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地势环境科技发展近况与展望范文

时间:2022-03-28 03:24:37

地势环境科技发展近况与展望

环境地质调(勘)查、评价技术

区域环境地质调查技术经历了从宏观观察为主到利用遥感、信息技术为主的转变过程,航空遥感、信息处理技术已成为区域环境地质调查的主要手段,调查效率、精度都有很大提高,而调查成本却大大降低.航空遥感和信息技术的进步为区域环境地质调查带来了更为方便的技术,其作用越来越强,随着影像分辩率的提高,已开始应用于大、中比例尺的环境地质调查,甚至于地质环境的动态监测,如利用无人驾驶机航空照片对地质灾害进行应急调查,采用遥感和信息技术对矿山开发活动和矿山地质环境进行动态监测等都取得了实质性的进展.同时,信息技术的发展和普及搭载网络平台,也为环境地质调查数据的处理、管理提供了越来越多的方便,全省1∶50万、1∶20万区域环境地质调查成果基本实现了图形数据管理,建立了县级地质灾害调查成果数据库,使调查成果更方便、更广泛地应用于经济社会各个领域.环境地质评价主要在质量评价技术方面取得了新进展,对提高我省环境地质评价技术水平起到了带动作用.

地质环境保护与治理技术

采取以预防为主的管理模式,主要是通过监测、预测、评估,掌握或判断地质环境的变化,制订相关管理办法,控制破坏地质环境的行为.在地质灾害危险性评估技术方面,经过十多年的实践总结,逐渐形成了具有我省特色的针对建设工程特点的预测评估方法;矿山地质环境保护与恢复治理方案编制技术也在逐步走向成熟.地质环境治理技术近年来以地质灾害防治和矿山地质环境保护与治理为契机,得到了较快发展.自2003年以来,累计治理矿山253处,复垦土地面积8386.3ha,治理地面塌陷等灾害点329处,矸石山113座,植树72万余株,到2008年底,全省共治理矿山地质环境1110处,恢复土地面积7513.7ha,其中耕地4392.8ha,建设用地1183.1ha,搬迁村庄151个19780户60822人,建立矿山公园3处,在取得显著成绩的同时,矿山地质环境治理技术也得到了长足发展,其中废渣护坡技术、采矿塌陷地整治技术、生态修复技术等都取得了一定经验.

地质遗迹保护技术

地质遗迹保护作为地质环境保护的主要内容,近年来得到快速发展.2006—2008年开展了全省古生物化石地质遗迹资源调查评价工作,划分了5个世界级、4个部级、20个省级古生物化石地质遗迹产地,出版了《中国河南恐龙蛋和恐龙化石》、《河南省地层古生物研究》等专著.在推动地质公园建设的同时,实施了一批地质遗迹保护工程,通过建立护拦、原地加固、设标识牌、警示牌、导游牌等设施,保护其不受破坏.

地质灾害调查、评价及防治技术

地质灾害隐患点的调查是防治工作的前提,在县(市)地质灾害调查与区划的基础上,编制完成了易发区(县)的地质灾害防治规划,每年通过汛前排查、汛中巡查、汛后核查等形式,建立了全省地质灾害隐患点数据库,实现了地质灾害隐患点的基本掌控.2003年以来,实施了一批地质灾害应急勘查治理工程,通过地面测绘、钻探、井(槽)探、物探、现场试验和取样测试等综合手段,使勘查方法更加有针对性,勘查技术水平有较大提高.地质灾害评价包括区域性风险评价和灾害体的稳定性评价,我省研发了基于GIS技术的风险评估系统,采用传递系数法和计算机软件对滑坡、不稳定斜坡的稳定性评价技术得到了推广.地质灾害防治技术分预防和治理两方面,预防技术包括制定规划、防灾预案、气象预警、群测群防等,已在地质灾害多发区得到了普及.治理技术主要指工程措施,防治泥石流灾害的拦挡、疏导技术、防治崩塌滑坡灾害的削坡减载、抗滑桩、重力式挡墙、截排水、坡面防护、浅层锚固等技术在省内都有应用,其中泥石流防治的疏排与拦蓄相结合技术,滑坡防治的抗滑桩与排水、锚固、挡墙相结合技术都取得了实践性突破.

应用性环境地质技术

农业地质:黄淮平原经济区农业地质调查项目初步查明了土壤环境中污染元素和有益元素的分布特征,基本查明了洛阳牡丹、信阳茶叶、四大怀药、杞县大蒜、许昌烟叶、灵宝苹果等特色作物产地的土壤地质背景、地球化学特征以及黄河流域地表水、浅层地下水质量状况,对黄淮流域农业土壤环境质量进行了评价.环境水文地质(地方病):开展了河南省农村居民饮用水调查和与饮用水环境有关的地方病研究,拓展了环境地质技术的应用领域.旅游地质:在开展省内地质遗迹保护和地质公园建设工作的同时,培养了一大批旅游地质人才,推动了省内地质旅游与山水旅游事业的大发展.地质科普:2008年落成的河南省地质博物馆新馆,拥有当时国内最先进的地学科普技术手段与丰富的地质科学内涵,参观人数超过了150万;省内各地质公园也相继建立了独具特色的地质博物馆.2007年建成的中国西峡恐龙遗迹园为研究地球灾变事件和恐龙的生活习性、生态环境与物种灭绝等提供了理想的科学研究基地.

“十一五”期间地质环境科技发展主要成果

1取得的进展与成果

基础水文地质工程地质环境地质研究取得新成果.完善了河南平原第四系层型剖面和第四纪综合地质表,分析预测了各种变异条件下地下水流系统演化的趋势,预测了未来若干年气候环境变化趋势.完成了全省地质灾害易发区县(市)级地质灾害调查与区划,建立了地质灾害隐患点数据库及管理信息系统.矿山地质环境保护与治理技术得到了快速发展.完成了省、市、县三级矿山地质环境调查、矿山地质环境保护与治理规划,启动了矿山地质环境保护与恢复治理方案的编制工作,矿山地质环境调查、保护、恢复治理技术逐步系统化、标准化.地质灾害防治技术水平进一步提高.提出了基于建设项目特点的地质灾害危险性评估方法,遥感、原位测试技术、计算软件等新技术在地质灾害勘查中得到了应用;工程治理措施更加多样化、综合化;地质灾害预警预报技术有了大的发展,建立了省级汛期地质灾害气象预警系统平台,开展了中原城市群地质灾害风险评估与区划.

地质遗迹保护与地质公园建设技术走在全国前列.目前,河南省保有4个世界级地质公园(嵩山、云台山、伏牛山、王屋山—黛眉山),13个国家地质公园,3个国家矿山公园,一个部级地质遗迹自然保护区(南阳恐龙蛋化石群),另有13个省级地质公园,2个省级矿山公园.实施了一大批地质遗迹保护项目,全省有60余处重要地质遗迹得到比较严格的保护.在推动地质遗迹保护区和地质公园申报、建设、管理过程中,规划、建设、管理技术得到了不断提高.地下水环境监测技术取得了新突破.引进了单孔多层地下水监测井施工技术和地下水位水温遥测、自动记录技术,提高了监测精度,实现了一孔四层地下水动态的自动化监测和实时传输.地质环境专项科研成果突出.组织了两批13个地质环境科技攻关项目,其中部分项目已取得了预期成果,有的达到了国内领先水平,有的获得了省、厅级科技成果奖励,全省地质环境科技创新能力和技术支撑能力不断提升.

2科技人员队伍现状与科技人才培养情况

与“十五”相比,从事环境地质科技工作专业的人才队伍建设有了很大发展,2006—2009年四年间,全省国土资源行业新增环境地质相关专业青年科技人员300人,科技人员的平均年龄降低,中青年人员比例大幅增加,40岁以下的技术人员占到68%(图1);学历层次和职称层次提高,本科以上的技术人员比例超过了三分之一,具有中级职称以上的技术人员的比例达53.5%(图2、图3).各专业之间的结构比例也趋于合理.

3科技创新体系建设

“十一五”期间,经省国土资源厅批准建立的与地质环境有关的河南省国土资源重点实验室3个,工程技术研究中心4个(表2).经国土资源部和省国土资源厅审查批准,全省具有环境地质相关专业调查、勘查资质的单位30家,具有地质灾害防治工程勘查、设计、施工、监理资质的单位30家,具有地质灾害危险性评估资质的单位40家.

4科技交流与合作情况

国际交流与合作:河南省环境地质工作自上世纪八十年代走出国外,主要是面向非洲、美洲和亚洲市场上的水文地质工程地质项目,以村镇凿井、城镇供水项目为笼头,带动了场地工程地质勘察、地基处理与岩土工程施工等业务.2006年以来,先后与日本、尼日利亚等国家开展了交流合作.在地质公园建设方面,多次与国际组织合作,接受国际组织和国际知名专家的考察,受到了好评.国内交流与合作:先后与中国地质调查局、中国科学院、中国地质大学、中国矿业大学、中国石油大学、郑州大学、西安有色冶金设计研究院等单位合作,共同开展地质环境科技项目研究,取得了良好效果.省内学术交流:2006—2009年,河南省地质学会举办学术交流活动,得到了广大地质环境工作者的积极响应,共发表地质环境相关专业论文共170余篇(表3).2007年9月省地质学会水文地质与环境地质专业委员会、地质灾害专业委员会组织召开了“河南省水文、环境、灾害地质学术交流会”,会议交流论文40余篇.

环境地质领域科技发展趋势与存在问题分析

1科技发展趋势分析

地质环境安全面临严峻挑战.快速发展的河南,给地质环境保护工作带来了前所未有的挑战,一方面人类工程活动加剧,巨型工程(跨流域调水、高速铁路、高速公路、地铁工程等)的建设、采矿规模的扩大、大量“三废”的排放对地质环境构成严重威胁,地质环境正在遭受前所未有的破坏或改变;另一方面城镇规模快速膨胀、社会经济易损性加大、人类抵御灾害的能力降低,地质环境的安全风险加大.同时,地质环境问题和地质灾害具有较强的隐蔽性和滞后性,一旦发现即有可能造成难以挽回的严重后果,而且修复治理难度大、周期长,有些甚至是不可逆的,因此在相当长一段时期,地质环境安全仍是环境地质研究的重要方向.

预防性研究引起重视.正是由于环境地质问题的隐蔽性和滞后性,需要加强预测性研究.环境地质科技面临三大课题,一是地质环境预测、评价技术,需要更准确地预测工程建设或人类活动、气候变化等对地质环境可能产生的影响,以及这种影响发生的时间、地点、受害对象、危害后果等;二是地质环境保护技术,需要研究地质环境开发利用过程中如何用更小的代价,换取更大的综合效益;三是地质环境修复、治理技术,将受破坏或改变的地质环境进行修复或整治,是未来地质环境工作面临的一项主要任务,矿山地质环境恢复治理已纳入到采矿生产成本,重大工程项目的环境整治也进入项目设计,但这方面的技术还处在原始的土石方工程阶段,缺乏先进有效的技术支撑.信息技术将成为地质环境管理、研究的主要工具.信息和网络技术的广泛应用推动各行各业在生活理念、服务方式、价值取向等方面都发生了很大变化,人类通过信息和网络对世界的观察更开阔,对事物的观察更细致,对地质环境的关注度更高,信息技术已成为环境地质研究不可缺少的重要工具,也即将成为实现人类对地质环境科学、有效管理的重要工具.

环境地质学科体系亟待完善.现有理论和技术远不能适应经济社会发展的需要,理论与实践存在脱接,地质环境监测仅局限于地下水和地质灾害点,监测范围需要扩大到整个国土范围,监测和研究内容应拓展到所有的地质环境要素,监测和研究方法需要降低成本、提高质量、更好地服务于社会,地质环境保护与修复也面临更多的技术难题.经济社会发展对环境地质工作的需求正在发展重大变化.环境地质业务正在由传统的水文地质工程地质环境地质勘查评价转向以地质环境保护与治理为主的领域,为工业化、城镇化、现代化建设保驾护航,降低人类工程活动对地质环境的影响,修复被破坏的地质环境成为未来环境地质工作者的重要任务,传统的环境地质理论与技术面临创新与变革.

2存在问题与原因分析

科技创新基础薄弱.主要表现在省内大学对口专业偏少,针对河南省地质环境条件培养的专门人才偏少;从事生产实践的人员多,科研人员少;地质环境科技创新平台建立时间短,数量少,设备严重不足,缺乏项目和资金支持;地质环境监测项目少,手段落后,不能适应地质环境管理工作的需要;公益性、基础性、区域性环境地质研究滞后.地质环境保护意识亟待加强.河南省人口多,经济社会发展相对落后,人口、资源、环境压力虽大,但就业、吃饭问题更重于环境保护,在一定程度上以牺牲环境、资源换取经济发展的现象短时间内难以消除,地质环境保护任务艰巨.科技人员队伍偏于年轻.近年来,全省国土资源科技人员队伍发展较快,环境地质相关专业广受重视,人员规模快速扩张,但新人多、老人少,老科技人员的传、帮、带作用被弱化.此外,全省在环境地质领域知名度高的国际、部级大专家很少,具有高水平、影响力较大的地质环境类科技成果也显不足.

“十二五”地质环境领域科技发展工作部署

1基本思路

紧紧围绕建设中原经济区“不以牺牲农业和粮食、生态和环境为代价的三化协调科学发展,着力建设资源节约型和环境友好型社会”的奋斗目标,集成创新,重点突破,服务急需,兼顾长远,切实提高全省地质环境科技支撑能力和科技创新能力,推动并实现地质环境及地质灾害调查、监测、评价、利用、保护、治理、恢复和管理现代化,建设一批地质环境科技创新平台,增强地质环境科技为社会服务的能力.

2重大科技项目部署

典型区域地质环境调查、评价与监测技术研究.以环境地质调查评价与地质环境监测网络建设为依托,选择郑汴洛地区、小秦岭金矿区、栾川钼矿区、永城煤矿区、郑州煤铝矿区等典型城市群、典型工矿区探索环境地质综合调查评价方法,开展高精度、中大比例尺的环境地质调查技术研究,引入高精度的卫星影像数据和定位技术、自动化实时传输技术等,建立适用的区域地质环境监测预警指标体系,完善目前以地下水监测为主的地质环境监测网络.

郑汴新区地质环境监测及重大环境地质问题防治研究.结合郑州市、开封市与郑汴新区发展规划,查明城市地下三维空间的地质环境与重大环境地质问题隐患,对城市地质环境容量进行评价,对城市建设导致的地质环境改变与地质灾害开展预测;针对城市地铁工程、垃圾处理场、新的排洪工程(包括人工湖等)、快速扩张的新城区、应急水源地等地质环境敏感区开展地质环境现状评估、重大环境地质问题预测和预警研究,为大型城市地质环境安全提供技术保障;在郑州市对地铁工程沿线开展地面变形监测;在垃圾处理场周边开展水、土质量监测;在集中供水水源地开展地下水环境监测.

国家重大工程建设对地质环境影响及防治对策研究.以南水北调中线工程、铁路客运专线、高速公路沿线地质环境变化为研究重点,对地质环境安全进行预测评估,重点开展沿线高陡斜坡变形监测、地质环境变化调查与监测、地下水环境监测、土壤污染监测等技术体系研究,开发以保护重大工程安全、清洁运行为目的的地质环境监测预警技术.重大地质灾害发生机制与防治对策研究.在对已有成果进行综合整理的基础上,结合即将展开的重点县市地质灾害详细调查和人类工程活动特点,进一步研究确定重大地质灾害易发区与隐患点,提出重大地质灾害中长期预测和防治对策,优化重大地质灾害临灾监测预警网络,更新重大地质灾害隐患点数据库,升级全省地质灾害防治信息系统.突发性地质灾害应急调查技术集成研究.着重于应用航空多光谱高分辨率遥感、差分雷达、GPS高精度变形监测等多种手段相结合,形成突发性地质灾害快速应急调查技术集成,为突发性地质灾害灾情评估、应急会商与救灾工作服务.

汛期地质灾害预警系统优化研究.开展大比例尺地质灾害信息与高密度雨量数据的集成研究,预警模型研究,预警系统与自动化雨量站、地质灾害监测系统的数据集成、对接研究;对已有预警区划、预警判据及地质灾害数据库进行修订和校核,更新预警预报硬件、软件设施,探讨新的预警方法及途径;优化汛期地质灾害短期预警预报,探索汛期地质灾害中长期预测.河南省粮食与经济作物主产区农业地质研究.河南粮食生产对维护国家粮食安全具有重大影响,确保2020年粮食综合生产能力650亿公斤以上的任务更加重要①.着力于在省内粮食主产区、经济作物主产区、蔬菜生产基地、其他特色优质农产品生产基地,深入开展与农产品产量、质量相关的地质背景研究,建设全省农业地球化学数据库,建立土壤母质与耕作层质量评价指标体系,研究土壤水与地下水资源保障能力,开展平原区地下水库人工调蓄技术方法研究,提出促进农业高产、优质、高效、安全生产的对策建议.

河南省典型矿山地质环境保护与恢复治理技术集成与示范.选择以煤、铝、金、钼为主的省内典型矿山,依托遥感、GPS、地球物理与地球化学等技术,开展矿山地质环境变化动态监测技术研究,探索矿山地质灾害预测预警方法;总结完善矿山地质环境保护技术、矿山地质灾害防治技术、矿山地貌景观与生态系统恢复整治技术,形成有针对性的矿山地质环境保护与恢复治理技术体系.河南省重点地质遗迹调查、评价与保护技术研究.完善全省地质遗迹、地质景观评价科学体系,科学评估重点地质遗迹的学术价值、科普价值与旅游价值;针对性研发各类型地质遗迹、地质景观的实质性保护技术;开展重点古生物化石产地评价、发掘方法、地层、构造与古生态综合研究,探索古地质环境变迁规律;提出地质遗迹保护与地质公园建设对策建议.

中心城市浅层地热能勘查与开发利用技术研究.主要在中原城市群地区开展典型城市(区)浅层地热能调查评价技术研究,浅层地热能开发技术研究,探索测定岩土体热物理参数及相关物理性质指标的方法,研究浅层地温资源的评价方法和计算参数,开展浅层地下水源热泵回灌及土壤源热泵利用试验,评价浅层地热能的适宜利用方式,建立浅层地热能的勘查、开发利用与保护技术体系,建成一批浅层地热能开发技术示范工程.深部地热资源勘查、开发技术研究.在豫西地区寻找浅埋型带状热储,在豫东平原地区寻找深部中、高温层状热储,研究地热资源找矿技术和地热田勘查、开采方法;研究热储埋藏分布规律及特征,分析地温场变化规律,提高地热资源储量及可开采量评价技术水平;改进地热井成井技术和已有地热井的保护、井管检测与修复技术,创新地热资源综合开发利用模式.

煤下铝矿床开发水文地质工程地质条件研究.河南省煤下铝资源丰富,但煤层下压覆的铝土矿床开采技术条件不明,水文地质工程地质环境复杂,亟需开展相应研究.选择新安、渑池、荥巩等典型矿区,开展煤下铝矿床水文地质工程地质条件评价方法研究,煤矿开采条件下的铝土矿矿床水文地质工程地质条件预测评价方法研究,初步形成适应河南煤下铝矿床特点的水文地质工程地质勘查评价技术体系.

科技创新体系及人才培养计划

1科技创新体系建设计划

在“十一五”科技创新体系建设成果的基础上,不断完善环境地质专业重点实验室和工程技术中心,提升其科研实力,增加地质环境监测重点试验室、矿山地质环境保护与恢复治理工程、浅层地热能资源勘查与开发研究技术中心.“十二五”期间,力争将河南省地质灾害重点实验室、河南省地热能开发工程技术研究中心、河南省浅层地热能勘查与开发技术研究中心升级为省级重点实验室或重点研究中心.

2科技人才队伍培养计划

加大高端人才的培养和引进,立足河南实际,通过项目带动、合作培养、联合推荐等方式,造就一批省内著名、国内知名、具有较强解决实际问题能力的环境地质与地质灾害研究专家;引进一批具有真才实学的专业博士、博士后加入河南环境地质与地质灾害研究团队,鼓励国际、国内知名教授、研究员以聘任、合作研究等方式参加河南环境地质与地质灾害科技攻关活动.到“十二五”末,力争环境地质专业博士不少于20人,教授级高级工程师增加到15人以上.积极推荐学术带头人、青年科技专家和骨干,建立省环境地质专业科技创新队伍,培养环境地质专业学术带头人和青年科技专家.

科技交流与合作计划

1地质灾害防治研究合作计划

在省内加强与气象、水利、城建、铁路、公路、教育、旅游、地震等部门合作,开展针对气候变化、突发灾变事件、工程建设引发地质灾害的预测和防治对策研究,以推进和完善地质灾害气象预警预报、重大工程建设地质灾害危险性评估和地质环境影响评价为契机,形成多部门联合攻关防治地质灾害的创新机制.支持省属单位与部级及部属研究机构、大学签属战略合作协议,建立长期稳定的信息交流与技术合作机制,联合开展省内地质灾害调查、监测、评价、防治项目;借助省地质学会、省矿业协会等组织,邀请国内国际著名地质灾害研究专家来河南开办讲座、培训,开展学术活动,提高全省地质灾害研究的整体水平.积极参与国土资源部组织的地质灾害监测和预防、环境和气候变化监测等国际合作计划,并将其与省内重大地质灾害防治项目密切结合,切实提高全省地质灾害防治能力.

2地质环境保护研究合作计划

在省内加强与相关部门和企业合作,开展针对地质环境保护与治理技术的研究;以推进和完善地质遗迹保护、矿山地质环境保护与恢复治理、城乡地质环境监测管理等工作为契机,联合攻关,在广义地质环境领域取得综合性理论与技术进步.加强与国内外科研与教学机构的交流与合作,借助国家与省重大地质环境工程项目,建立长期稳定的信息交流与技术合作机制.积极参与国土资源部组织的地质环境保护国际合作计划,追踪学习国际前缘地质环境领域先进理论与技术方法.

3矿床水文地质研究国际合作计划

按照地质找矿走出去的战略,省内地勘单位已在非洲、亚洲、美洲一些国家和地区开展了矿产地质勘查工作.矿床水文地质是矿产勘查的重要组成部分,借助矿产勘查项目加强与国外水文地质专业人员的交流与合作,学习借鉴国际先进矿床水文地质勘查技术方法,交流采矿过程中地下水的防治技术,提高我省矿床水文地质工作水平.

作者:郭新华单位:河南省国土资源科学研究院

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