海砂資源調(diào)查綠色勘查實踐及成效

王玉蓮，王振興

（1.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊，山東 威海 264209；2.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟寧 272100)

1 引言

綠色孕育生命，綠色代表希望?！熬G水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念引領(lǐng)我國邁進了綠色發(fā)展的新時代。地質(zhì)勘查是整個礦業(yè)的基礎(chǔ)和上游產(chǎn)業(yè)，能否實現(xiàn)綠色勘查將直接影響整個行業(yè)的綠色發(fā)展，乃至生態(tài)文明建設(shè)的整體大局。實行綠色勘查可以從源頭上保護生態(tài)環(huán)境，減少植被破壞、降低環(huán)境污染和提高生態(tài)恢復(fù)治理效益，實現(xiàn)資源的綠色開發(fā)、綠色應(yīng)用、綠色發(fā)展[1]。本文將以威海市東部濱海新城北部海域海砂資源調(diào)查為例，探索海洋地質(zhì)綠色勘查中的做法及成效。

2 海砂資源調(diào)查環(huán)境污染因素分析

威海市東部濱海新城北部海域海砂資源調(diào)查主要技術(shù)手段包括多波束測深、淺地層剖面測量、海域工程地質(zhì)鉆探、海底沉積物樣品采集與測試。項目啟動前，根據(jù)項目特點識別項目施工過程中可能存在的污染風(fēng)險，識別環(huán)境污染因素。

根據(jù)本項目的工程特點，結(jié)合工程附近海域的環(huán)境特征，工程施工期間主要環(huán)境影響為來自施工船的船舶含油污水、船舶生活污水等對海洋環(huán)境的影響，鉆井階段鉆屑、鉆井泥漿以及取樣過程中排放物可能對海洋環(huán)境的影響，船只拋錨定位及海域鉆探施工對海底沉積物的破壞。

3 綠色勘查應(yīng)用與實踐

3.1 船只規(guī)范化管理

海上作業(yè)施工船環(huán)保措施至關(guān)重要，通過分析工作區(qū)海域環(huán)境狀況，在滿足施工要求的前提下，為盡量減小對施工范圍內(nèi)海域的影響，本次針對不同的工作方法選取兩種不同類型的作業(yè)船。合理安排施工時序，避免在魚蝦類經(jīng)濟生物產(chǎn)卵、孵化季節(jié)進行高噪聲施工作業(yè)，減輕對海洋生態(tài)系統(tǒng)的干擾。同時注重施工期的環(huán)境保護工作，嚴格按設(shè)計要求進行施工作業(yè)，嚴禁對海排放各類污染物，施工期間的生產(chǎn)生活垃圾、生活污水、船艙油污水等收集后定期交由陸上污水處理廠集中處理。

3.2 多波束測深及淺地層剖面測量

為盡可能減少對海洋牧場養(yǎng)殖區(qū)的影響，多波束測深及淺地層剖面測量選用地方漁船“魯榮漁養(yǎng)57808”，該船型噪聲污染較小，可以減少對魚類等海洋生物的驚擾。采用的定位儀、測深儀、淺地層剖面震源及水聽器等儀器全部采用固定安裝（圖1、圖2），最大限度的減小用海面積，減少測深儀探換能器對周邊養(yǎng)殖區(qū)閥架的刮蹭。定位儀、測深儀、淺地層剖面震源及水聽器安裝及施放位置如圖3 所示。

圖1 船廠上塢安裝多波束測深儀換能器

圖2 測深儀固定安裝

圖3 “魯榮漁57808”測量設(shè)備布置平面圖

3.3 沉積物表層樣品采集

表層取樣主要采用DDC-2 型箱式取樣器，箱式取樣器配重50kg；取樣容量0.02m3；采樣深度20cm 左右。取樣過程中，嚴格控制取樣器下放速度[2]，減少對周邊海洋生物的驚擾。底部沉積物進入采樣筒后，緩慢提出海底。取樣過程中盡可能待船只穩(wěn)定后，再垂直下放取樣器，避免了取樣器觸底后被船只拖動，造成對海底沉積物及底棲生物的二次影響。

本次工作選用采樣筒斷面規(guī)格為20cm×30cm，能夠在保證沉積物擾動較小的前提下，最大限度減小取樣斷面面積，減少對海底沉積物的破壞范圍。

取樣結(jié)束后，對取樣器進行清洗、裝配和安全檢查待用。樣品采用密封袋封裝，各類取樣器材均無毒無害，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。

3.4 沉積物柱狀樣品采集

柱狀樣采集采用DDC-Z-3 型振動取樣器[3]。取樣過程中緩慢下放及提升取樣器，較少土樣擾動程度。取樣作業(yè)時待船只穩(wěn)定在適宜的工作狀態(tài)（船只速度小于0.3 節(jié)）后，開動絞車以常速將取樣器下放，設(shè)備接近海底時減慢下放速度，使底盤輕輕地坐穩(wěn)于海底。貫入取樣結(jié)束后，將取樣器緩慢提升，使鋼纜盡量保證垂直。取樣器提出海底后，快速提升，出水后慢速收回到甲板。盡可能待船只穩(wěn)定后再下放取樣器，避免了取樣器觸底后被船只拖動，保證取樣一次性完成，避免對海底沉積物及底棲生物的二次影響。

柱狀樣采用PVC 管，各類取樣器材均無毒無害，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。取樣結(jié)束后，及時對取樣器進行清洗、裝配和安全檢查待用。

3.5 海域工程地質(zhì)鉆探

本次海域工程地質(zhì)鉆探施工船采用吸沙船改造成的鉆探平臺（圖4）。為最大限度減少對海洋環(huán)境的影響，本次施工船拋錨定位由原來的“拋錨定位”改為“吸砂管下管定位”，從而避免了拋錨固定船只時，船錨對海底沉積環(huán)境的破壞，而且該方法固定的船只更加穩(wěn)定。

圖4 吸沙船改造的鉆探平臺

鉆探作業(yè)使用泥漿護壁，泥漿采用定向鉆專用粘土與淡水混合，無毒無害。泥漿安置在6m×3m×1.5m 的鋼質(zhì)蓄水池內(nèi)。

鉆探過程中采用“套管封閉回流”裝置（圖5），泥漿不排海。每節(jié)套管長度4m-5m，外徑130mm。首先將套管垂直下放，在海底涌流作用下保證垂直鉆進，將套管內(nèi)外的海水分隔。蓄水池內(nèi)的泥漿與鉆機抽水管連接，鉆具下放到海底之后，抽水泵將泥漿送入套管內(nèi)，將套管內(nèi)的海水沿排水管頂入蓄水池內(nèi)。開始鉆探后不斷加入定向鉆專用粘土，與海水和淡水混合，達到泥漿護壁的效果。套管與蓄水池形成一個封閉的內(nèi)循環(huán)環(huán)境，實現(xiàn)套管封閉回流。

圖5 套管封閉回流裝置示意圖

鉆探施工過程中，采用廢泥漿處理機，回收鉆孔返上的廢泥漿，使泥水相互分離，分離出的污泥通過固化干燥后一起集中回收[4]，交由岸上有資質(zhì)單位集中處理。

4 綠色勘查成效評述

4.1 海水污染預(yù)防

本次工作通過改進鉆探工藝、優(yōu)化取樣方法、海上作業(yè)施工船現(xiàn)場規(guī)范化管理等措施，有效減少了海底沉積物擾動而產(chǎn)生的懸浮泥沙，避免了機艙油污水泄漏而造成海水污染事故。通過改進鉆探過程中泥漿循環(huán)工藝，實現(xiàn)了海上鉆探污染物“零排放”。

4.2 海洋沉積環(huán)境

本次工作針對可能造成的海洋沉積環(huán)境破壞，改用吸沙管下管定位，與傳統(tǒng)拋錨定位方法相比，對海底沉積物的破壞面積較少了75%；在滿足技術(shù)要求的前提下，采用較小規(guī)格的取樣器，沉積物影響范圍較少30%，通過優(yōu)化取樣方法，有效避免對海底沉積環(huán)境的二次破壞，綠色勘查成效顯著。

4.3 海洋生物影響

海上施工過程巖芯提取、取樣器下放等作業(yè)過程做到緩慢勻速，大幅減輕了對海洋生物的驚擾。施工作業(yè)避開海洋生物的孵化、產(chǎn)卵期，避免影響海洋生物繁殖。較少海水污染，為浮游生物提供良好的海洋環(huán)境。較少海洋沉積物的破壞，確保了底棲生物良好的生存環(huán)境[5]。

5 結(jié)論

本次項目的實施未對海洋生態(tài)環(huán)境造成影響，調(diào)查過程中未曾隨意破壞工作區(qū)內(nèi)的相關(guān)設(shè)施，減少了對海洋環(huán)境及相關(guān)工程的擾動和破壞，切實做到了綠色勘查。同時將綠色勘查理念延續(xù)到其它項目中，減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞，盡量做到人與自然和諧共生。此外，通過項目有關(guān)綠色勘查的展示與宣揚，也使周邊民眾對綠色勘查有了一定認識，改善了民眾對傳統(tǒng)勘查方法的偏見，更利于未來地質(zhì)勘查工作的實施。