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    今年的全国科技活动周于5月25日至6月1日举办。近日,中国地质调查局西安矿产资源调查中心(以下简称“西安矿产中心”)通过精心准备、科学筹划、严密组织,全程参加了2024年西安市科技活动周启动仪式暨“科普嘉年华”活动和“弘扬科学家精神 激发全社会创新活力”岷县科技活动周启动仪式。

    在西安市大明宫国家遗址公园活动现场,西安矿产中心设置专题科普展位,工作人员围绕“矿产资源知多少”“奇妙的矿石”“揭秘实验测试的面纱”等内容作专题讲解和标本展示。活动让广大市民更加深入地了解矿产资源的珍贵性、地质环境保护的重要性以及化学实验的严谨性、趣味性。精彩的展览和讲解受到现场领导和人民群众的一致好评,激发了大家关注和参与科技事业的高度热情。

    在甘肃岷县活动现场,西安矿产中心作为承办单位,依托西秦岭岷县寨上金矿勘查、甘肃梅川-蒲麻地区金矿资源潜力评价2个项目,开展了“顶‘天’立‘地’—地质科学多奇妙!”和“认识身边的地震—走进岷县宕昌断裂”为主要内容的科普活动。一是普及岷县地震的起源和震后易发地质灾害,列举了地震发生时的紧急避险举措,向公众发放了地震科普手册;二是普及地球的起源和生命的进化,并展示了众多项目收集的古生物化石;三是在实物展示环节中,工作人员围绕甘南陇南大型金资源基地建设,展示了岷县一带重要金矿床的典型矿石,通过电子显微镜让公众零距离观察矿石的结构构造和微观组成,普及矿物和岩石的概念,了解金的赋存状态。同时,活动介绍了岷县金资源潜力,宣传了绿色勘查、绿色矿山理念。中国地质调查局自然资源实物地质资料中心向活动提供了两台自主研发的VR眼镜,成为活动一大亮点。“松科二井VR体验产品”和“探秘页岩气VR体验产品”采用虚拟现实、三维动态视景和人机交互的方式,实现了实体展馆和地层的三维透视、动态表达、主动与被动的人机交互等功能的有机结合,有效宣传了地质调查成果,极大激发了公众特别是青少年的体验兴趣。

    两场科普活动得到当地政府、新闻媒体、行业单位的广泛好评,当天累计发放宣传册300份,受众人群达20000余人次。

    下一步,西安矿产中心将继续关注和支持科普事业的发展,不断加强科普宣传力度,不断提高公众对科学技术的认识和理解。同时,也将积极参与更多的科技活动和科普项目,通过跨界合作,实现资源共享和优势互补,为广大人民群众和青少年带来更加丰富多彩的地质科普体验,为推动地质事业高质量发展贡献更多的智慧和力量。

     

    西安矿产中心扎实开展全国科技活动周系列科普宣传活...

    为深入学习宣传贯彻党的十九大精神,发挥局机关学习领会十九大精神的示范带头作用,12月12日下午,局机关举办了学习党的十九大精神知识竞赛活动。局党组副书记、副局长王研,局党组成员、纪检组组长李海清莅临现场并为获奖者颁发了奖状。

    本次知识竞赛设置必答题、抢答题和风险题三轮答题,并为现场观众准备了现场答题环节,比赛题目内容丰富,涵盖面广,覆盖十九大报告和《中国共产党章程》的所有知识要点。参赛选手精心准备、高度投入,抢答反应敏捷,回答沉着冷静,表述流畅清晰,展现出了良好的精神状态,现场观众积极参与答题,踊跃回答,显示了对习近平新时代中国特色社会主义思想的深刻认识和精确把握。

    通过竞赛既促进了局机关党员干部进一步学习领会党的十九大报告和新《党章》的重要内容和深刻内涵,又检验了党员干部掌握党的十九大精神的广度、深度和精度,为将学习宣传贯彻党的十九大精神活动不断推向深入、全面落实十九大对地质调查工作提出的新要求、全力推进地质调查事业改革发展起到了示范带头作用。经过激烈的角逐,资源部获一等奖,基础部和人教部获二等奖,办公室、总工室、监审室获三等奖,财务部、水环部、装备部、科外部获优秀奖。

     

     

    中国地质调查局机关举办学习党的十九大精神知识竞赛...

    随着经济社会的发展,以气候变化为核心的全球环境变化,正在广泛而深刻地影响着人类社会的方方面面。气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候频发等,对自然生态系统和人来生存环境产生了严重影响。增加能源供应和来源途径、改善能源结构,是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的根本途径。而作为新型能源的地热资源越来越受到人们关注,它具有低成本、可持续利用和环保等其它能源所不可比拟的独特优点。可以说,大力推进地热资源开发利用,改善能源结构,对于解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

    ● 什么是地热资源?

    地热资源是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源可分为浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩资源三种类型。目前可利用的地热资源主要包括:通过热泵技术开采利用的浅层地热能、天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。我国地热资源种类繁多,考虑地质构造特征、热流体传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素。

    ● 地热是如何形成的?

    关于地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等,内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算,地核的温度达6000°C左右,地壳底层的温度达900~1000°C,地球表面恒温层(距地面约15米)以下约15千米范围内,地温随深度增加而增高,平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异,接近平均增温率的称正常地温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是明显的地热异常区。

    勘查地热资源,一般采用地热地质调查、钻探和各种物化探方法。

    ● 地热资源有哪些用途?

    据史料记载,我国开发利用地热与温泉已有5000多年的悠久历史,是世界上利用地热资源较早的国家之一。新中国成立后,国家重视人民的医疗保健事业,从20世纪50年代起,先后建立温泉疗养院160多家,20世纪70年代后,地热资源的开发利用进入快速发展阶段,尤其是20世纪90年代以来,在市场推动下,地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

    地热开发利用方式

    地热资源主要用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电,发电后排出的热水可进行梯级利用;90~150℃的中温和25~90℃的低温地热以直接利用为主,多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面;25℃以下的浅层地温,可利用地源和水源热泵供暖、制冷。目前全国地热资源开发利用的基本格局是:西南、华南发电;华北、东北供暖与养殖,华东、华中、西北地区洗浴与疗养。

    截至2015年,我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源利用量折合标准煤415万吨,开采率为0.2%,浅层地热能利用量折合标准煤1600万吨,开采率为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。水热型地热资源利用方式中,地热发电占0.5%,供热采暖占32.70%,医疗洗浴与娱乐健身占32.32%,养殖占2.55%,种植占17.93%,工业利用占0.44%,其他占13.56%。浅层地热能资源开发利用方式主要为供暖制冷。

    ● 地热资源有哪些种类?

    1.水热型地热资源

    我国水热型地热资源非常丰富,出露温泉2334处,地热开采井5818眼。水热型地热资源量折合标准煤12500亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.65亿吨,有高温地热资源(≥150℃),但以中温地热资源(90~150℃)和低温地热资源(<90℃)为主。其中,水热型中低温地热资源量折合标准煤12300亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.5亿吨,发电潜力150万千瓦;水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤0.18亿吨,发电潜力为846万千瓦。

    水热型中低温地热资源主要分布于华北平原、河淮平原、苏北平原、松辽盆地、下辽河平原、汾渭盆地等大中型沉积盆地上,分布在山地的断裂带上的地热一般规模较小,分布在盆地特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广,热储温度随深度增加,是地热资源开发潜力最大的地区。

    高温地热资源主要分布在我国藏南-川西-滇西水热活动密集带,其高温地热资源发电潜力为712万千瓦,充分开发利用高温地热资源,积极推进西南地区高温地热发电,因地制宜建立多能互补的发电格局,符合我国当前能源革命需求,也是可再生能源重要组成部分。

    2.浅层地热能

    全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨,可替代标准煤11.7亿吨/年,节煤量4.1亿吨/年。从浅层地热能开发利用方式来看,地埋管热泵系统适宜区占总评价面积的29%;较适宜区占53%;地下水源热泵系统适宜区占总评价面积的11%,较适宜区占27%。比较适合应用地下水地源热泵系统的地区主要分布在我国的东部平原盆地及富水性较好的地区。地埋管地源热泵系统普遍具有较好的适宜性。综合考虑,浅层地热能开发利用的影响因素,我国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部省份,包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

    我国浅层地温能开发利用区划图

    3.干热岩资源

    我国干热岩资源潜力巨大,开发前景广阔,高于美国干热岩资源的估算结果(570万亿吨标准煤)。经初步测算,地下3~10千米范围内干热岩资源折合标准煤860万亿吨,利用其中2%即相当于2015年全国能源总消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、温度介于150~250℃之间的干热岩资源,资源量巨大,折合标准煤215万亿吨。干热岩资源是最具潜力的战略接替能源,但开发难度较大。

    ● 我国的地热资源家底

    2016年,中国地质调查局发布了《中国地热资源调查报告》。报告指出,“十二五”期间,在原国土资源部的正确领导和财政部的大力支持下,中国地质调查局组织全国60多家单位3000多名技术人员,利用中央财政资金4.16亿元,完成了31个省(区、市)地下热水资源调查,开展了336个地级以上城市浅层地温能资源调查,启动了干热岩资源调查,基本查明了我国地热资源赋存分布与开发利用现状,初步评价了全国地热资源潜力。

    调查结果表明:一是全国31个省(区、市)地下热水资源年可开采量折合标准煤19亿吨,现状年实际开采量折合标准煤415万吨,只占可开采量的0.22%,开发利用潜力巨大。二是全国336个地级以上城市浅层地温能资源年可开采量折合标准煤7亿吨,可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米;现实现建筑物供暖制冷面积4.78亿平方米。三是我国干热岩资源初步估算折合标准煤856万亿吨,是巨大的能源宝藏,其2%的可开采量即相当于2015年全国能源消耗的4000倍,应加快研究步伐。四是我国浅层地温能和地下热水资源开发利用经济与环境效益显著,2015年相关产业总产值约7500亿元,占同年GDP的1%以上;每年减少二氧化碳排放4800万吨。五是京津冀地区浅层地温能和地下热水资源合计折合标准煤3.43亿吨,可基本满足该地区建筑物供暖制冷需求。六是长江经济带浅层地温能和地下热水资源年可开采量折合标准煤9.3亿吨,充分开发利用区内的浅层地温能资源可有效解决长江中下游地区冬季供暖问题。

    ● 最新研究成果

    中国地质调查局自2016年开始实施“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程。该工程是在“十二五”地热调查工作基础上,聚焦区域地热背景调查、重点地区浅层地温能调查、水热型地热资源调查、重点区干热岩资源调查以及地热资源勘查开发示范与关键技术研究5项任务,目前取得了一些阶段性成果。

    浅层地温能方面:雄安新区浅层地温能初步勘查表明,新区内大部分地区适用于浅层地温能的开发,雄安新区浅层地温能资源的开发利用,将产生巨大的环境效益与社会效益,为我国未来城市的发展提供新方向。

    水热型地热资源方面:京津冀水热型地热资源调查表明,京津冀地区是我国东部地热资源最丰富的地区,地热资源储量大,开发利用条件较好。根据现状开采量与资源量数据划分了京津冀地区的开采模数分区,可为当地地热资源的开发提供借鉴。

    干热岩方面:干热岩资源是国际社会公认的最具潜力的战略接替能源之一,其开发利用尚在探索中,国际社会对干热岩的开发利用已经进行了40多年的历史,我国正在开展东南沿海地区、青藏高原东北缘干热岩资源地质勘查,2017年8月,中国科学家在青海共和盆地3705米深处成功钻获236℃的高温干热岩,为下一步推进干热岩开发利用试验探索奠定了良好基础,目前中国地质调查局正在大力推进干热岩勘查评价和试验性开采。

    (本文由中国地质科学院水文地质环境地质研究所供稿)

    地热知识点,了解一下?

    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

    专家点评

     

    “建立的二氧化碳地质储存技术方法体系,可为我国今后二氧化碳地质储存提供科学、技术和工程依据。”中国地质科学院岩溶所院士袁道先,国务院资深参事、中国工程勘察大师王秉忱教授等专家组成的项目成果评审专家组对《全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程》项目给予了高度评价。

     

    袁道先院士更是对该项目能在3年内完成全国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价表示赞赏。他认为,项目中pH值深层原位自动监测系统、CO2-GSM数值模拟软件等成果已达到国际领先水平。

     

     

     

    我国首个深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程

     

    为贯彻落实国务院领导关于加强应对全球气候变化研究的重要指示,充分发挥地质工作在应对全球气候变化方面的优势,评估我国二氧化碳地质储存潜力,支持我国利用碳储技术应对气候变化,中国地质调查局于2010年~2012年设立了“全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程”计划项目。

     

    作为业务指导部门,中国地质调查局水文地质环境地质部组织中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、吉林大学、青岛海洋地质研究所等单位的20余支专业调查队伍与科研院所近300名专业技术人员联合攻关,将二氧化碳地质储存由梦想一步步变为现实。

     

    在成果汇报会上,项目负责人郭建强有条不紊地向与会者介绍了取得的7项成果。他表示,全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程项目可谓“利在当代,功在千秋”,在政治、社会、应用、潜在效益方面都具有十分重要的意义。

     

    七大成果支撑应对气候变化

     

    创新了我国二氧化碳地质储存技术方法体系,首次制定出符合我国地质条件的潜力与适宜性评价方法。项目组提出了不同评价精度下,深部咸水层、油田、气田和煤层4种主要储存介质类型的潜力计算关键参数和计算方法,构建了包括地质安全性、储存规模、社会环境风险和经济适宜性四大约束目标在内的选址指标体系,并提出了多尺度目标逼近选址方法。鄂尔多斯盆地、河套盆地和重庆合川等典型地区的二氧化碳地质储存选址实践,不仅为二氧化碳地质储存示范工程场地筛选、调查勘查与评价提供了技术支撑,也为今后同类工程场地选址积累了经验。

     

    首次全面完成了全国区域级和盆地级二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价,编制出我国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价成果图系和主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价成果图集,基本掌握了我国可储存的区域和储存潜力。在此基础上编制的我国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价成果图系由11张1∶500万专题性图件组成,反映了我国二氧化碳地质储存基本地质条件、适宜储存的区域以及目标靶区的分布情况。为提升项目成果社会化服务水平,项目组挑选出碳源分布密集、地质资料研究程度较高的松辽、渤海湾、四川、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口等38个盆地,编辑出版了《中国主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价图集》。该图集为制定中国二氧化碳地质储存规划和宏观决策提供了科学依据,为相关科研机构、企业开展二氧化碳地质储存提供了科学基础数据,向社会普及了二氧化碳地质储存地学知识。

     

    与神华集团合作,建成了我国首个深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程,实践了二氧化碳地质储存全流程工程技术——此举标志着我国完成了深部咸水层二氧化碳地质储存后续工程的技术储备。截至2015年5月中旬,该示范工程已成功注入30万吨二氧化碳,完成了项目设计储量,未发现二氧化碳泄漏及对周边环境的影响。示范工程及相应的科学研究与技术开发仍在进行中,为今后开展规模化二氧化碳地质储存工程奠定了扎实基础。

     

    基本明确了深部咸水层二氧化碳地质储存的机理,并成功研发出具有国际先进水平的二氧化碳地质储存模拟系统,为二氧化碳地质储存技术方案优化设计与效果评估提供了基础平台。该系统由流场-温度场-化学场并行计算软件(THC-MP)、流场-温度场-化学场-应力场四场耦合软件(CO2-THCM)和人机交互界面软件(VISUAL-THC)构成,模拟计算功能强大,人机交互界面友好,易于普及学习和应用推广,能完全满足二氧化碳地质储存地质建模、储层性能改造预测与二氧化碳地质储存数值模拟等技术需求,达到了国际先进水平。

     

    搭建了二氧化碳地质储存实验室和原位试验场科研平台,构建了二氧化碳地质储存“大气-地表-地下”立体监测技术方法体系,探索性地提出了二氧化碳地质储存盖层力学稳定性、环境影响与安全风险评价技术方法。

     

    加强项目实用仪器设备的研发,获得发明、实用新型专利10余项。其中,自主研发的深层pH值原位监测系统突破了低功耗、耐压、耐腐蚀等技术难题,填补了国内技术空白,满足1500米以深的二氧化碳储盖层监测要求;深部井下狭窄空间原位流体U型管取样器是国内开创性成果,为二氧化碳地质储存监测和科学研究提供了重要装备保障,具有广阔的推广应用前景。

     

    搭建了功能齐全的全国二氧化碳地质储存地理信息系统管理平台,实现了对原始数据和成果数据分类存储管理和灵活应用。项目组完成了区域级→盆地级→场地级的空间数据库,初步实现了成果的数字化与系统化;首次建立了二氧化碳动态监测数据库和pH深层监测控制管理平台;建立的全国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价与示范工程数据库,入库资料翔实可靠,为开展进一步工作奠定了基础;充分利用空间数据库技术和地理信息空间分析技术,建立了集数据提取、数据管理、数据质量检查、适宜性评价、自动或手动编图、成果展示于一体的地理信息平台。

     

    三大经验促进当前指导未来

     

    聚焦国家战略,瞄准重大需求。

     

     

     

    二氧化碳地质储存环境影响问题原位试验场

     

    气候变化是当今国际社会普遍关注的全球性问题。中国是一个易受气候变化影响的发展中国家,妥善应对气候变化,事关国内国际两个大局。二氧化碳捕集与储存是一项具有大规模温室气体减排潜力的技术,是在我国能源结构以煤为主的现实情况下,有效控制温室气体排放的一项重要举措,有助于实现煤、石油等高碳资源的低碳化、集约化利用,促进电力、煤化工、油气等高排放行业的转型和升级,对我国应对气候变化、推进低碳发展具有重要意义。

     

    我国把积极应对气候变化作为经济社会发展的一项重大战略。党中央、国务院多次下发文件,推动二氧化碳捕集、利用和封存试验示范,并对相关人才建设、资金保障和政策支持等方面做出安排,提出到2030年二氧化碳排放达到峰值的“碳总量”控制目标。全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程项目在各方面取得的成果,将对解决中央、地方政府和企业减排温室气体需求提供直接有效的地学技术支撑。

     

    精心谋划善组织,真抓实干重落实。

     

    古语云:“凡事预则立,不预则废。”做项目亦是如此。全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程项目经过了3年谋划和3年实施才取得一些阶段性的成果。2005年,中国地质调查局原总工张洪涛高屋建瓴,发表了《中国二氧化碳地质埋存条件分析及有关建议》一文,正式提出加强二氧化碳储存地质条件调查和相关重大科技问题研究的建议。中国地质调查局水文地质环境地质部密切跟踪国外二氧化碳地质储存研究进展,组织局水文地质环境地质调查中心开展地质调查项目立项可行性研究。经过3年多的准备,中国地调局第一个二氧化碳地质储存地质调查工作项目“我国二氧化碳地质储存潜力评估与关键技术研究”于2009年正式立项。随后,中国地质调查局水文地质环境地质部全面推进二氧化碳地质储存地质调查工作,指导计划项目实施单位中国地质调查局水文地质环境地质调查中心就“全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程”计划项目成功立项。

     

    在项目实施过程中,各工作项目承担单位对成果进行了严格的质量控制,工作过程均未出现任何安全与质量事故,圆满完成了任务书和设计书提出的各项工作。

     

    凝聚单位倡导协作,发挥优势形成合力。

     

    二氧化碳地质储存囊括地质学、水文地质学、储层地质学等学科,是一门综合性极强的地质工作,在项目实施过程中,必须根据工作需要和不同行业单位特点,优选项目承担单位,形成合力,以保证成果质量。

     

    根据工作需要,全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程计划项目下设7个工作项目和42个专题。3年来,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、青岛海洋地质研究所、吉林大学、北京大学、中国地质大学等单位的20余支专家调查队伍与科研院所近300名专业技术人员参与其中,在完成项目目标任务的同时,也在二氧化碳地质储存全流程技术环节培养了一批专业技术人才。

     

    四个方面彰显成果重大意义

     

    政治意义。作为发展中国家,我国经济发展与碳排放控制矛盾突出,在国际气候变化谈判中面临来自其他国家的压力。项目的实施,基本评估了我国二氧化碳地质储存潜力“家底”,为国家利用二氧化碳地质储存技术制定温室气体减排规划提供了基础数据;项目实施建设的二氧化碳地质储存示范工程,在直接减排二氧化碳的同时,实现了我国自主碳储技术储备,提升了国家在应对气候变化谈判中的话语权。

     

    社会效益。由于以煤、石油、天然气为主的化石能源仍将在能源消费结构中占主体地位,本世纪直接消耗化石燃料所产生的温室气体排放量将持续增加,如不采取措施加以遏制,由此引发的全球气候变暖、环境状况恶化将继续加剧。为避免全球气候变暖给人类和整个地球环境系统带来灾难性后果,积极采取减缓全球气候变暖和地球环境恶化的措施迫在眉睫。目前,减缓全球气候变暖与环境恶化的关键问题就是要大量减少以二氧化碳为主的温室气体排放,而二氧化碳地质储存技术也成为实现低碳减排、应对全球气候变暖最直接、有效的技术手段之一。

     

    本项目首次全面完成了全国区域级和盆地级二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价所取得的成果,为我国应对全球气候变化国际谈判、制定相关规划提供了翔实的数据和依据,也为我国规模化二氧化碳地质储存选址工作奠定了基础。项目建立的二氧化碳地质储存技术方法体系,在为储存工程建设企业带来显著经济效益的同时,也建立了一支稳定的二氧化碳地质储存研究团队,缩短了我国在二氧化碳地质储存研究领域与发达国家的差距,提升了我国二氧化碳地质储存技术研究水平。项目产生的仪器、软件等成果,能够快速应用到二氧化碳地质储存示范工程实践中,从而产生显著的社会效益。

     

    应用情况。系统编制的我国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价成果图系和主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价成果图集,既可为我国气候谈判会议争取国家利益提供基础数据,亦可广泛应用于二氧化碳地质储存调查、研究和工程实践。部分项目成果已被中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、天大资源(中国)有限公司、中电投远达环保工程有限公司等企业、科研院所用于浙江东部、内蒙古苏里格/准格尔地区、青海、重庆、安徽、广西等地的电厂二氧化碳地质储存选址、政府减缓气候变化规划等实际工作中。

     

    编著出版的《中国二氧化碳地质储存适宜性评价与示范工程》、《中国主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价图集》、《中国二氧化碳地质储存地质基础及场地地质评价》等著作,被中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、中国石油大学(北京)、西安石油大学、长安大学、北京大学工学院等高校指定为相关专业研究生的参考教材。这些专著得到二氧化碳地质储存调查、研究和工程实践领域科研人员应用的同时,也不断向石油、煤层气、干热岩、页岩气等地下资源开发利用领域推广。

     

    潜在效益。项目取得的开创性成果为我国开展规模化二氧化碳地质储存工程构建了有力的技术储备。项目部分成果直接服务我国首个,也是世界最大规模的神华集团煤基全流程深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程,在储存选址、示范工程监测等方面直接带来显著经济效益。随着二氧化碳地质储存技术在二氧化碳提高石油、煤层气、天然气等资源采收率、核废料处置等方面的应用推广,将为我国深部地下资源开发利用领域带来显著的经济效益。

     

    项目负责人简介

     

    郭建强,男,汉族,1964年生,甘肃武威人,教授级高级工程师,国土资源部专业技术二级高级工程师,中共党员。

     

    1985年毕业于西安地质学院(现长安大学)。2007~2010年为中国地质大学(武汉)博士研究生,获工学博士学位。

     

    现任中国地质调查局水文地质环境地质调查中心副主任,兼任石家庄经济学院兼职教授及硕士研究生导师;国际标准化组织二氧化碳捕集、运输和地质封存标准化委员会(ISO/TC265)专家组成员,中国地质学会第七届水文地质专业委员会副主任,中国地质学会勘探地球物理专业委员会第八届委员会副主任,第二届国土资源部地质灾害防治应急专家组成员,二氧化碳捕集利用与储存产业创新战略联盟理事。

    二氧化碳减排 地质工作大有可为

     7月27日,部安委会检查组一行四人来到自然资源部中国地质调查局地学文献中心开展安全生产督导检查工作。检查组采用了直奔主题的方式,首先对中控室、配电间、书库、机房、财务室等重点区域进行了实地走访,对地学文献中心安全生产情况进行了总体的把握和了解,并随机询问了工作人员关于操作流程、安全知识、应急疏散等方面的问题。随后,地学文献中心就2018年上半年安全生产工作的开展情况进行了汇报,检查组就检查中发现的问题与中心交换了意见,提出了宝贵和中肯的建议,地学文献中心表示要继续保持中心对安全生产工作一贯的高度重视,加强宣传培训,确保硬件设施齐备,为中心的发展和人财物的安全保驾护航,从而更好助力新时代地质工作服务自然资源管理的需要。

     
    检查组查看机房消防设备

     
    检查组在监控室进行检查

     
    检查组听取汇报并与中心交换意见
     
    自然资源部安委会到中心开展安全生产督导检查工作

    近日,广东省精神文明建设委员会办公室印发了《关于表彰2016—2017年度广东省文明城市、文明村镇、文明单位的决定》,中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”船被评为“广东省文明单位”。

    “海洋六号”船是一艘由我国自主设计、自行建造的具有国内一流、国际先进水平的天然气水合物综合调查船,2009年10月正式入列广州海洋地质调查局。8年来,“海洋六号”船全体科考队员,发扬 “科学、责任、和谐、进取”的“海洋六号”精神,努力践行社会主义核心价值观,除完成了多项国内油气资源调查、天然气水合物调查等重大项目外,还执行了6次中国大洋科考和1次南极科考任务,出色完成了蛟龙号载人潜水器5000米、7000米级海试技术保障和警戒护航任务,“海马”号ROV的海试应用任务以及中国第33次南极科考任务,总航程近20万海里,出海天数达1550天,取得丰硕的科考业绩。

    “海洋六号”船大洋科考实行临时党委领导下的首席科学家负责制,船上党支部、工会、共青团组织健全,相互配合,团结协作,战斗力强,战斗堡垒作用充分发挥,扎实开展“两学一做”学习教育,开展创建共产党员先锋岗、文明单位、青年文明号等活动,建立严格的操作规程和安全工作制度,成立大洋科考航次青年突击队,发挥青年生力军作用,组织“七一”党员宣誓、国庆向祖国问好、海上大讲堂、集体生日会、安全知识竞赛、防海盗演习、太平洋运动会等活动,确保全体科考队员始终保持旺盛的战斗力。

    “海洋六号”船在大洋和南极科考期间先后靠泊美国夏威夷和关岛、智利瓦尔帕莱索和蓬塔、法属塔希提等外港,船上通过互访、聚会、开放日等方式,与当地的爱国侨胞和社团如夏威夷中华总商会、关岛中国侨胞联合会、智利福建商会、广州商会,智利及法属波利尼西亚使领馆等进行互动交流,增进友谊,展示我国一流科考船形象。此外,还担当科普宣传的责任和义务,以科普课堂、讲座等生动丰富的方式,举办“太平洋—广州”海上讲堂科普视频网络直播、走进南极—“海洋六号”南极科考科普大讲堂等活动,受到社会各界的好评;积极参加由中国科普科协中心主办的“全国科普日”活动,以卫星连线直播的方式讲述大洋科考故事,传播海洋科学知识,履行公益性海洋地质工作的责任和义务。

    曾获全国总工会授予的“全国工人先锋号”,国家海洋局和人社部授予的“蛟龙号7000米海试先进集体”,“中国大洋科考先进集体”,中国地调局“先进基层党组织”,广东省“五四红旗团支部标兵”,广东省直机关“文明单位”、“青年文明号”等荣誉称号。

     “海洋六号”船荣获“广东省文明单位”称号

     “海洋六号”在南极冰海航行

    “海洋六号”船荣获“广东省文明单位”称号

    3月27日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所组织召开领导干部个人有关事项政策法规学习培训会议,对2017年领导干部报告个人有关事项工作进行部署。

    会议首先传达了地调局关于领导干部个人有关事项部署会议精神和人教部主任赵奇同志在动员大会上的讲话要求,重点讲解了《领导干部报告个人有关事项规定》和《领导干部个人有关事项报告核查结果处理办法》(以下简称“两项法规”),同时结合往年在填报过程中集中出现的问题,对2017年的每项填报内容及要求作了具体说明。

    会议对2017年领导干部报告个人有关事项工作提出了明确的要求: 一是要求大家切实提高思想认识,增强报告个人有关事项的思想自觉和行动自觉;二是要严格按照法规要求,逐项如实地报告个人有关事项;三是要严格掌握填报时间,务必在规定时间内按时完成个人有关事项报告的填报工作。

    据悉,中央今年新修订出台的“两项法规”,对领导干部个人有关事项填报做出了新的明确要求。青岛海洋所此次集中开展对两项法规的学习并对填报工作作出明确部署,进一步深化了全所广大领导干部对新法规的认识,为规范严肃领导干部跟人有关事项申报奠定了良好基础。

    青岛海洋所领导班子成员、全体中层领导干部参加会议。
    青岛海洋所召开领导干部个人有关事项政策法规学习培...

    罗明非虽然是博士毕业,却甘心投入到最艰苦的基础地质工作一线,对工作尽职尽责,同事们不由地心生敬意。乐观豁达、谦逊友善,让罗明非受到了同事们的欢迎,同事们不是称呼他“罗博士”,而是亲昵地称呼他“萝卜丝”。

    “他虽话语不多,但是你能够强烈地感觉到他那颗纯净而火热的内心。”王宝弟说,“罗明非工作认真负责,而且细心的他非常乐意帮助同事,困难的事总是毫不犹豫地抢着干,总是积极配合工作组的工作,是一个无论理论水平还是野外实践能力都十分出众的优秀人才,是青年地质工作者的榜样。”

    “罗明非有着上一代地质工作者的优秀品质,特别能吃苦、特别能奉献、特别能战斗,敢于牺牲自我,对工作充满激情,值得领导信任和同事爱戴。”这是领导对罗明非的满是赞誉的评价,而这样的赞誉和肯定也恰恰是青藏精神最核心的内涵。

     

    2015年,罗明非在理塘

     

    2016年7月20日,中国地质调查局成都地质调查中心在西藏野外工作的项目组遭遇车祸,两位博士因公殉职,其中一人就是时年34岁的罗明非。

    7月20日,已经在藏北高海拔地区措勤县连续紧张工作两个月的罗明非,像往常一样早早起床草草地吃完早餐,便和同事孟繁一、实习生周放一起匆匆赶往当天的工作地进行区域地质调查工作,却在陡峭的盘山公路上与下行的卡车发生交通事故,为青藏高原的地质工作献出了宝贵的生命,留下了年迈的父母和刚新婚几个月的妻子。

    有梦想孜孜以求

    翻看照片,罗明非身材瘦高,常年的野外生活使他看起来比同龄人多了几分沧桑。罗明非的同事们说:“罗明非是一个和善的人,话不多,总是一副笑呵呵的样子。”

    从在成都理工大学读硕士研究生开始,任飞就与罗明非相识。任飞是师弟,罗明非是师兄。

    更多的时候,任飞称呼师兄“小罗”,“读研究生的那段时间,我们分在一间办公室。他总是第一个来,最后一个走,利用一切可利用的时间抓紧学习。”

    据罗明非的同事介绍,每一次参加学术研讨,罗明非都会提前将报告资料打印出来,以便在交流讨论的过程中随时批注。“师兄,他们总让我向你学习,可是向你学习什么呢?”虽然任飞总是这样和罗明非开玩笑,但他心里十分清楚,师兄严谨治学的态度和行为是最难能可贵的。家人和朋友常常劝罗明非工作要慢慢来,而他总是笑着回答说:“没办法,自然科学新理念、新发现太多,地学理论更新也很快,如果不及时学习补充,工作中就难有收获和成长。”

    事实上,熟悉罗明非的人都知道,他出生于四川省攀枝花市的一个贫困家庭,贫苦的成长环境磨砺了他独立坚强的性格和刻苦学习钻研的毅力,他从小就对科学有着浓厚的兴趣和追求。

    罗明非曾以优异的成绩考入成都理工大学地质学专业。大学期间,罗明非各门课程的成绩都十分优异。毕业后,他顺利考入本校研究生院矿物学、岩石学、矿床学专业继续深造。谦逊的性格和执着的研究精神深得学校老师的喜爱和同学们的钦佩,罗明非于2010年获得理学硕士学位。

    虽然巨大的经济压力让原本有希望继续攻读博士学位的罗明非选择了暂时的妥协,参加工作改善家庭条件,但他从未放弃对地质科学的诚挚热爱和追求。

    工作两年后,罗明非毅然辞去工作,专心备考以完成攻读博士学位的梦想来实现自己更大的抱负。近10年的专业学习,不仅培养了罗明非良好的学习和工作能力,更塑造了他沉稳谦逊、艰苦朴素的地质奉献精神。

    33岁那年,他顺利获得中国地质大学(北京)矿物学、岩石学、矿床学专业博士学位,进入中国地质调查局成都地质调查中心工作。

     

    罗明非在野外进行勘查

     

    求创新笃定坚守

    长期以来,罗明非都是老师和同学眼中的佼佼者。沉稳的性格,优秀的成绩,使罗明非备受导师莫宣学院士的看重。

    在学校攻读硕士和博士学位期间,罗明非长期在藏北、东昆仑、西秦岭等艰苦地区从事基础科研工作,先后参与了“青海省都兰县五龙沟金矿大比例尺成矿预测”项目(2007年~2011年)、“中国大地构造与沉积盆地分布”前瞻性项目(2009年~2012年)、“西藏自治区矿产资源潜力评价”项目 (2010年~2011年)、“青藏高原重要构造-岩浆事件与深部作用过程研究”项目(2012年~2013年)、“国家自然科学青年基金”项目 (2015年~2016年),并独立或协助完成了“全国1∶500万震旦纪-二叠纪大地构造及沉积盆地”、“1∶25万拉萨市幅、安多县幅、定结县幅建造构造图”、“东昆仑早古生代-中生代岩浆岩分布图”、“西秦岭多福屯和甘加地区晚中生代陆内火山岩Mg-Os-Pb-Sr-Nd同位素地球化学及岩石成因研究”等一系列图件和报告的编制,这些使他对我国主要的大地构造单元划分及其演化有了系统的了解,并提出了许多有科学价值的观点和建议。

    罗明非还依托项目资助,参与了对青藏高原北缘的柴北缘构造带-南祁连造山带的早古生代演化的初步讨论。

    在此期间,他还在《Lithos》、《Journal of Asian Earth sciences》、《岩石学报》、《地学前缘》、《地质评论》等国内外核心期刊发表文章10多篇,多次在全国岩石学与地球动力学研讨会、中国地球科学联合学术年会等地质科学会议作学术报告。

    罗明非的同事都认为,罗明非的能力很强。在读研究生期间,他参与了“青海省都兰县五龙沟金矿”项目。事实上,整个项目从实施到最终的项目报告归档都是罗明非在统筹负责。期间,他的统筹协调能力得到了充分锻炼。

    对于未来,罗明非心中早已有了自己的构想。

    他曾在一份工作计划与设想中这样写到:多年来理论知识的学习和野外工作的锻炼,使我逐渐深入了解了青藏高原北缘基础地质的研究。博士研究生学习阶段,我很荣幸地在导师莫宣学院士的指导下,对高原北部的东昆仑造山带进行了详细的地质考察和深入的科学研究,这些研究有助于揭示东昆仑造山带许多关键的构造问题,并对更大范围的区域构造格架演化提供重要信息。作为青藏高原的重要组成部分,由于一些客观因素的制约,青藏高原北缘研究程度相对较低,许多基础研究仍然是空白。随着自然条件的改善,技术方法的更新,相信该地区将逐渐成为未来地质研究工作的新的重点和热点,这也是促使我进一步深入研究该地区的原因。我希望自己可以借助成都地质调查中心这一平台,继续从事青藏高原地区相关方向的工作和研究。

    然而,意外夺走了他年轻的生命,也让他原本计划的很多工作设想和探索都未来得及一一实践和实现。

    为事业青春无悔

    罗明非长期在青藏高原从事地质研究工作,每年总有几个月在青藏高原苦寒地区开展艰难的野外地质调查工作。

    踏实,沉稳,这是罗明非留给同事关俊雷的印象。“工作交给他让人放心。”

    对于工作,他从不推辞。

    “我来。”这是任飞听到师兄罗明非说的最多的一句话。“这基本上是师兄的口头禅。他永远会在最困难、最紧急的时候悄无声息地走上前说‘我来’。”

    一次,一个项目因为制图不达标未能通过评审,而再次申请评审的时间很短,所有的制图要全部返工。“我来。”罗明非又一次站出来承担下了这一艰巨的工作。为此,他连续加班两天两夜。

    罗明非进入中国地质调查局成都地质调查中心后,主动提出想在青藏高原那片他工作多年的土地上继续奋斗,并最终选择了青藏高原地质研究室。

    工作后,他承担的第一个项目便是在四川省甘孜州理塘县进行区域地质调查工作。

    地质人都知道,区调苦、工作累,而在甘孜州理塘,海拔高、切割强、氧气缺的自然环境和生活条件更是对工作极大的挑战。更令人痛苦的是,绝大部分的工作地区车辆无法通行,只能用双脚攀爬一座座的高山。即使交通条件稍微好点的地方,遇上不好的天气,云雾缭绕,车在蜿蜒的山路上盘旋而上,车里的人通常紧张得连呼吸都变得小心翼翼,静到只能听见藏族司机轻声诵经的声音。

    即使面对这样艰苦的条件,项目一开始实施,罗明非依然主动请缨,带了一个工作组去了最艰苦的山区。

    项目驻扎地是藏族老乡堆积杂物的木房,手机信号没有覆盖,每天与牛粪羊粪蝇虫为伴,蔬菜和粮食一周才能简单地补给供应一次。出野外期间,生活和饮食不规律、食物不新鲜导致肠胃出现问题是常有的事。但罗明非从来没有抱怨过,认真地完成每天的工作,一天十多千米山路早已是家常便饭,饿了啃几口馒头,渴了喝几口凉水。

    环境越艰苦,他就越想快点完成工作。

    罗明非带领工作组用了近一个月的时间突击完成了最困难地区的填图工作。“雪线以下的填图都是他跑完的。”在荒无人烟的原始山区里,罗明靠坚强的意志熬了下来。

    其实,在项目组中,罗明非的任务量不仅仅是单一的业务内容,他不仅要承担工作布置协调,还要照顾工作组的生活起居。

    工作驻地是藏族同胞居住区,每天项目组的很多事情都需要罗明非进行联系与沟通。细心的交流和诚恳开朗的性格,使罗明非与当地老乡沟通得非常顺畅,保证了地质调查工作的顺利进行。

    在野外,不洗澡是常有的事。同事们看罗明非已经在山区连续工作20多天,都觉得他太辛苦,劝他“去县城休息一下,洗洗澡吃顿饱饭”。他总是笑着说:“下次吧!让项目组实习的学生去,他们野外工作时间还短,经验还少,更需要休息调整一下。”

    2016年初,为了配合单位新一轮的工作部署,罗明非参加了“冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查”项目,再一次踏上藏北高原开展地质调查工作。

    藏北地区环境恶劣,而措勤县又是藏北几个县城中尤为偏僻的县城,山势陡峻,高山常年被积雪覆盖,罗明非要在海拔5600米以上的高寒缺氧山区完成区域地质调查填图任务。艰难险阻面前,他总是冲锋在前。在人类难以生存的“地球第三极”冲锋在前,就意味着不仅要有良好的身体素质和体力,还要有坚毅顽强的性格和对工作的热爱及不懈追求。

    白天,罗明非跑在最艰险的地质路线上,一边忙着观察地质现象、做好记录,一边指导年轻的实习学生,努力提高他们的野外实践水平。罗明非还经常主动照顾体能较弱的同事,帮助他们背包、背样品。汽车陷车时,他也总是积极协助司机用工兵铲刨坑埋石头垫路。

    晚上,从野外归来,罗明非还要汇总当天大家的填图资料,检查野外记录,安排第二天要跑的地质路线,并逐一交代队员们一定要注意的问题。第二天早上,罗明非又是第一个起床学习的人,翻阅专业书和英文文献。大家起床后,他又忙着用牛粪给大家烧热水。

    罗明非虽然是博士毕业,却甘心投入到最艰苦的基础地质工作一线,对工作尽职尽责,同事们不由地心生敬意。乐观豁达、谦逊友善,让罗明非受到了同事们的欢迎,同事们不是称呼他“罗博士”,而是亲昵地称呼他“萝卜丝”。

    “他虽话语不多,但是你能够强烈地感觉到他那颗纯净而火热的内心。”王宝弟说,“罗明非工作认真负责,而且细心的他非常乐意帮助同事,困难的事总是毫不犹豫地抢着干,总是积极配合工作组的工作,是一个无论理论水平还是野外实践能力都十分出众的优秀人才,是青年地质工作者的榜样。”

    “罗明非有着上一代地质工作者的优秀品质,特别能吃苦、特别能奉献、特别能战斗,敢于牺牲自我,对工作充满激情,值得领导信任和同事爱戴。”这是领导对罗明非的满是赞誉的评价,而这样的赞誉和肯定也恰恰是青藏精神最核心的内涵。

    工作中,他是一个严谨认真的青年模范;生活中,他是父母眼中淳朴善良的孩子,是妻子眼中体贴细心的丈夫。

    罗明非从小独立坚强,对父母却感恩孝顺。在野外工作时,一空下来,他就会给远在家乡的父母打电话,了解他们的生活情况,表达自己的思念之情。有时候,他也会和人聊起自己的父母,他总是觉得不能陪在父母身边,愧对父母。

    常年在野外工作,罗明非和新婚的妻子聚少离多。他觉得自己亏欠妻子太多。但是,罗明非始终坚持一个原则,即使野外生活条件再苦,他也不愿和妻子透露一句,不愿让妻子为自己担惊受怕。每次聊天,他都给妻子讲在野外最开心、最快乐的事。

    悲剧突降,空余遗憾。

    回顾罗明非的过往,他在求学问道的道路上孜孜不倦,在投身地质调查的征程中挥洒青春,将自己短暂的一生献给了他所热爱的地质事业。

    英雄永生。

    忠魂在雪域高原永生

    当前,石家庄市疫情防控形势严峻复杂,疫情防控压力持续加大,在中国地质调查局党组的亲切关怀下,中国地质调查局水文地质环境地质研究所严格落实属地疫情防控部署要求,自觉扛起疫情防控政治责任,充分发挥党员干部先锋模范作用,提高认识、坚定信心,从严从紧压实“四方责任”,落实各项防控措施,齐心协力做好疫情防控各项工作。

    一是高度重视,进一步加强组织领导。深刻认识疫情防控的长期性、复杂性和不确定性,坚决克服麻痹思想,松劲心态,毫不放松抓好疫情防控各项措施。建立健全疫情防控工作机制,加强组织领导,压实压紧主体责任,完善疫情防控工作方案,形成分工协作、责任明确、整体联动、运行高效的工作格局。二是细化措施,进一步加强管理。严格进出管理,门岗加强人手,做好解释沟通工作和人、车进出管理,严把进门关。做好办公楼、家属楼、食堂等重点区域的消杀工作,做到无死角、全覆盖。三是强化宣传教育。通过官方网站、展板等方式,向全体职工宣传新冠肺炎疫情防控相关知识与措施,提升个人自我防护意识。加强对优化调整政策的解读,充分认识进一步优化防控措施是为了防控更加科学精准,避免和消除对措施优化调整的误读。四是加强防疫物资储备,提升应急保障能力。确保物资储备数量真实、管理规范,质量可靠,切实做好疫情防控后勤保障工作,筑牢疫情防控屏障。

     

     
    水环所扎实做好疫情防控工作

    浙江省金村新貌

    近日,中国地质学会印发《关于开展2020年度地质文化村(镇)申报(第一批)工作的通知》,拉开了全国首批地质文化村(镇)评选工作的大幕。

    根据《地质文化村(镇)建设工作指南(试行)》,现阶段将打造“地质﹢生态旅游”“地质﹢生态农业”“地质﹢自然教育”“地质﹢生态康养”“地质﹢创新创意”以及“地质﹢综合服务”6种地质文化村(镇)建设模式。那么,作为落实乡村振兴战略的具体举措,以及支撑服务脱贫攻坚的重要抓手,地质文化村(镇)在建设过程中,如何实现“地质﹢”落地?记者近日采访了中国地质调查局地质环境监测院地质遗迹调查专家董颖。

    浙江省白雁坑村崩塌堆积地貌

    1.将地质遗迹保护与美丽乡村建设结合起来,地质文化村的建设理念应运而生

    地质文化村(镇)的建设,始于地质遗迹调查工作的开展。

    据董颖介绍,由自然资源部中国地质调查局部署、中国地质调查局地质环境监测院牵头组织实施的《全国重要地质遗迹调查》项目,在全国发现了大量、珍贵的地质遗迹资源。这些地质遗迹,凝结了大自然亿万年的神奇造化,记载着丰富的地球历史信息,是重要的不可再生自然资源。随着地质遗迹保护和开发工作的推进,如何使分散分布、无法作为地质公园进行开发的、省级以下的地质遗迹点实现有效保护,逐步提上日程。

    2013年,《全国重要地质遗迹调查》项目组在浙江省嵊州市通源乡白雁坑村发现了大面积分布的凝灰岩质巨石堆积体,为火山喷发和后期崩塌等地质作用形成的典型地质遗迹,周边还有骆驼峰、神仙洞、石笋岩、高山湿地等独特的地质遗迹景观。而且,白雁坑村还处于“全球重要农业文化遗产”——会稽山古香榧群的核心区。崩塌地貌、高山湿地、千年香榧林、万年巨石阵,在白雁坑村交汇融合,形成了“石中有榧、榧中有村”的独特景致。

    何不将地质遗迹保护与美丽乡村建设结合起来?地质文化村的建设理念应运而生。

    2013年,项目组与原浙江省国土资源厅和原绍兴市、嵊州市国土资源局等相关单位多次会商,共同研讨探索白雁坑地质文化村建设思路,并开展了通源乡地质文化特色村地质环境资源调查与评价、通源乡地质环境保障示范工程可行性研究等一系列工作。经过反复研讨,专家们探索性地把地质遗迹资源、特色农业资源、文化旅游资源等组合起来,将地质文化与乡村文化、地质故事与村庄故事、农业地质与农耕文化、环境地质与村民生活相互融合,最终形成了《嵊州市通源乡地质文化村建设方案》。2014年,在中国地质调查局、原浙江省国土资源厅和地质专家的指导下,白雁坑村开启了全国首个地质文化村的建设之路。

    经过3年多的建设,一个集地质遗迹保护、特色农产品产销、文化与旅游资源开发于一体的地质文化村初步建成。在这里,地质调查成果直接转化为“四有四可”应用成果:依托丰富的地质遗迹资源,建设开放式科普展示区,做到“有物可看”;以种类丰富的特色农产品以及历史悠久、独特有趣的民风民俗为依托,精心打造高山农家特色菜及农特产品,做到“有品可尝”;用通俗易懂的语言介绍当地地质遗迹资源、特色农产品资源,编写科普读物,并收集整理200余篇描写白雁坑的诗文,做到“有文可读”;培养当地村民的地质文化兴趣,制作科普视频和宣传影片,扶植具有当地特色的曲艺表演,做到“有声可听”。

    在地质文化村建设项目的推动下,嵊州市对白雁坑村及附近区域的道路交通、电力、污水处理等基础设施进行了提升,并实施了整村亮化工程,新建了停车场,硬化了村内道路,还对5000平方米土地进行了补植绿化,改造农房7000平方米,并打造了20家集星空露营、品质居住、文化休闲、健身康养、农事体验于一体的民宿。

    整齐排列的农家小楼与古色古香的民俗住宅交相辉映,村内的石板路一直延伸到山脚的游客步道,沿途有讲述亿万年间地球故事的科普长廊。随着地质文化村的建设,白雁坑村这个原本不起眼的小山村渐渐成了周边的热门旅游目的地。仅地质文化村建成的头一年,该村就接待游客2万人次,全村增收1000万元。到2018年,该村农副产品增销2000万元以上,农户直接增收近800万元,人均收入达5万元以上。

    江西省高多村的科普长廊

    江西省高多村通天岩

    2.地质文化村示范建设带动美丽乡村建设,村庄美了、农民富了

    白雁坑村的变化也带动了周边村镇建设地质文化村的积极性。“我们与当地部门在白雁坑村进行调研时,附近村镇的领导带着介绍资料找到我们,让我们也帮他们规划建设地质文化村。”董颖说。

    看到地质文化村建设为当地带来的经济、社会和环境效益,项目组决定将试点范围扩大。2017年,项目组根据调查成果在全国开展了地质文化村试点选点调研,最终确定浙江省仙居县金村、江西省兴国县高多村、陕西省宁强县落水洞村作为2018年地质文化村建设的示范村庄。

    “之所以选择这3个村作为示范村,是因为它们在地质资源、地理位置、乡土人情等方面各具特色,也具有一定的代表性。”董颖详细介绍了3个村的建设情况。

    浙江金村以丘陵山地为主,广泛分布中生代火山岩,发育有峰、嶂、一线天、拟形石等火山岩景观类型。金村北侧一个山坡分布了大量的崩塌巨石,其体量非常可观,重达千吨以上的巨石比比皆是;六都坑溪,是典型的V字形峡谷;村西山脚下自然出露的泉水长年不断,水质达到“偏硅酸类矿泉水”的标准。

    江西省高多村拥有典型的丹霞地质遗迹。其中,高多村的通天岩,不仅出露大型斜层理等原生沉积构造,而且表面还发育棋盘状、龟背状、玫瑰状的后期风化裂隙。

    陕西省落水洞村地处大巴山深处,被誉为“世界最美天坑”的禅家岩镇地洞河天坑群就坐落于此。地洞河天坑呈脚掌状,开口面积约18万平方米,最大深度340米,主要发育有天坑、地下河、洞穴、峡谷等地质遗迹,并分布多处瀑布群。

    而这些,都是可以讲出“地质故事”的资源。

    除此之外,这3个村还有着独具特色的农业资源和旅游资源。比如:金村有100多亩山地油菜花、古河故道、天然矿泉水、梯田等;高多村拥有富硒土地、湿地、河流、千年古樟树等特色资源;落水洞村人文气息浓厚,保留了较为完整的陕南羌族传统习俗。

    通过地质文化村建设,将这些独特的“卖点”与地质遗迹资源融合起来,乡村便展现出别样的魅力。

    比如,金村构建了以地质旅游景点、中小学生研学路线、地质专业科考路线和地质特色农产品为主题的地质文化体系。“村里建设了‘金村故事墙’,介绍金村的地质地貌格局和演化,讲述最早先民定居的历史,以及基于村民生活现状分析人类改造自然、利用自然的过程。”董颖介绍说。目前,金村已建成村庄科普研学文化区、果蔬园林采摘区(滑坡灾害防治区)、火山地质休闲健身游览区。

    地质文化村建设,也带动了村庄整治和基础设施建设,令村容村貌发生了翻天覆地的变化。经过一年的打造和建设,金村这个曾经名不见经传的小山村,不仅成功列入“浙江省美丽宜居示范村建设工程”,2019年还被评为“华东最美油菜花村”。

    3.打造“村新、景美、业盛、人和”的宜居宜业新农村,建设“特色版”美丽乡村

    《乡村振兴战略规划(2018~2022年)》中的一个重要任务和要求就是“生态宜居”。在这样的要求下,利用、保护、培育乡村各类资源,紧密结合历史文化传承,建设、美化新型农村就是一种实现乡村振兴战略的有效途径。而以建设地质文化村(镇)的形式助力乡村振兴,让一方百姓靠山吃山、靠水吃水,通过优化布局,再认识乡村美、再体验乡土情,把有限的资源利用好、保护好,正是其中之意。

    为此,2019年,自然资源部中国地质调查局将地质文化村(镇)建设列为重点工作之一,全面开启了地质文化村(镇)建设工作,并印发了《推进地质文化村(镇)建设总体工作方案》,明确在全国打造一批“空间开放、产业鲜明、生态宜居、文化丰富”的地质文化村(镇)。

    为了科学、规范、有序推进全国地质文化村(镇)建设管理,中国地质调查局会同中国地质学会组织编写了《地质文化村(镇)建设工作指南(试行)》,并于今年5月发布执行。《指南》明确,地质文化村(镇)建设按照“地质为基、文化为魂、融合为要、惠民为本”的基本定位,打造“村新、景美、业盛、人和”的宜居宜业新农村、新乡镇。

    其中,“地质为基”是指:地质资源是地质文化村(镇)建设的根基,地质演化史和人地和谐发展史是地质文化村(镇)建设的基础,地质特色是贯穿地质文化村(镇)建设过程的基调。“文化为魂”是以地质文化为主线,通过科普故事、文学创作、文艺表演等形式,把地质文化和乡村文化二者“串起来、用起来”,形成独具特色的地质文化。“融合为要”是实现地质知识与乡土文化深度融合,地质与旅游、文创、农业等产业融合,美丽乡村建设、宜居示范村建设、传统村落保护、精准脱贫等政策相融合;政府、企业、专业机构和村民等各类建设力量相融合。“惠民为本”是本着惠民富民的宗旨,改善村容村貌,实现环境优美;通过特色农副产品和文创产品销售、发展民宿、全域旅游等实现农民增收;让老百姓讲自己村上的地质故事,让村民实现物质上富裕、精神上富有。

    今年,中国地质调查局将会同地方政府探索打造10处地质文化村(镇)示范样板。据董颖介绍,除浙江金村、江西高多村、陕西落水洞村外,福建省大田县杞溪村、福建省平潭县北港村、广西壮族自治区凤山县下牙村已于2019年进行了初步建设。目前,广东、山东、江苏、云南、河北、海南等地的多个村庄也已纳入地质文化村(镇)建设序列。这些村庄都有着相同的特点:地质资源、旅游资源丰富,地方政府的积极性高,基础设施建设齐全,生态环境优美……

    在董颖看来,地质文化村(镇)就是美丽乡村的特色版。随着地质文化村(镇)的建设,更多望得见山、看得见水、记得住乡愁的美丽乡村画卷将在中华大地上徐徐铺开。

    “地质﹢”绘织特色乡村美丽画卷

     

    成都地下空间建设现场。 赵 凡 摄

     

    武汉地铁站。 赵 凡 摄

     

    上海地铁地下空间。资料图片

     

    核心提示:城市化使得城市土地资源日益紧张,有效开发和利用地下空间成为大势所趋。在5月份召开的全国科技创新大会上,习近平总书记明确提出,向地球深部进军是我们迫切需要解决的战略科技问题。而国土资源部提出的科技创新“三深一土”战略,则让“向地球深部战略”实施进入快车道。其实近年来,上海、成都、武汉等城市已经开始立体空间发展的探索和实践,取得了不少实绩。但大部分城市在地下空间利用的规划、法规、管理、技术等方面都还处在起步阶段,如何解决地下空间的安全利用问题迫在眉睫。

     

    自以为熟悉成都,可我还是在它最中心位置的天府广场上迷失。令人堵心的堵车和比肩接踵的人流像是不见了。

    这是11月27日的上午,成都少有的太阳出来,眼前所见,是宽阔的广场,上面喷泉、绿地、雕塑、玩闹孩子,还有晒太阳的老人。

    成都市规划院的领导带着我们来到步梯口,一边往下走,一边介绍:天府广场地下工程的总体布局是四层:地面广场,用于休闲和人车集散;地下一层,是商业、文化、交通功能;地下二层,是车库和地铁站厅,地下三层,是1号线站台,地下四层,是2号线站台。

    原来,地面上的广场,在地下却成为另一个立体的繁华世界。会生活的成都人依然会生活,但是换了一种方式。

    这种改变,是从什么时候开始的?终将向何方?

     

    朝向未来的国家战略,迫切性、必要性几乎被大举进军的城市化“逼”出来,一开始就显示出不可阻挡的趋势性。从政府角度看,“三深一土”是中国科技创新的新高地。中国城市未来的发展、中国地勘产业的未来转型都能在地下空间利用中找到突破口

     

    当在很多人都在纠结如何利用地面空间的时候,地下空间的利用,其实早就开始,只不过没有上升到整体的、长远的理念上认识。

    中国在西汉时期就出现了5到7米深的水井;

    1835年,四川自贡诞生了1001.42米的人工钻凿盐井;

    我国目前最深的油井在新疆塔里木盆地,深达8408米;

    我国第一口用于科学研究目的的5000米深钻在江苏省东海县诞生;

    1969年10月1日,北京第一条地铁线路建成通车;

    20世纪初,中国地质调查局开始把城市地质调查研究作为重要的工作内容

    ……

    无论是单孔挖凿,还是成面积的挖掘建设,亦或是摸清家底的探索研究,我们早就因为各种各样的原因打起了地下空间的主意。但是,当21世纪第一个15年过去之后,很多有识之士深刻地意识到,这件事,我们再不做,就晚了。

    在国外高校执教多年的中国地质科学院教授级高工戴春森知道不少国际做法。比如美国的“地球透明计划”、芬兰的“赫尔辛基地下空间总体规划”、马来西亚的“排洪与地下公路一体化”。

    这些成规模、成系统的地下空间利用规划,在一些国家已经完成。地下空间利用的实践也在一些国家做得有声有色,比如新加坡利用100米以下的地下空间,主要是做物流;加拿大蒙特利的城市空间建设,30%已经转到地下;东京在地下修建了巨型的排水系统。有数据表明,国际城市地下空间利用率为30%。而我国城市平均地下空间的利用率只是17%。

    地下空间利用的差距是因为整体深测水平有差距。按照地球深部探测首席专家组组长董树文的观点,我国深部探测领域相对国际先进水平之间有一个30年左右的代沟,我们在探测技术、探测和利用深度、探测分辨率和探测程度上都存在明显差距。就在人家开始第二轮深地探测时,我们的第一轮才刚刚开始。

    其实,对地下空间利用的必要性,地球人的认识都一样,因为横亘在所有人眼前的问题都一样——而中国,压力则更大。

    人口增长、交通拥堵、日益加剧的污染、越来越频繁的自然灾害、越来越严重的地表资源的枯竭……种种问题表明,要做到可持续发展,必须要把深地探测研究上升到国家战略的高度认识。

    地下空间安全利用的国家专项研究势在必行。

    在今年5月召开的全国科技创新大会上,习近平总书记明确提出,向地球深部进军是我们迫切需要解决的战略科技问题。国家领导人对地下空间和能源资源的开发利用高度重视,而新近叫响的国土资源科技创新“三深一土”战略,恰好契合了国家“十三五”规划纲要中提出的“深空、深海、深地、深蓝”发展目标。

    “向地球深部战略”实施进入快车道。在此背景下,国土资源部与教育部、中科院、中国地震局共商建立了深地探测研究协调机制,成立了由国土资源部部长姜大明任组长的深部研究领导小组,责成由8位院士专家组成的首席专家组领衔编制地球深部探测国家重大科技项目方案,由多位院士专家组成的专家顾问委员会咨询把关,共同推进深地探测研究重大科技项目立项。

    立项建议书目前已经完成,计划年底前完成论证工作,这是深地探测的进度表。在科学家的立项书里,深地探测项目分四个层次:第一层,近地表探测(0到0.5公里);第二层,万米资源探测(0.5到10公里);第三层,透视地壳探测(10到30公里);第四层,深地科学探测(大于30公里)。要完成八大任务:地下空间探测与安全利用;深部含水层结构探测;深部资源能源探测与开采;深部油气探测与开采;地热资源探测与地热利用;深部地下观测与地壳活动性监测;深部探测前沿技术与装备;深部探测与深部过程。

    地下空间安全利用的课题排在八大任务的第一,不仅因为它对于中国未来发展至关重要,还因为大家对它最摸不清底。

    中国地下空间起步晚发展快,存在资源浪费、生态环境破坏等诸多问题,亟须科学的理论、先进的技术和严谨的规则进行破解,迫切需要通过国家重大科技专项“创理论、攻技术、建规则”。中国地质科学院党委书记、副院长王小烈说,地下空间安全利用和立项研究对于国家发展有三个重大意义:第一是缓解城市土地供应的压力,保障城市可持续发展;第二是防范自然灾害影响;第三是引导产业转型,培育新兴产业,增加社会经济的效益和生态环境的效益。因此,“向地下要空间、要安全、要效益,是我国社会经济和城市发展的必然选择”。

    调研,就是立项论证工作的重要部分。

    11月25日~28日,地球深部深探研究领导小组及首席专家组成员赴上海、武汉、成都三个大都市调研。来自国土资源部、教育部、中科院、中国地震局等不同部门的有关院士、专家每到一处,即马不停蹄地召开座谈会并考察现场,了解各个城市地下空间安全利用的需求点、梳理未来在地下空间安全利用中需要攻克的科技难题、沟通各地方因地制宜的特色发展途径。

     

    关于地下空间的种种涉及,不能再只当成文学看。科学家的畅想把一个完全不一样的世界展现出来,你还当这是异想天开吗?不,它也许就是我们看得见的未来

     

    “全球变暖,环境恶化,地面城市问题突出,人类已经开始探索太空定居。那么,我们有没有可能往下看?深部空间资源丰富,人类能否实现在地球深部生存和定居?”

    四川大学的谢和平院士从这个发问开始了自己的阐述。他说,与我们已经熟悉的地面空间相比较,深地空间环境清洁、隔音隔震、天然抗自然灾害,低成本无辐射而且恒温恒湿。因此,深地空间可能成为优于太空移民定居,应对未来地球灾害的人类移居方式。

    移居地下生活,需要建立全链条的生态圈。谢和平构想的奇特之处正在于此。在他的构想中,地下空间要打造出三层——地下宜居城市、地下生态圈和科学探索基地。在这张构想图中,有生活和文化区域,比如可将图书馆、博物馆、会展中心、体育馆、音乐厅、养老院等地上文化、娱乐设施转入地下;有交通与通信,比如可以在深部纵向和横向设计覆盖整个地下空间网络;有生态景观,比如可以进行包括植物、动物和微生物的地下生态系统构造,以及地下瀑布等景观系统建设。

    科学的构想不是科幻小说,它的内核,还是科学研究与推理。对于谢和平带来的这场头脑风暴,大家观点并不相同,但都认为,地下空间的安全利用可以通过科技攻关实现,这已经并可能为越来越多的实践案例所证实。

    地球深部工程要做什么?

    地质学告诉我们,地球从地表到地心,分地壳、地幔和地核三个同心球层。现在所谓的地下空间利用,主要还在地壳层。在开发的过程中,要对付的,主要是覆土层和基岩层。而这两个层面的施工,需要多种技术的支持。

    技术是为目标服务的。董树文提出,首先,地下空间是资源,需要向评价其他地下矿产资源一样进行规范地调查、勘查和评价;其次,所谓地下空间并“不空”,而是充满水土、岩石物质、具有温压梯度、应力变化等多重场元的平衡系统,一旦开发利用必然产生原始平衡的扰动和破坏,需要精细的探测和实时的监测技术;再次,地下深部空间具有极端物理、化学、生物和地质环境,可以开展地表温压条件下不可实现的实验,如增重环境与上天的失重环境恰恰相反,极具探索性。所以,地下空间探测与安全利用,包括了城市地下空间、地下含水层和特殊空间三个部分。

    地质勘查、工程地质和地铁建设的多年实践,已经开发和运用了不少地下工程技术。但是要想达到董树文所说的三部分的要求,还远远不够。

    戴春森根据国际事例研究提出,深部工程的展开,应该走这样的流程:第一是要做探测评价。要搞清地球原始平衡状态、建立多场的3D静态模型,画出基本线。第二是做规划。规划设计要考虑多种影响因素,比如工程叠加后对地质环境的影响、地质环境变化对工程的影响,这些变化随时间的演变过程、对这些演变最终造成灾害的可行性的动态模拟及灾变预测和规划、设计中的规避。第三就是建设使用阶段。这一阶段要进行对变化参数的监测,监测结果要用于校正和更新动态模型,要工程干预消除或延缓灾变演变过程。

    将地面建设放到地下,必须杜绝急功近利。

    作为地球深部探测首席专家,中国地质大学(北京)教授王成善院士说,在调研中,他产生了两个基本想法。第一个想法是要保证规划第一、安全第一和环境第一。城市地下空间的利用具有不可逆性。地面上建一个建筑,觉得不合适可以炸掉,地下就不行了;地下空间的发展是高成本投入,空间利用先后次序不同,影响的不是一两亿元,而是几十亿元、几百亿元的问题;地下空间受多强制性要素的约束,所谓上天容易入地难,是因为地下是个固体空间,充满了巨大不确定性。

    他的第二个想法是地下空间利用规划必须考虑全功能、全深度、全资源和全灾害。他解释道,所谓全功能,是说由于地下空间的特殊性和巨大挑战性,我们一开始做的时候,就要把所有功能都考虑清楚,这种考虑要非常超前。所谓全深度,是指要站在整个世界科技发展的前沿态势来考虑深度问题。所谓全资源,不仅指地下资源,而且指在开发过程中的水、热和废渣石等资源的综合利用。所谓全灾害,是指既要考虑在地下空间利用之前的灾害问题,也要考虑到在开发利用过程之中的灾害问题,还要考虑开发利用之后运行过程中的灾害问题。

     

    对于中国正在崛起的一批特大乃至超大型城市,解决地下空间的安全利用问题已迫在眉睫。城镇化大举进攻下,满负荷、超载量滋生出形形色色的城市病。一些城市已经开始立体空间发展的探索和实践,也取得了不少实绩。但大部分城市在地下空间利用的规划、法规、管理、技术等方面都还处在起步阶段

     

    21世纪初,中国地质调查局开始拓展了一项有重要意义的工作:城市地质。2003~2009年,环渤海、长三角和珠三角启动了上海、北京、杭州、天津、南京、广州6个城市的三维地质调查试点。

    南京地调中心研究员程光华告诉记者,三维地质调查试点在多领域采用多种技术手段对城市地质进行了全面、综合、系统的调查。在多个试点城市建立了数据库、三维模型和信息系统,为城市地下空间探测奠定了很好基础。但是调查深度大都以50米以浅为主,以工程地质钻为主,以钻孔为主,没能够很好地解决不确定性和抗干扰性的问题,深度和精度都有很大的局限性。

    但是城镇化的大潮完全不能等待。大城市、特大城市、超大城市的交通和各种形式的污染让城市管理者急切寻找另一个空间,在全国各地迅速兴起的地铁建设热,是这种情绪最直接的表现。

    成都,一个让人充满安逸生活想象的城市,在2005年之前,它的地下空间建设主要还是在人防工程、地下人行通道、车行下穿隧道、地下停车场这个层面。2005年,地下空间利用问题进入市政府的重要议事日程,该市先后编制了地下空间总体规划纲要(2005~2020)和《成都市中心城区地下空间利用规划》,将商业空间及居民活动空间逐渐往地下拓展。从2010年起,成都市进入了地铁快速发展期。该市规划局有关负责人说,目前,成都已经开通了地铁2号线、4号线1期和地铁3号线1期工程,运营里程达108公里。明年将开通运营4号线2期、10号线1期和7号线。

    让他们自豪的还有巧用地下空间建交通隧道、地下停车场、地下综合管廊,以此来舒缓地面老城区压力。比如天府广场地下工程、川大校园内运动场地下工程、川师车辆段与综合基地地下工程等。把地下通道、停车场和地铁综合在一个空间成规模设计施工,既解决了交通拥堵老大难问题,又让历史古建熠熠生辉,让老城旧貌换新颜。

    针对地区特点,成都市对地震水文进行认真分析梳理,在规划中重点研究地下公共设施规划布局,在深度上按浅、中、深分层指导,平面上形成分类控制布局。

    成都市的热情非常高涨。他们计划要在2020年末,全市地铁运营总里程达到650公里以上,运营达到500公里以上。计划2025年末,全市建成地下综合管廊约500公里,全域成都基本形成区域骨干地下综合管廊网线。

    武汉,一个由长江和其支流分为三处、水面面积占整个区域版图面积1/4的江城,地下空间如何利用?这个问题,实在让武汉市政府焦虑。武汉市市委常委、常务副市长龙正才感慨道,武汉这地方,动不动就要修桥,动不动就要修隧道,地上建筑设计力量还算雄厚。但是要论地下,难度就大了。

    据武汉市规划部门介绍,该市2007年启动第一轮主城区地下空间利用专题规划,2014年结合地铁城市、海绵城市建设、“三旧”改造以及“十三五”规划等,启动新一轮武汉市地下空间综合利用专项规划编制。按规划,到2020年,武汉主城区地下空间规模要达到达到450万平方米,人均地下空间建筑面积达到6个平方米。

    武汉人说,目前他们的地下空间使用最多的还是停车场。自2012年首条地铁通车后,武汉市进入地铁时代。目前已建成2、3、4号线地下轨道,线网总长度达到89公里。但这距离目标还很远。他们的规划是以14条线轨道交通线路,达到60分钟穿越,30分钟达到中心城区的目标。此外,武汉完成了多条水下隧道,其中武汉长江隧道2008年建成使用,是万里长江上第一条穿江隧道。东湖隧道2015年建成,是我国最长承重湖隧道。综合管廊、大型地下商业项目、地下人防设施等都在建设中。今后,他们将进一步拓展过江隧道,谋划地下排水深邃建设。

    在管理方面,武汉市出台了《地下空间开发利用管理暂行规定》《轨道交通规划管理办法》等一批地方管理法规,探索了地下土地供应和产权登记,轨道交通安全建设与运营管控途径,开展了全市及重点地区的地下空间综合利用规划。

    在对三个大城市的考察中,专家们不约而同地对上海地下空间安全利用的实践和规划思路竖起了大拇指。

    上海的常住人口高达2415万,对于地下空间的迫切需求,促使它较早即开始了地下空间的开发。20世纪90年代以来,随着大规模旧城改造和新区建设,特别是地铁建设的大力推进,上海的地下空间开发已经形成一定规模,近几年更是进入快速发展期。

    上海市规划和国土资源管理局有关人士介绍说,截至2016年,全市已经建成地下地下工程共有3.6万个,总建筑面积8186万平方米。截至“十二五”末,上海城市轨道交通网络运行线路总数已达14条600多公里,城市轨道交通基本网络已经全面建成。形成了一批多功能、大规模的地下综合体。地下综合交通枢纽和道路为优化城市交通提供了新渠道,结合绿地、广场、公园建成的地下车库缓解了中心城区停车资源紧张的问题。地下市政管线设施已成相当规模,专业管沟和综合管廊建设正在探索和推进阶段。此外,还已建成了一批指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程和大型人员隐蔽部等骨干民防工程。

    上海在地下空间利用的管理上也进行了多项探索。比如出台了一系列法规政策,对地下空间安全使用管理和地下空间开发引发地面沉降防治等进行规范。2014年颁布实施的《上海市地下空间规划建设条例》要求,地下空间开发应遵循统筹规划、综合开发、合理利用、安全环保、公共利益优先、地下与地上相协调的原则,并对地下空间实现分层利用。同时,上海还建立了地下空间管理联席会议制度,市住建委牵头、17个部门统筹协调涉及地下空间利用的重大事项。为加强地下地籍管理,上海市还发布了《上海市城市地下空间建设用地审批和房地产登记规定》,分别针对存量单建地下空间、存量结建地下空间和新增地下空间提出了三维宗地构建方法。2013年市政府办公厅转发了《上海市地下建设用地使用权出让规定》,规范了经营型地下建设用地使用权实行出让制度,明确了出让方式,量化了出让价款的确定方法。

    早在2003年,上海就在全国率先完成地下空间概念规划,这些年,该市相继出台不少相关规划,已有的规划在不断完善中。2012年出台《上海市城市地下空间开发利用和保护十二五规划》。目前,该市已制定了《上海市城市总体规划2016~2040》并向社会公示。

    规划、法律、管理、技术工艺等等方面尽可能到位,上海的探索让人感受到精致用心的国际范儿。

    三个城市以自己的方式因地制宜地探索地下空间的安全利用,原因是他们都有共同迫切的需求!

    但问题和困难也是显见的,比如:

    ——规划布局需要有更长远的眼光,需要为未来发展做预留。

    ——就目前开发的深度和结构而论,尽管不少城市地下交通设施建设规模不小,但开发深度与全球城市相比有差距,轨道交通承担公共交通比重有待提高,地下交通网络化需要完善,地下快速路和地下步行道尚处于起步阶段。

    ——就管理而言,地下市政公用设施缺乏统一监管。地下空间建设的历史信息缺乏梳理和统筹管理和分享机制。

    ——在复杂地形上的地下空间利用好还存在技术工艺的难点

    ——在地下空间利用的法规政策上还有很多问题需要探索规范

    ——如何在地下空间建设中防灾减灾,保障地面和地下空间的安全,技术和设施需要借鉴全球城市经验,提前做合理有序的开展规划和建设。

    11月28日晚,记者在返京的飞机上采访了刚结束调研任务的深地探测协调领导小组成员、中国地质调查局总工程师、地球深部探测中心主任严光生。

    “中国城市发展的迅速程度令人震惊,像上海、武汉、成都这样的特大城市对地下空间的需求之大,简直就是迫不及待,而且它们都在加快脚步发展地下设施建设。”这种状态,严光生觉得,有喜有忧。“喜的是大家都意识到了地下空间安全利用的必要性,像上海这样的城市,甚至考虑得更长远,在规划中给后人留下了发展空间,从环保的角度,编制了2030年和2040年的不同规划。忧的是,我们现在对地下空间的了解还并不十分清楚,仓促上阵,肯定不行。还有很多科技难关需要进一步攻克”。下一步,他说,要在今年底前完成总体方案的论证,明年争取将完善好的方案上报国家。

    怎么面对地下可利用空间?