海砂资源调查绿色勘查实践及成效

王玉莲，王振兴

（1.山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队，山东 威海 264209；2.山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁 272100)

1 引言

绿色孕育生命，绿色代表希望。“绿水青山就是金山银山”的发展理念引领我国迈进了绿色发展的新时代。地质勘查是整个矿业的基础和上游产业，能否实现绿色勘查将直接影响整个行业的绿色发展，乃至生态文明建设的整体大局。实行绿色勘查可以从源头上保护生态环境，减少植被破坏、降低环境污染和提高生态恢复治理效益，实现资源的绿色开发、绿色应用、绿色发展[1]。本文将以威海市东部滨海新城北部海域海砂资源调查为例，探索海洋地质绿色勘查中的做法及成效。

2 海砂资源调查环境污染因素分析

威海市东部滨海新城北部海域海砂资源调查主要技术手段包括多波束测深、浅地层剖面测量、海域工程地质钻探、海底沉积物样品采集与测试。项目启动前，根据项目特点识别项目施工过程中可能存在的污染风险，识别环境污染因素。

根据本项目的工程特点，结合工程附近海域的环境特征，工程施工期间主要环境影响为来自施工船的船舶含油污水、船舶生活污水等对海洋环境的影响，钻井阶段钻屑、钻井泥浆以及取样过程中排放物可能对海洋环境的影响，船只抛锚定位及海域钻探施工对海底沉积物的破坏。

3 绿色勘查应用与实践

3.1 船只规范化管理

海上作业施工船环保措施至关重要，通过分析工作区海域环境状况，在满足施工要求的前提下，为尽量减小对施工范围内海域的影响，本次针对不同的工作方法选取两种不同类型的作业船。合理安排施工时序，避免在鱼虾类经济生物产卵、孵化季节进行高噪声施工作业，减轻对海洋生态系统的干扰。同时注重施工期的环境保护工作，严格按设计要求进行施工作业，严禁对海排放各类污染物，施工期间的生产生活垃圾、生活污水、船舱油污水等收集后定期交由陆上污水处理厂集中处理。

3.2 多波束测深及浅地层剖面测量

为尽可能减少对海洋牧场养殖区的影响，多波束测深及浅地层剖面测量选用地方渔船“鲁荣渔养57808”，该船型噪声污染较小，可以减少对鱼类等海洋生物的惊扰。采用的定位仪、测深仪、浅地层剖面震源及水听器等仪器全部采用固定安装（图1、图2），最大限度的减小用海面积，减少测深仪探换能器对周边养殖区阀架的刮蹭。定位仪、测深仪、浅地层剖面震源及水听器安装及施放位置如图3 所示。

图1 船厂上坞安装多波束测深仪换能器

图2 测深仪固定安装

图3 “鲁荣渔57808”测量设备布置平面图

3.3 沉积物表层样品采集

表层取样主要采用DDC-2 型箱式取样器，箱式取样器配重50kg；取样容量0.02m3；采样深度20cm 左右。取样过程中，严格控制取样器下放速度[2]，减少对周边海洋生物的惊扰。底部沉积物进入采样筒后，缓慢提出海底。取样过程中尽可能待船只稳定后，再垂直下放取样器，避免了取样器触底后被船只拖动，造成对海底沉积物及底栖生物的二次影响。

本次工作选用采样筒断面规格为20cm×30cm，能够在保证沉积物扰动较小的前提下，最大限度减小取样断面面积，减少对海底沉积物的破坏范围。

取样结束后，对取样器进行清洗、装配和安全检查待用。样品采用密封袋封装，各类取样器材均无毒无害，不会对环境产生污染。

3.4 沉积物柱状样品采集

柱状样采集采用DDC-Z-3 型振动取样器[3]。取样过程中缓慢下放及提升取样器，较少土样扰动程度。取样作业时待船只稳定在适宜的工作状态（船只速度小于0.3 节）后，开动绞车以常速将取样器下放，设备接近海底时减慢下放速度，使底盘轻轻地坐稳于海底。贯入取样结束后，将取样器缓慢提升，使钢缆尽量保证垂直。取样器提出海底后，快速提升，出水后慢速收回到甲板。尽可能待船只稳定后再下放取样器，避免了取样器触底后被船只拖动，保证取样一次性完成，避免对海底沉积物及底栖生物的二次影响。

柱状样采用PVC 管，各类取样器材均无毒无害，不会对环境产生污染。取样结束后，及时对取样器进行清洗、装配和安全检查待用。

3.5 海域工程地质钻探

本次海域工程地质钻探施工船采用吸沙船改造成的钻探平台（图4）。为最大限度减少对海洋环境的影响，本次施工船抛锚定位由原来的“抛锚定位”改为“吸砂管下管定位”，从而避免了抛锚固定船只时，船锚对海底沉积环境的破坏，而且该方法固定的船只更加稳定。

图4 吸沙船改造的钻探平台

钻探作业使用泥浆护壁，泥浆采用定向钻专用粘土与淡水混合，无毒无害。泥浆安置在6m×3m×1.5m 的钢质蓄水池内。

钻探过程中采用“套管封闭回流”装置（图5），泥浆不排海。每节套管长度4m-5m，外径130mm。首先将套管垂直下放，在海底涌流作用下保证垂直钻进，将套管内外的海水分隔。蓄水池内的泥浆与钻机抽水管连接，钻具下放到海底之后，抽水泵将泥浆送入套管内，将套管内的海水沿排水管顶入蓄水池内。开始钻探后不断加入定向钻专用粘土，与海水和淡水混合，达到泥浆护壁的效果。套管与蓄水池形成一个封闭的内循环环境，实现套管封闭回流。

图5 套管封闭回流装置示意图

钻探施工过程中，采用废泥浆处理机，回收钻孔返上的废泥浆，使泥水相互分离，分离出的污泥通过固化干燥后一起集中回收[4]，交由岸上有资质单位集中处理。

4 绿色勘查成效评述

4.1 海水污染预防

本次工作通过改进钻探工艺、优化取样方法、海上作业施工船现场规范化管理等措施，有效减少了海底沉积物扰动而产生的悬浮泥沙，避免了机舱油污水泄漏而造成海水污染事故。通过改进钻探过程中泥浆循环工艺，实现了海上钻探污染物“零排放”。

4.2 海洋沉积环境

本次工作针对可能造成的海洋沉积环境破坏，改用吸沙管下管定位，与传统抛锚定位方法相比，对海底沉积物的破坏面积较少了75%；在满足技术要求的前提下，采用较小规格的取样器，沉积物影响范围较少30%，通过优化取样方法，有效避免对海底沉积环境的二次破坏，绿色勘查成效显著。

4.3 海洋生物影响

海上施工过程岩芯提取、取样器下放等作业过程做到缓慢匀速，大幅减轻了对海洋生物的惊扰。施工作业避开海洋生物的孵化、产卵期，避免影响海洋生物繁殖。较少海水污染，为浮游生物提供良好的海洋环境。较少海洋沉积物的破坏，确保了底栖生物良好的生存环境[5]。

5 结论

本次项目的实施未对海洋生态环境造成影响，调查过程中未曾随意破坏工作区内的相关设施，减少了对海洋环境及相关工程的扰动和破坏，切实做到了绿色勘查。同时将绿色勘查理念延续到其它项目中，减少了对生态环境的破坏，尽量做到人与自然和谐共生。此外，通过项目有关绿色勘查的展示与宣扬，也使周边民众对绿色勘查有了一定认识，改善了民众对传统勘查方法的偏见，更利于未来地质勘查工作的实施。