密西西比河中上游流域的密苏里、俄克拉何马和堪萨斯等州,为核心的煤炭科学产能体系代表了煤炭未来的发展方向

密西西比河是美国的母亲河,是美国的地缘核心,是美国早期经济崛起的关键基础、美国长期繁荣宜居的地理基础。面对流域严重的污染和灾害、各团体利益之争,美国立足源头治理和长远发展,高度重视自然资源统一管理,实施了大量行之有效的改革措施并延续性地颁布、修改法律加以保障。值得今天我们开展大江大河流域治理工作所借鉴。

  “煤炭科学产能理论体系不仅可以作为今后新建矿井准入以及煤矿关停并转的依据,更能引导、促进以及倒逼煤炭的理念革命、技术革命和体制革命,走上绿色开采与洁净利用的道路。”中国工程院咨询项目“煤炭革命的战略与方向”成果发布会日前在京举行,会上连续第3年发布了“中国煤炭企业科学产能百强排行榜”,从总体评测来看,82.5%的矿井符合科学产能的要求。
  测评结果显示,同2016年参评的105家和2017年参评的406家煤矿企业相比,今年参评矿井数量增加到502家(2017年产量占全国煤炭产量的34.52%),样本矿井的平均得分为79.08。其中,生产安全程度总体最好,绿色程度次之,而生产效率则根据资源开采条件呈现出较大程度的分化。今年的排行榜,国家能源集团、陕煤集团、同煤集团的煤矿囊括榜单前十名。
  会议指出,以“安全、高效、绿色”为核心的煤炭科学产能体系代表了煤炭未来的发展方向,将使煤炭行业真正实现:以科学产能为理念,以科学开采为手段,建立安全、高效、绿色、经济等社会全面协调的可持续的现代化煤炭工业生产体系,真正以煤炭科学开采的科学产能来支撑和保障国民经济和社会发展的能源需求。
  煤炭行业转型,需形成煤炭革命与未来煤炭发展的中国方案。会上,中国工程院院士谢和平带领科研团队形成的《煤炭革命的战略与方向》、《特殊地下空间的开发利用》两部新书发布。谢和平在发布会作“煤炭革命的战略与方向”主题报告中提出了开展煤炭革命的绿色安全开发、清洁低碳利用、多元协同发展、国际化发展、新型人才培养五大战略,设计了不同时期的煤炭工业发展构想方案,描绘出了近零生态损害的科学开采、近零排放的清洁低碳利用、矿井建设(设计)与地下空间一体化利用、流态化开采四大领域煤炭革命的变革性、颠覆性理论与技术发展路线图。
  实现采煤与环境保护协调发展是生态文明建设的要求,也是我国特别是西部煤炭开发面临的重大问题。无独有偶,在日前举行的新时代地质勘查与生态文明论坛上,多位院士和业内专家呼吁进一步加大煤炭绿色开采探索和环境治理创新。中国工程院院士王双明表示,为煤炭绿色开采提供地质保障是地勘行业面临的挑战,也是发展机遇。中国工程院院士彭苏萍表示,在开采措施得当的前提下,煤矿对地质环境的影响是短期的,西部煤炭资源丰富但生态较脆弱,煤炭开发一定要和生态保护紧紧结合。中国煤炭地质总局局长赵平表示,实现新时代地勘行业的突破,共同服务国民经济发展和生态文明建设,推动传统地勘工作转型升级势在必行。
  据了解,近年来,中国煤炭地质总局开发出了新型离层(关键层)注浆技术,能在煤炭开采时保护自然地质结构。王双明通过多年对陕西榆神府区煤炭开采研究提出,绿色开采应以煤水地质特征研究为基础,以保护生态水位为核心,根据不同地质条件分区规划开采,实现采煤与环保并举。彭苏萍则以神东煤田为基础,进行了8年地质勘查和水源地质条件观测,探索建立系统优化开采模式,找到一个采矿回收率最大和环境破坏最小的方法。

中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心和中色丝路矿业咨询(北京)有限公司近日举办战略性新兴矿产资源专题系列讲座,第一期特邀3位对战略性新兴矿产资源有深入研究的专家分享他们的最新研究成果。

 

 

据悉,随着新技术、新材料的开发和应用,一些战略性新兴矿产资源作用突显,为新兴产业发展提供支撑。随着全球经济的融合与分化、科学技术的迅猛发展,加之不可再生资源的长期刚性需求,这类矿产资源越来越引人注目,成为新一轮工业制造和金融投资的关注热点。面对新的契机,矿产勘查和开发企业应该及时把握战略性新兴矿产资源的市场动向、行业趋势及未来前景,以便在繁杂多变的市场中抢占先机。

密西西比河是北美洲流程最长、流域面积最广的水系。具有显著的能源资源优势,是美国最重要的粮食产区和工业聚集带,在美国占有举足轻重的地位。同世界许多其他河流一样,密西西比河流域也经历了因过度开发而形成的生态环境恶化阶段。经过一百多年的综合治理,曾经是美国十大濒危河流之一的密西西比河,如今河水透明清澈,已基本成为一条由人工控制的输水输沙廊道和航运大动脉,成为美国国家文化和娱乐休闲的宝库。一系列有效做法值得我国大江大河流域治理借鉴。

 

图片 1

流域资源概况

讲座现场

密西西比河为世界第四长河。流域面积322万平方千米,涵盖美国31个州和加拿大的两个省,占美国国土面积的1/3以上。2017年,密西西比河流域GDP占全美的27.5%,人口总数占全美总人口的29.4%。

中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心常务副主任、中色丝路高级顾问王高尚出席讲座活动,并以《资源需求周期及结构分异趋势》为题,向大家分享了全球资源需求的周期性、造成这种周期性的驱动力以及对未来资源需求的预测。他认为,矿业市场和价格周期性变化的背后,主导因素是需求。从1920年到2015年,全球铁、铜、铅、锌等矿产资源消费增长近20倍,可以划分为4个周期,近20年的增长量占近百年的一半以上。驱动资源需求周期性变化的主要因素是全球经济增长的周期性和大国工业化。矿业投资要着眼于对大周期的把握,而不是过于在意某个时间点的需求变化。他预计,未来5~8年,全球能源和大宗矿产资源需求将处于低增长周期,资源价格仍处于中低价位的平台期。下一个高增长周期主要看印度、东盟的发展情况。

密西西比河拥有丰富多样能源与矿产资源。中上游的肯塔基、西弗吉尼亚、伊利诺伊、密苏里、印地安纳等州具有丰富的煤炭资源。下游的路易斯安那则是美国三大石油产地之一。流域水电装机容量达1950万千瓦,水能资源利用程度达70%。密西西比河中上游流域的密苏里、俄克拉何马和堪萨斯等州,是美国最大的铅锌矿区,全球广泛分布的“密西西比河谷型”(简称“MVT”型)铅锌矿床,命名源于此。明尼苏达、威斯康星、密苏里和田纳西则是美国重要的有色金属产地。肯塔基、伊利诺伊等州高品位的铁矿石资源,造就了以匹兹堡为代表的一批钢铁工业城市。

中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心新型战略矿产研究室主任李建武以《中国锂资源供应体系现状、问题与建议》为题进行了分享。他提到,2017年,中国进口的锂资源80%以上来自硬岩锂,绝大多数为中国企业在澳大利亚投资项目。但由于硬岩锂辉石矿开发成本较盐湖锂平均高出一倍以上,其抵御市场价格波动风险的能力较差,企业发展面临较大挑战。他建议:一是加强国内新型锂资源开发;二是加大国内盐湖锂矿开发和相关科技创新支持力度,鼓励企业和科研机构进行技术攻关,解决高镁锂比盐湖提锂技术难题,降低我国盐湖锂资源的开发成本,同时,要积极协调和改善四川西部硬岩型锂矿开发社会环境,有效提升本土锂资源供应能力。

农业资源得天独厚。流域拥有面积约120万平方千米的黑土地,是世界三大黑土区之一,是美国小麦、玉米、大豆、棉花的最大产地。美国能够成为世界上最主要的农作物以及肉、蛋奶等畜产品的生产国,绝大部分归功于密西西比河流域得天独厚的农业资源。

澳交所上市公司黑石矿业公司的总经理Scott
Williamson则分享了最近的明星矿种——钴矿在新产业的应用前景、全球资源分布情况、未来需求趋势等,并向大家介绍了该公司所拥有的高品位钴矿项目。

工业布局规模庞大。经过200多年的开发建设,密西西比河流域发展成为食品、钢铁、电力、机械、汽车等美国最重要的工业聚集带,并形成沿岸10个州各具区域特色的产业布局。

40多位矿业界同仁聆听了三位专家精彩的分享,从中吸取宝贵的经验,并与专家开展了深入的讨论和交流。

航运资源便捷高效。20世纪20年代开始,形成了江、河、湖、海贯通,水深标准统一的内河航道网络,是美国内河航运大动脉。现通航里程约2万千米。每年完成的货运量稳定在5~6亿吨,约占全美内河航运的60%。

曾经存在的问题

同世界许多其他河流一样,密西西比河流域也经历因过度开发而形成的生态环境恶化阶段。主要表现在以下几个方面。

一是水质不断恶化,富营养化严重。流域各州过量的农药、肥料、动物饲养、工业废水、市政污水排入密西西比河中,导致河流水质严重恶化。同时,大量建设的水利工程直接影响了河水的流动和分配,破坏了营养物和有毒物质在水和沉积物中的吸附和解吸,水体自净能力下降。到了20世纪后期,密西西比河水质问题已非常严峻。

二是湿地消失迅速,河流系统遭破坏。三角洲湿地不断消失是密西西比河的第二大生态问题。从20世纪30年代至90年代,已经消失了3950平方千米。造成湿地消失的主要原因有三角洲沉积循环、相对海平面上升、海水入侵、地面沉降、大规模的冬季风暴和飓风袭击、啮齿类食草动物对湿地的破坏及履带车的使用等。

三是泥沙沉积不均,上游过多,中下游不足。来源于山地农田、居民区、商业区和高速公路建设的泥沙不断汇入,造成密西西比河上游水库回水区和湿地过多泥沙沉积;中下游沉积物供应不足,导致河床下降,三角洲面积不断缩小。

四是洪水灾害频发,保护预警工作不力。百余年来,密西西比河曾发生重大洪灾36次,尤其因飓风风暴潮引起的洪灾损失相当严重。

五是工程建设不合理,严重影响生物物种生存。2010年9月,在路易斯安那州靠近墨西哥湾的水域发生了美国史上严重的生态事件,有资料推测,英国石油公司采油平台发生的泄露事故是上述死鱼之海的原因。

六是管理政策难统一,流域规划不协调。

值得借鉴的治理经验

  1. 不断健全的法律体系

健全的法律体系是成功治理的保障。早在1820年,美国国会就开始讨论发展内河航运的法令。之后通过了多项法律法规,使水资源、水利、水电、水运工程建设与管理均有法可依,保障了内河开发有序进行。

一是防洪法规。多次发生的严重洪灾,促使国会确认国家应该在防洪政策方面承担领导责任。其中,《1936年防洪法》是国会通过的首部综合性的防洪法案,并对该法进行多次修订,其中1965年的防洪法开始推行工程措施与非工程措施相结合的防洪政策。

二是水资源法。20世纪60年代,美国制定了《水资源规划法》。1972年《清洁水法》颁布,通过实施国家污染物排放消除制度(NPDES)许可证项目,建立了以最佳可行技术的排放标准为基础的排污许可证制度。通过建设污水处理厂并实施排污许可制度,有效降低了废水的生化需氧量,促进了流域水质的改善。1986年,美国颁布《水资源发展法案》。

三是航运法规。1998年国会通过的《面向21世纪的交通运输平衡法案》中,仍然将发展内河航运作为重要内容,又涉及到密西西比河的继续开发与治理。这些对密西西比河水系航运的开发起到了十分关键的作用。

四是保险法。联邦政府颁布的1933年《河流流域管理局法案》、1956年《联邦洪水保险法》、1968年《国家洪水保险法》、1973年《洪水灾害防御法》和1977年《洪水保险计划修正案》等多部防洪保险法规,这些法案不仅仅局限于密西西比河流域,同时也涉及田纳西河、俄亥俄河、阿肯色河、红河和白河等其他流域的防洪保险。

  1. 顺畅有力的管理措施

顺畅有力的管理措施是成功治理的根本。

一是设置集中统一的防洪管理机构。1879年美国国会设立密西西比河委员会,通过规划改造,最终形成了江、河、湖、海贯通,水深标准统一的内河航道网络。整个水系发展成为集航运、防洪、发电、供水、灌溉、娱乐、环保于一体的综合利用水系。1928年制定的《防洪法》规定,由陆军部工程师团(COE)负责全国的防洪和航道整治管理。1997年建立的富营养化工作组,参与部门包括美国环保局、农业部、内政部、商务部、陆军工程兵团和12个州的环保农业部门。此外,相关协调机构还包括密西西比河上游流域协会、密西西比河下游保护委员会等。

二是制定联邦流域管理政策。20世纪80~90年代,美国环保局逐渐认识到以流域为基本单元的水环境管理模式十分有效,开始在流域内协调各利益相关方力量以解决最突出的环境问题。1996年,美国环保局颁布了《流域保护方法框架》,通过跨学科、跨部门联合,加强社区之间、流域之间的合作来治理水污染。框架实施过程中,结合排污许可证发放管理、水源地保护和财政资金优先资助项目筛选,有效地提高了管理效能。

三是制定专项国家行动计划。2001年,富营养化工作组发布了2001行动计划,制定了2015年将墨西哥湾缺氧区域减少到5000平方千米以下的计划目标。2015年,又将2001行动计划的2015年目标推迟到了2035年,并设立了到2025年降低氮和磷负荷20%的过渡目标(以1980~1996年平均负荷为基准)。

四是多渠道筹集资金。联邦政府与地方政府共同分担有关费用。1986年国会通过的水资源开发法案规定,州政府分担25%~50%的费用。用于建设堤防的取土或退建占地的费用,由地方政府解决,联邦政府不出资。防洪堤的管理和维护费用从地方政府的税收和征收防洪费中解决。

五是开展防洪保险。防洪保险措施是美国采取的一项重要的非工程措施之一。1968年,国会通过的《国家防洪保险计划》包含两个原则:一是鼓励州和地方政府在规划未来的经济发展区时避开洪水灾害区,从“抗拒洪水”的方针改为“给洪水让路”的方针;二是使公众能以承担得起的保险费参加保险。1973年,又通过立法将自愿保险改为强制保险。联邦防洪保险单由联邦救灾总署发行,但保险单的销售、保险联营、理赔等均由私人保险公司经营。到80年代,共有3万个保险公司,经售190万个保险单,保险总额达1100多亿美元。

六是重视科学实验。美国政府十分重视治理中的科学实验,并在应用中不断探索。美国陆军工程兵团设有健全的科研队伍和实验设施,各种重要的工程都要经过模型实验。设置在维克斯堡的水道试验站建有世界最大的内河模型——密西西比河水系整体模型,占地达4000平方千米,以模拟方式研究防洪方案和河势规划。模型能复演历史上的大洪水,预演可能发生的更大洪水,优化防洪堤的顶高,确定全流域的防洪方案。同时,在各项工程的规划和设计中,注重将最新的科学技术成果运用于治理的实践之中,以最大限度地优化开发方案。

  1. 有效齐备的防护工程

有效齐全的防护工程是成功治理的关键。密西西比河干支流河道整治工程种类之全、数量之多,在世界河流整治史上是领先的。一是挡蓄工程,二是泄洪工程,三是整治河道。

  1. 动态周密的自然资源调查与监测

动态周密的自然资源调查与监测是成功治理的基础。主要有四个任务:一是深入了解密西西比河的生态系统及其资源问题;二是监测河流生态系统的资源变化;三是寻求替代方案以更好地管理密西西比河系统;四是提供适当的监控信息管理。目标是为密西西比河多用途大型河流生态系统的管理和治理提供信息和决策支撑。

一是地质灾害调查与监测。一方面,通过对美国路易斯安纳州沿海区域和密西西比河下游平原区域进行详细的地质填图,查清可渗透和不可渗透沉积岩以及断层情况,服务沿海区域的开发规划,最大程度降低土壤流失、减少滑坡灾害等。另一方面,在密西西比河沿岸的地质灾害易发区开展侧扫声纳和高分辨率地震记录分析,揭示水下滑坡塌陷问题,做好预警预防准备。

二是水位与水质监测。在水位变化与河岸变迁方面,通过水深测量、高程数据采集、插值合并水深测量和河床高程数据等,生成等值线数据,进行河床三维数字建模,用于洪水监测预警。在水质监测方面,标准化的监测目标是跟踪所选参数的状态和趋势。所得数据部分为现场数据自动采集软件实时测量,部分由实验室分析得出。

三是土地覆盖遥感监测。覆盖数据也可用于评价人类活动对洪泛平原的影响以及流域内植被分布、生态系统变化、土地利用情况的监测。

四是生物资源调查与监测。

五是地理信息系统建设与服务。建立了密西西比河流系统数据服务系统,提供环境管理程序开发的地理信息数据和其他来源的相关数据,面向社会提供信息化服务。

相关文章