国企手里。也就是说,除此之外,其它企业是不允许开发勘探常规天然气资源的。这种体制在相当长的一段时间内,对于保证国家能源安全是必要的,但确实也遏制了地方和其他企业参与的积极性,影响天然气资源的开发和利用。更为重要的是,这种体制已经与十八大提出的“充分发挥市场在资源配置中的决定性作用”背道而驰。


    据介绍,致密气本属非常规天然气资源,但在矿业权的设置上,致密气却被并入了常规天然气矿种,地方和其它企业不可能有矿业权;煤层气和页岩气虽已先后成为独立矿种,打破了管制,但依然没有打破资源垄断。而开发页岩气对于内蒙古来说,难度更大。国土资源部现有的招标区块中尚没有一块属于内蒙古地方政府或企业。这两种非常规天然气的资源有利区,大部分已被少数央企持有的矿业权区所覆盖。这样,地方政府和其他企业只能在少量空白区域申请矿业权,或者同少数央企协商合作开发。


    许柏年表示,内蒙古煤层气、页岩气等涉及非常规天然气的诸多“五年计划”均未实现预期目标,最根本的原因是非常规天然气上游矿业权的行政垄断。在内蒙古,有油气资源的盆地共13个,总面积约45万平方千米。但少数央企拥有的矿业权达164个,矿业权面积更是覆盖35.2万平方千米,几乎占据13个盆地的80%,这其中涵盖了全区的含煤范围和所有油气资源富集区。


    我国目前的《矿产资源法》规定,开采石油、天然气、放射性矿产等特定矿种,可以由国务院授权有关部门审批,并颁发采矿许可证。而对于石油、天然气勘查申请人资格,1998年发布的《矿产资源勘查区块登记管理办法》则明确规定,应另外提交国务院批准设立石油公司或同意进行石油、天然气勘查的批准文件以及勘查单位法人资格证明。许柏年表示,由于绝大部分勘查单位都不可能具备这样的条件,这些规定就间接促成了常规油气资源全部矿业权的垄断。而对属于非常规油气资源的煤层气、页岩气的探矿权,1993年的《中华人民共和国矿产资源法实施细则》规定,探矿权人可优先取得勘查作业区内新发现矿种的探矿权、采矿权。但在实际申请过程中,任何企业的非常规油气资源矿业权却不得与少数中央企业所设置的常规油气资源矿业权重叠,而少数中央企业在其常规油气资源矿业权范围变更或新增勘探矿种却易如反掌。


    针对矿业权重叠问题,通常的解决办法是按照申请批准的先后确定,时间在先而先得。但是对于被赋予矿业权,也要承担相应的责任和义务。探矿权人自领取勘查许可证之日起,必须按照规定完成最低勘查投入;探矿权人自领取勘查证之日起6个月内开始施工;石油、天然气勘查许可证有效期最长为7年,逾期不办理延续手续的,勘查许可证自行废止。《矿产资源勘查区块登记管理办法》规定,如涉及到“不按照本办法的规定备案、报告有关情况、拒绝接受监督检查或者弄虚作假的;未完成最低勘查投入的;已经领取勘查许可证的勘查项目,满6个月未开始施工,或者施工后无故停止勘查工作满6个月的”其中之一,发证机关就有权吊销勘查许可证。


    但许柏年告诉记者,这些对于少数具有垄断性质的大型油气企业并不具有约束力。事实上,相应的勘探退出机制并没有在实际过程中得到执行。他甚至认为,这种上游矿业权的垄断,直接或间接对内蒙古的经济、环境、社会都造成了不同程度的伤害。比如,这种垄断一定程度造成大量油气资源被闲置,妨害了能源结构的调整,导致国家能源安全受到威胁,破坏了市场竞争的公平性,损害了社会对内蒙古油气资源开发的积极性,也直接促成了内蒙古能源经济“一煤独大”,环境治理成本高昂;这种行政垄断并不执行税收属地化管理,钱拿走了,污染留在原地,客观上影响了像内蒙古这样的经济发展不均衡的少数民族地区的发展,也形成了社会不和谐的诱因。


    体制壁垒如何破解


    事实上,矿业权重叠带来的后续问题最直接的就是成果收益的分配。这是矿政管理的新课题,也是一个非常复杂的问题,既和今后的开发规划联系在一起,也需要在空间时间上作调整、分割经济利益,据说,国土资源部正在研究破解这个课题。为了把我国的多矿种兼探做大做强,国土资源部副部长汪民曾在一次找矿突破总结会上明确要求,要加强政策指导和支持,对涉及规划部署、矿业权设置、利益调整、资料信息服务等方面的问题,制定相关配套政策加以规定和引导,确保综合勘查工作顺利开展。


    许柏年说,山西省人民政府曾发布《关于加快推进煤层气产业发展的若干意见》,针对煤层气提出“深化矿权管理改革”,“进一步做好煤层气矿权两级管理试点工作”,揭开了合理配置煤层气资源、从根本上解决煤层气和煤炭矿权分置重叠问题的序幕。他特别期待内蒙古自治区政府能效仿山西省政府,站出来为地方企业合理的资质据理力争,与少数掌握大量煤炭开采权的央企协商,对其已获非常规油气矿业权而尚未开发的地块进行合作开发;同时,立即组织有关部门对目前内蒙古含煤范围内尚余的少量矿权空白区,向国土资源部申请矿业权,该初始配置的矿业权,可归属地方国有资本控股企业。


    我们不妨以煤层气为例来梳理一下相关政策、法规和解决途径——


    以煤层气为例,针对其矿业权重叠问题,国家先后出台了多个相关政策条例。在煤层气资源矿业权设置上,提出国土资源部根据国家矿产资源规划,综合考虑煤层气、煤炭资源赋存状况和煤炭矿业权设置方案,在煤层气富集地区,划定并公告特定的煤层气勘查、开采区域。煤层气勘查、开采结束前,不设置煤炭矿业权。


    国土资源部出台的《关于加强煤炭和煤层气资源综合勘查开采管理的通知》指出,将煤层气和煤炭采矿权合二为一,煤炭开采企业和煤层气开采企业组建联合公司,走合作开发的路子。其中,煤炭企业为甲方,煤层气企业为乙方,两方合作,共同推进。如果无法合作的,由政府裁决;如果两三年达不成协议的,乙方退出。然而,由于一些利益纠葛,上述政策并没有得到很好地贯彻和落实。


    2013年3月,国家能源局也出台了《煤层气产业政策》,明确提出了“煤炭远景区实施‘先采气、后采煤’,优先进行煤层气地面开发。”“已设置煤炭矿业权但尚未设置煤层气矿业权的区域,经勘查具备煤层气地面规模化开发条件的,应依法办理煤层气勘查或开采许可证手续,由煤炭矿业权人自行或采取合作等方式进行煤层气开发。在已设置煤层气矿业权的区域,根据国家煤炭建设规划5年内需要建设煤矿的,按照煤层气开发服务于煤炭开发的原则,采取合作或调整煤层气矿业权范围等方式,保证煤炭资源开发需要,并有效开发利用煤层气资源。”


    尽管诸多政策出台,但业内却普遍认为,因为涉及到地方煤矿企业、央企、民企、地方政府等多方的利益纠葛,在已经有矿权和气权的区块解决问题非常困难。仅仅依靠政策发文解决不了煤层气矿权纷争的根本问题。有专家认为,矿权的主要问题在于,在法律上气权和矿权是分开的,这两个权利不统一,利益纷争永远都存在。


    越来越多的声音希望推进非常规天然气勘探开发体制改革。这一呼声也引起了高层的关注和重视。


    国家十二五规划提出的2015年能源发展的主要目标包括:实施能源消费强度和消费总量双控制;适度超前部署能源生产与供应能力建设;优化能源结构;加快建设山西、鄂尔多斯盆地、内蒙古东部地区、西南地区、新疆五大国家综合能源基地;推进能源体制机制改革。


    习近平在中央财经领导小组第六次会议上明确提出,要加快推进油气领域改革,创新勘探开发机制,促进油气管网公平接入和开放。习近平特别强调,推进能源体制改革,抓紧制定电力体制改革和石油天然气体制改革总体方案,启动能源领域法律法规立改废工作。习近平强调:“坚定不移推进改革,还原能源商品属性,构建有效竞争的市场结构和市场体系。这是继李克强在国家能源委员会会议上强调“要加大路上、海洋油气勘探开发力度,创新体制机制,促进页岩气、页岩油、煤层气、致密气等非常规油气资源的开发……调整能源结构,关键要推进能源体制改革。要放开竞争性业务,鼓励各类投资主体有序进入能源开发领域公平竞争”之后,中央高层针对能源体制机制改革的又一次表态。


    能源体制的弊病已被决策层重视,旧有的格局亟待打破。


    期待中的“破冰”之路


    关于能源体制改革的“破冰”,目前业界已有两条比较清晰的思路:一是使非常规能源资源管理权彻底从“行政垄断”中解脱;另一条路是探索推进混合所有制。


    许柏年是“解放管理权”的坚定支持者。他认为,内蒙古具备作为非常规天然气勘探开发体制改革试点的优势条件和法律许可。国务院2011年6月发布的《关于进一步促进内蒙古经济社会又快又好发展的若干意见》中明确指出,坚持深化改革扩大开放,赋予先行先试政策,深化重点领域和关键环节的改革,力争取得突破;推进内蒙古整体列为国家资源型地区可持续发展试点工作,探索资源型地区可持续发展新模式。完善资源有偿使用制度,规范矿业权及产权交易;鼓励中央企业在内蒙古的分支机构变更为独立法人,实行税收属地化管理。《中华人民共和国民族区域自治法》更明确规定,民族自治地方的自治机关依照法律规定,管理和保护本地方的自然资源;对可以由本地方开发的自然资源,优先合理开发利用。而按照现有的法律规定,非常规天然气属于“可以有本地方开发的自然资源”。要充分运用《中华人民共和国民族区域自治法》和丰富的资源禀赋,多争取矿业权,深化改革、扩大开放,更加广泛深入地同央企及国内外其它企业合作,共同促进内蒙古新兴能源产业健康快速发展。


    他建议,对内蒙古辖区内的油气资源矿业权区块登记按照“常规”和“非常规”试行两级管理体制,非常规油气矿业权登记授权内蒙古自治区国土资源厅管理,并依法执行“退出”机制。国土资源部将致密气(致密砂岩气)列为独立矿种。国务院主管部门授权内蒙古自治区政府自行制定非常规天然气中长期发展规划,经国务院主管部门统筹协调后审批公布,而涉及的公益性非常规油气资源调查评价所需的地质调查资质,也由内蒙古国土资源厅发放。建议国务院批准内蒙古自治区设立鄂尔多斯北部矿产资源综合勘探开发实验区,通过实验勘探开发,在非常规天然气矿权许可的空间里,积极推动矿产资源综合勘查与综合评价进程。


    许柏年先生的建议,不失为解决目前内蒙古乃至其它一些非常规天然气特别是页岩气、煤层气储量比较丰富,但却因为矿业权掣肘而无能为力的省区的诸多难题的一个良策,但与任何一项进入深水区的改革一样,这样的改革能否推进,一方面取决于有关方面是否具有这样的改革勇气,另一方面取决于各种利益方的博弈。因为“幸福不是毛毛雨,它不会从天上掉下来”。


    而针对当前我国的能源体制存在自然垄断、行政垄断等问题,市场竞争不充分。其中,油气行业、电力行业垄断程度较高,社会资本参与程度偏低的现状,国家层面侧重推动发展混合所有制。


    十八届三中全会提出,建设统一开放、竞争有序的市场体系,是使市场在资源配置中起决定性作用的基础。积极发展混合所有制经济,要积极发展混合所有制经济,形成国有资本、集体资本、非公有制经济等交叉持股、相互融合的混合所有制形式。这意味着将进一步向市场放权,同时加强政府宏观调控的能力。电力、煤炭、矿产、水等资源方面,未来将增强市场化配置。


    亚太石油股份公司总裁张军张军认为,目前,国内混合所有制没有切实的参与途径,上游还是比较封闭,在勘探开发领域目前仍是三大油占绝对主导地位。但在一次石油天然气混合所有制论坛上,国务院发展研究中心市场经济研究所副所长邓郁松指出,油气行业未来改革重点值得关注,预计将很快集中在上游勘探开发领域的增量资源和石油流通体制方面。


    事实上,在上游领域,近年来对边际油田和页岩气等非常规油气资源的勘探开发准入限制已有所放宽。在2014年的全国“两会”上,全国政协委员、中国石油集团董事长周吉平就公开表示,中石油计划打造未动用储量、非常规、油气、管道、炼化和金融板块六个合作平台,引入民资,目前在管道板块已率先破冰。


    自2012年起,新疆和中石油、中石化等企业就已经在尝试展开多项试点合作项目——


    2012年,中石油已进行了混合所有制的改革,新疆自治区政府与中国石油、新疆生产建设兵团合作,在克拉玛依组建了红山油田,共同投资勘探开发准噶尔盆地油气资源。


    2014年,新疆正式启动油气资源开发改革,在油气勘探开发领域发展混合所有制经济,推进地方企业参与油气资源勘探开发,促进石油产业发展,带动就业,惠及新疆改善民生,让丰富的油气资源更充分地“造福”新疆。目前新疆发展混合所有制经济开发油气资源已探索出三种合作模式:地方企业以参股的形式在油田区块、油气炼化、低效低产油田、管道建设等方面开展项目合作;在一些新发现的油田区块以地方企业为开发主体,与中石油、中石化等大型企业在当地组建股份制公司共同开发;大企业在疆分公司改制为地方企业参股子公司。


    新疆社科院经济研究所研究员王宁认为,新疆在油气勘探开发领域发展混合所有制经济,引入地方和民营企业参与开发,不但有利于增加地方税收,还可以聚集更多资金、人才、技术来加快勘探开发,使油气资源开发进一步起到推动新疆经济社会发展“顶梁柱”的作用,并推动地方相关产业结构调整,提升新疆经济实力。


    2013年12月9日,国内首个央地合作页岩气开发公司——四川长宁天然气开发有限责任公司在成都正式挂牌成立。该公司由中石油、四川省能投公司、宜宾市国资公司和北京国联能源产业投资基金联合组建而成,总注册资本30亿元,标志着社会资本、民营资本与国有资本的合作早已在尝试中前进。预计未来或从放开非常规油气资源等增量资源角度推进改革,上游领域的竞争性将加强。


    无论哪种形式的改革,都将任重道远。在新的改革环境中,“混合所有制”概念的提出引人注目,尽管目前尚缺乏顶层设计及相关法律的护航,仍处在一种尝试阶段,但对于各种力量和资本而言,仍将迎来一场盛宴。而这,也许能为破解内蒙古的非常规能源勘探开发之困提供有益的启示。

    内蒙古非常规能源勘探为何举步维艰

    核心提示

    搞清楚“隐患在哪里”是我国地质灾害防治工作的核心问题之一。2019年,自然资源部部署开展了基于综合遥感技术的地质灾害隐患识别示范工作,力争3~5年内掌握全国地灾隐患“底数”。

    去年,首轮“国家级”大规模地灾隐患综合遥感识别将全国地灾高中易发区8450处疑似隐患“揪”了出来,其成果得到充分认可。但专家也指出,地灾隐患综合遥感识别技术不能“包治百病”,需要科学认识,因地制宜。要通过多层次多技术手段的综合运用,人防﹢技防,方能最大限度保障人民群众生命财产安全。

    “天”——在卫星层次,用InSAR和高分辨率光学遥感技术开展广域普查
    “空”——在航空平台层面,用无人机机载LiDAR和三维摄影测量技术开展局部详查
    “地”——地面专业人员有重点的进行调查复核,以及地面勘查和监测
    名词解释

    ◆InSAR:合成孔径雷达干涉测量,是指利用雷达卫星获取的相位信息,通过干涉测量的方式实现地表形态与形变测量的雷达遥感应用技术。特点是观测范围大,精度高,快速高效,可发现正在“活动”的隐患,特别是一些微小缓慢,人不易觉察的地表变形。

    ◆高精度DEM:即数字高程模型,指分辨率和精度在米级的三维地形数据。特点是精细刻画地表三维形态变化,与光学遥感、InSAR等联合使用,有助于识别灾害体的位置、范围、朝向、坡向等形态信息。

    ◆高分辨率光学遥感:即一般意义上的“遥感”,主要通过可见光谱段对地观测成像,是目前遥感应用最广泛的影像数据。高分辨率遥感影像可直观地反映地表覆盖、地物类型等要素,揭示与隐患相关的地表特征,如裂缝、鼓丘、滑塌等现象。

    ◆LiDAR:一般指三维激光扫描,通过激光雷达对地观测,获取精细三维地形数据。特点是可穿透植被,清晰看到斜坡结构、断层裂缝等地表信息。

    浩瀚宇宙,卫星凝视着地球,以“上帝视角”记录着地表的动态变化;山峦之上,无人机悄然掠过,精准“透视”出高山峡谷的旧伤新痕;边坡危岩,专业人员“按图索骥”,结合孕灾规律和地质条件靶向核查。

    上述天空地作业,均指向同一个目标——识别地质灾害隐患。

    小试牛刀

    全国地灾高中易发区迎来“体检”

    京城五月,繁花似锦,绿意盎然。

    位于北四环边上的奥运大厦6层,此刻却充斥着紧张的气氛:中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心的技术团队争分夺秒解译着卫星遥感数据,赶在汛前,将全国121万平方千米地质灾害高中易发集中连片区疑似隐患“揪”出来,为各地防灾减灾提供参考。这是他们第二年开展“国家级”大规模地质灾害隐患识别。

    我国地质灾害点多面广,滑坡、崩塌、泥石流等致灾因素众多。一个无法回避的现实是,全国每年新发生的地灾70%都在已查明的隐患点范围之外。其中,滑坡最为常见,占全国灾害发生次数和影响程度的92%以上。

    消除“盲区”,解决“隐患在哪里”始终是“防”的难题。

    “2017年6月24日四川茂县新磨村高位远程滑坡和2018年金沙江白格滑坡的发生让业内清晰地认识到,仅靠传统的调查排查和群测群防手段很难对高位、高隐蔽性的滑坡隐患进行早期识别,必须借助现代对地观测技术,尽可能全面的从广域尺度上探测和发现隐患点。”中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心遥感技术研究所负责人葛大庆说。

    为攻克防灾“卡脖子”环节,2019年,自然资源部部署开展了基于综合遥感技术的地质灾害隐患识别示范工作,目标两个:一是论证规模化开展隐患识别的技术可行性与应用效果;二是推动构建国家级和省级隐患识别中心,形成“1﹢N”的分级组织模式,由国家级隐患识别中心统筹全国尺度上的普查识别和技术引领,省级中心负责本省详细调查与现场核查,力求在3~5年内掌握全国地灾隐患的“底数”。其中,国家级隐患识别中心主要依托航遥中心推进隐患识别业务。

    经过充分论证与应用实践,确立了综合应用空天地多源遥感观测技术,以“形态、形变、形势”为识别内容的重大隐蔽性地灾隐患早期识别技术思路,形成了包括专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程,丰富了地灾调查评价业务工作方式。

    葛大庆介绍,地灾隐患综合遥感识别技术就是通过高分辨率光学遥感影像与高精度DEM进行潜在灾害体“形态”调查,揭示地质背景、几何形态、地表覆被变化等成灾要素;以不同分辨率lnSAR监测获取斜坡体地表“形变”信息,表征活动状态,判别变形部位、滑移规模和活动阶段;以长时序InSAR形变数据、地质资料、威胁对象等综合分析变形活动的发展趋势以及致灾“形势”,判别疑似隐患,并最终经现场核查验证完成识别确认。

    “综合遥感识别从技术上体现了多源遥感手段的互补,降低了单一技术有效识别不足的概率。同时充分利用孕灾背景、基础地质条件以及已有隐患状况,从信息解译、判断、现场核查与最终确认上体现综合性,避免信息不足带来的认识偏颇。”葛大庆强调。

    2020年该项工作有了实质性进展。

    在自然资源部部署下,航遥中心组织相关力量对全国地灾高中易发区10省市开展地灾隐患综合遥感识别,覆盖黄河上游、四川强震区、藏东南地区、滇西北地区、三峡库区五类典型地灾分布区,面积118万平方千米。

    “此次识别聚焦大型活动性灾害隐患,以滑坡、不稳定斜坡为主,兼顾泥石流、崩塌等其他类型。同时,以人为本,突出对村庄、集镇等人口聚集地区和重大基础设施威胁严重的隐患。”葛大庆告诉记者。

    在识别层次上,一是发挥摸底的作用,对于“人迹罕至、人不能至”的地区,以及其他工作薄弱区或者空白区,综合遥感识别作为先行手段,为地面调查指明“靶区”;二是体现动态监测作用,通过技术手段揭示与灾害发育相关的“变化”特征,对于地面工作程度较高的地区,与大比例尺调查并行,互为补充。

    在工作模式上,实行分级协同。即由航遥中心牵头组织相关技术单位进行隐患识别,为省市提供疑似隐患识别成果。各地核查时首先将疑似隐患与已有隐患库对比,现场核查主要针对新发现的隐患,并根据危险性和危害程度开展相应的防灾工作。

    经过4个多月作业,全国地灾高中易发区221个县区8450处疑似隐患被“揪”了出来。经地方核查,识别正确率在30%以上。其中,青海、四川、湖北分别达到了76.5%、69.9%和62.86%,特别是四川省,核查确认的隐患近半为新增隐患,很好地体现了综合遥感技术发现未知隐患的作用。

    统计显示,2020年在罕见极端天气等多种因素影响下,全国地灾发生数比2019年增加26.8%,地灾造成的死亡(失踪)人数减少37.9%。这份守护人民群众生命和财产安全的答卷上,留下了综合遥感识别技术的印记。

    “地灾隐患综合遥感识别是一项非常有意义的探索性工作。”成都理工大学副校长、地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室常务副主任许强如是评价:

    其一,通过示范区域研究,基本构建了一套基于综合遥感技术的地灾隐患识别技术方法体系和流程。其二,从单一技术手段到多种手段的综合运用,形成了统一认识并对各类技术的优点和局限性有了比较清楚的认知。其三,地勘队伍在技术推广应用中,思想观念和工作方法有了明显改变。其四,识别了一批新的地灾隐患,尤其是滑坡,这是实实在在的成果。

    甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院灾防院院长王岩对此深有体会。去年“8·13”陇东南特大群发地灾后,航遥中心下发了一批隐患分布图,灾防院对张家川县113个疑似隐患点进行了野外调查验证,确定地灾隐患80处,全部为滑坡,其中新增地灾隐患70处。

    “综合遥感识别技术能准确判断出斜坡是否变形,为技术人员判定滑坡灾害提供了可靠依据,同时加强了工作区地灾隐患点调查程度,补充完善了隐患点数据库。希望这类遥感核查项目能辐射更多的县区,相关技术能普及到地勘单位,提高技术人员对灾害的辨识率。”王岩说。

    广泛实践

    地方“自选动作”有声有色

    目前,地灾隐患综合遥感识别技术已被广泛接受,四川、贵州、陕西、重庆、甘肃等省市陆续开展识别任务,落实《地质灾害防治三年行动实施纲要》规定任务。技术力量雄厚的省份积极尝试“自选动作”,探索形成了具有地方特色的防灾减灾方式。

    “多灾多难”的四川,便是其中之一。

    四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院副院长马志刚介绍,去年四川在全国开展示范工作的基础上,部署实施了省级地灾隐患综合遥感识别与监测项目,分片区对川北、川西南、川西、川东川南开展了InSAR监测和光学遥感筛查,发现和圈定了一批高位地灾隐患点;查明了重要城镇及交通沿线、地灾高易发区等重点地段的地灾情况。同时,选取了重大地灾隐患点或处于持续变形的重大工程治理点开展遥感追踪监测评价。

    记者了解到,和国家示范工作相比,四川省级地灾隐患综合遥感识别有4方面特点:

    一是分层级部署。在国家部署“面”的基础上,增设了“重点地段”和“重大地灾隐患点”两个层次,实现了综合遥感识别工作的粗细结合。二是多手段应用。为克服高密度植被覆盖区InSAR识别效果较差的技术短板,增加了“机载LiDAR”和无人机航空摄影,发挥其可穿透植被或高精度的优势。三是全灾种解译。将泥石流纳入隐患识别范围,实现了突发地灾滑坡、崩塌、泥石流等全灾种的解译分析。四是双路径分析。将找出存在形变且未登记在册的隐患点和查找正在变形的登记在册的隐患点作为识别的两个路径,一体化考虑,为地灾风险评价、汛前隐患排查提供了重要靶区。

    “目前四川已将地灾隐患识别纳入常态化防灾工作,并将解译成果作为地灾风险调查、汛前排查、重要强降雨天气后隐患排查的工作依据,实现了从被动应急救灾到主动防灾的转变。”马志刚说。

    “天无三日晴”的贵州,2016年在全国率先引进了综合遥感识别技术中的InSAR 开展地灾隐患的早期识别。5年来,全省共监测发现疑似滑坡形变区2000余处,经核查确认新发现地灾隐患600余处。

    “InSAR也抓住了一些地表变形不明显的在册地灾隐患点,帮助我们加强管理,采取综合防治措施,该治理的治理,该搬迁的搬迁。把‘隐患在哪里’问题又向前推了一小步。”贵州省地质灾害应急技术指导中心研究员刘秀伟告诉记者。

    近年来,贵州积极将技术逻辑与行政逻辑结合。去年9月,水城县发耳镇发生大滑坡,方量达80余万立方,InSAR和地面监测同时捕捉到地表动态,适时发布了预警信息,政府及时将受地灾隐患威胁的群众及重要财产转移到安全区域,把损失降到了最低。

    “事实上,2017年我们就监测到了发耳滑坡隐患。专家调查分析认为滑坡形变在可承受范围内,暂时不用大规模搬迁,通过持续监测和防控既能保证群众安全,又可保障当地生产经营活动有序开展,最大限度降低隐患对社会的负面影响。”刘秀伟介绍,3年来当地经济社会发展有序,老百姓生产生活如常,技术保障为行政决策提供了强有力地支撑。

    记者了解到,目前贵州地灾防治管理模式从以隐患点为主要管理对象,逐渐转变为以隐患点和风险斜坡为对象的“点面双控”风险管理。今年年底,全省以县为单元的精度优于1∶5万的地灾风险斜坡详细调查将全面完成。

    “斜坡与隐患点不同,‘病’不算重,常规设备监测投入大,管控效果不理想,但风险又不得不防。”刘秀伟说。对此,贵州正积极探索将InSAR运用到风险斜坡管控中,力争使该技术从地灾隐患识别迈向监测预警,提高风险斜坡的综合管控能力,为“灾害什么时候发生”探路。

    科学认识

    地灾隐患综合遥感识别技术不能“包治百病”

    多地实践证明,地灾隐患综合遥感识别成果可“指导排查,辅助调查,引导勘察”,提高了调查的针对性,减少了地面工作量,部分解决了“隐患在哪里”的难题。

    但专家同时强调,地灾隐患识别是多种技术手段、多学科知识的综合运用。综合遥感识别技术有其局限性,不可能“包治百病”,现有的技术手段仍难以识别前期没有明显变形或变化很快的突发性灾害隐患,这一点务必要科学理性地认识。

    “每种技术都有优势和短板,实操中须要因地制宜。”葛大庆说,比如,光学遥感容易受云雾天气和分辨率影响,大规模应用中往往难以获取亚米级的遥感数据,解译对专家经验和知识依赖度较高。

    “有的观点认为,综合遥感识别就是应用InSAR技术,这也是不对的。”葛大庆进一步阐释,InSAR能敏锐捕捉地表的动态变化,与光学遥感影像综合运用,可在植被覆盖度较低、高陡地区大范围普查,识别高位、隐蔽性的灾害隐患。比如在地层内部有损伤,地表持续活动的四川强震区,效果就很好。

    但是,InSAR会受到观测角度、植被状况、地形结构、水汽以及数据处理技术的影响和制约,普适性存在一定局限。同时,对于事前没有明显变形迹象,或者变形过程极短的突发性地灾,因其超出了雷达卫星有效观测的能力范围,InSAR很难发挥作用。比如2019年7月23日贵州水城县突发的特大山体滑坡,事前未出现明显变形迹象,InSAR未探测到变形信息。此外,在广东、浙江、福建等植被覆盖率较高的地区,光学遥感、InSAR等技术适用性受限,漏识率也较高。

    “天空地一体化防灾,以广域普查﹢局部详查﹢重点核查的方式分层次开展,是识别和防范地灾隐患最科学有效的方式。”许强认为。

    “天”指在卫星层次,用InSAR和高分辨率光学遥感技术开展广域普查;“空”指在航空平台层面,用无人机机载LiDAR和三维摄影测量技术开展局部详查;“地”即地面专业人员有重点的进行调查复核,以及地面勘查和监测。

    “通常,我们会用两种或多种技术手段背靠背地做,然后相互校验和补充。如果两种方法的结果能对上和相互检验,地灾隐患就可以确认了。”许强说。

    2015年,许强团队通过InSAR发现川西某村寨的山后有一处正在变形的大型滑坡区,由于最高海拔达到了4600米,人工没法上去调查复核,一直没能确认。3年后,在四川省支持下,团队运用LiDAR和三维摄影测量对该区域进行了航飞,经多种技术手段比对分析最终确认了蠢蠢欲动的滑坡隐患。

    多名业内人士指出,专业知识决定了技术应用的深度。在地灾防治领域,地质专家好比“医生”,InSAR、LiDAR等技术手段应用,如同为疑似隐患点做“CT”“B超”。是否患“病”,“病”征如何,最终还得依靠“医生”根据各种测试结果综合判定。如果不掌握足够的地质知识,对灾害形成条件、发育特征、成因机理等不了解,很难用好先进技术。

    扬长补短

    人防技防一起上,天上地下一起看

    甘肃立节北山老滑坡“苏醒”、四川洪雅突发高位远程崩滑、湖南安化切坡建房引发山体滑坡……今年以来,全国已发生200余起地灾,随着汛期的到来,地灾防治工作迎来大考。

    如何牢固树立以人民为中心的思想,进一步提升防灾减灾能力?——“多层次多技术手段综合运用,人防﹢技防”是专家们的一致观点。

    许强指出,近年来我国地灾防治工作取得显著进步,一是构建了一套具有中国特色的地灾群测群防体系,解决了我国地灾点多面广的问题;二是现代技术的有效运用,包括综合遥感技术、监测预警、计算机信息技术等,成效显著;三是引入了风险防控的理念,从以群测群防为代表的自发性防灾,发展到理论化防灾、技术化防灾、体系化防灾逐渐成熟。但是,地灾防治工作也面临瓶颈,最突出的就是对第三类隐患——具有突发性失稳破坏的潜在不稳定斜坡,目前还很难依靠技术手段提前发现。

    “地灾隐患可分为三类,第一类是正在变形的区域。第二类是历史上曾出现过变形破坏、有损伤的区域。第三类就是潜在不稳定斜坡,即历史上从未出现变形破坏,目前也无明显变形迹象,但其稳定性相对较差,暂时处于基本稳定或欠稳定状态,一旦外部条件发生变化,比如一场强降雨或人工开挖坡角就有可能突发地灾。”许强阐释。

    记者了解到,对于第一类隐患,InSAR和高分辨率光学影像能很好地进行识别。第二类隐患,运用LiDAR 最为有效,并可以三维摄影测量辅助。而第三类隐患,靠遥感技术已无能为力,必须动用物探、钻探等手段,把斜坡地下结构和含水状况查清楚才能判断其稳定性,但潜在不稳定斜坡点多面广,防不胜防。

    “现阶段,第三类隐患还主要依靠群测群防来防范,当然我们也正在研发航空物探技术,希望能快速查明地下结构,评价其稳定性。”许强说。

    今后一段时期,地灾防治可以从哪些方面发展突破?

    许强建议,一是要构建航空遥感联盟,搭建信息共享平台,整合全国航空遥感力量,尽快实现航空遥感数据的全国全覆盖。二是要发展航空物探,尽可能多地将潜在不稳定斜坡的地下结构和含水状态搞清楚,把第三类隐患找出来。

    葛大庆认为,提高综合遥感识别能力,找到更多地灾隐患,一方面要着力发展专业目标的遥感卫星,强化源头的有效观测与数据保障,进一步提升卫星监测的频率、精度和针对性。“地灾隐患识别目前主要用欧空局哨兵-1号卫星C波段数据,以及日本ALOS-2卫星L波段数据,但受卫星观测周期和范围限制,一些地方还不能有效覆盖,分辨率也不够,限制了可识别的范围、规模和精度。”葛大庆说。

    另一方面,大规模业务化识别工作要进一步提高遥感识别信息处理的自动化和智能化水平,尽可能将专家知识转为模型或者方法,提升智能识别“去伪识真”的本领,降低人员劳动强度。此外,还要加快培养具有地灾专业知识,又掌握遥感、InSAR以及地理信息技术的人才。

    马志刚指出,现阶段地灾源头管控理念还有待提升,“‘源头管控’虽然是旧词新用,但在地灾防治上是一个全新的认识,是推动地灾‘早期防’到‘源头控’观念转变的重要变革。”

    近年来,四川按照以防为主、防治结合的方式开展了地灾易发县县域地灾风险评价、隐患识别分析等工作,初步摸清了隐患和风险的家底,获得了较为丰富的基础性成果资料。但是,扎实推进基础工作并不代表地灾“防”的工作就做好了,如何依托现有成果和技术把地灾隐患“管起来”,最大限度地降低灾害风险是当前的难题。

    对此,马志刚提出两点建议,一是加快构建地灾隐患点、风险区双控新格局。充分运用地灾易发县县域地灾风险评价、遥感识别监测等成果,选择重点区域开展风险管控试点,形成“识别、监测、管控”结合的风险管控体系,不断提高地灾隐患识别和风险管控能力。

    二是努力做好科技防灾。在加大群专结合监测预警体系建设的同时,重点建立一个综合监测预警平台,构建一套地灾监测预警管理体系,培养一支技术团队,形成“风险提前管控,空天地隐患识别,气象风险动态预报、专业设备持续监测、信息平台实时预警,现场人员动态核查”的监测预警新局面。

    (绘图 陈舒)

    地灾隐患识别:寻找大地上的“潜伏者”

    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

    第四次区域全面经济伙伴关系协定领导人会议11月15日举行,东盟十国以及中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰15个国家,正式签署区域全面经济伙伴关系协定(RCEP),标志着全球规模最大的自由贸易协定正式达成。签署RCEP,是地区国家以实际行动维护多边贸易体制、建设开放型世界经济的重要一步,对深化区域经济一体化、稳定全球经济具有标志性意义。

    协定谈判长达8年

    协定由东盟10国发起,邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度6个对话伙伴国参加,旨在通过削减关税及非关税壁垒,建立一个16国统一市场的自由贸易协定。

    谈判于2012年11月正式启动,涉及中小企业、投资、经济技术合作、货物和服务贸易等10多个领域。2019年11月4日,第三次《区域全面经济伙伴关系协定》领导人会议发表联合声明,宣布15个成员国结束全部文本谈判及实质上所有市场准入谈判,将启动法律文本审核工作,印度因“有重要问题尚未得到解决”而暂时没有加入协定。

    规模全球最大

    截至2018年的统计数据,协定15个成员国将涵盖全球约23亿人口,占全球人口的30%;GDP总和超过25万亿美元,所包括的区域将成为世界最大的自由贸易区。

    纳入多种新贸易形式

    协定紧跟全球贸易发展趋势,纳入了很多全新的贸易形式,电子商务就是其中之一。除了电子商务,协定还包括知识产权、竞争政策、政府采购、中小企业等内容,超过世贸组织规定的范畴。

     
    人民日报:正式签署!全球最大自贸协定达成

    随着“峰迭阳山GP02安装成功、云台GP02安装完成……”这样的口令不断传来,2020年8月15日上午11时,自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心承担的30套预警设备全部安装成功并数据联网,在既定要求和时间内,圆满的完成了部局党组下达的工作任务。

    此项工作开始于7月底。自然资源部党组为响应中央部署,进一步保障人民生命财产安全,下达在全国滑坡灾害频发地区设置预警实验工作监控点的工作任务,自然资源部中国地调局有五家单位承担,西安地调中心就是其中之一。接到命令后,西安地调中心党委领导班子高度重视,迅速成立工作组,李志忠主任亲自部署,各部门协调配合,抽调精英骨干15人为成员,7月27日即带着党旗抵达甘肃省甘南藏族自治州舟曲县。经过科学对比、卫星制图、准确测量、优化布点,三天不眠不休,于7月31日已经拿出了舟曲地区成熟可行的监测预警点位布设方案上报。随后工作组按作业要求成立四个突击小分队,分别进行现场踏勘、设备选点。8月进入汛期,舟曲连绵阴雨,上山的路多处多次出现塌方,对于不熟悉当地路线的工作组更增加踏勘难度。另外,监测预警设备由多地供货,到货时间分散且在途时间长,为按时保质完成工作带来很大不确定因素。面对现状,技术人员不畏艰险,迎难而上,一方面联系熟悉道路的老乡做向导,一方面密切关注供货厂家,双管齐下,积极稳妥不断推进工作。技术人员从海拔一千多米、两千多米再到近四千米,每天不断踏勘丈量,险情加艰辛:几名业务骨干在一次阴雨滑坡中险些被山上落石砸中,为躲避落石滑到磕伤;大家常常十几个小时才能吃上一天的第二顿饭,饿到虚脱;有位同志因为工作强度较大,工作时间长,累到腰椎间盘突出才撤回后方;大家每天6点起床,晚上11点才回到驻地,坚持20余天,付出辛勤的劳动,随着设备的到来,全组人员齐上阵进行初安装,为赶进度,甚至通宵工作,所以才能在局党组要求的8月15日汛期到来之前成功的完成了这一艰巨而重大的任务。

    工作期间,西安地调中心主要负责人两次带队前往舟曲,与地方政府、相关部门主动对接,同时为奋战在工作一线的技术人员助力打气;相关负责人按照中心党委班子安排驻扎当地,与工作组同吃同住同上山;技术负责人协同水环中心具体负责人反复多次沟通确定现场方案及数据联网操作;年轻的技术人员苦中作乐,工作气氛团结而热烈。

    实践再次证明,这是一支像人民军队一样作风优良、能打胜仗的队伍,是一支有战斗力,有凝聚力的队伍,上下一心,不畏艰难。面对部局党组交予的任务,这支平均年龄只有35岁,党员比例占77.8%的工作组,在关键时刻充分发挥了党员的先锋模范作用和党支部的战斗堡垒作用,体现了西安地调中心业务人员整体较高的政治素质和技术水平。他们是逐步成长起来的骨干力量,是地质事业发展的熠熠希望。他们怀着对祖国人民的无限深情和高度责任心,在西安地调中心党委的正确领导下,为国家生态文明建设,人民群众财产生命安全保障奋发昂扬,不吝青春!

     

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    搬运设备

    道路坍塌,自己动手克服困难

    西安地调中心承担的舟曲滑坡监测预警设备安装成功

    横跨东北三省,与大小兴安岭为邻,既是大庆油田的诞生地,又是大陆深部科学钻探工程松科二井的施工地,松辽盆地这片富饶而神奇的土地给予中国地调人无上的荣耀,而中国地调人也为这片土地倾注了无限的深情,使这片土地熠熠生辉。

    作为奋战在松辽盆地上的地调队伍之一,自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心(以下简称“沈阳地调中心”),认真贯彻落实习近平总书记大力提升国内油气勘探开发力度的指示精神,全力按照中国地质调查局党组服务百年大庆油田建设“沉着冷静、精心实施,点上突破、面上拓展”的要求,会同中国石油大庆油田公司(以下简称“大庆油田”)联合组织了松辽盆地北部页岩油科技攻坚战,用实际行动践行广大石油、地质工作者联手攻坚克难的神圣使命,开创了松辽盆地非常规石油勘探开发的新篇章。

    松页油1井出油

    丰硕成果彰显地调担当

    在百年风云变幻中,兴实业、利民生、强资源、壮国威,地质调查工作始终发挥着基础先行的作用,广大地调人始终将责任与担当铭记在心。

    时光追溯到2019年9月26日。这一天是大庆油田值得骄傲的日子,也是沈阳地调中心值得骄傲的日子。在大庆油田发现60周年庆祝大会上,大庆油田对外宣布了四项重大勘探开发成果,其中之一是松辽盆地页岩油成果。随后,在2019年底召开的大庆油田年度油气勘探技术座谈会上,页岩油勘探攻坚战被列为油气勘探五大攻坚战之首。2020年3月21日-27日,大庆油田连续开了6个半天会,专门研讨页岩油勘探,进一步明确松辽盆地北部页岩油资源丰富,古龙页岩油非常规资源的勘探开发是大庆油田发展的新领域、新战场,也是大庆油田振兴发展的新希望、新起点,为页岩油勘探实现全面突破明确了方向。

    页岩油攻坚战是中国地调局清洁能源地质调查科技攻坚战之一,沈阳地调中心与大庆油田通过3年多的协同攻关和前期探索,联合研究、联合部署,取得了丰硕的成果,大大加快了松辽盆地北部页岩油勘探开发进程。

    一是四口参数井在松辽盆地获得泥岩基质型页岩油工业油流,证实松辽盆地具有良好的页岩油开发前景。继松页油1井和松页油2井取得工业突破后,“直改平”的松页油1HF井在青山口组一段泥页岩基质储层敞口自喷求产获得日产原油14.37立方米,最高日出油46.89立方米,累计产原油504.8立方米。松页油2HF井在青山口组一段泥页岩基质储层抽汲求产获得了日产原油10.06立方米,最高日出油27.81立方米,累计产原油197.99立方米。这两口水平井已经移交大庆油田进行后续试采。截至目前,松页油1HF井已试采求产超过150天,油嘴3.47毫米,累计产油800立方米;松页油2HF井已试采求产超过180天,累计产油600立方米。两口水平井取全了地层、压力和温度等各项参数,实现了泥页岩储层页岩油战略调查的重大突破。

    二是评价结果显示,松辽盆地具有很好的页岩油资源潜力,有望成为重要的油气接续资源。利用新井资料,结合已有的成果,重新计算松辽盆地北部页岩油甜点区资源量近40亿吨。其中,Ⅲ类页岩油(纯页岩型)位于青一、二段半深湖-深湖相,砂地比<10%,TOC>2%,Ro>0.75%,面积11200平方千米,资源量占比70%以上,是下一步页岩油勘探的重要领域。

    三是总结一套适用于陆相泥质页岩油勘探的创新成果认识和技术方法体系,提出松辽盆地北部页岩油有利目标区和井位优选的综合评价体系等五项创新成果认识,探索形成“覆膜石英砂、酸性压裂液体系、段塞加砂、纤维加砂、液态CO2”的压裂组合等三项页岩油关键工程技术。

    压裂现场

    五次论证指明攻关方向

    每一项重大地调成果的背后,都有着事关国家能源安全的重大决定;每一项重大地调成果的背后,都离不开一批人的艰苦奋斗;每一项重大地调成果的背后,都经过一次又一次的论证与探讨,松辽盆地北部页岩油成果的取得同样如此。

    时光追溯到2016年3月7日。习近平总书记在全国两会期间听取会议代表关于大庆油田形势汇报后指示:要振兴东北老工业基地,关注大庆油田发展。为贯彻落实习近平总书记重要指示精神,自然资源部中国地质调查局积极响应、迅速部署,吹响了攻坚松辽盆地页岩油的“冲锋号”。

    为高质高效推进页岩油攻坚战的实施,中国地质调查局先后组织召开了5次重要的论证会,局领导亲自把关定向,攻关目标一次次聚焦。正是这5次关键且严谨的高层次论证会,明确了松辽盆地北部页岩油的调查攻关方向,选准了有利目标区和甜点层段,敲定了5口井的井位和具体施工方案,最终使得陆相页岩油调查和科技创新取得重要突破。

    2016年5月20日,第一次会议论证《加快推进松辽盆地及外围油气资源调查工作方案》。这个经页岩油团队奋战一个月形成的方案,是举全局之力,用非常规手段,在科学部署前提下,开展超常规工作而形成的“作战纲领”。该方案明确了工作定位、总体思路、合作领域和协调机制,成立了前线指挥部,确定了攻关专家组。经专家深入论证,明确总体目标:以“开辟新区,探索新层系,联合攻关新类型、新领域,支撑百年大庆油田建设”为目标;提出预期成果:力争2-3年见实效,形成松辽盆地页岩油战略接续领域,同时在外围提交一批新区、新层系战略准备区;形成总体思路:立足松辽盆地,围绕非常规资源,统筹油气,远近结合,分开层次,突出重点,事企互动,联合推进,加快“四新”领域突破。第一次论证会明确了大方向,为后期工作提出技术总纲。

    2016年8月9日,第二次会议论证《松辽盆地北部古龙凹陷松页油1井井位》。从5月到8月,沈阳地调中心和大庆油田密切配合,联合部署,联合研究,利用泥页岩的七性关系优选确定了齐家凹陷南部和古龙凹陷北部是页岩油发育的最有利地区,利用泥页岩的六要素明确了页岩油参数井的井位。论证会上专家组认定了位于古龙凹陷的松页油1井井位,认为若该井取得突破,对实现中国北方陆相页岩油战略突破具有重要意义。在审核了页岩油团队提出的两个井位建议后,专家考虑两个井位分别处于不同凹陷,都具备攻关施钻的必要性,因此建议两个目标同时上,最终根据油气发现选择一口井进行“直改平”,实施大型体积压裂。后期,又进行了一次补充论证,确定在齐家凹陷南部部署松页油1井,在古龙凹陷北部部署松页油2井。这次论证会,确定了两个目标井位,为后期取得成功奠定了深厚根基。

    2017年7月20日,第三次会议论证《松辽盆地北部页岩油参数井试油选层及地层含油气性测试设计》。经过页岩油团队近一年的现场施工和探索,松页油1井和松页油2井钻探均见到较好油气显示,录井及测井资料解释均有油层。据此,页岩油团队研究提出了试油选层及含油气性测试方案。专家认为,两口参数井针对的储层类型不同,进行地层含油气性测试工作很有必要,明确松页油1井地层含油气性测试层位是青山口组二三段中下部的三个层位和青山口组一段的三个层位,松页油2井地层含油气性测试层位是青山口组一段的三个层位。后期,中国地调局专题会研究同意了工程设计方案,要求适当加大压裂规模,力争获得高产,获取关键参数。

    2017年12月23日,第四次会议论证《松辽盆地北部松页油2井直改平地质论证设计》。通过精心施工,两口直井压裂均获得成功,松页油2井获得日产4.93立方米的页岩油工业油流,松页油1井获得日产3.22立方米的页岩油工业油流。为进一步评价页岩油资源量和勘探开发潜力,页岩油团队提出了松页油2井侧钻实施水平井的建议。专家论证认为,证据充分、合理可行,同意侧钻实施松页油2HF井。半年后,2018年6月8日,专家再次通过对《松辽盆地北部松页油1HF井地质设计》论证,确定在松页油1井侧钻实施松页油1HF井。两口水平井的实施,为后期页岩油高产工业油流的实现起了至关重要的作用。

    2019年3月26日,第五次会议论证《松辽盆地北部松页油3井井位论证报告》。依据沈阳地调中心和大庆油田的会议纪要,明确继松页油1井和2井成功后,继续向页岩油勘探程度低的东部和北部地区开拓新区,页岩油团队选择三肇凹陷进行深入研究,优选并部署了松页油3井参数井。专家论证认为,该井位对于开拓新区新领域具有重要探索意义,对于整体评价松辽盆地的页岩油资源前景和获取关键评价参数具有重要的探索和引领作用。随后,该井也通过了压裂方案论证,经试油证实该地区确实具有较好的页岩油资源前景。目前,松页油3井试油见到好苗头,有望实现新区页岩油调查突破。

    宝贵经验成就未来梦想

    回顾地调百年风雨历程,广大地调人满怀历史的成就感和厚重感,不断总结过去,奋力前行。松辽盆地页岩油攻坚战取得重大成果,给予中国地调人特别是沈阳地调人的不仅仅是一份荣耀,更是一份引领成功的宝贵经验与启示,而这份宝贵的经验与启示将推动广大地调人创造地质调查事业的“第二个辉煌百年”。

    ——落实习近平总书记重要指示精神,保障国家能源安全是地质调查工作的神圣使命。我国地质调查工作有104年的发展历史。百年来,地质调查始终坚持以服务国家和区域重大需求为导向。当前,我国经济社会发展进入新常态,能源资源刚性需求长期存在。党中央、国务院高度重视油气资源保障工作,2019年9月26日,习近平总书记致信祝贺大庆油田发现60周年,指出“几代大庆人艰苦创业、接力奋斗,在亘古荒原上建成我国最大的石油生产基地,大庆油田的卓越贡献已经镌刻在伟大祖国的历史丰碑上”。60年来,大庆油田累计生产原油近24亿吨,占全国陆上原油总产量的37.6%,为祖国建设和发展做出了彪炳史册的巨大贡献。然而,大庆油田从连续27年稳产5000万吨,到连续14年稳产4000万吨,原油产量持续递减,油田发展面临挑战。为贯彻落实习近平总书记重要批示精神,中国地调局党组将页岩油调查作为科技攻坚战组织实施,在团队人员配备、资金配套、后勤保障等方面给予全力支持。沈阳地调中心联合大庆油田以“攻关齐家-古龙页岩油,寻找大庆油田接续新领域”为目标,迅速集结一支页岩油调查和科技攻关团队,在陆相页岩油地质理论、工程技术等方面进行攻关,努力开拓松辽盆地油气调查新领域。

    ——打破思想禁锢,地质调查与科技创新有机结合是取得成功的关键因素。页岩油科技攻坚战的成功并非一帆风顺、一蹴而就,项目开展初期整个页岩油团队感受到了巨大的压力。陆相盆地页岩油勘探开发是个全新的领域,缺乏相关的成熟理论和成功经验,页岩油的勘探开发面临着“三难三无”的境况。为了突破这些挑战,需要解决一系列世界性难题。该怎么办?有没有底气解决这些难题?冲锋号已吹响,页岩油团队必须勇往直前。沈阳地调中心在东北四省区开展地质调查工作,深耕细作近半个世纪,积累了海量的数据资料,汇聚了顶尖的页岩油科研团队,提升了攻坚陆相页岩油的自信。

    页岩油团队从松辽盆地页岩油实际地质情况出发,参考页岩气、常规油等领域的资源评价方法、成藏规律及工程技术等方面的研究成果,从地质方面到工程方面不断进行创新,解决了一个又一个难题。我国陆相页岩油储层条件复杂,到底属于什么储层类型?对此,页岩油团队开拓了陆相页岩油新的储层类型——基质型(泥页岩储层)页岩油,为页岩油调查工作指明了方向。松辽盆地页岩油主要发育哪里?勘探思路和方向到底在何方?对此,页岩油团队经过攻关,实现了以“泥岩裂缝型”为主的传统勘探思路的转变,提出了巨厚的纹层型泥岩、韵律型泥岩具有丰富页岩油资源潜力的新认识,预测齐家、古龙、三肇凹陷深部蕴含丰富的页岩油资源。甜点区在哪里?规模多大、埋藏多深?井位选在哪里?带着这些问题,页岩油团队提出了松辽盆地北部页岩油有利目标区和井位优选的综合评价体系。利用岩性、物性、电性、含油气性、烃源岩、脆性和地应力七性关系确定齐家凹陷和古龙凹陷是页岩油发育的有利区,三肇凹陷是较有利地区。通过有机质丰度、成熟度、含油量、裂缝、压力和脆性等“甜点六要素”研究,明确杏西地区、巴彦查干地区和三肇凹陷中部是页岩油突破的靶区,形成了井位部署的重要依据。实践表明,3口井位选得都很精准,油气产能均达到工业标准。泥岩取心慢的难题怎么解决?页岩油团队与施工方密切配合、共同研究,改进钻具组合方式等工艺,采用直螺杆+复合片钻头组合方式,极大地缩短了取心钻进周期。陆相湖盆的压裂施工尚无成熟的压裂制度和规范怎么办?对此,页岩油团队在生产中摸索形成了一套适用于陆相湖盆的压裂施工工艺,采用羧甲基羟丙基胍胶酸性压裂液体系,结合前置二氧化碳增能、纤维加树脂覆膜砂、段塞加沙的压裂施工工艺,实现了陆相泥页岩地层中的大型体积压裂。正是页岩油团队在调查过程中将地质目标与地质理论创新结合,将工程目标与工程技术方法创新结合,才逐渐探索形成适合陆相盆地页岩油调查的地质理论和勘查技术方法体系。

    ——发挥公益先行作用,地质与石油工作者紧密合作是取得成功的重要基础。地质工作是国家经济建设的先行军,“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行”。60年前,地质人和石油人共同合作,提出并验证了“陆相生油”理论,一举发现令国人振奋的大庆油田。2008年,中国地质调查局和大庆油田再度合作,签署合作协议,共同推进松辽盆地及外围盆地油气资源基础地质调查,为大庆油田实现“百年油田”目标提供一批后备勘探选区。近年来,双方紧密合作、联合研究、联合部署,不仅取得Ⅲ类页岩油(也是难度最大的一类)的调查突破和多项科技创新成果,而且第一时间进行了井场交接和后续试采。同时,沈阳地调中心还联合了中石化中原石油工程有限责任公司、东北石油大学、中国石油大学(华东)、数岩科技(厦门)股份有限公司等多家合作单位,与页岩油团队在工作中团结协作、密切配合、深入研讨、联合施工,涉及施工人员达600多人,卡住每个时间节点,实现有序推进,创造了合作共赢的典范。通过页岩油攻坚战的精心组织,不仅取得页岩油调查的重要突破,而且形成了国家公益性调查与油田企业、科研院所等联合攻关的创新合作模式,对陆相页岩油勘查开发起到示范和借鉴作用。

    ——加强人才团队建设、进行管理体制创新是页岩油突破的有力保障。为大力推进页岩油科技攻坚战,沈阳地调中心组建页岩油工程技术中心,搭建页岩油技术创新平台,加大石油地质、石油天然气工程、非震物探等专业人才引进力度,引进急需紧缺领军人才2人、业务骨干4人,培养技术精英10余人。页岩油团队从无到有,从组建到壮大,培养出中国地调局卓越人才1人、杰出人才1人、优秀人才3人,工程首席科学家1人、二级项目负责人5人。同时,按照中国地调局统一要求,页岩油团队始终坚持“五问”“五不唯”评价标准,开展岗位设置和工作内容遴选,给品德好、能力强、成果业绩突出的年轻技术骨干创造机会并搭建舞台;坚持人才激励机制,优化绩效工资分配,出台《特殊贡献绩效奖励实施细则》,对科技创新、成果转化和优秀人才等实施奖励;通过开展技术培训、专家讲课、现场会诊、合作交流等增强技术人员业务素质,不断提升科技创新能力和水平。

    为全力推进页岩油调查,沈阳地调中心在创新管理方面不断进行探索与实践:成立页岩油现场指挥部,统一调度各方力量协同攻关,协调解决项目实施中的重大问题,确保各项工作高效有序开展;强化落实目标责任制,2019年度发文推进攻坚战的11个方面共40项具体举措,明确目标,责任到人、落实到日,加强督办和绩效考核;制定6项施工管理制度和质量控制措施,科学管理,狠抓细节,全面实行质量管理控制;制定推进规划路线图,科学合理安排工作进度,深刻总结经验教训,确保各环节工作丝丝相扣;全力提供后勤保障,建设标准化野外基地,为现场技术人员提供良好的工作和生活环境。

    ——坚守初心使命、弘扬新时代地质文化是页岩油团队奉献拼搏的不竭动力。为了能有效拉动页岩油勘探开发,页岩油团队坚守初心和使命,坚持以政治建设统领业务工作,落实全面从严治党主体责任,推进党风廉政建设向纵深发展,充分发挥党支部战斗堡垒作用和党员先锋模范作用,时刻不忘地质人的初心和使命,报效祖国、服务人民,将“李四光精神”“三光荣传统”融入到血液之中,把“大庆精神”“铁人精神”落实到具体工作中,用实际行动践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时代地质文化,铸就了“勇挑重担、敢于创新、求真务实、甘于奉献”的页岩油团队精神。从烈日炎炎到数九寒天,从钻探工程到抽汲试油,在项目推进的4年中,页岩油团队成员坚守一线、默默奉献,每人每年在野外一线和出差的时间平均在280天以上,可歌可泣的动人事迹不断涌现。“地调儿女砥中流,泥页岩里苦寻求;蚊子飞蚁浑不怕,不见石油誓不休。”寒冬腊月,他们冒着刺骨的寒风,在井场24小时轮班值守;盛夏时节,似火骄阳下,他们在压裂现场一站就是一天,每个人的脸庞都被晒成了古铜色,但这却是地调人引以为豪的一抹最靓丽的色彩!

    凡是过往,皆为序章。成绩不是终点,而是一个新的起点。有了第一个百年地调的厚重根基,有了中国地调人的勇挑重担,中国地质调查事业的“第二个百年”将会更加耀眼辉煌!􀴁

    科技攻坚明方向 使命担当创辉煌

    面对新冠肺炎疫情,武汉用实际行动向全世界诠释了什么是责任与担当,彰显英雄本色。

    从这座英雄的城市,走出了无数敢于承担责任、勇于担当的儿女,自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心援利比里亚矿产资源调查项目组就是其中之一。

    确保援外项目顺利实施

    为落实“中非合作论坛——北京行动计划(2019年-2021年)”总体部署及中利两国政府2014年2月签订的经济技术合作协定,按照中国地质调查局“保证援外项目既定目标实现”的要求,今年1月11日,中国地质调查局武汉地质调查中心组织7名技术人员赴利比里亚开展野地质外调查工作。

    “我们有信心、有决心做好疫情期间的援外地质调查工作,保证援外职工的生命安全和身体健康,确保各个援外项目顺利实施。”这既是郑重的承诺,更是责任担当。

    2月14日,商务部国际经济合作事务局向中国地质调查局武汉地质调查中心援利比里亚矿产资源调查项目组致以诚挚慰问,充分肯定了项目组疫情防控工作。武汉中心在做好防疫工作的同时认真做好各项援外工作任务,并向商务部合作局承诺:“我们将加强与受援国地矿管理机构的沟通联系,全力开展野外地质调查与项目综合研究,扎实推进疫情防控和援外地质调查工作。”

    野外工作期间,正值国内及全球新冠肺炎疫情暴发期,利比里亚政府加大了对输入性病例管控和排查力度。按照商务部国际经济合作事务局和驻利使馆经商处关于新冠疫情防控工作要求,项目组全体人员在当地完成14天隔离观察后,随即开始了野外调查工作。

    援利比里亚矿产地质调查项目专家组开展野外地质调查

    项目取得阶段性进展

    经过为期3个月的野外工作,项目取得以下阶段性进展:一是调研了在利比里亚投资矿产的中资企业需求。我国中利联公司获得邦州铁矿为期25年A类采矿权,目前因铁矿石价格低迷而停产。宝豫公司取得了博米铁矿勘查开发权,已完成前期勘查工作。一些民企如亚妮、莫亚公司也获得了金矿、锆石和钛矿勘查开采权,具有较好的矿业开发基础。中资民企对查明矿权区域内及边部矿产资源前景、登记矿权及升级矿权具有强烈需求,表达了进一步扩大矿业投资的意愿。二是搜集利比里亚矿业权及矿业投资环境资料:搜集整理了357个矿证信息,其中A类采矿许可证5个,B类采矿许可证47个,C类采矿许可证191个,勘探许可证56个,普查许可证48个,采石许可证10个。搜集利比里亚现行的矿业法(2000)、矿业政策(2010)、矿产勘查规定(2010)、环境保护管理法(2002)、土权法(2014)、投资法(2010)、税务法(2011)、劳动法(2015)等法律法规资料,并与利能矿部等关键部门建立良好关系。三是查明工作区成矿地质背景。通过对利比里亚Harper工作区开展1∶25万矿产地质图修编等工作,查明该地区地质特征及构造特征,厘定区内主要赋矿岩石类型为基底片麻岩、上覆的片岩和变火山沉积岩等,确定区内主要控矿构造为北东向展布的剪切带。四是取得找矿突破。检查工作区金、锰、铁、铌钽等各类矿化点35处,发现矿化点21处,初步确定Topo、Dougbo金矿带2处,Pleebo锰矿带1处,确认Dougbo金矿带具有极好找矿前景,并对潜力较大的Dougbo金矿带、Pleebo锰矿带等开展详细野外调查和分析评估工作。五是输出我国地调技术,扩大中国地质调查局国际影响力。组织完成35名利技术人员地质地球化学技术方法培训,培训效果明显,获得利能矿部好评,同时推广了我国成熟的地质地球化学调查方法,提升了中国地质调查局在西非地区影响力。

    圆满完成各项野外工作任务

    在商务部国际经济合作事务局、驻利使馆经商处、中国地质调查局等关于境外新冠肺炎疫情防控工作要求指导下,以及中国地质调查局武汉地质调查中心“一手抓疫情防控,一手抓业务推进”的部署要求和工作管理下,援利比里亚专家组在加强防疫管理的同时,圆满完成了各项野外工作任务,截至目前,项目全体成员身体状况良好、无异常情况。

    疫情无情,人有情。中国地质人的援外步伐从未停止,他们用默默无闻的行动谱写了新时代地质调查的援外赞歌!

     

    谱写新时代地质调查援外赞歌

    地质灾害监测员某色拉洛日常巡检

    昭觉县阿土列尔村勒尔社航拍图

    搬运地灾监测设备安装材料

    早上六点,一层云雾停留在狮子山腰。云雾之下,一群羊在吃草。青花椒树上,一团一团的花椒,散发着诱人的香味。

    悬崖上的村庄——四川昭觉县阿土列尔的清晨,安详美好。

    担任地质灾害监测员的彝族小伙某色拉洛伸了个懒腰,从床上爬起来。按照他这天的工作安排,要去自己负责的隐患点巡查一次。早饭后,走过一片苞谷地,先巡查一下地灾隐患点并作了巡查记录,又来到地质灾害自动化监测仪器面前查看。虽然不懂这些仪器,但他知道这是用来监测滑坡变形,是用来保护村民和牛羊安全的,他有保护的责任。自从5月底成都的研究所为村里装上了这些地灾自动化监测仪器,某色拉洛感觉轻松多了,过去无论天晴还是下雨,他每天都要巡查一次,一到雨季更是寝食难安,现在如果不遇上特大暴雨,他一周甚至十天半个月才会去查看一次。淳朴的某色拉洛笑着说:“领导和专家在我村子边的地质灾害隐患点装上了高级的监测仪器,天上有卫星看着,地上有报警器,家里有电视监控器,专家还给我的手机里装上了APP。我现在随时随地可以看到我看管的滑坡,再也不用像过去那样提心吊胆了。”

    1 当地村民:每次下雨都很担心,睡不着觉

    阿土列尔村位于四川省凉山彝族自治州昭觉县支尓莫乡,坐落在海拔1400~1600米的山顶上,过去村民们要走出大山买个油盐、农具,或是娃娃上学,都要攀爬近1000米高差用树枝绑扎的简易梯子,行走在悬崖峭壁之间。2016年,新京报以《悬崖上的村庄》为题,报道了这里状况,引起了广泛关注。

    凉山州地处四川西南部横断山脉东缘高山峡谷区,是全国14个集中连片贫困地区之一,也是全国最大的彝族聚居区。“十二五”期间,剩下的38万贫困人口大都居住在山高路远、自然条件恶劣的地方,是脱贫攻坚最难啃的“硬骨头”。悬崖村就是其中之一。

    2017年3月8日,习近平在参加十二届全国人大五次会议四川代表团审议时说,曾在电视上看到有关凉山州“悬崖村”的报道,特别是看着村民们的出行状态,感到很揪心。了解到当地建了新的铁梯,心里稍稍松了口气。当前脱贫工作,关键要精准发力,向基层聚焦聚力,有的需要下一番“绣花”功。

    “其实,在悬崖村不仅仅是行路难,地质灾害也时常威胁着村民们的安全。由于地质构造复杂,山高坡陡,这里是地质灾害的高易发区。地质灾害隐患也成为了制约当地群众生产生活改善和经济发展极为不利的因素。”村支书莫色吉日说。

    在特土社村民吉克伟且的记忆里,印象最深的是2015年的那场崩塌。“好吓人哦,直径两米多的大石头直接砸进了房里,还好人及时跑出去了,否则后果真不堪设想。”整个特土社,在这次崩塌中共有3户的房子被砸毁。“从那以后,每次下大雨,大家伙都会特别担心,睡不着觉。”村民吉克九里有着同吉克伟且同样的感受。

    出行难又有地质灾害,那为什么不搬迁呢?凉山州相关负责人给出了答案,“昭觉县山高沟深,特别是彝族聚居区,几乎没有水田,可用来耕作的坡地也实在太少,而阿土列尔村周边的坡地算是块肥地,这里的土豆亩产能达到三四千斤,比全州平均水平高出一倍,而且这个村的气候(环境)与境内其他地方相比算不上差。”据了解,凉山州有40%多的村子的海拔都在阿土列尔村之上。“像这类地质灾害频发的区域,随时可能威胁到老百姓的生命安全,也要优先考虑搬迁,但目前并不是最急迫的。

    2 自然资源管理部门:主动出击,寻求科学防灾接地气的方法手段

    2016年5月25日,与阿土列尔村勒尔社紧邻的特土社发生崩塌、滑坡,由于提前预警,启动防灾预案及时,临灾处置得当,提前疏散转移危险区群众56户228人,做到了“零伤亡”,成功避险。州、县原国土资源部门立即组织开展灾情调查、核查、信息报送和周边地质灾害隐患排查,委托专业地勘队伍携带三维激光扫描仪、精密测绘仪器、无人机等装备入驻现场,对“悬崖村”区域地质灾害发育情况进行全面调查、勘查,查明了“悬崖村”及相邻的说主村共分布有8处地质灾害隐患,威胁148户720人的生命财产安全。州原国土资源局经组织综合分析论证和工程治理可行性研究,从技术、经济、安全等因素综合对比,认为实施工程治理的难度大、投入高、不能根治,且在机具上山、材料运送和施工等环节存在重大安全风险,及时向州、县党委政府提出了加强监测、加强宣传培训、实施避让搬迁的建议意见。

    “悬崖村”被广泛关注后,旅游开发项目、农业产业化项目等相继入驻,加之该区域土地相对肥沃,出产丰富,避险搬迁措施不能全部实施。那么,对于地质灾害威险区的群众,暂时不整体搬迁是不是就没有出路了呢?在凉山州自然资源局、凉山州地质环境监测站的相关领导和技术人员看来,最好的方法是观测、把它监控起来,掌控这些地质灾害隐患点的发展变化情况,为应急防灾避险留出第一时间。

    自然资源部、四川省和凉山州政府都十分关注“悬崖村”的地质灾害,牵挂村民的安危,凉山州自然资源局党组也多次专题研究“悬崖村”地质灾害隐患点的防控问题。根据州地质环境监测站的建议,2019年3月15日,凉山州自然资源局向中国地质调查局探矿工艺研究所发去专函,请求支持在阿土列尔村建立地质灾害专业监测系统,通过使用该所的监测技术和成功经验,提高科技防灾能力,达到科技防灾的目的。

    3 地调局探矿工艺所:立即行动,组织力量建设自动化实时监测系统

    自然资源部中国地质调查局探矿工艺所收到函件后,所党委十分重视,急政府所急,想村民所想,多次召开专题会议,听取汇报,与技术人员研究监测方案,3月18日即派出技术人员奔赴“悬崖村”现场,进行详细踏勘和走访。经现场查证确认:阿土列尔村村勒尔社发育1处崩塌、1处滑坡、2处不稳定斜坡共4处地质灾害;特土社发育1处崩塌、1处滑坡、2处危岩共4处地质灾害。

    所地灾监测专家带领技术人员在对“悬崖村”8处地质灾害进行充分评估的基础上,确定先对4处地灾隐患点进行专业监测。专家团队迅速编制了《昭觉县支尔莫乡阿土列尔村(悬崖村)勒尔社及特土社地质灾害专业监测方案》,设计确定采用13套自动化实时GNSS、1台自动化雨量站、2台长视距激光视频监测系统,分别在勒尔社及特土社中间隆起的平台上建自动降雨量观测点;选取视角广、观测范围大的区域建设两个视频点;在勒尔社威胁较大、居民集中的位于天梯尽头的2号不稳定斜坡和特土社威胁较大、居民集中的不稳定斜坡建地表位移进行实时监测,此外还有一套实时联动的声光报警装置。

    在此基础上结合工作区地质环境条件,人员、交通、材料组织等施工条件编制了《施工组织设计》,所学术委员会组织专家对两个方案进行评审并报送凉山州自然资源局、州地环站认可后,立即开始了仪器设备、材料采购和人员组织等工作,并派出技术过硬、现场管理经验丰富的技术人员王佃明进驻现场蹲守指导设备安装建设和调试。

    据该所地灾监测专家介绍,勒尔社后山崩塌位于住户集中区后山半坡,历史上曾经发生多次大规模的崩塌。像2016年5月25日发生的崩塌规模达到了5000立方米。现在在集中居住区还可以看到大大小小的巨石,一般的直径有3~5米,个别大的有8米多。在这种情况下,加强地质灾害自动监测非常必要。

    4 现场施工人员:道路交通是工程建设的最大阻力

    顺着倾斜的钢梯,四五位健壮汉子肩膀上背负着专业监测仪器设备,正艰难地往上攀登。他们黝黑的皮肤上,硕大汗珠闪着晶莹的光芒。他们的衣服也已经完全浸透在汗水中……照片真实地记录了项目建设的艰辛。

    垂直高差近千米,2600多级钢梯台阶,往返一次需要五六个小时,负责项目建设的中国地质调查局探矿工艺研究所高级工程师王佃明如数家珍。“最难的就是安装材料的搬运,因为没有路可以抵达,所有的材料都必须靠人工搬运。为了方便人力搬运,我们还做过一些改进,比如安装GNSS的钢管,一般都有5到6米长,我们就想办法把它改成为两段,搬上山后再用法兰连接,但长度也有2到3米。还有一些设备比较重,得几个人一起接力才能抬到山上去,上‘天梯’就非常辛苦,也很不安全。像工程建设中最常见的袋装水泥,购买一袋的价格也到不了50元,可是把它搬上山,光搬运费就高达400元,即使是生活在阿土列尔村两个壮劳力一天也只能靠接力才能扛一袋上山。以往实施的工程中,运输费用都不到工程总费用的5%,在这个项目中却是这个比例的好几倍甚至十几倍。”

    根据设计的工作量和施工区的特点,整个项目总投资超过200万元,全部由工艺所垫资建设。在缺少经费的情况下,在开展主题教育的今天,探矿工艺所党委把“悬崖村”地灾监测项目提高到“不忘初心、牢记使命”,助力乌蒙山彝族地区人民脱贫攻坚谋幸福的高度来认识,特事特办,先组织资金按采购程序采购监测仪器设备,支付材料和人工费并组织施工。

    五月是大凉山最热情似火的季节,阳光温暖而又明亮。经过近两个月紧张、有序、安全、艰辛而又高强度的施工,项目设计的仪器设备野外安装圆满完成;成功部署地表位移(GNSS)监测点13处、视频监测点2处、自动降雨量观测点1处,预警广播系统1处,实现了一次调试上线,监测数据接入“凉山州地质灾害监测预警信息平台”,同时也接入了四川省级地质灾害监测预警信息平台,实现了互联互通。在项目的实施期间,还得到了上海华测导航和成都新橙北斗科技的支持。

    目前,项目通过了现场初步验收,已进入试运行阶段。

    5 专业监测系统投入使用:高科技手段密切监视地灾隐患点

    在中国地质调查局探矿工艺研究所负责信息系统管理的工程师黄磊博的办公室的电脑里,他为记者打开了为“悬崖村”项目定制的专业监测信息系统,并演示了这套设备。点开的电脑页面上的“地质灾害专业监测”的系统,显示着灾害点名称和基本信息、降雨量、表面变形值和多种表达形式的时间位移曲线、降雨直方图,预警方法、预警阈值等多个数据。黄磊博说,前端所有设备采集到的数据,都会传输到后端的系统,系统再利用数字模型对这些数据进行分析。若结果超过临界值,就将自动向现场和管理部门及专职人员发布预警信息。报警时,不仅会发出警报声,现场红灯会不停的闪烁提醒着险情有可能到来。同时,设备还会自动地给州、县、乡、村监测员发送监测预警信息。

    探矿工艺所的地灾监测专家说,从5月31日到现在,尽管自动化监测设备还没有实质性地发出过预警,但通过持续的监测,对大量监测数据进行统计分析,再开展该区域的专业监测预警研究,可以不断修正并步步逼近该区域内诱发地灾的降雨临界值或位移的临界值,也就是人们常说的“阈值”,有效提高风险预警的精准度,对近区域防灾也具有重要指导作用。

    地灾监测员某色拉洛表示:“有了自动化监测设备并不等于‘高枕无忧’。现在是主汛期,降水会逐渐增多,发生地灾的风险也会增大,我们必须利用好‘上天入地’的设备,密切监测。”

    “悬崖村”被外界关注后,游客纷至沓来,很多村民都开起了农家乐。由“悬崖村”网红效应而吸引投资的旅游项目也被国家定位为文旅+产业扶贫示范基地。地质灾害监测工作,也相当于为当地村民的生产生活,上悬崖村旅游的游客上了一道保险,悬崖村的地质灾害隐患不再“悬”,村民们悬着心也可落地了。

    这些年,政府扶贫攻坚高歌猛进,阿土列尔村这个曾经的孤岛,也有了长足的发展:用上了太阳能发电,可以收看十几个频道,有了4G通讯,手机通讯无卡顿,建立了种养殖合作社……如今又有了地质灾害监测系统的监控,村民们的幸福感更强了,今后还会更有获得感。支尔莫乡党委书记阿吾木牛说:“我们一定在当地政府的领导和各界的支持下,好好干,打好脱贫攻坚翻身仗,让村民的日子一年比一年好。未来的‘悬崖村’将有泥土芬芳的‘土味’、乡村野趣的‘野味’、民俗风情的‘俗味’、古香古色的‘古味’、富有风韵的‘韵味’。欢迎大家到悬崖村做客,观原汁原味的彝区风景。”

    悬崖村的地灾隐患不再“悬”