中国地质调查局舟山海洋地质灾害野外科学观测研究站进展与成果

舟山群岛地处长江口以南、杭州湾东部,为中国第一大群岛。该区域海洋地质环境条件复杂,海底地形复杂多变,海岛间最大水深达120 m。水动力环境复杂多变,最大潮差约8 m,特别是受多岛环境影响,潮流场复杂多变,最大瞬时潮流流速近5 m/s,受台风和风暴潮影响显著。同时,该区域也是巨量长江入海物质运移的必经之路,陆海相互作用强烈。研究区海底滑坡、海底侵蚀、海底浅层气等相关的海洋地质灾害问题多发、频发。

基于无人机倾斜摄影的三亚市蜈支洲岛综合地质调查研究

交通不便、植被覆盖茂盛、地形险峻等因素导致无居民海岛开展综合地质调查研究极其困难。为了补充登岛调查人员不足,降低安全风险,提高作业效率,本文探索无人机倾斜摄影技术在无居民海岛综合地质调查中的应用。利用飞马D20无人机搭载5镜头D-OP3000模块,快速获取海岛低空(190 m)、多角度、高精度影像数据,影像平均地面分辨率优于0.03 m。对获取的影像数据应用Smart3D软件生成数字正射影像(DOM)、构建海岛实景三维模型,并基于实景三维模型实现对海岛进行全方位观测,提升对海岛的宏观认识。通过对数字正射影像及海岛实景三维模型进行综合研究,结合实地调查,获取了蜈支洲岛线性断裂特征,探讨了其成因;提取了蜈支洲岛土地开发利用现状信息;识别出岛岸崩塌、断裂活动及岛滩侵蚀等地质灾害隐患点15处,并提出了防治建议,为海岛开发利用、生态保护修复、地质灾害治理及海岛综合管理提供了科学依据。

渤海海峡跨海通道地区海洋地质调查研究进展

通过高分辨率浅地层剖面、小道距高分辨率多道地震、侧扫声呐、表层地质取样、地质钻探等调查手段,查明渤海海峡跨海通道区海底地形地貌、底质类型及分布、地层结构、活动断裂、地震活动性、地应力等基础地质特征,归纳总结海底浅表层地质灾害、第四纪地层格架与古环境演化、阐述渤海海峡跨海通道区地壳稳定性评价的主要进展成果。渤海海峡活动断裂较为发育,新构造运动活跃,地壳稳定性评价属于不稳定区域,东侧北黄海盆地区域地壳稳定性相对较好,西部渤海盆地区域和海峡区南部区域稳定性较差。渤海海峡最新调查成果为跨海通道工程建设提供基础资料和决策依据,为国家重大涉海工程提供防灾减灾服务,为渤海地区古气候与环境演变提供新的认识。

“中国海域1∶100万区域地质调查集成及应用研究”取得重大进展

由中国地质调查局青岛海洋地质研究所、广州海洋地质调查局和航遥中心共同组队实施的“中国海域1∶100万区域地质调查集成及应用研究”项目取得重大进展。1.

我国海洋地质调查研究新进展

近10年来,我国海洋地质工作在海岸带、近海与管辖海域、大陆架边缘海和深海大洋开展了地质构造、矿产资源、环境灾害和探查技术及仪器设备等方面的调查研究和研发,取得一系列重要成果。如历时8年的"我国近海海洋综合调查与评价"专项(908专项),完成了1:100万管辖海域的16个图幅、1:25万13个图幅的综合调查和9个区块海砂资源评价;在南海北部琼东南盆地发现了3个大气田;开展了海岸带环境地质调查评价与图集(1:400万)编制;"南海深海过程演变"专项研究与南黄海陆架区科学钻探均有新发现;海底石油勘探与开发技术("海洋石油981"钻井平台)、南海北部海域天然气水合物探测技术及发现(Ⅱ型天然气水合物、可燃冰冷泉)、南海天然气水合物试采成功,以及海底探测技术与采样设备的研发等等取得了实质性进展或突破。这些重要成果极大地提高了我国海洋地质调查的程度、研究水平和综合实力。

海洋地质调查全流程信息化支持系统的设计与实现

基于海洋地质调查工作的特点,探索适合海洋地质调查业务的信息化工作新模式,应用Xamarin开发框架,采用基于SignalR的Web消息交互技术,研制了集移动数据采集终端、浏览器客户端和服务器端于一体的海洋地质调查全流程信息化支持系统,创新建立海洋地质调查全流程信息化体系,完成了海洋地质调查示范试点,有效推进了海洋地质调查工作的信息化进程。

科学计量:中国海洋地质40年发展历程与研究热点分析

中国的海洋地质学起步于新中国成立初期,此后经历了一段长时间的缓慢积累。直至20世纪70年代末期的改革开放以来,中国的海洋地质才有了快速的进步,逐步发展成为一门独立的学科。利用《海洋地质与第四纪地质》出版的全部文献资源,对过去40年海洋地质学开展科学计量,通过关键词词频统计、共词分析、知识图谱等方法,获得关键词测量的各项指标。研究结果表明:①过去40年,全部载文篇均新增关键词、年度载文红点指标(RPF)保持稳定,显示出中国海洋地质的快速发展是一个完整的过程,且这一趋势仍将持续15~20年;②根据“高频关键词集合”,中国海洋地质的研究热点分别是中国近海、西太平洋、两极部分海域,热点学科领域有沉积与环境、地球化学与生物地质、构造地质、陆架第四纪地质、近海盆地油气地质、古气候与全球变化等;③根据“突变关键词”的组成,中国海洋地质研究前沿集中在以天然气水合物为主的新能源地质、以板块俯冲机制为核心的西太平洋地球动力学、以中—古生代为目标的深水深层油气;此外,印度洋中脊及相邻海域的资源与环境研究也是一个最新增长点。学科的发展遵循从积累到爆发再到成熟的循环过程,但在过去40年的研究里,很遗憾没有发现中国海洋地质学科革命的转折点。从地球科学的基本发展规律来看,研究区域的不断扩大是推动学科发展的基础,新技术的应用以及调查方法的更新是学科发展的关键。从细分学科领域来看,中国海洋地质各学科分支均包含研究热点和研究前沿,且随着时间不断出现交替变化,这种从前沿到热点最终沉淀为学科基础知识的演化模式,是一个值得进一步探讨的学科评价方向。

无人船艇在海洋地质调查中的应用及展望

近年来,在海洋地质调查中无人船艇的应用受到越来越多的关注。笔者对无人船艇的基本概念、国内外发展现状、在海洋地质调查中的应用情况等进行了阐述,并分析了无人船艇在海洋地质调查的应用前景和发展趋势。无人船艇搭载地质调查作业系统作为一种新的调查技术和作业方法,已经在海洋地质调查中崭露头角,未来这种智能化的水上作业模式必将有更加广阔的应用前景。

海洋地质地球物理调查技术方法发展趋势探讨

详细总结了海洋地质调查和海洋地球物理调查技术的发展状况、适用范围、主要存在的问题和发展方向,阐述了海洋地质调查取样技术发展趋势逐步向可视化、集成化、自动化、数字化和水下动力定位方向发展。海洋地质地球物理调查技术发展趋势主要由近海探测技术向深远海探测技术发展,由船载探测技术向近海底、原位观测技术发展,由单一探测技术向集成化、精细化探测技术、多方位立体式综合调查等方向发展。

世界海洋地质调查发展历程与启示

综合考虑社会发展、文明演进、国家需求、科技进步、人才成长等因素,将世界海洋地质调查发展历史划分为"萌芽期""初创期""发展期""成熟期"和"升级期"5个阶段,探讨了不同阶段海洋地质调查的工作目标、主要特点和标志成果等,在此基础上总结凝练历史发展规律和启示,并结合我国实际提出海洋地质工作发展的相关建议。

深海ARV在海洋资源调查中的应用及展望

深海自主/遥控式水下机器人(ARV)作为新兴的复合型水下机器人,融合了自主式水下机器人的灵活性和遥控式水下机器人的人机交互性等优势,开启了自主与遥控混合作业的新模式。深海ARV可切换为AUV自主航行模式,独立采集周边区域近海底地形地貌、地质结构以及环境参数等数据,也能下潜至目标区域后切换为ROV遥控模式进行局部观察和采样操作,其探测作业一体化技术代表了具备复杂使命执行力的第三代深海水下机器人的发展方向。通过分析国内外深海混合型水下机器人的发展现状,结合ARV在中国深海矿产资源调查中的主要应用案例和取得的成果,以6 000米级“问海一号”ARV系统的研发为例,给出其关键技术集成以及面对的技术挑战,并对未来深海ARV的应用场景、功能集成和发展方向提出了一些设想和建议。

青岛市海岸带地质环境问题与空间规划对策建议

充分认识海岸带地质环境问题关系到所有沿海城市居民的生命财产安全,对于优化城市规划布局和国土空间开发,实现空间转型升级和城市集约、绿色、可持续发展具有重要意义。青岛市是中国沿海重要中心城市,正在全力建设全球知名的海湾都会,同时,当前也面临一定程度的地质环境问题。本文系统分析了青岛市海岸带地区地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流等)、不良地质条件、海(咸)水入侵、海岸侵蚀、构造断裂、水土污染等地质环境问题的现状及其分布特征和产生原因,并针对国土空间优化、韧性城市建设、生态城市建设、智慧城市建设和相关规制、法律体系构建等方面提出了对策建议,为城市科学规范空间规划提供参考,为地区经济与社会可持续发展提供系统科学的地质资料。

滨海基岩城市地质调查成果应用探索与理论技术创新——以青岛市为例

城市地质工作是未来地质工作的重要发展方向,已成为城市规划建设和经济社会发展的重要基础支撑。系统阐述了青岛市城市地质工作定位、服务成效、理论和技术创新以及未来青岛城市地质工作战略思考。2018年以来,中国地质调查局组织实施的青岛多要素城市地质调查项目,在服务青岛市国土空间规划、重大工程建设规划论证、海岸带生态环境保护与修复、自然资源管理中心工作等方面成效显著,并实现了滨海基岩城市地质调查理论与技术的创新。强化城市地质服务经济社会发展的先行性作用,加强监测预警与实现多网融合,有效解决与城市发展和城市居民生活密切相关的重大地质问题,是青岛城市地质调查未来发展方向。

渤海海域地质环境稳定性定量评价

渤海地理位置优越,海洋经济发展迫切需要地质环境资料的支撑,现有研究通常分海区开展,缺乏实测资料支持的系统性研究。基于2008—2016年海洋区域地质调查环境地质因素的相关资料,通过网格化处理,量化渤海海域主要环境地质因素的特征参数,建立了以海底地形或底质环境变化类、地层不均衡类、活动构造类为主要评价指标的地质环境稳定性评价指标体系,采用专家-层次分析定权法和模糊数学评价方法对研究区地质环境稳定性进行定量评价研究。结果显示,渤海海域依据地质环境稳定性可划分为差等、较差、中等、较好、优等5级,大部分海域地质环境稳定性总体较好,地质环境稳定性较差的海域占比10.00%,尤其是黄河三角洲周边海域,不稳定环境地质因素活动断层、地震震中、浅层气及与潮流相关的环境地质因素较为集中,危险性较大。研究结果对渤海海域自然资源的开发利用、生态环境保护等具有重要的应用价值,相关定量评价方法可为中国海洋环境地质研究提供借鉴。

海洋地质数据挖掘系统研发及在海山年龄预测中的应用

利用数据挖掘技术分析海洋地质调查数据,以获取其中隐藏信息,对推进海洋地质数据的科学高效利用具有重要意义。在模块化设计原则下,利用Python语言开发海洋地质数据挖掘相关的核心功能,利用WinForm搭建人机交互界面,并通过参数交互的方式实现了界面和后台功能间的互动。基于综合地质地球物理资料,利用软件预测了太平洋海山年龄。预测结果精度高于利用传统克里金插值方法所得结果的精度。应用结果表明,所开发软件的数据预处理、指标分析、综合评价等功能具有很好的实用性。

我国海洋地质知识体系DIKW模型及其规模估计与增长研究

我国的海洋地质工作起步较晚,缺少对学科发展的整体评价。采用DIKW(Data-Information-KnowledgeWisdom,DIKW)概念模型,阐述了我国海洋地质知识体系的构成及关联领域,归纳并提出了可用于统一描述海洋地质知识体系的实例模型;应用信息计量学方法,对我国海洋地质知识体系的规模进行了初步估计,原始数据超过10万件,研究论文超过1万篇;依据案例研究的结果,分析了1979—2017年我国海洋地质数据-信息-知识的同步增长情况,在经历15 a(1980—1995年)的缓慢增长阶段后,我国海洋地质工作进入了一个由基础研究向专业调查转变的快速增长时期。

“海洋基础地质调查工程”工作研讨会顺利召开

2017年7月31-8月2日,＂海洋基础地质调查工程2017年工作研讨会＂在山东威海顺利召开,本次会议主要目的是深入学习全国科技创新大会、全国国土资源系统科技创新大会和2017年全国地质调查工作会议精神,贯彻落实中国地质调查局局党组关于海洋基础地质调查的一系列要求及2017年地质调查目标任务，以“服务、问题和创新”为导向，以“强力推进1：100万海洋区域地质调查成果集成和加强1：25万海洋区域地质调查和航空物探遥感调查”为目标.

海洋地质调查数据库数据录入方法

海洋地质调查数据库通常根据已有数据库结构标准创建各数据表和要素类,采用相关软件工具进行数据管理。基于数据的录入实践,探讨了海洋地质调查数据录入的几个关键环节:表空间和用户对应创建、表之间关联的创建、大对象数据加载等。结果表明,合理的创建用户和表空间、适当的创建数据表与公共索引表和空间站位信息表之间的关联、大对象数据采用BLOB格式存储,有助于实现高效、正确的数据录入。

遥感技术在青岛市城市地质调查中的应用

遥感技术可运用于地质调查、城市空间拓展、自然资源开发、生态环境保护和城市安全等多个领域,为城市地质工作提供更为宏观和直观的数据支撑。通过多期高精度遥感影像分析,建立了胶州湾地质单元遥感解译标志,重新厘定了胶州湾区域地质图,查明了环胶州湾人工填土分布及面积,初步估算出青岛市主城区0~10、10~30、30~50、50~100 m深度地下空间资源量,提出10~50 m是青岛市地下空间拓展的主要深度。遥感技术为城市地质问题解决和城市空间扩展提供了技术支持,在青岛城市地质调查中发挥了巨大作用。

渤海海峡跨海桥隧建设的海洋地质环境分析及修建方案思考

通过对渤海海峡跨海通道的地壳稳定性、海洋地质环境及海岛调查研究,证明渤海海峡适合修建跨海通道,且南桥北隧是最佳修建方案。修建跨海通道非常必要且具有非常高的经济效益。以公路通道计算,若能达到日均40 000辆的车流量,建成后每年将节减大约170亿元的燃油费及相应的燃油污染排放,7年即可收回投资成本,并可部分降低京津冀地区的雾霾水平和缓解交通压力。最佳修建线路是沿庙岛群岛轴部,这里地壳比周边更稳定、沉积物更薄,且实际跨海距离最短。蓬莱角至砣矶岛水深较浅,平均水深约20m,修桥是可行的;砣矶岛至大钦岛,平均水深35~40m;大钦岛至老铁山角,平均水深约50~55m。我们建议的南桥北隧方案,不同于前人提议的以北隍城岛作为桥隧连接地点的南桥北隧方案。砣矶岛面积7.05km^2,是首选的桥隧连接地点,大钦岛也可作为桥隧连接地点,可作为次选方案考虑。若砣矶岛作为桥隧连接地点,桥长约43km,隧道长约70km;若选大钦岛作为桥隧连接地点,则桥长约58km,隧道长约55km;桥隧总长约113km。南桥北隧方案,估计修建用时约为8~12年,总投资约为1 000~1 200亿元,工程使用年限以100年计。渤海是中国的内海,其风浪规模比东海、南海小。渤海海峡的南桥,受风浪的影响程度,虽比青岛胶州湾大桥大一些,但与杭州湾跨海大桥相仿,仅海水深度稍大一些。渤海海峡区估计每年约有60余天的风雾影响通行,这正好与两端邻近陆地上的风雾影响在时段和时间上相符合,可一起进行封闭或开通道路操作,实属正常,不应作为否定南桥北隧方案的理由。在海水较浅区域,修桥成本低,场地宽阔,容易施工且施工周期短。挖海底隧道成本较昂贵,施工难度大且周期长。基本上是隧道的长度决定了施工周期。全隧方案虽有"全天候"之美称,但由于全隧方案隧道长125km,投资2 500亿元,比我们提出的南桥北隧方案多花一倍以上的投资,修建用时也是多1倍以上,且必须在全部建完后才产生经济效益,故费钱费时、效率较低,是不适宜的。时代发展的趋势是,高速公路迅速崛起,铁路货运急剧下滑,公路通道比铁路通道更急需应优先考虑。南桥北隧方案,南桥是修建公路的南桥,北隧,有两种选择:如果通风等技术问题能够解决,应首先考虑修建公路通道的北隧;如果不能实现的话,那么,退而求其次修建铁路通道的北隧,用火车背负汽车过北隧,其效率低于公路通道汽车直接过北隧,运力不足也只能用滚装船轮渡汽车来补充。总之,不管是修公路通道还是铁路通道,甚至还是二者都要修,最佳方案都应该是南桥北隧,这样较省钱省时效率高,并在修建期间就可阶段性地产生经济效益。此外,南桥以地震基本烈度Ⅷ度设防,并能抗12级或以上台风及相应浪流,桥墩修建应尽量避开断裂带。北隧以地震基本烈度Ⅶ度设防。这正是:南部水浅利修桥,南桥北隧奇通道;阶段施工见效益,省钱省时效率高!