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    近日,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”)生态修复综合调查团队在爱斯维尔期刊《Heliyon》上发表研究成果。该成果揭示了海南岛昌化江流域土壤侵蚀强度及时空分布特征,预测了未来水土流失发展趋势,为昌化江流域实施环境管理和水土保持工作提供了科学依据,同时促进了热带-亚热带地区和其他强降水地区土壤侵蚀的研究。 

    研究区域概览图

    昌化江流域位于海南岛西北部,是海南岛第二大河流。流域内地貌复杂多样,以山地丘陵为主,平原细小而分散,地形起伏变化明显,总体呈“东南高西北低”的倾斜趋势,从海拔30m的西北平原到海拔1654m的东南山区,形成了地形起伏较大的地理环境。此外,流域平均年降水量为1353.7毫米,其中90%以上的降水集中在夏季。

    总的来说,昌化江流域具有更复杂的地貌特征(山地、丘陵和平原)、更集中的降水分布模式和更多样化的土地利用类型,这些地理和气象因素对土壤侵蚀过程有显著影响。此外,昌化江流域各市县具有不同的社会发展背景,水土保持政策和水土保持管理措施参差不齐,同时由于城市建设的不合理扩张和土地的不科学利用,流域的土壤保持能力下降,进而引发了水土流失及一系列相关的生态问题。因此,开展昌化江流域土壤侵蚀研究,不仅有助于研究华南地区水土流失的空间分布特征,还可以根据不同地理特征的属性,进一步深入分析水土流失灾害的形成机制和导致灾害发生的主要因素。

    研究结果表明,在空间维度上,土壤侵蚀较严重的区域主要分布在昌化江流域上游南部和东北地区、中游西南地区和下游北部地区。其中,位于昌化江流域上游东南部的五指山市,水土流失面积最大,水土流失程度最严重。在时间维度上,昌化江流域侵蚀总面积呈逐年减少趋势,2021—2022年减少幅度大于2020—2021年。

    2020 年至 2022 年海南省昌化江流域的水土流失等级

    另外,在基于土地利用类型、坡度和土壤类型建立特征模型的基础上,通过叠加分析发现:一是轻度水土流失主要集中在林区,林地具有较好的水土保持能力;二是轻度、中度和强度侵蚀主要发生在耕地和坡度为0–5°的区域;三是建筑用地区域和坡度为8°-15°的区域更容易受到强烈侵蚀,尽管它们覆盖的面积较小;四是当坡度大于15°时,与林区的重叠范围较大,坡度不再是导致水土流失的主要因素。由此可见,林地显著减轻了水土流失的影响,应继续采取退耕还林、退牧还草的政策。同时,应特别关注施工区和坡度为8°–15°的区域,采取科学的水土保持措施和生态修复措施,降低水土流失强度,全面保护昌化江流域生态环境。此研究结果为增强土壤保持水土能力、提高不同土壤的抗侵蚀性提供了理论依据和数据支撑;作为一种有效的水土流失监测方法,也较大程度提高了昌化江流域的水土保持工作效率。

    该研究由海口中心生态修复综合调查团队李习文等人合作完成,得到中国地质调查项目(海南岛昌化江流域生态修复支撑调查:DD20220956)的资助。

     
    海口中心在热带流域土壤侵蚀评价及发展趋势研究方面...

    建设一流地调局,创造一流成果,提供一流服务。为进一步提高地质调查成果服务社会化水平, 自然资源部中国地质调查局充分利用信息化手段,不断创新服务模式,2016年~2018年地质调查项目成果完成评审审核后,第一时间在“地质云”上线共享服务。这是地质调查成果首次实现评审即服务,进一步提高成果应用服务时效性,积极探索公众参与成果质量评价。

    推进及时服务,探索公众评价。据悉,此次第一批共有90余个项目成果报告及摘要,面向社会公众和专业人员提供在线共享服务,下一步还将陆续提供200余个项目成果服务。同时,开通了在线评价环节,针对地质调查项目成果,用户可以根据自身需要,在线浏览、申请下载成果报告原文、评价成果质量、反馈相关问题等。

    打造整装产品,提高服务成效。2016年~2018年项目成果评审是新一届中国地质调查局党组实行“计划-工程-项目”业务推进体系以来,第一次大规模的项目结题与成果评审,也是新时代地质调查工作进入转型升级时期的第一次成果集中梳理与总结,打造地质调查成果整装产品,更贴合社会经济发展需求。

    追求一流管理,实现一流服务。据悉,在疫情防控形势严峻的情况下, 中国地调局各直属单位认真贯彻落实局党组最新决策,积极协调解决项目运行中成果评审评价工作遇到的一系列问题,探索形成了一套适应新时期地质调查项目成果评审评价管理细则与要求。据2016年~2018年地质调查项目成果评审工作有关责人介绍,今后,地质调查项目成果评审与及时服务一体开展,评审即服务,成果第一时间上传地质云进行共享服务和公开质量评价,并逐步形成地质调查项目成果报告及时服务体系和公开评价机制。

    此次地调成果服务和评审评价是在疫情防控大背景下对地质调查成果如何更好地服务社会的一次探索与创新,为下一轮项目成果服务与评审评价积累了经验,将大大提高地质调查成果服务社会的效率和水平。

    中国地调局2016年~2018年地调项目成果陆续上线服务
    “海六”style

      “背起了行囊,告别熟悉的人们,我们驶向那蓝色的海洋,满载人民的期望;不怕狂风和巨浪,不怕孤独和寂寞,我们游弋在蓝色的海洋上,探测祖国的宝藏;几分耕耘,几分收获,青春消失在蓝色的海洋上,我们无怨无悔……”这首广州海洋地质调查局科技人员创作的《探海人之歌》,抒发了海洋地质工作者心中的热烈情怀。面对茫茫大海,远渡重洋的“海洋六号”科考队员们在工作之余,用他们的笔触记录下生活的点点滴滴,用文字倾述海洋地质科考的重重磨难、成功喜悦以及对祖国家人的真情大爱。这些文字,既是远洋科考的客观记录,也是中国海洋地质工作者内心世界的展现。

      瞧瞧咱的“青年突击队”

      □ 肖 波

      “海洋六号”成立青年突击队以来,很多复杂的事情都变简单了。

      在第一航段,临时党委计划趁海况好的时候在一天之内把两套锚系投放到海里(每套总长度1100米)。负责锚系的徐鸣泉找到我:“肖助理,一个组人手不足,能不能给增加点人手?”我告诉他:“马上给你安排好。”我来到后甲板一看,傅晓洲、吴诚强、李柯良3个突击队员已经待命。他们二话不说从早上6点半干到晚上7点,在不到12个小时的时间里成功投放了两套长锚系。

      有一段时间里,两套钻机总是甲板测试正常,一下水就不能正常工作。任务迫在眉睫,于彦江、胡波、田烈余、陈春亮、刘碧荣、李柯良等几个年轻人不但每天值班,还参加到深海浅钻的修复工作中。他们通宵达旦,夜以继日,终于完成钻机修复,而且一点儿没影响他们的正常值班。要知道,于彦江和胡波是作业组长,田烈余和刘碧荣是作业副组长,都肩负指挥整个作业组的重任。当看到钻机在水下钻到样品,首席科学家何高文、助理邓希光和我都长长出了一口气。

      这就是咱们“海洋六号”的“青年突击队”,期望这面旗帜青春永驻!

      (作者系“海洋六号”首席科学家助理)

      “义务后勤部”的那些事儿

      □ 郑少雄

      “海洋六号”上还有一些人,他们除做好自己本职工作以外,还义务承担起了船上的一些后勤工作。

      “网络管理员”李华龙。李华龙本是助理电机员,大到拆检电气设备,小到更换灯泡灯管,都是他的工作。但是他在本就繁琐工作之余,升级改进了船上的局域网,并每天定时帮大家收发邮件。可以说,他就是大家连接太平洋彼岸家人的枢纽。

      “图书管理员”徐朋新。每天下午都有人来徐朋新房间,找他借书或者还书。他也不辞辛劳,仔仔细细地登记着图书馆里书本的出入,定期还将书整理归类,摆放整齐。早在大洋综合试航的那个航次,徐朋新便向大家收集了喜欢看或者需要买的书,并将大家需要的书都购买回来,分类摆好等待大家前来借阅。

      “新闻发布员”孙雁鸣。除了每天必有的国内外简要新闻、体育新闻外,孙船长每天还会在局域网首页给大家摘录详细的时政要闻,发布近期重大的气象预报,转载媒体有关“海洋六号”的新闻报道等。另外,孙船长还是网上论坛的管理员,为了丰富大家的业余生活,他也努力地丰富论坛内容,可谓尽心尽力。

      “理发师”何能清。他刚开始尝试给人理发就展示了不俗的天分。船上有几个年轻人头上的一堆“杂草”经他一“处理”,立马整整齐齐,好看了不少。他的技术虽不能算是精湛成熟,但相信他从“头”做起,通过多加练习,也会是一把好手。

      (作者系“海洋六号”三管轮)

      特殊“医院”里的“医生”

      □ 柯胜边

      “海洋六号”调查部是一所特殊的“医院”。这里的“医生”大部分是“海洋六号”“80后”、“90后”的年轻人,“病人”是各式各样的海上地质调查仪器设备。

      现在,设备系统化、模块化、小型化程度越来越高,排查故障的难度越来越大,而且有的由于设备厂商采用了越来越高的技术保密措施,我们很难系统、全面地了解关于设备的详细信息。因此,在诊断、处理设备故障时,我们面临人为设置的重重技术壁垒。同时,“海洋六号”使用的设备基本上是当前国内的先进设备,很多设备都是第一次接触。可以说,每年、每个航次甚至每个航段都要面对一些完全陌生的设备。

      为了更有针对性、更高效、更专业地处理各类设备问题,我们像医院分科那样划分出多个专业,每个专业的负责人就像科室主任那样主管相应的设备。每逢遇到比较复杂的问题,调查部常常要抽调技术骨干组成攻关小组进行会战,那场面就好比医院组织各科专家给危重病人进行会诊。

      在我们这所“医院”里,检查诊断是每天的例行工作。我们的“医生”不但可以娴熟地给设备进行“器官移植”、“整形”等普通手术,还可以进行“神经缝合”、“神经搭桥”、“形体再造”等高难手术。在这所“医院”里,仅在大洋29航次的前两个航段,就已成功地做了两台大手术,使深海浅钻和声学深拖系统“起死回生”。

      此外,我们还给每台套设备建立了专门的档案,像给病人建立病历一样,记录了设备的运行情况、出现故障的情况以及维修保养情况。通过查阅设备档案,可以对设备的状况一目了然。

      (作者系“海洋六号”首席科学家助理)

      送上船的“精神食粮”

      □ 蓝明华

      我乘关岛补给时才赶上“海洋六号”。在离“海洋六号”计划靠泊关岛还有近一个月的时间,我心里一直盘算着给船上的弟兄们带些什么“见面礼”。和船上的兄弟们联系得到回复:“如果有时间的话,多下载些综艺节目视频资料带过来。”

      这两年随“海洋六号”征战大洋,对大洋工作和生活再熟悉不过了。在没有卫星电视信号的日子里,各种录像节目是海上日常生活中不可或缺的正能量。与电影、电视剧相比,综艺节目更具有吸引力。许多大家喜爱的节目如《舌尖上的中国》、《非诚勿扰》等,即使重复播放,甚至有些对白都可以倒背如流,但大家还是乐此不疲。没有卫星电视节目,船上的科考队员,一样从《非诚勿扰》里寻找快乐,以此打发无聊、枯燥的大洋生活。

      领到“任务”后,我马上行动,疯狂下载各种综艺节目。到飞赴关岛的日子,我那连续工作了20多天的笔记本电脑足足下了超过260G的综艺节目!

      上了船,这份“礼物”被分类为体育、春晚、纪录片、地方综艺、电影等5个频道。节目丰富了,内容新鲜了,“海洋六号”的队员们可以根据自己喜好,选择“收看”电视节目。新下载的NBA总决赛是最受欢迎的节目,激烈的比赛场面总会博得“海六”球迷们的阵阵喝彩声。

      你快乐,我便快乐。每每看到船上的兄弟们沉浸在各种电视节目中,我为自己的小小付出感到欣慰。

      (作者系“海洋六号”船长)

      从“山谷的风”到“深深太平洋”

      □ 杨 永

      “是那山谷的风吹动着我们的红旗,是那狂暴的雨洗刷着我们的帐篷,我们有火焰般的热情,战胜了一切疲劳和寒冷……”曾几何时,我也是那“山谷的风”,在青藏高原感受祖国的高度,在茫茫戈壁体验祖国的宽广。而此刻,我却来到深深太平洋体会着祖国放眼全球的胸怀。从陆地到海洋,9年的地质工作磨练了我、充实了我,使我成为了一个真正的海陆双栖地质人。

      陆上工作经常三两人一个班,带上仪器设备、水和干粮,早出晚归,跋山涉水进行数据采集和取样。而海上的地质取样更需要作业组每个人员各司其职,通力合作才能完成。从设备下水到回收到甲板,每一块、每一管、每一箱样品都要花上几个小时才能获得,而这期间任何人都不能松懈,任何一个细小的疏忽都能带来难以估量的损失!

      陆地上工作环境相对复杂多变,需要面对炎热、寒冷、高原反应、山路崎岖等等;而海洋上工作环境相对简单,却更需要面对单调的生活、紊乱的作息时间和后甲板各种各样设备可能带来的危险。如果说陆地上需要地质人具有强健的体魄,那么海洋上不但需要强健的身体,更需要超乎常人能够耐住孤独寂寞的心理素质,更需要家人莫大的理解和精神支持!

      每当看到一张张海底地形图、一条条深海剖面、一块块一管管来自深海样品,我都异常兴奋,但兴奋之余又感到它们的来之不易。而作为从事大洋矿产资源调查研究人员,我也愈发感觉到自己重任在肩。

       (作者系广州海洋地质调查局矿产所工程师)

    大洋深处的科考故事
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    已确认的矿物图像 

    红色菱锰矿 

    金光闪闪的黄铁矿 

    精美的蓝色萤石矿物 

    绿色的孔雀石 

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    带你了解“地质云”

    近日,中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船使用最新研制的6米深海岩芯取样钻机(简称6米深海钻机)在西太平洋海底成功获取了5.86米富钴结壳岩芯样品。这是“海洋六号”首次在富钴结壳矿区开展6米深海钻机应用。

    据大洋41B航次第三航段首席科学家助理胡波介绍,本次“海洋六号”使用的6米深海钻机是专门针对西太平洋富钴结壳矿层特点设计,室首次在富钴结壳矿区投入应用。该钻机一次投放作业能够同时携带钻具和钻杆总和为9个,可以根据底质的情况和研究目的不同,灵活选择钻具和钻杆的数量,既可以获取不同长度的岩芯,为浅埋藏型富钴结壳资源评价及深入研究海山环境演化提供第一手实物资料,也可以一次投放获取多个岩芯,大大提高作业效率。

    在本航段,“海洋六号”在3个测站应用6米深海钻机取样,均实现了6米的钻进深度,并在其中一个测站获得了总长度为5.86米的富钴结壳岩芯,取芯率达97.7%,充分验证了6米深海钻机性能。

    科考队员庆祝获得5.86米岩芯

    从钻具中取样品

    室内样品处理

    “海洋六号”首次使用6米深海钻机取样

    当地时间9月18日,正在西太平洋工作区进行调查的“海洋六号”科考船传来好消息,我国自主研制的“海马”号4500米级深海遥控潜水器(ROV)在西北太平洋维嘉平顶山进行了第三次下潜作业,“海马”号上搭载的ROV结壳钻机、“强力爪”和结壳厚度声探仪等新近研制的设备各显神通,钻取了富钴结壳岩芯样品,抓到了重达60多公斤的“钴元宝”,采集了结壳厚度在线实测记录。同时,使用生物诱捕器和机械手,获取了丰富的深海生物样品。

    据悉,本次作业是“海马”号第二次投入大洋应用。2015年7月,“海马”号曾在采薇平顶海山结壳资源合同区首次应用成功,获取了丰富实测资料和实物样品,填补了我国在海山区复杂地形中应用空白。在连续3天的作业中,“海马”号在1600~1800米深的复杂海底环境下,首次利用自主研制的ROV钻机在维嘉平顶山钻进80多厘米,成功揭示了“海底黑金”富钴结壳的实际厚度。“强力爪”是为抓取巨大块状样品研制的专用工具,这次抓取到的超大富钴结壳样品形似“元宝”,长68厘米、宽32厘米、高33厘米,重达62公斤,是“海马”号迄今为止抓取的最大的块状样品。

    据本航段首席科学家助理,来自国家海洋局第二海洋研究所的张东声介绍,本航段“海洋六号”科考船还承担着合同区生态环境调查的任务。在本次作业中,“海马”号利用自主研制的取样工具,在海底成功获取海绵、海蛇尾、海百合、钩虾、合鳃鳗等生物样品,尤其是采集到游泳能力非常强的合鳃鳗弥足珍贵,为进一步研究海山生物多样性提供了宝贵的生物标本。

    据广州海洋地质调查局高工、ROV专业负责人陈宗恒介绍,“海马”号是我国第一台自主研发并投入大洋应用的系统规模最大、国产化率最高的深海遥控有缆潜水器,其优势在于可以根据调查任务的需要,灵活配置搭载设备,从而打破了以往进口ROV设备在使用中受制于人的不利局面。“海马”号拥有多视角的高清观察系统、多种类型的取样工具、高精度的声学探测设备和多参数环境调查设备,实现了精确、精准、精细海底探查,显著提升了我国的深海作业能力。三年来,“海马”号在南海“可燃冰”探查取得了发现“海马冷泉”等突破性贡献,在太平洋富钴结壳资源勘探、技术方法验证、新装备试验、游泳生物取样等方面发挥重要作用。本航段“海洋六号”将继续使用“海马”号进行相关作业。

    “海马”号西太平洋采样取得重大收获

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    带你了解“地质云” ——智能识别矿物系统

    近日,自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所自主研发的6项地质钻探器具收到国家知识产权局授予的实用新型专利证书。

    “一种钻井液强制冷却装置”(专利号:ZL201921198968.4)解决地热钻井、超深井钻井过程中井下超高温造成的钻井液循环温度超过井下工具的耐温极限的技术瓶颈,通过降低钻井液的入井温度,可有效降低钻井液循环温度,提高井下工具的工作寿命,是高温井安全、高效钻井的有效手段,也是钻井作业往更深发展的关键技术,可独立运行,不会影响常规钻井作业。

    “一种高温硬岩提速钻具”(专利号:ZL201921187488.8)通过涡轮组带动冲击组件进行回转冲击,并将旋转冲击力传递到钻头,提高钻头的碎岩剪切效率,同时消除钻柱的粘滑振动,提高钻进效率。该钻具结构简单,不含电子元器件及橡胶等零部件,对深孔高温高压环境具有良好的适应性。

    “一种地质钻探用的钻井液自动配浆装置”(专利号:ZL201920267338.1)结构简单,操作方便,能够根据所需钻井液的性能要求自动控制配浆罐进行配置,解决了现有技术每个环节须有大量专人盯岗,操作和管理极为不便,混合不均匀,配置比例不达标等问题。

    “一种用于地质钻探岩心钻机的钻杆提引器”(专利号:ZL201921364860.8)是地质钻探领域使用的辅助工作装置之一,属于机械岩心钻探中具有较高安全可靠性的特殊部件。该设计结构简单、便于操作,相比现有提引器无需使用蘑菇头,简化了操作过程,提高了工作效率;相比动力头抬头回转式加接钻杆成本可大幅度降低。

    “一种提高能量利用率的砧阀式液动潜孔锤”(专利号:ZL201921375448.6)可有效提高液动潜孔锤的能量利用率和输出冲击功,还可减少下活塞运动区积砂死角,有利于排除岩屑积渣、延长运动密封副寿命、减轻阻卡几率,消除或明显降低水垫效应。

    “一种用于地质钻探装备的孔口密封装置”(专利号:ZL201921006126.4)可安装在不同规格钻机的孔口上,使用过程中可以根据钻杆直径、钻杆类型的不同更换卡瓦,起到可靠的密封效果。采用本装置可保持孔口操作环境干净,方便孔口操作人员工作,避免孔内岩粉、杂质等直接排出孔口,降低对周围环境产生污染。

    截止目前,勘探技术所在2020年已获得10项国家实用新型专利,营造了技术创新的良好氛围,为转型升级提供了强力技术支撑。

     

     

     

     

     

     

    勘探技术所再获6项国家实用新型专利

    “海马”号深海遥控水下机器人是“863”计划海洋技术领域“4500米级深海作业系统”重点项目的研制成果,也是我国“十二五”深海技术装备重大科研成果,实现了我国在大深度无人遥控潜水器自主研发领域零的突破。自2015年正式投入海洋地质调查应用以来,已连续多年顺利完成多项任务,取得了在南海北部陆坡首次发现“海马冷泉”、成功打捞大型设备等具有里程碑意义的重大成果,填补了多个调查领域的空白。

    正如“海马”这个名字一样,它既像一匹踏实勤劳的骏马,驰骋于大洋深处;又像中国海洋调查事业中一匹“黑马”,带领着科研人员屡建“大功”,是科研成果迅速转化的优秀典范。

    “海马”号一举成功

    自然资源部中国地质调查局广州海洋局技术方法所ROV技术室副主任陈宗恒向记者介绍说,自20世纪50年代美国人把摄像机密封起来送到海底开始,世界上在无人遥控潜水器领域的研发使用已有了半个多世纪的历程,而我国才刚刚起步。为了打破这一海洋探查和资源开发关键技术装备被少数发达国家垄断的局面,国家863计划海洋技术领域于2008年启动了“4500米级深海作业系统”重点项目,主要任务就是研发实用化的作业型4500米无人遥控潜水器。

    这一项目由广州海洋局牵头,联合上海交通大学、浙江大学、海洋化工研究院、同济大学和哈尔滨工程大学等单位,历经6年,最终突破了深海无人遥控潜水器核心技术。2014年,“海马”号三次下潜到南海中央海盆最深处4502米的海底,圆满完成了预定的海试作业任务,并通过了114项考核指标的现场考核和海试验收。

    陈宗恒回忆起这个过程直叹不容易。当时,国内大深度作业型ROV的研发尚属空白,基本无经验可循,项目组的中青年技术力量缺乏深潜器相关研究基础,只能从零开始。ROV系统要在4500米的深海工作,每个零部件都要适应高压力和腐蚀性的工作环境,任何一个环节的缺陷都可能成为致命弱点。而在材料和工艺方面,国内的技术水平存在先天不足的缺陷,每一根电缆、每一颗螺丝都有可能影响到整个系统的运行,成千上万根电缆和螺丝都要一一挑选和测试,系统设计更不用说,一个拳头大小的耐压密封灯罩都要经过十多轮的设计和改进才能最终满足使用要求,难度可见一斑。

    6年间,团队成员翻译和查阅文献超过1000篇,进行了大大小小上千次试验。作为广州海洋局主要参与“海马”号研发的工作者,陈宗恒驻扎上海交通大学项目组累计时间长达3年。最终,这套系统的国产化率超过了90%,突破了4500米作业级无人遥控潜水器控制系统、重型升沉补偿器、4500米级浮力材料、4500米级升降装置和系列化作业工具等核心技术,不仅打破了国外的垄断,还达到了国际同类产品的先进水平。

    陈宗恒谈到,“海马”号具有国际上所有无人遥控潜水器的常规功能,能够应用于海洋工程、救助、打捞、考古和海洋观测、科学考察作业等众多领域。通俗来说,如果我国海域发生了类似2010年墨西哥湾海上钻井平台爆炸导致的严重海上漏油事故,“海马”号能够像当时起到关键作用的无人遥控潜水器那样潜入水下执行艰巨复杂的长时间排险作业任务,制止原油泄漏。如果要打捞某个沉到海底的飞行器,“海马”号有能力执行如1999年7月在大西洋海底打捞自由钟7号同样的任务。最值得一提的是,“海马”号能够进行清晰的海底拍摄,并通过电缆光纤实时回传高清图像。“就像在大洋深处长了一双眼睛一样,可以根据看到的内容进行高效率的作业。”

    “海马”号在“海马冷泉”进行取样(上图为贻贝,下图为碳酸盐结壳)

    强化深海作战力

    “从立项到设计,从模型到设备,六年努力,‘海马’号一举成功,达到世界同类深海遥控潜水器的技术水平。这是我们自己研制的,驰骋在我国大洋深处的骏马。”陈宗恒动情地说。

    陈宗恒介绍,深潜器是挺进深蓝最重要的技术装备手段,深海遥控潜水器是世界上数量最多、技术最成熟、应用最广泛、类型最复杂、最经济实用、功能最强大的一类潜水器。与载人潜水器相比,深海遥控潜水器具有无可替代的优势:一是适应性强、功能强大,几乎可以应用于所有海洋开发活动,受海况和海底环境影响小,推进系统和机械手功率大,覆盖海底作业链各个环节,在海洋地质调查中应用前景广阔,可大幅提升调查能力;二是作业灵活、经济高效,可根据不同的海底作业任务进行功能扩展配置,收放便捷,不需要专门支持母船,占用甲板空间和作业人力等资源少,建造、运行和维护成本低;三是无载人风险,可在母船实时遥控操作,不需水面工作艇支持;四是能够长时间驻留海底,母船通过脐带缆提供电能,可无限时地执行高强度、复杂的海底定点作业任务。

    “海马”号的优势显而易见。但是,目前美、日、俄、法等国家已经拥有从先进的水面支持母船到可下潜3000至11000米的潜水器系列装备。“海马”号是不是已经落后?陈宗恒解释,海底4500米的深度可以覆盖我国98%的海域,以及绝大部分国际海域多种资源富集区。研制这一深度级别的深海作业系统,能够满足目前我国深海探查和作业的需求。

    2015年3月,“海马”号随母船“海洋六号”开赴南海,对海底“冷泉”活动和与天然气水合物赋存相关的微地貌特征展开勘查。陈宗恒介绍,“海马”号第一次下潜就取得了重大发现,在南海北部陆坡西部海底首次发现了与天然气水合物相关的双壳类生物群、甲烷生物化学礁、碳酸盐结壳、菌席和气体渗漏等活动性“冷泉”标志,获取了高清视频和实物样品,同时记录了海底温度异常和超高甲烷含量异常。“海马冷泉”是在我国管辖海域内由我国自主研发的深海高科技探查装备第一个发现的海底活动性“冷泉”,这充分证明了“海马”号强大的作业能力,该“冷泉”也因此被命名为“海马冷泉”。

    2018年4月底,广州海洋局“海洋六号”科考船与中国科学院深海科学与工程研究所“探索一号”科考船分别搭载“海马”号和“深海勇士”号,对南海珠江口盆地西部海域“海马冷泉”区进行联合科学考察。期间,“海马”号开展对海底“冷泉”的综合探查及取样作业;“深海勇士”号查明海底“冷泉”的分布范围、区域性特征、地形特征,并进行取样等作业。这次联合科考取得了“一加一大于二”的超预期多方面科学技术成果,为国产深海技术装备的业务化运作起到了先行示范作用。

    这几年来,“海马”号马不停蹄拓展功能,强化深海作战力,“‘海马’号一次下潜可以完成结壳取样、海底钻探、生物取样、海底摄像、测流、声学测厚等多种作业,功能非常强大,海马’号的作业工具已经武装到了牙齿。”陈宗恒说。

    “大海捞针”不再是难题

    “海马”号不仅应用于南海的调查作业,更远赴太平洋,在太平洋海山区开展富钴结壳资源调查活动。

    大洋调查与南海调查作业最大的区别是远离国门,出现故障只能自力更生解决。2015年6月11日,“海马”号第一次大洋试潜,前右垂直螺旋桨就出现了液压油渗漏的故障。作业人员顶着烈日仔细检查每一处可能的故障点,只用了不到两个小时就排除了漏油故障。然而在接下来的潜水中,“海马”号又出现了漏水的警报。检查和维修再次上演。此番征程,“海马”号利用携带的作业工具完成了对海底多金属结核样品和生物样品的抓取,获取了大量的高清晰海底视频资料。这是我国首次成功将自主研制的4500米级无人遥控潜水器应用于富钴结壳合同区调查,填补了我国在海山区资源和环境调查手段方面的一项空白。

    在随后的大洋调查中,“海马”号配备了结壳钻机、强力爪、温盐传感器、富钴结壳实时在线测厚系统等调查设备,成功实现了近海底高清视频拍摄、声学在线实时测厚、定点精确岩芯取样等多项海底任务,并成功实现了中国ROV第一钻,开展了国内首创的富钴结壳声学测厚工作,创造了我国深海作业的多项新纪录。

    此外,“海马”号“大海捞针”的本领同样令人刮目相看。科考人员将生物诱捕器和海流探测设备搭载至海底,进行精确布放,待海底作业任务完成后,根据布放的定位点,成功搜寻,再操纵ROV机械手通过自制的带缆挂钩轻松勾住布放设备,整个动作一气呵成。借助高精度水下定位系统和图像声呐搜索系统,以往令人望而却步的“大海捞针”不再是难题。

    “海马”号经过多年的大洋矿产资源调查,以及不断的技术升级,逐步形成了基于ROV作业平台,集高清光学视像、高频声学厚度探测、强力爪和钻机等多种取样工具为一体,适用于富钴结壳精细探测的技术方法体系,大大提高了富钴结壳探测效率和精度,展现了ROV在大洋科考中强大的工程应用能力。

     

    驰骋在大洋深处的骏马