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    近日,由中国地质调查局《矿产资源节约与综合利用调查工程》首席专家冯安生研究员作序,中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)张佳文教授级高工和蔡剑辉研究员团队与成都理工大学数理学院郭科教授和魏友华副教授团队依托“滇东北硫磺矿渣综合利用技术研发与示范”地质调查项目,历时13年合作完成的国内第一部硫铁矿固废调查评价专著《滇东北镇雄硫磺渣资源环境特征及调查评价方法》由地质出版社出版发行。

    滇东北地区是长江上游的生态屏障,镇雄县是革命老区县、乌蒙山区国家扶贫开发重点扶持县、著名赤水河的发源地;而硫磺渣是化工炼硫生产过程排放的、含多种有用组分和有害组分,且具有资源属性和环境属性的典型硫铁矿固体废弃物。新中国成立后至上个世纪90年代,云贵川三省交界地区利用当地的优势矿产硫铁矿和煤,先后在50多个片、点建起100多个硫磺厂和3100多座冶炼炉,采用土法炼硫工艺生产“小硫磺”产品,将炼硫业逐步发展成为山区脱贫致富的支柱性产业。调查发现,这些年尽管政府不断加大对矿区生态环境治理的力度,关停并转这些硫磺厂已有30来年,但过去排放的废渣、废气、废水对当地山水林田湖草沙产生的环境效应却一直延续至今。

    本专著团队依托所承担的地调项目,将选题对准我国经济社会可持续发展和生态文明建设的重大需求,持续聚焦长江流域滇东北地区历史遗存的“小硫磺”固废问题,运用多方法、从多角度,调查评价镇雄县硫磺渣的资源环境属性和有用组分的可利用性,针对其物质组成、赋存状态、资源潜力和环境效应,向当地政府和矿山企业提出综合利用、科学处置和合理保护的对策建议。

    这项长达13年的科研工作涉及学科专业多,实物工作量大,需要调查和研究相结合,具有很强的创新性。合作团队运用遥感地质调查、路线调查、区域调查、重点地段调查、环境地质调查、轻型山地工程、勘查采样、工艺矿物学研究、选矿试验研究和数学地质等多种技术方法,对滇东北地区以镇雄县为主的数十家制硫企业排放和堆存的亿吨硫磺渣进行了系统的调查评价。项目不仅查明了该类型矿业固废对环境的污染主要因炼硫排放的废气、废水与废渣引起;矿区生态环境破坏主要包括水资源破坏、土地占用、植被破坏、水土流失和矿产资源浪费。硫磺渣长期堆存可能诱发山体滑坡并引发矿渣性复合型泥石流等次生灾害,同时还查明了该地区硫磺渣的成因特征、分布范围、赋存状态、物质组成、结构构造、资源潜力及炼硫工艺;查明了滇东北地区硫磺渣的成分特征,确定该地区的硫磺渣是一种含铁钛的弱磁性高硫贫渣或高硫极贫渣,其中有用组分铁、钛具有较好的综合利用价值。

    研究表明,滇东北地区废弃的硫磺渣中的有价元素具有工业利用价值。鉴于当地生产硫磺所用原矿类型、炼硫工艺、废渣组构相同,开发利用较为方便,利用湿式磁重联选主干流程将镇雄县黑树矿区低铁含量硫磺渣从全铁23%、20%的入选给矿富集到精矿产品59.96%、60.33%,富矿比分别达到2.61、3.02。这说明这类极贫渣有用组分不仅可选,而且选矿主干流程可行,适合用于回收滇东北地区硫磺渣有用组分的选矿作业。依据此试验,如进一步形成工业规模生产能力,按照回收每吨含铁60%以上的铁精矿消耗硫磺渣8~10 t计算,从滇黔川交界地区长年堆存的亿吨硫磺渣中,可回收数千万吨含铁60%以上的铁精矿,这相当于找到了一个新的无剥采比的大型露天磁(赤)铁矿床,硫磺渣资源化、减量化、无害化处置的综合效益将十分显著。

    专家组认为,本专著所建立的滇东北地区硫铁矿固废多技术路线组合调查和多学科综合评价方法及所取得的综合研究成果具有创新性,研究得到的结论和提出的对策建议对科学处置和综合利用我国硫铁矿固废具有启示意义,相关工作方法可以为国内矿业固废减量化、资源化、无害化调查评价提供重要参考。 

     

    《滇东北镇雄硫磺渣资源环境特征及调查评价方法》出...

    3月11日,第十八次李四光地质科学奖科研奖获得者、中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)原副总地质师肖克炎研究员新申报的战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”通过评审。在过去的40年间,从数学地质到数字化矿产预测,从信息化大数据分析再到如今的智能化资源勘查,肖克炎始终围绕国家需求、紧盯科技前沿刻苦钻研,奋战在中国地质行业数字化、智能化研究的前沿,成为这一进程的缩影和地质科学工作者的榜样。

    肖克炎研究员获李四光地质科学奖科研奖

    理想:将“计算机+矿产预测”作为“一生的事业”

    1980年,16岁的肖克炎考入湘潭矿业学院地质系煤田地质与勘探专业。如果不出意外,他的人生轨迹也会像他的许多大学同学那样,毕业进入煤炭行业,一生从事煤田地质方面的研究和实践。

    不过,20世纪80年代初,改革开放的浪潮席卷中国大地,对“科学技术现代化”的渴望蓬勃生长。那时的湖南,一件大事正在发生。1983年12月22日,中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机,在位于长沙的国防科技大学计算机研究所问世。“银河”对青年肖克炎的影响是巨大的,从小头脑活跃、热爱数学的肖克炎看到了计算机在煤田矿产资源领域的巨大应用前景。

    1983年年底,他为自己的实习论文圈定了两个方向——矿产资源趋势分析、计算机应用。学校没有计算机怎么办?在学校的支持下,肖克炎在核工业二三〇研究所(原长沙铀矿地质研究所)借了一台进口巨型计算机,它几乎占据了整个屋子。有了这个“宝贝”,肖克炎花费一个星期时间,对湖南湘中盆地煤田沉积谷地的矿产资源进行了5次趋势分析,圆满完成了实习论文。

    这次成功尝试,点燃了他以数学研究地质的兴趣和志向。当然,那时的他,还不知道未来计算机技术将飞速发展,更不知道自己将以此为起点,与“计算机+矿产”打一辈子的交道。

    1984年,肖克炎考取长春地质学院数学地质专业硕士研究生,师从著名数学地质专家王世称教授,并继续攻读该专业的博士学位。

    数学地质是用数学分析及建模的手段,对地质问题进行规律性的研究。然而,把复杂的地质现象进行定量化研究实非易事,不仅需要把矿床成因、地球探测信息技术、计算机等多学科的知识进行交叉、融合,更需要具有宏观的科学视野和创造性的数理推算能力。在学习和实践中,肖克炎不断探索多元统计分析方法的应用、金铜异常区复合模型的建立以及综合信息矿产预测等领域,像海绵吸水一样,在课堂授课、实习项目和国内外资料中汲取知识和经验,并最终将自己的专业方向确定为矿产预测。这也是他坚定不移的选择,为他未来的研究奠定了坚实的基础。

    在长春地质学院学习期间,肖克炎展现出了非凡的勤奋和才华。他发表了数十篇论文,远超学校规定的数量。期间,他还参与了由王世称教授主持的《综合信息矿产预测理论与方法体系》项目,并获得了国家科学技术进步奖二等奖。

    1991年年底,肖克炎博士毕业后不久,中国地质大学开始招收博士后。在博士后流动站和长春地质学院之间,为了自己的梦想,他选择了前者,来到武汉,成为中国地质大学“矿产普查与勘探”博士后。师从我国著名数学地质学家、原地大总校校长赵鹏大教授,进一步深化对数学地质的研究和应用。1993年博士后出站,已晋升为副研究员的肖克炎,来到资源所成矿远景区划研究室(简称“区划室”)工作。

    直到现在,肖克炎都很庆幸自己的“运气”,不仅能师从于数学地质领域有着“南赵北王”之称的两位泰斗,还能在中国矿产资源顶级科研院所找到专业最对口的工作岗位。当然,这份幸运并不是偶然的,而是他坚守初心、不懈努力的结果。 

    肖克炎研究员野外工作

    使命:“成矿区划”→“潜力评价”→“深部预测”

    踏上工作岗位,正直20世纪90年代,全国地质工作陷入低谷期,而肖克炎的“好运”却并未离他而去。

    肖克炎刚刚来到资源所,就赶上了一个大项目——全国第二轮成矿区划工作,并在其中从事成矿远景区划计算机化及GIS应用研究。巧合的是,肖克炎本科和硕士期间,也曾参与过全国第一轮成矿远景区划的部分工作。

    这个项目由时任中国地质地科院院长和地质矿产部总工程师的陈毓川组织领导。此时,经过数十年的找矿,不少地区已转入隐伏矿床、盲矿床预测寻找和评价阶段,找矿难度大,必须筛选出具有较好成矿远景的重点区域,形成“以点带面、点面结合”的找矿突破。同时,当时的地质科技与成矿理论较之改革开放前有了明显的进步,急需使用新理论、新技术综合研究最新的资料,指导找矿。

    陈毓川找到肖克炎,阐述了中国成矿体系和第二轮成矿区划工作的目标,以及应用计算机技术对区域成矿规律进行研究的设想。他强调,一定要注重开展全国和区域性物化资料综合研究,进行矿产预测和评价;要瞄准世界先进水平加快发展勘查技术,加快现代计算机技术的数据处理和成图技术研究,实现“地矿工作信息化”。

    肖克炎始终认为,陈毓川院士是自己重要的伯乐和导师。通过陈毓川指导与项目实践,肖克炎的学术视野愈发开阔明朗,牢牢把成矿系列理论作为计算机技术应用的基础和出发点,成为他所坚守的、不同于其他矿产资源数字化、智能化研究团队的鲜明特点。

    在第二轮成矿区划工作中,肖克炎作为主要骨干,带领团队逐步建立了以成矿系列理论为指导、以GIS计算机技术为支撑的综合信息矿产预测方法体系,开展了不同比例尺矿产资源方法学比较研究,提出了预测底图编图综合解释模型,完善了综合信息找矿评价模型的研究内容方法,编制了首张中国矿产成矿系列图和跨世纪找矿工作部署图,建立了全国成矿远景区划数据库。

    时间紧、任务重。有时候,“活儿”要得急,肖克炎经常要加班到下半夜。好在,辛勤的汗水换来了扎实的成绩:第二轮成矿区划成果“中国成矿体系和区域成矿评价”,在2004年获得国家科学技术进步奖二等奖,肖克炎是主要完成人之一。

    大项目催生大人才。1996年,肖克炎被破格晋升为研究员,1997年开始担任资源所成矿远景区划室总工,2000年,被任命为区划室主任。2006年,原国土资源部部署全国矿产资源潜力评价国情调查工作。这次,作为学科带头人的肖克炎,毫无悬念地成为其中“全国重要矿产总量预测”项目的总负责。

    从2006年到2013年,肖克炎上满了“发条”,瞄准“总量预测”目标任务,创立了矿床模型综合地质信息矿产预测方法;研发出地质专家系统预测与综合信息预测的预测模型,总结了以计算机信息技术为手段,运用矿床模型地质参数法进行资源潜力估算的预测工作方法流程;首次提出区域预测综合信息编图的综合解释模型、矿产预测类型、矿产预测方法类型、最小预测区等概念,创新发展了矿床模型地质参数资源量估算方法;建立了全国矿产资源潜力预测评价成果数据库,为国家资源决策提供了权威国情数据。

    肖克炎研究员在野外与国际知名专家共同野外查证

    矿产资源潜力评价预测成果促进了地质工作顺应时代的发展:广泛应用于我国“十三五”各类矿产勘查规划部署,厘定了我国26个重要找矿部署区带,优选110余处国家重要整装勘查区和矿集区;支撑国家找矿突破战略行动和矿业企业的矿产勘查,推动新发现多处大中型矿产地,实现找矿工作重大突破。即使是现在,其成果仍在发挥着重要作用。

    近年来,矿产勘查逐渐向深部转移,肖克炎智能勘查技术的研发目标也“由浅入深”,在科技部深地资源勘查开采专项“深部资源预测系统技术研究与示范”项目的支持下,围绕深部资源预测需求,系统开展了深部矿产资源预测理论研究、关键技术、平台系统研究,突破了成矿空间三维结构重建机制、深部矿化定位机制及深部预测途径等关键技术瓶颈,首次建立了找矿模型—三维建模—定量预测三元大数据深部矿产资源预测理论方法,自主研制了一套具有自主知识产权的深部综合信息预测评价平台系统,创新研发了深部成矿构造、地球物理、地球化学和地质异常的时空结构解析方法与深层次信息提取新技术,解决了矿集区深部成矿空间三维结构重建、成矿地质异常空间重构以及矿化空间定位等技术难题,推动了我国深部找矿、三维预测领域的技术进步。 

    深部找矿勘查示范基地

    一个个走在科技创新“风口浪尖”的大项目,有效地支撑服务了国家矿产资源安全保障和资源管理,引领了我国矿产资源潜力定量评价与预测科学进步。它们不仅赢得了近十个国家和省部级奖项,也为肖克炎带来了诸多荣誉:俄罗斯科学院与工程院外籍院士、享受国务院政府特殊津贴,以及部百名跨世纪科技人才、原国土资源部先进个人、自然资源部科技创新人才、湘江学者、楚天学者、珠峰人才等称号,而2023年获得的第十八次李四光地质科学奖科研奖,更是对他在地质科研方面突出贡献的充分肯定。

    与此同时,肖克炎不仅在个人学术研究上取得了显著成就,更在团队建设方面展现出卓越的领导力。

    在全国矿产资源潜力评价和国家重点研发计划等项目的实施过程中,他建立了一支集成矿规律、潜力评价、数学建模、软件工具研发等全链条、多层次的高水平科研团队,形成了全国领先的大数据智能找矿“理论—方法—系统平台”完全自主知识产权的开创性成果。

    在他的指导下,团队突破学科壁垒,出色完成了全国25种重要矿产资源2千米以浅资源量预测研究,圈定了各类找矿靶区4万余处、成矿远景区2000余处、重要矿集区240余处,并科学估算了不同深度预测资源量。在山东莱州—招远金矿整装勘查区、四川会理—会东矿集区、湖南—贵州锰矿整装勘查区、贵州贞丰—普安金矿整装勘查区、甘肃玛曲—合作金矿整装勘查区、西藏冈底斯成矿带等地,开展了深部(3000 米以浅)三维预测评价及找矿预测示范,取得了多项找矿突破。由此,肖克炎科研团队在国际SCI期刊上发表了论文106篇,获得发明专利24项,软件著作权27项,6人获得省部级及以上荣誉称号;培养了博士后5人、博士50余人、硕士100余人,为相关行业、企业输送了大量高素质人才。同时,举办各类培训班40余次,培训了行业、企业技术骨干近千人,他本人还在商务部举办的“一带一路”非洲预测方法培训班中多次授课,近千名国外地质专家聆听相关课程。这些工作和成果在学术界产生了广泛的影响,为矿产预测定量化发展作出了重要贡献。

    未来:发展人工智能预测技术是“创新的高地”

    所谓矿产预测,就是在现代地质成矿理论指导下,对预测区的地质、地球物理、地球化学、重砂和遥感等各种成矿信息进行提取解译,并使用先进的多元统计方法和计算机技术进行综合,从而确定成矿有利地段和靶区,并最终估算其矿床数和资源量。

    在如今的矿产预测领域,很少有人不知道MRAS(矿产资源综合信息评价系统)和MinExplorer(探矿者软件)。这套由肖克炎带领团队在全国矿产资源潜力评价项目实施期间自主开发并拥有全部核心技术与知识产权的矿产资源预测评价系统平台,打破了国外在此领域的技术壁垒,填补了我国矿产预测信息化领域的空白,已被全国32省(区、市)的上千家地质调查单位全面应用。 

    探矿者软件(MRAS3.0)赠送仪式

    科学的探索从来都是循序渐进、厚积薄发。

    早在1996年,肖克炎申请承担的“基于GIS平台矿产资源评价辅助决策系统”,在国内首次提出将传统矿产资源评价与现代地学信息技术相结合的研究思路并研制了MRAS软件系统;2002年,肖克炎承担国家863项目“地学空间信息三维可视化系统”,通过基于GIS的资源评价分布式网格计算,开始了对“探矿者”软件核心技术的研发与积累;2006年~2013年,“探矿者”在全国危机矿山找矿专项中推广应用,形成了矿床勘探3DEM储量估算系统;之后,“探矿者”升级为v3.0版本,实现了对三维数字矿床模型及深部矿产资源的立体预测评价。

    MRAS打通了矿产资源评价的GIS工作流程,实现了多源信息变量自动赋值及预测单元自动划分,彻底地改变了以往在预测单元选择、变量研究过程中进行矿产资源统计预测的费时费力的工作环境;而探矿者软件,则是一套适合地质矿产勘查、三维可视化智能分析、三维预测评价系统,其自主研发的三维矿产勘查评价智能地质制图、三维地质建模、三维可视化等底层核心技术,实现了从二维平面预测向三维空间立体预测转化,也使传统统计预测要几个月完成的工作,缩短到几天就可以完成。

    这些,都颠覆性地提升了地质工作中矿产预测的工作模式、准确度以及经济性。

    探矿者地质矿产勘查软件系统(MRAS v3.0)

    30多年对矿产预测数字技术的研发与应用,让肖克炎深深地体会到了“大数据驱动”已成为新的科学范式,而对前沿科学极为敏感的他则清晰地意识到,发展新一代人工智能预测技术是当前资源评价领域创新高地,地质找矿工作智能化已是“奔腾的江河”,必然势不可挡、必然汹涌向前。

    如今,在“人工智能+”找矿的大趋势中,肖克炎又针对战略性矿产资源开始了新的研究探索——通过战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”,针对锂、钴、镍等11个战略性关键矿产资源,创新大数据预测评价基本理论、方法流程、预测模型及成果表达等,研发智能地质预测模型和大数据精准预测技术,创新资源评价知识驱动和数据驱动双引擎,突破智能地质模型预测计算机关键技术,形成新一代智能战略性矿产评价软件系统,解决资源评价软件卡脖子难题。

    又是一场硬仗。在今后的4年中,肖克炎将带领项目团队,完成战略性矿产超常富集机理及成矿模型研究、战略性矿产大数据综合信息提取与智能预测方法技术研究、战略性矿产数字矿床模型及预测评价系统平台研发、战略性矿产重点成矿区带资源潜力定量评价、战略性矿产重点矿集区三维预测与找矿勘查示范等课题,继续推进矿产资源大数据智能预测评价水平,为国家提供更多的找矿新靶区,尽快找大矿、找好矿、找急需的矿提供重要支撑。

    熟悉肖克炎的人都知道,他有着地质人的豪迈大气,也有着数学家的精细严谨,既有身为学者的“勇攀高峰、敢为人先”,又有作为教师的“春风化雨、玉汝于成”。30多年来,被同事、学生称为“拼命三郎”的他,始终把李四光等地质先辈的科学家精神视为榜样和指引,以服务国家需求为己任,勇于创新、勤于实践,全身心地投入到了“推动矿产预测理论技术进步”的事业中,而未来,面对国家对能源矿产资源的全新需求和日新月异数字技术的不断召唤,他以科技创新驱动大数据智能预测方法研发的步伐也将更加坚定。

     

    深耕资源评价智能化——记第十八次李四光地质科学奖...

    峰丛洼地型地下河系统是广西农村主要的供水水源,但受控于其特殊地质结构,地下河系统具有水文动态变化大、旱涝灾害频发、开发利用困难、易受污染等特点,成为制约当地生态环境可持续发展的瓶颈问题。水文过程是岩溶生态环境可持续发展的关键驱动力,阐明其相关过程和机理是解决此问题的核心。中国地质科学院岩溶地质研究所科研人员选择桂林毛村地下河流域,解析各次级架构(泉、天窗、管道、裂隙)的水文地质特征,评价各含水介质的蓄水能力。各次级架构的水文衰退曲线均可划分为三个阶段,且每个阶段均符合指数模型,表明毛村地下河流域含水介质遵从孔隙-裂隙-管道模型;根据各次级架构水文衰退曲线计算孔隙水、裂隙水和管道水的比例,结果表明慢速流是毛村地下河流域蓄水的主要模式,快速流在上游浅层水循环的次级架构中所占比例最大;各次级架构电导率的变化曲线随着水位的变化而变化,基于电导率和水位变化曲线间的动态数学关系,计算得出基质的电导率值大于200 μS/cm,管道水的电导率值小于100 μS/cm,利用岩溶水体电导率的动态变化特征,可用于评估复杂岩溶含水系统的水资源量,在复杂岩溶地貌区水文地质研究具有广阔的应用前景。相关研究成果发表在国际期刊Journal of Hydrology。

     

    西南峰丛洼地型地下河系统水文过程研究取得新进展
      10月11-12日,由中国地质学会数学地质和地学信息专业委员会、国际数学地球科学协会中国国家委员会主办,中国矿业大学、煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室承办的第十三届全国数学地质与地学信息学术研讨会在中国矿业大学学术交流中心召开。

      会议主席中国矿业大学副校长秦勇教授代表学校致辞。他向与会人员介绍了学校基本情况。他表示,在中国矿业大学105年的办学历史进程中,已形成了以煤炭能源开发利用为主的办学优势,同时地学学科也得到了较大的发展。此次会议在矿大召开,是学校数学地质与地学信息教师和学生的一个学习契机,将会极大地促进学校数学地质与地学信息的教学、科研水平。

      开幕式由资源与地球科学学院党委书记姜波主持。中国地质学会数学地质与地学信息专业委员会名誉主任、原中国地质大学校长赵鹏大院士在开幕式上致辞并作了“大数据时代数字找矿与定量评价”报告。国际数学地球科学协会(IAMG)主席、中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室主任成秋明,中国地质学会数学地质与地学信息专业委员会主任委员陈建平,中国地质调查局发展中心主任严光生,江苏省国土资源厅副厅长刘聪分别在开幕式上致辞。

      (IAMG)前主席,来自加拿大地质调查局的Frits Agterberg教授和来自西班牙赫罗纳大学的Vera Pawlowsky-Glahn教授等4位外国专家。

      会议共有13位专家作了大会主题报告,在四个分会场共有58个专题发言。大会期间IAMG中山大学学生分会与中国地质大学学生分会进行了专题交流;IAMG中国国家委员会召开了工作会议;本次会议副主席、秘书长杨永国教授组织与会代表参观了煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室。



    第十三届全国数学地质与地学信息学术研讨会在中国矿大召开



    研讨会现场






    第十三届全国数学地质与地学信息学术研讨会在中国矿大召...

    为促进与国外地学机构及国际组织在地质能源领域的国际交流,推动各国地质能源领域务实合作,由中国地质科学院、英国贝尔法斯特女王大学、英国地质调查局、国际数学地质科学学会、中国地质大学(北京)共同主办的地质能源学术交流报告会(Joint Geo-Energy Workshop)于2017年7月19-20日在京召开。报告会由中国地质调查局党组成员、总工程师,中国地质科学院党委书记、副院长严光生和英国贝尔法斯特女王大学教授、国际数学地质科学学会主席珍妮弗•麦肯利女士共同主持。国际地质科学联合会主席成秋明先生出席了研讨会并作主题报告。

    严光生在会议致辞中指出,作为自然资源的重要组成部分,地质能源的开发利用对经济发展和人类生存至关重要,地质工作者有责任探究地表和地下的地质能源潜力,为人类社会可持续发展提供保障。严光生鼓励中英两国地质学家畅所欲言,并表示希望加强与英国相关地学机构及国际数学地质科学学会在地球物理、地球化学、地质数据分析、数学地质建模等领域的合作和交流。根据会议日程,严光生在会上作关于中国地质调查局已有国际合作项目及未来合作规划的报告。

    此次报告会探讨中英地学战略合作、中国与英国贝尔法斯特女王大学已有合作成果、“一带一路”未来合作方向等方面内容。南京中心、吉林大学等22个单位的代表参加了此次报告会。

    严光生作关于地调局已有国际合作项目情况及未来合作规划的报告

    参会人员合影

     

    严光生出席地质能源学术交流报告会

     

    部分中国参会代表合影

     

    有“地学界的奥林匹克”之称的第35届国际地质大会于8月29日至9月3日在南非开普敦召开。来自全球115个国家和地区的4200多名代表参加了本届大会,交流展示最新地球科学成果,共襄地球科学盛举。

    本届国际地质大会主题是“地球科学为社会服务、基础地球科学研究、经济发展中的地球科学研究”,主题下设48个科学专题。从大会的主题可以看到,本届大会是以鼓励和促进对地球基本特性的研究,以及对地球及其他扩展领域的了解为桥梁,以为地质研究开展国际间以及各学科之间的合作和共享为纽带,以为加强地质科学更广泛的服务人类社会和经济发展为目的,从而解决好地质学领域人类所面临的诸多问题。

    为提高我国地质科技研究成果的国际影响力,做好最近五年中国地勘行业地质成果展示,组织好我国地质科学家参加大会的学术交流,经国土资源部批准,由中国地质学会组织全国地勘行业的400余名地学领域的科学家和科技人员组成中国代表团出席本届地学盛会。

     

    中国展台

     

    精心谋划,向世界展示我国地质科学成果

     

    为组织好中国代表团的参展工作,中国地质学会领导高度重视,亲自指导筹备工作,组建了大会筹备组,下设组织组、外联组、展览组、学术组等多个工作组,做到任务清晰、责任明确。

    本届大会中国展台的展览主题是:促进和支撑中国社会经济发展的地质调查与地质科学研究,内容包括5个方面:一是中国地质调查工作最新进展与展望;二是中国基础地质科学研究最新进展;三是中国应用地质科学的最新进展;四是中国地质技术与应用新进展;五是国际交流与合作。

    自2015年5月起,大会筹备工作组正式启动展台成果资料征集。由27名院士和专家组成专家遴选小组,经过一轮轮遴选、推荐,最终产生了赴大会展出的59项成果,这些成果作为基础与应用地质科学研究的典型,在大会展出。

    中国展台成为开普敦会展中心一颗璀璨的明星,它向世界全面宣传展示了中国近五年地勘工作取得的成绩,展示了中国对地学科学发展和应用的最新贡献。各国参会代表和华人地质学家对中国地质研究成果兴趣浓厚,对中国地质界在推动地学科技进步及中国经济健康可持续领域所取得的成绩给予了很高的评价。

    与此同时,中国展厅还发放了内容丰富的宣传资料,其中定制的内有“国内知名地质学专家名录”等宣传资料的U盘、专业报告、地质图件、《地质学报》(英文版)、视频资料等内容详实,受到与会代表的好评。

     

    统筹协调,积极参与国际学术交流

     

    对于国际地质大会的学术交流活动,2015年5月发布的大会一号通知已明确了主题和要求,2016年3月的中国地质学会长沙年会上又特别对其进行了统筹部署。中国地质学会领导多次与中国地质调查局、中国地质大学、中国石油集团、核工业集团等理事单位联系沟通,确定了参加学术交流的方案及专题报告的筹备等注意事项,各项工作准备充分。

    由中国地质调查局组织的“地质遗产与保护”和“深部探测”等是大会学术交流亮点,参会的中国科学家紧扣大会主题,在地质遗迹保护、全球气候变化、地下水、地质大数据、地球动力学、深部地球探测、矿物学、地层年代学、矿产勘查等几乎所有的专题均有中国代表团成员精彩的专题报告,参会人员的学术影响力得到全面提升。借助大会平台,中国地质学会有效组织开展了国际同业科学家的学术交流,兼收并蓄,进一步提高了我国地球科学的国际影响力。

    尤其可喜的是,由中国青年地质科技工作者参与组织的青年分会场得到世界各国青年地质科技工作者的广泛参与,得到了大会主席的充分肯定。

     

    会谈竞选,提升我国地学界的国际地位

     

    8月30日,中国地质代表团李金发团长一行八人与美国地质调查局代表团举行会谈,目的是开展推动中美地质学会务实合作,搭建中美地质科学家合作交流平台。

    8月31日~9月1日,中国地质代表团八人代表参加了国际地科联理事会会议,会议听取了主席的工作报告和秘书长的管理工作报告;选举产生了第37届国际地质大会主办城市,韩国釜山在与德国、俄罗斯、土耳其等四国的同台竞争中脱颖而出,赢得2024年第37届国际地质大会主办权;开展了新一届的国际地科联领导机构选举工作,共有加拿大华人地质学家成秋明教授竞选国际地科联主席,中国地质代表团推荐的我国水文专家何庆成教授竞选地科联秘书长,我国南京古生物所的彭善池教授参与竞选2018~2022理事,由此,国际地质大会竞选舞台出现了3位华人科学家同台亮相的盛况,最后由国际数学地质委员会推荐的加拿大华人成秋明教授成功当选为新一届(2016~2020年)国际地科联主席。

    本次大会取得丰硕的成果,表明我国正在全面深入地参与管理国际地科联事务,提升了我国地学界的积极态度和做好地球科学发展的坚定信心。通过本次竞聘,几位代表在国际舞台上充分展示我国地质科学家的风采,提高了我国地质科学家的知名度和国际影响力,增强了我国地质科学在国际上的话语权。

    通过本次大会的参会参展、口头宣讲和论文展示活动,参会的中国地勘行业精英展现了良好的精神风貌,开阔了眼界,增长了见识,及时了解了地学前沿动态,交流、展示了地质的找矿及研究最新成果,增进了和世界各国地球科学工作者的友谊,提升了我国地质科技的国际影响力,为让中国地球科学所取得的成绩传遍世界谱写了新的辉煌篇章。

    中国地质学会的组织工作和宣传效果得到了国土资源部、中国地质调查局领导和中国参展代表的充分肯定。

    地质精英寻梦开普敦

    走过不平凡的2023年,我国科技工作者勇攀高峰,以加快实现高水平科技自立自强为己任,取得了一批世界级科技成果。他们上天、入地、探海,不断探索宇宙奥秘;他们关注基础研究、聚焦工程技术,持续更新和丰富人类知识宝库;他们心系国计民生,在环境、健康、农业等各领域成果斐然,努力让人民生活更美好。

    国之重器再添大国底气

    中国空间站:进入应用与发展阶段

      

    ▲神舟十六号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。新华社发

    已完成建造的中国空间站,开始了常态化乘组轮换和货运补给。神舟十六号、神舟十七号、天舟六号,我们在太空越来越游刃有余;空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功,中国空间站第四批空间科学实验样品交付空间应用系统进行研究,空间“实验室”正给我们带来更多惊喜;载人航天环控生保技术跻身世界先进水平、空间交会对接GNC(制导、导航与控制)技术进一步成熟……我国空间技术正不断发展并辐射到其他领域。

    罗斯海新站将建:南极即将有“新家” 

     ▲罗斯海新站效果图。国家海洋局供图

    11月1日,由自然资源部组织的中国第四十次南极考察队启程,他们此次考察的重中之重是建设我国第五个南极考察站——罗斯海新站,它将是新时代我国建立的第一个常年科考站,也将是继长城站、中山站之后第三个常年考察站,是中国首个面向太平洋扇区的考察站。它位于东南极罗斯海沿岸区域,建筑面积5244平方米,计划用于开展大气环境、海洋基础环境、生物生态等多圈层、多学科的观测监测和科学研究工作。

    高海拔宇宙线观测站:探寻高能宇宙线“捕手”

      

    ▲高海拔宇宙线观测站。新华社发

    5月10日,被称为“拉索”的高海拔宇宙线观测站通过国家验收。它建于海拔4410米的海子山上,占地面积1.36平方公里,是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站。借助“拉索”,科学家们取得了精确测量高能天文学标准烛光——蟹状星云的亮度、“捕捉”到迄今最亮伽马射线暴等多项成果。

    “梦想”号:我国首艘大洋钻探船

     

    ▲“梦想”号试航。新华社发

    我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——“梦想”号12月18日正式命名并在广州南沙首次试航。它总吨约33000吨,总长179.8米、型宽32.8米,续航力15000海里,自持力120天,稳性和结构强度按16级台风海况安全要求设计,具备全球海域无限航区作业能力和海域11000米的钻探能力,将为大洋能源资源勘查开采提供重要装备保障。

    基础研究、应用研究百花竞放

    “看”到纳赫兹引力波:打开人类探索宇宙的新窗口

    6月29日,由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵(CPTA)研究团队,利用中国天眼FAST——500米口径球面射电望远镜,独立找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。

    绘制首个马铃薯有害突变的基因二维图谱:我国马铃薯育种基础理论和技术进入世界领先水平

    中国农业科学院深圳农业基因组研究所科研团队,通过追踪最长8000万年、累计12亿年的马铃薯基因组进化痕迹,绘制了首个马铃薯有害突变的基因二维图谱。这一图谱将有效帮助育种家预测马铃薯育种中可能出现的基因“踩坑”处,大大加速杂交马铃薯的育种进程。

    “九章三号”光量子计算原型机:刷新光量子信息的技术水平和“量子计算优越性”的世界纪录  

     

    ▲“九章三号”光量子计算原型机(局部)。中国科学技术大学供图

    中国科学技术大学与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”。在构建“九章”系列光量子计算原型机的基础上,中国科大研究团队进一步揭示了高斯玻色取样和图论之间的数学联系,完成对稠密子图和Max-Haf两类具有实用价值的图论问题的求解,相比经典计算机精确模拟的速度快1.8亿倍。

    第二次青藏高原综合科考首次登顶卓奥友峰:我国具备了开展极高海拔综合科学考察的体系化能力  

     

    ▲我国科考队首次登顶世界第六高峰开展综合科学考察。新华社发

    卓奥友峰地处中国与尼泊尔边界、喜马拉雅山脉中部,海拔8201米,是世界第六高峰。这是我国科考队首次登顶珠峰以外的海拔8000米以上高峰。此次科考,开展了极高海拔自动气象站架设、峰顶冰雪测厚、冰芯钻取及雪冰样品采集等多项科考任务,围绕亚洲水塔变化、生态系统与碳循环、人类活动与生存环境安全、矿产资源与地质环境等重大科学问题开展考察研究,揭示极高海拔地区变化和极端过程变化对青藏高原生态环境变化的影响。

    关键技术、工程科技捷报频传

    白鹤滩水电站:中国水电行业达到世界一流水平

     

    ▲白鹤滩水电站。新华社发

    2022年12月20日,白鹤滩水电站全部机组投产发电。截至2023年10月12日,累计发电量突破1000亿千瓦时,它是我国实施“西电东送”的国家重大工程,是仅次于三峡电站的世界第二大水电站,总装机容量1600万千瓦,将有力保障长三角地区经济发展和民生用电需求。

    全球首个电光带宽达110GHz的纯硅调制器:硅基光电子领域取得重大突破 

     

     

    ▲110GHz高带宽硅调制器。北京大学供图

    北京大学研制的这款纯硅调制器,同时具有超高带宽、超小尺寸、超大通带及互补金属氧化物半导体(CMOS)集成工艺兼容等优势,满足了未来超高速应用场景对超高速率、高集成度、多波长通信、高热稳定性及晶圆级生产等需求,为高速、短距离数据中心和光通信的应用提供了重要关键技术支撑,展示了硅基光电子学在下一代超高速应用领域的巨大价值,对于下一代数据中心的发展意义重大。

    300MW先进压缩空气储能系统膨胀机:我国先进压缩空气储能技术迈上新台阶

     

    ▲300MW先进压缩空气储能系统膨胀机(局部)。中国科学院供图

    中国科学院工程热物理研究所和中储国能公司联合自主研发了国际首套300MW级先进压缩空气储能系统膨胀机。膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件,具有负荷高、流量大、流动传热复杂、高效宽工况运行要求高等技术难点。集成测试中,各项测试结果均达到或超过设计指标。

    全球首座第四代核电站商运投产:我国第四代核电技术达到世界领先水平

     

    ▲全球首座第四代核电站。新华社发

    12月6日,我国具有完全自主知识产权的华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程完成168小时持续运行考核,成功投入商业运行,装机容量为20万千瓦。建设中,科研人员攻克了多项世界性、行业性关键技术,研制出2200余台世界首台(套)设备,世界首创型设备超过660台,设备国产化率达93.4%。

     (本文刊登于《 光明日报 》2023年12月28日 第13版)
    “梦想”号入选《光明日报》二〇二三科技创新实现新...

    摘要:英国地质调查局和英国著名学府赫瑞瓦特大学联合组建莱伊尔中心,这是一个“开创性”的国家级研究中心,重点研究地球与海洋科学问题,并且将在应对气候变化方面走在世界前列。

    英国政府对莱伊尔研究中心的总投资为2100万英镑,联合投资方还包括英国自然环境研究理事会(NERC,英国地质调查局的上级单位)、苏格兰高等教育资助委员会(SFC)和赫瑞瓦特大学,其中苏格兰高等教育资助委员会将提供350万英镑经费支持。该中心位于苏格兰爱丁堡的赫瑞瓦特大学校园内,汇集了英国地质调查局的专业知识和大学的学术创新,可以确保后代研究者应对“世界面临的全球性科学和技术挑战”。目前,莱伊尔中心正在撒哈拉以南非洲研究气候变化问题,研究深海采矿的方案,以及研究海岸带生态系统的保护工作。

    赫瑞瓦特大学与英国地质调查局的这次联姻,在研究型实验室创建了英国唯一的深海底钻探设施和英国最先进的研究型水族馆。莱伊尔中心将通过倡导创新、协作和企业精神,致力于以可持续的方式解决自然资源和能源供应与安全中的一些重大问题,致力于培养应对全球性挑战的新一代优秀科研人才。在国际顶尖科研人员的共同努力下,莱伊尔中心正在由世界领先的学者和科学家解决重大全球性问题的解决方案:从海岸带生态系统保护到如何依靠内陆水系解决未来水需求问题;从撒哈拉以南非洲地区应对气候变化到寻求不会危机全球环境的深海采矿解决方案。

    莱伊尔中心的研究主题集中在两个主要方面:应用地球科学和生态科学。该中心将面临科学大挑战(见图1),其第一战略阶段,所确定的4大研究主题包括:

    (1)气候、生命及地表环境;

    (2)水以及地下环境中的生命;

    (3)地球能源资源;

    (4)风险、灾害及不确定性。

    图1 莱伊尔中心面临的科学大挑战

    莱伊尔中心目前已经涵盖非常广泛的综合研究领域,包括:

    • 海洋生态系统变异性的生物地球化学驱动力;

    • 海底生态学和生物地球化学:从热带海岸到深海的模式与作用过程;

    • 水母爆发对深海生态系统的生态影响;

    • 水生生物的生态毒理学和病理生理学;

    • 支撑海洋空间规划(MSP);

    • 能源:生物地球科学中的一个统一原则;

    • 河流和沿海地区是全球碳和营养素循环的“热点”;

    • 北极生态系统和全球变化;

    • 缺氧的海洋:生物地球化学热点和极端气候模式;

    • 表层和深部环境中的地质微生物学;

    • 碳酸盐岩储层;

    • 与CO2储存和非常规天然气生产相关的潜力和风险。

    莱伊尔中心旨在通过与其他国家和国际性研究机构的战略合作伙伴关系巩固和拓展这些核心优势,包括:

    • 能源:包括地震技术、碳捕获和储存、页岩气、清洁煤和非常规天然气、地热能、地下储气库;

    • 气候变化:包括土壤中的碳、土壤可持续性、海岸带污染、海岸线变迁、古气候、环境响应;

    • 海洋地球科学:包括大陆边缘、海洋地质灾害、油气勘探远景区、海洋钻探研究;

    • 土地利用/开发:包括浅层地质灾害、地球物理作用过程、城市地质(开发/土地利用的地下相互作用过程);

    • 水:包括水资源、水质和保护、生态和生物多样性、流域过程、洪水;

    • 矿产和废物:包括资源可供性、废弃矿山和受污染的土地、放射性废物;

    • 地球科学技术:包括地球和行星观测和填图、摄影、数学建模、数字建模与可视化系统;

    • 地球灾害:包括地震、火山和地磁;

    • 信息学:包括传感器开发和部署、数据创新、大数据、遥测。

    莱伊尔中心的科学创新精神体现在:(1)激发超越传统界限的、新的和变革性思想;(2)鼓励新的科学文化素质;(3)为新一代学术带头人、初级和高级研究人员以及学生创建一个充满活力的家园;(4)成为内外部专家参与的平台和交流的焦点,为非学术利益相关者、政策制定者和社会提供知识交流和建议的窗口。

    背 景:

    英国自然环境研究理事会(NERC)作为英国环境科学的最重要资助者,正在通过获得商业、能源和工业战略部(BEIS,这是2016年7月才由英国几个部合并组建的一个部,可能是目前全球最大的“部”)的资助来支持英国地质调查局和莱伊尔中心。NERC在英国是一个非部门公共机构,每年来自BEIS的经费大约为3.3亿英镑。

    赫瑞瓦特大学是一个全球性机构,学生超过30000名,专注于科学、技术、工程、商业和设计,特别专注于对发展至关重要的全球性问题的解决,如气候变化和能源。成立于1821年,大学校园在爱丁堡、迪拜和马来西亚也有专门的校区。该大学在思想和解决方案方面是公认的全球领导者。该大学在苏格兰排名第一,在英国排名前十,82%的研究领域处于国际先进水平,在世界范围内享有盛誉,是一所古老而又充满活力的学校。在学科排名中,矿业与采矿工程位居全球第34名。

    英国地质调查局是NERC的一个组成机构,是全球历史最悠久的地质调查局,是国家客观、公正和最新地质知识与信息的主要提供者,供政府、商业界和个人用户进行决策。地质调查局的主要职能是维持和发展国家对其地质情况的了解,以改进决策,提高国民财富和降低风险。也与国家和国际科学界合作在战略领域开展研究,包括能源和自然资源,环境变化和灾害的脆弱性,以及对地球系统的一般知识。

    英国地质调查局和赫瑞瓦特大学在此前已经开展过多方面的合作,成功的项目数不胜数,其中的一些旗舰项目包括:(1)创新型研究生教学和研究计划(英国自然环境研究理事会石油和天然气领域博士生培养研究中心);(2)海洋环境和生态系统评估(地平线2020计划:跨大西洋评估和基于深水生态系统的欧洲空间管理计划);(3)深时科学钻探(IODP);(4)全球领先的水资源和能源管理系统。其中的一些合作项目包括但不限于:(1)苏格兰碳捕获和储存(SCCS);(2)与政府机构其他极具影响力的合作伙伴关系如海上苏格兰、苏格兰国家遗产(SNH)、联合自然保护委员会(JNCC)、农业食品与生物科学研究所(AFBI)、英国海道测量局(UKHO)、海事和海岸警卫局(MCA)和国家环保总局(SEPA);(3)石油工业(石油和天然气管理局OGA以及二十一世纪勘探路线图古生代项目)。

    (摘自《国外地质调查管理》2017年第18期(总第55期))

     

    英国政府成立莱伊尔研究中心

    地图作为国际三大通用语言之一,是人们认识世界、改造世界、从事社会活动的重要工具,是社会文化现象的一部分。可以说,人们日常的出行、工作、旅游、学习都离不开各式各样的地图产品。

    地图通过丰富的线条、颜色、符号和文字等信息,描绘出地表的整体风貌,可是你知道它是怎么制作的吗?

    早在1700多年前,我国古代制图学家裴秀就提出了“制图六体”理论,通过分率(比例尺)、望准(方位)、道里(距离)、高下(地势起伏)、方邪(倾斜角度)和迂直(河流、道路的曲直)等理论总结了地图制作的经验和方法。裴秀的“制图六体”对后世制图的影响十分深远,直到明末西方的地图投影方法传入中国,中国的制图学才迎来再次革新。

    如今,一张纸质地图的制作需要通过测、编、绘、印四个步骤,下面就为大家详细介绍一下吧!

    第一步“测”

    地图制作的第一步是“测”,主要目的是获得地物的位置信息。由于地球并不是一个正圆体,其表面高低起伏变化大,确定地面点的位置,需要建立统一的坐标系,确定它的水平和高程的零点,也就是起算点(X、Y、Z)的(0、0、0)点。其中,大地原点是经纬度的起算点和基准点,水准原点是高程的起算点和基准点。在我国地图测量的起算点中,大地原点在陕西省永乐镇,水准原点在青岛。

    我国当前使用的最新国家大地坐标系是2000国家大地坐标系,其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心 ,是 测制国家基本比例尺地图的基础。

    确定坐标系统之后,利用各种测量仪器、传感器以及集成系统,对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集,并且通过关联各类型地物要素(如地貌、水系、植被和土壤等自然地理要素,居民地、道路网、通信设备、工农业设施、经济文化和行政标志等社会经济要素),形成基础地形图或基础地理信息数据库。

    目前获得地物空间地理信息的方式主要有外业测量、航空遥感测量、街景采集、无人机航拍、三维激光扫描等,由于获取信息的方式日趋多样便捷,所以数据的类型也更加丰富。

    第二步“编”

    地图制作的第二步是“编”。通过测量获得各类数据和信息后,如何在此基础上制作成各类用途的地图呢?这就需要为地图的绘制设计规则,并且遵循相关地图编制行业规范。

    编制中,根据实际工作需要,首先要确定地图制图区域和尺寸大小。

    制图区域关系着地图内容的范围大小和制图核心,一般有全国、省、市域、县域和城区范围,有时还会因工作需要定制特定区域范围的地图。

    尺寸大小关系着地图的载体大小和应用场景,一般有全开、对开、4 开、8 开、16 开等常规尺寸。景区旅游地图通常采用 2 开或 4 开的尺寸,这样更方便携带和手持查看,办公挂图或作战图则采用全开或更大尺寸,便于更全面详细地展示图中各类地理要素。

    不同的制图区域和地图尺寸决定了地图的比例尺大小,也同样决定了地图内容的详细程度。比如,一张实际比例尺为 1:3200万的中国地图,图中表示内容主要有省、自治区、直辖市界线,特别行政区界线、省级行政中心等信息。一张实际比例尺为 1:1600 万的中国地图,与 1:3200 万的中国地图相比,在内容上增加了地级市行政中心、县级行政中心等信息。

    一张实际比例尺为1:740万的城区地图,与1:1600万的中国地图相比,在内容上增加了地区界以及更多的县级行政中心。

    在尺寸不变的情况下,表示区域范围越小,比例尺就越大,地图所能展示的内容就越详细。

    其次是确定地图的内容表示。

    除了基础地图外,根据需要还会编制专题性地图,地图内容的主次信息表达会更加分明,地图设计的层次感也会更加强烈。

    最后是确定地图表达方式。地图的表达方式主要包括数学基础、地图符号、图例和图面视觉效果设计四个方面。数学基础设计即地图投影、制图网格密度及地图比例尺的设计。地图符号设计是专题地图中最重要的部分,具有科学性、准确性、实用性、艺术性。图例是地图上使用符号的归纳和地图内容的必要说明,便于读图和理解地图内容。图面视觉层次主要体现在专题要素突出、有层次差别。地图构图要保证地图主题得以充分表现,图名、图例、比例尺、文字说明、图片、图 表、附图等共同组成一个和谐的整体。

    第三步“绘

    地图制作的第三步是“绘”,就是依照设计好的规则利用数据成果绘制成地图。在传统制图时代,制图者使用专业绘图工具以手工绘制的方式制作地图,制作一张地图往往需要大半年时间。由于传统地图制作工艺复杂 、耗时较长,所以每一幅地图都十分珍贵。在古代,通常能使用地图的都是帝王,甚至大部分官员都没有资格使用地图。

    不过,到了数字化制图时代,依靠地理信息数据库进行数据提取、综合取舍、分层符号转化、图外整饰,可以更加便捷地实现地图数字化绘制。

    第四步“印”

    地图制作的第四步是“印”。地图绘制好之后,在印刷出版前,需要按照相关法律法规通过自然资源部门的地图审核,审核通过的地图 ,就可进行制版印刷了。

    通过以上四个步骤,最终我们才能看到一张精美的地图。所以,一张地图的诞生并不简单,它的背后凝聚着测绘专业人士的汗水和智慧。

    随着科学技术的发展,地图的内容、形式、载体也在不断变化,除了传统纸质地图,目前还有电子地图、手机地图、互联网地图等各类地图产品,它们以各自独特的方式服务于城市建设和人民生活。

    一张地图这样诞生

    一、河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站

    河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站(简称沧州国家站)依托单位为中国地质环境监测院和中国地质科学院水文地质环境地质研究所,属于“一站多点”形式,包括沧州主站、正定副站和通州、大兴、滨海新区、雄安新区、衡水、正定等5个观测点,总占地约10万平方米。

    以获取长期连续稳定的高精度、高质量地下水与地面沉降科学观测数据为核心,分别考虑了影响地下水降落漏斗与地面沉降的活动断裂、软土、重大工程建设、地下空间开发利用等因素,重点开展地下水与地面沉降观测技术方法研究、地下水降落漏斗与水平衡响应关系研究、地面沉降演化机制及防控对策研究、重点区域地面沉降风险评价等4方面研究。

    沧州国家站主要观测地下水动态、水分通量、沉降量、孔隙水压力等4大类指标7项具体观测内容,最早自2008年开始数据观测,累计接收数据154万条。目标是建成世界一流的科学观测研究设施和具有重要国际影响的人才培养与交流合作平台,大幅提升我国地下水保护利用与地面沉降防控科学研究水平,为京津冀地区水安全、粮食安全、生态安全、城镇安全和重大工程安全提供可靠的科技基础支撑。

    二、自然资源部地下水科学与工程重点实验室

    自然资源部地下水科学与工程重点实验室,始建于1990年3月,依托单位为中国地质科学院水文地质环境地质研究所,是自然资源部系统首个以地下水环境同位素示踪与测年技术为核心的权威实验室,是国际原子能机构的长期合作单位。

    重点实验室聚焦国家重大战略需求和地下水科学与工程前沿基础,依托拥有的加速器质谱仪、多接收电感耦合等离子体质谱仪、大型MAT 253稳定同位素比质谱仪、液相色谱—质谱联用仪、超低本底闪烁谱仪、惰性体质质谱计等大型设备,以地下水循环演化基础研究、地下水可持续性应用基础研究和重大关键技术研发为主要研究方向,构建完整的(年龄从数百万年至今)地下水测年技术方法体系与应用示范。

    重点实验室自主研发了地下水同位素测试及其他测试前处理装置的技术开发和改造工作15项,其中痕量惰性气体核素激光冷却技术、水中低水平氚测试技术、地下水14C年代测定真空脱气鼓气法采样技术达到国际同类实验室水平,并研制了一系列地下水同位素国家一级标准物质,通过技术研发促进了水文地质环境地质相关学科发展。

    三、自然资源部岩溶动力学重点实验室

    自然资源部岩溶动力学重点实验室依托单位为中国地质科学院岩溶地质研究所,成立于1997年,是自然资源部成立最早的实验室之一,建有丫吉试验场、毛村地下河观测站、官村地下河观测站等野外研究场地。

    重点实验室坚持以地球系统科学为指导,以岩溶动力学与资源环境为研究核心方向,具体包括:岩溶动力学与水文水资源、岩溶沉积记录与全球变化、岩溶作用与碳循环规律及源汇效应评价、岩溶生态系统演变与可持续利用,实现岩溶探测方法、岩溶水野外观测技术、岩溶水数值模拟等研究方向的创新。

    重点实验室围绕我国南方具有代表性的峰丛山区岩溶泉系统,进行岩溶含水介质结构和水动力场研究,建立岩溶含水系统物理模式及其相应的数学模型。自1986年持续开展表层岩溶带、岩溶泉、地下水水位的数据积累,评价了石漠化恢复的水文效应。建立了反映南方岩溶水运动规律和调蓄机制的空间分布式数学模型。今后将继续促进岩溶含水层的研究与水资源可持续管理的结合,为实现岩溶地区“绿水青山”和“低碳发展”提供更多具有推广应用前景的科技成果。

    四、自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站

    自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站,始建于2010年,依托单位为中国地质调查局西安地质调查中心,属于“一站多点”形式,包括红石峡主站、红石桥副站和植物园观测点、林场观测点、小壕兔观测点等。

    观测研究站以解决水与生态的关键科学问题为目标,开发植被生态与水的动态监测技术,研究大尺度的植被生态和地下水关系,提出流域尺度植被指标与地下水位变化的耦合方法,揭示场地尺度植被利用地下水规律,建立识别优势植被对地下水依赖程度的方法体系,为基于生态环境保护的地下水开发利用提供科学依据。

    采用分析根系耗水来源的氢氧同位素技术,揭示了旱柳、杨树等乔木生长受水分胁迫机理以及水分恢复期植被根系吸收水分来源与分配机制,计算出毛乌素沙地与黄土高原过渡地带旱柳、杨树等乔木人工栽植间距应大于6.4米,为毛乌素沙地等干旱区植被生态环境防治提供了科学依据。

    (作者系中国地质调查局科技外事部科研处四级调研员)

     
    地下水相关科技创新平台简介

    Lei Wang,, 英国地质调查局水文地质专家,致力于实时地理信息处理、GIS建模与GIS开发、气候变化与土地利用对水资源的影响、综合环境过程建模、农业用水污染扩散过程、地下水与地表水概念与数学建模等方面的研究。介绍了可持续排水系统(SUDS)、伦敦水资源综合管理、第一个在线实时建模平台、GIS无缝地下水流模型、小雨径流补给模型、集中地下水流动模型、加的夫城市地下水模型、格拉斯哥地下水模型、农业扩散水污染模型、虚拟现实、可视化和信息管理。

    议题:城市水文和水文地质建模经验

    2018年11月25日,自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所党委书记带领离退休管理处一行三人给年满90岁的老寿星崔光中送去了生日祝福。

    崔光中老先生,1928年11月出生。多年从事有关岩溶水资源勘察、国家重点矿山建设及岩溶水矿床审查工作;首创我国地下河物理模拟装置,建立拟三维层管耦合物理—数学混合模拟模型,建立我国第二代由微机与微电子技术结合的岩溶管道水流物理模拟装置;在第三十届国际地质大会上,首次提出“滨海区承压水开采压力场二次转换理论”,对湛江、北海防海水入侵提供防治对策,得到专家评审团的充分肯定;1983年获地质矿产部地质成果找矿一等奖一次,三等奖三次。1959年被地质部机关评为六好共产党员,1965年地质部关机五好职工,1987年被评为桂林市优秀共产党员,1989年荣获广西壮族自治区及国务院授予的先进工作者称号,1992年起享受国务院颁发的政府特殊津贴。

    慰问组一行与崔老促膝交谈,详细了解了崔老的身体状况、日常生活等情况,祝崔老福寿康宁,再三叮嘱崔老要多保重身体,并介绍了岩溶所改革近况和主要工作。交谈气氛热烈,欢声笑语不断。

    崔老表示,深切感受到了所党委对老同志一如既往的敬重、关心、关怀之情,感受到大家庭的温暖和老年生活的幸福。

    岩溶所给90岁老寿星祝寿
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