海砂資源調查綠色勘查實踐及成效

王玉蓮，王振興

（1.山東省地質礦產勘查開發局第六地質大隊，山東 威海 264209；2.山東省魯南地質工程勘察院，山東 濟寧 272100)

1 引言

綠色孕育生命，綠色代表希望。“綠水青山就是金山銀山”的發展理念引領我國邁進了綠色發展的新時代。地質勘查是整個礦業的基礎和上游產業，能否實現綠色勘查將直接影響整個行業的綠色發展，乃至生態文明建設的整體大局。實行綠色勘查可以從源頭上保護生態環境，減少植被破壞、降低環境污染和提高生態恢復治理效益，實現資源的綠色開發、綠色應用、綠色發展[1]。本文將以威海市東部濱海新城北部海域海砂資源調查為例，探索海洋地質綠色勘查中的做法及成效。

2 海砂資源調查環境污染因素分析

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

根據本項目的工程特點，結合工程附近海域的環境特征，工程施工期間主要環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 綠色勘查應用與實踐

3.1 船只規范化管理

海上作業施工船環保措施至關重要，通過分析工作區海域環境狀況，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船。合理安排施工時序，避免在魚蝦類經濟生物產卵、孵化季節進行高噪聲施工作業，減輕對海洋生態系統的干擾。同時注重施工期的環境保護工作，嚴格按設計要求進行施工作業，嚴禁對海排放各類污染物，施工期間的生產生活垃圾、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殖區的影響，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殖區閥架的刮蹭。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，不會對環境產生污染。

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。取樣作業時待船只穩定在適宜的工作狀態（船只速度小于0.3 節）后，開動絞車以常速將取樣器下放，設備接近海底時減慢下放速度，使底盤輕輕地坐穩于海底。貫入取樣結束后，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，不會對環境產生污染。取樣結束后，及時對取樣器進行清洗、裝配和安全檢查待用。

3.5 海域工程地質鉆探

本次海域工程地質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，船錨對海底沉積環境的破壞，而且該方法固定的船只更加穩定。

圖4 吸沙船改造的鉆探平臺

鉆探作業使用泥漿護壁，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 的鋼質蓄水池內。

鉆探過程中采用“套管封閉回流”裝置（圖5），泥漿不排海。每節套管長度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，將套管內外的海水分隔。蓄水池內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，將套管內的海水沿排水管頂入蓄水池內。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循環環境，實現套管封閉回流。

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]，交由岸上有資質單位集中處理。

4 綠色勘查成效評述

4.1 海水污染預防

本次工作通過改進鉆探工藝、優化取樣方法、海上作業施工船現場規范化管理等措施，有效減少了海底沉積物擾動而產生的懸浮泥沙，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工藝，實現了海上鉆探污染物“零排放”。

4.2 海洋沉積環境

本次工作針對可能造成的海洋沉積環境破壞，改用吸沙管下管定位，與傳統拋錨定位方法相比，對海底沉積物的破壞面積較少了75%；在滿足技術要求的前提下，采用較小規格的取樣器，沉積物影響范圍較少30%，通過優化取樣方法，有效避免對海底沉積環境的二次破壞，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。施工作業避開海洋生物的孵化、產卵期，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境。較少海洋沉積物的破壞，確保了底棲生物良好的生存環境[5]。

5 結論

本次項目的實施未對海洋生態環境造成影響，調查過程中未曾隨意破壞工作區內的相關設施，減少了對海洋環境及相關工程的擾動和破壞，切實做到了綠色勘查。同時將綠色勘查理念延續到其它項目中，減少了對生態環境的破壞，盡量做到人與自然和諧共生。此外，通過項目有關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，改善了民眾對傳統勘查方法的偏見，更利于未來地質勘查工作的實施。