博物館預(yù)防性保護(hù)方案范文
時間:2023-06-12 16:38:55
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇博物館預(yù)防性保護(hù)方案,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1、在文物保護(hù)工作
一是協(xié)助北京公大永泰安防技術(shù)有限公司完成了《五家子遺址安防工程設(shè)計方案》的編寫工作,并對五家子遺址進(jìn)行多次實地測量、踏查及設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試,航拍工作,設(shè)計方案順利通過國家級評審。
二是在2017年春節(jié)期間配合吉林省基礎(chǔ)測繪院完成了《五家子遺址》1:500矢量測繪工作。
三是參加了“周河崴子遺址”勘探,《小南山遺址》的搶救性清理工作。
四是由本人主持和整理的文物行政執(zhí)法“國家電網(wǎng)吉林長春市雙陽區(qū)供電有限”違法施工建設(shè)案卷宗獲得“2017年度全國文物行政執(zhí)法案件優(yōu)秀指導(dǎo)性案例”。
2、博物館工作
一是完成了《長春市雙陽區(qū)博物館預(yù)防性保護(hù)方案》編寫工作,獲得國家級評審?fù)ㄟ^。
二是協(xié)助館領(lǐng)導(dǎo)完成了“博物館日”與《文化與自然遺產(chǎn)日》活動的設(shè)計與演出。
三是獲得吉林省文物局“2017年全國第一次可移動文物普查先進(jìn)個人稱號”。
篇2
【關(guān)鍵詞】構(gòu)建 數(shù)字可園 古建筑文物保護(hù)
一、東莞可園
東莞可園,全國重點文物保護(hù)單位,始建于清道光三十年(公元1850年),與番禺余蔭山房、佛山梁園、順德清暉園合稱廣東清代四大名園??蓤@占地約2204平方米,臨湖、近路、傍江,自然風(fēng)光幽雅。建筑設(shè)計精巧、布局緊湊、虛實得體。廳堂室舍、廊榭房軒、亭臺懸閣糅合天成,極盡園趣。可園主人張敬修以武將之姿起家、以文人之風(fēng)行世,“將骨文心”的特質(zhì)在可園建筑風(fēng)格中亦可窺探一斑。一是由他自撰的《可樓記》云:“居不幽者,志不廣;覽不遠(yuǎn)者,懷不暢。吾營可園,自喜頗得幽致……”[1]可見其以“幽”與“覽”為造園匠意。二是在建造手法上,運用傳統(tǒng)民居、莊寨、園林,把雅集會客、t望防衛(wèi)、休憩游覽等功能統(tǒng)籌兼顧,營造了可園別出心裁的獨特個性。
可園博物館是可園古建筑的保護(hù)與管理機構(gòu),集文物保護(hù)與收藏、研究與展示、學(xué)術(shù)與交流、文化與休閑等功能于一體,是展示可園古建筑本體、可園主人張敬修生平、嶺南傳統(tǒng)園林與建筑特色、“嶺南畫派”創(chuàng)始人居巢、居廉與可園的關(guān)系及脈絡(luò)傳承等的專題性博物館。
二、數(shù)字可園的構(gòu)建初衷
《國家文物事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中的“互聯(lián)網(wǎng)+中華文明三年行動計劃”提出:“推動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的傳承、創(chuàng)新與發(fā)展深度融合,充分發(fā)揮市場作用,通過觀念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新,推動文物信息資源開放共享……進(jìn)一步發(fā)揮文物資源在培育社會主義核心價值觀、構(gòu)建中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承體系和公共文化服務(wù)體系中的獨特作用。推進(jìn)文物信息資源開放共享,調(diào)動文物博物館單位用活文物資源的積極性……”[2]可園博物館從上一個“五年計劃”起已啟動可園博物館數(shù)字化系統(tǒng)工程建設(shè),分步實施,逐步完善。本文所論及的“數(shù)字可園”的構(gòu)建,是可園博物館數(shù)字化系統(tǒng)工程建設(shè)的重要組成部分。
三、數(shù)字可園的核心內(nèi)容
數(shù)字可園的核心內(nèi)容是“可園古建筑三維測量與建?!薄_\用三維激光掃描技術(shù),完成古建筑的測繪和精細(xì)模型建模,包含四類數(shù)據(jù):古建筑測繪圖、古建筑精細(xì)三維模型、古建筑高精度點云數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)。構(gòu)建內(nèi)容包含兩大部分:
(一)數(shù)據(jù)采集制作部分
(1)全方位三維激光掃描和高清影像采集
(2)測制平、立、剖面古建筑測繪圖
(3)制作古建筑精細(xì)三維模型、非重點建筑、園林小品三維模型與高清影像紋理
(二)系統(tǒng)構(gòu)建部分
(1)專家科研系統(tǒng)
(2)公眾互動系統(tǒng)
(3)互聯(lián)網(wǎng)漫游系統(tǒng)
四、項目具體實施
經(jīng)公開招標(biāo),數(shù)字可園中“可園古建筑三維測量與建模”項目的承辦單位為廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院。經(jīng)過勘查、調(diào)研和數(shù)據(jù)采集,雙方項目組進(jìn)行了設(shè)計交底,明確項目任務(wù),確定實施方案,理清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件與硬件配置等方面的需求。
(一)劃定區(qū)域范圍
包括可園古建筑群(面積2204平方米)、博物館和三個湖面,總面積約18000平方米。建筑測繪圖范圍包括可園古建筑總平面圖中有名稱的建筑。點云數(shù)據(jù)范圍覆蓋整個可園古建筑區(qū)。
(二)可行性試驗
為驗證雙方制定的技術(shù)實施方案是否可行,選擇可園“東南角樓”為試驗對象,從三維激光掃描、生成點云數(shù)據(jù)、三維模型構(gòu)筑及至測繪圖制作等全過程先行試驗。驗證了技術(shù)設(shè)計流程、數(shù)據(jù)檢查流程的可行性,制定了測繪圖和三維模型的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。
(三)三維激光掃描與測量
采用GDCORS-RTK與全站儀控制測量、站心點、特征點測量。采用RieGL VZ_400細(xì)部掃描測量,分三期進(jìn)行。第一期:古建筑區(qū)全面掃描,含植被、家具;第二期:移除盆栽、家具,采用自制云臺補掃遮擋、屋頂,掃描非古建筑部分;第三期:配準(zhǔn)結(jié)束,根據(jù)點云查漏補缺。
通過在圍墻、天花吊頂內(nèi)、樓梯隔間等可園全部空間設(shè)站,并設(shè)計平臺采集死角,使原始點云數(shù)據(jù)量達(dá)到1.2T,點云覆蓋率優(yōu)于90%。
(四)點云處理與入庫
原始點云配準(zhǔn)和精確匹配后,經(jīng)過去燥、抽稀、濾波分類,重新進(jìn)行排列、分塊并寫入點云存儲文件。在數(shù)據(jù)庫中記錄點云分塊在文件中的偏移量和測量時間。
(五)測繪圖制作
建筑測繪圖是反映建筑現(xiàn)狀的正投影線劃圖,包括總圖、平面圖、立面圖、剖面圖、門窗詳圖等。遵循“從整體到局部,先控制后細(xì)部”的測繪圖制作原則,先確定建筑的控制點和控制線的精確位置,再細(xì)部測量各部位、各構(gòu)件細(xì)節(jié)尺寸。按照“平面―剖面―立面”順序繪制,合理安排各視圖間的關(guān)聯(lián)組合。繪制完成可園古建筑測繪圖紙,分八個區(qū)繪制測繪圖紙66頁。測繪圖制作要求如下:(1)如實反映材質(zhì)信息;(2)實測結(jié)構(gòu)尺寸,檢測精度優(yōu)于5厘米(尺寸較差中的誤差);(3)圖線、字體、比例、符號、定位軸線、材料、尺寸標(biāo)注等參照《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50001-2001執(zhí)行;(4)根據(jù)門窗型號繪制門窗詳圖,制作門窗圖錄表。
(六)三維模型制作
(1)技術(shù)路線(見圖1)
(2)三維模型分級
三維模型按照精細(xì)程度分為四級:一級模型為點云模型,采集精度為5毫米,實現(xiàn)量測功能,滿足專家科研系統(tǒng)調(diào)用;二級模型為細(xì)節(jié)建模表現(xiàn),輔以高清影像表達(dá),用于視點15米以內(nèi)的近距離顯示,滿足古建筑查看及Ρ齲蝗級模型為主體建模表現(xiàn),輔以高清影像表達(dá),用于視點15米時的顯示;四級模型主要為消防器材、垃圾筒、路燈、虛擬游客等。二至四級模型用于構(gòu)建漫游系統(tǒng)場景。
(3)生成模型
構(gòu)筑而成的模型主要有:古建筑模型、建筑模型、家具與植被模型、雕塑與假山模型、地形模型。
(七)系統(tǒng)集成
為適應(yīng)數(shù)字可園檔案的總體規(guī)劃部署和有效實施,項目集成了“古建筑園林專家科研與互動漫游系統(tǒng)”,由三個子系統(tǒng)構(gòu)成:
(1)專家科研系統(tǒng):采用單機模式,實現(xiàn)可園古建模型、點云的管理和分析應(yīng)用,實現(xiàn)測繪圖的調(diào)用、授權(quán)修改與更新、安全存儲等功能。
(2)公眾互動系統(tǒng):采用C/S模式,實現(xiàn)用戶端的瀏覽、漫游、查閱,部分重要建筑結(jié)構(gòu)的模擬拆分與拼合功能,模擬光效、水波、重力、碰撞、門窗開合等特效。
(3)互聯(lián)網(wǎng)漫游系統(tǒng):采用B/S模式,基于優(yōu)化的可園模型而搭建的網(wǎng)絡(luò)版漫游系統(tǒng),在互聯(lián)網(wǎng)上,功能同公眾互動系統(tǒng)類似。
(八)構(gòu)筑軟硬件架構(gòu)(見圖2)
五、項目成果與專家驗收
數(shù)字可園中的“可園古建筑三維測量與建?!睆捻椖空袠?biāo)至2014年7月全面完成,耗時約兩年,期間雙方項目組經(jīng)二十多次的技術(shù)磋商、階段性成果演示與修改再調(diào)試,最終完成的項目成果包括:專家科研系統(tǒng)、公眾互動漫游系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)漫游系統(tǒng)、點云模型(電子文檔)、建筑測繪圖(圖紙及電子文檔)。
2014年7月8日“東莞市可園博物館可園古建筑三維測量與建?!表椖框炇諘h在可園博物館召開,由廣州大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院教授、廣州大學(xué)嶺南建筑研究所所長、廣東省文物保護(hù)專家委員會委員湯國華,廣東中科遙感技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)人、北京大學(xué)理學(xué)博士范海生,廣東省博物館館長、研究館員、享受國務(wù)院政府特殊津貼專家魏峻,廣東省計算中心教授級高工潘紀(jì)前,廣東省科學(xué)院廣州地理研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)兼職教授、廣東省遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用重點實驗室主任、碩士生導(dǎo)師鐘凱文,組成項目驗收專家組。驗收專家組經(jīng)聽取項目承接辦方的工作報告、審閱招投標(biāo)文件與項目成果資料,觀摩系統(tǒng)演示,經(jīng)質(zhì)詢、答疑與共同討論,一致認(rèn)為項目組已完成合同規(guī)定的內(nèi)容,同意通過驗收。2015年11月,該項目由項目承接辦方申報榮獲“2015中國地理信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀工程”銅獎。
六、對古建筑文物的保護(hù)性意義
在當(dāng)今科技瞬息萬變的時代,智慧博物館的建立已悄然而至,“互聯(lián)網(wǎng)+”更是近年來吹響的科技號角,數(shù)字化管理已迅速融入大眾日常的生活與工作中。數(shù)字可園形象地記錄了可園古建筑的本體構(gòu)造、傳統(tǒng)工藝、型制體量,建立了海量點云的分層存儲與基于模塊索引的數(shù)據(jù)庫管理,以及健全了建筑測繪圖等,為可園古建筑的建造檔案和養(yǎng)護(hù)維修等提供原始資料。對于古建筑文物保護(hù)具有積極的意義:
(一)數(shù)字博物館是實體博物館向外打開的另一扇窗口,是廣泛傳播博物館文化、強化文物保護(hù)(包括不可移動文物保護(hù))意識的重要渠道。該項目采用虛擬仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)集成開發(fā)可園古建筑綜合展示與管理分析平臺,實現(xiàn)了可園古建筑高精度的線上漫游、宏信息量的數(shù)據(jù)存儲、多功能的動態(tài)調(diào)用、海量點云數(shù)據(jù)支持下的流暢視覺表達(dá),帶給游客及網(wǎng)上游覽者身臨其境的沉浸感。有認(rèn)知才有了解,而保護(hù)與傳承則從認(rèn)知與了解開始。數(shù)字可園以及逐步完善的數(shù)字博物館,是可園博物館與社會公眾的聯(lián)系溝通的紐帶,讓公眾對可園古建筑從了解逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦行哉J(rèn)知,使古建筑文物保護(hù)與傳承的意識潛移默化。
(二)中國傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)之巧妙、工藝之精湛,一般的測繪技術(shù)難以準(zhǔn)確、精細(xì)地測量與記載,而采用三維激光掃描、數(shù)字?jǐn)z影測量等多種測繪設(shè)備與技術(shù)集成,可實現(xiàn)對古建筑的高精度、全方位、深層次、多維度的記錄與描述。使可園古建筑的精妙構(gòu)造、傳統(tǒng)工藝、型制體量得以真實還原,為探研可園古建筑乃至嶺南建筑園林的流變,亦為可園古建筑的“有效保護(hù)、合理利用、科學(xué)管理”提供準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(三)可園古建筑是嶺南古典庭園的杰作,其建筑工藝、布局構(gòu)圖精雅而幽致,是嶺南古建筑的珍品。然而,可園古建筑的歷史資料檔案仍局限于部份的建筑圖紙,再者因年代久遠(yuǎn),紙質(zhì)檔案資料的保存不能絕對完好。數(shù)字可園的構(gòu)建,獲取了可園古建筑海量點云數(shù)據(jù)、構(gòu)筑了精細(xì)的三維模型、測制了古建筑平立剖面測繪圖,使可園古建筑的基礎(chǔ)資料更真實、更完整、更利于永久保存與有效調(diào)用。為建立科學(xué)保護(hù)古建筑文物長效機制、實施古建筑預(yù)防性保護(hù)與搶救性保護(hù)相結(jié)合創(chuàng)造了前提條件。
七、結(jié)語
古建筑,是不可再生的文物,具有重要歷史、科學(xué)和藝術(shù)價值,古建筑園林的“廳堂軒院、亭臺廊榭,湖山橋樹”是人類歷史文脈的符號與延續(xù),可園亦然。讓我們順應(yīng)科技時代的發(fā)展,對可園古建筑進(jìn)行信息化研究,向數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、智慧型邁進(jìn),科學(xué)合理地傳承與開發(fā)利用!
參考文獻(xiàn):
篇3
關(guān)鏈詞:文化遺產(chǎn)保護(hù);新技術(shù);價值發(fā)現(xiàn);價值深護(hù) 價值傳播與利用
近年來,隨著全社會對于文化遺產(chǎn)保護(hù)理念、認(rèn)識的轉(zhuǎn)變,現(xiàn)代科技對文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的突出作用日益顯現(xiàn),保護(hù)工作中的科技含量不斷增加,新科技、新裝備大量涌現(xiàn)和應(yīng)用,這是一種可喜的形勢。但由于新技術(shù)、新成果橫跨不同學(xué)科領(lǐng)域、非常龐雜,現(xiàn)有文獻(xiàn)研究大多局限于單一具體技術(shù),因此有必要依據(jù)文化遺產(chǎn)保護(hù)體系的框架對其做進(jìn)一步的系統(tǒng)梳理與整體研究,探討技術(shù)應(yīng)用的重點及邊界,以便今后能做到有的放矢。這對于當(dāng)下文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)而言是意義重大且十分緊迫的。由于篇幅所限,文中僅以古建筑領(lǐng)域為對象展開討論,旨在拋磚引玉,難免掛一漏萬。
一、文化遺產(chǎn)保護(hù)體系與保護(hù)技術(shù)體系框架概述
價值評估是文化遺產(chǎn)保護(hù)的基礎(chǔ)和主線,在《文物保護(hù)法》及《中國文物古跡保護(hù)準(zhǔn)則》中已有明確表述:通過對保護(hù)對象的研究,確定保護(hù)對象所具有的主要價值,分析確定這些價值各個層面的特征,確定反映這些價值特征的物質(zhì)載體,如特定時期的構(gòu)件、獨特的結(jié)構(gòu)做法、特殊的構(gòu)造處理、典型的風(fēng)格、相關(guān)的附屬文物等,然后根據(jù)對這些價值載體的現(xiàn)狀評估,采取相應(yīng)的保護(hù)措施,通過改善這些價值載體的保存狀況,達(dá)到對文化遺產(chǎn)價值和文化遺產(chǎn)物質(zhì)遺存的有效保護(hù)和合理利用。由此當(dāng)代文化遺產(chǎn)保護(hù)學(xué)科構(gòu)建出三個層面或領(lǐng)域的基本體系。依據(jù)此體系,當(dāng)代保護(hù)科技可分為:即第一個層面是圍繞價值發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘領(lǐng)域的新技術(shù);第二個層面是圍繞價值保存、保護(hù)領(lǐng)域的新技術(shù);第三個層面是圍繞價值傳播、利用領(lǐng)域的新技術(shù)。它們共同構(gòu)成了新的保護(hù)技術(shù)體系框架。在真實、完整、高效的記錄文化遺產(chǎn)珍貴的價值信息,具體實踐包括:基于三維激光掃描、攝影建模技術(shù)的遺產(chǎn)空間幾何信息采集;遺產(chǎn)材料成分提取分析;獲取海量數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)等。
(二)文化遺產(chǎn)價值保存、保護(hù)領(lǐng)域相關(guān)新技術(shù)
文化遺產(chǎn)價值的保存、保護(hù)研究重點在于為實踐環(huán)節(jié)提供理論、規(guī)制和操作層面的支持。該領(lǐng)域中新科技的應(yīng)用側(cè)重于提供適宜的操作方法,主要包括了:無損/微損的遺產(chǎn)殘損病害檢測技術(shù);動態(tài)信息監(jiān)測及安全性評價技術(shù);遺產(chǎn)關(guān)鍵性保護(hù)修繕、修復(fù)、維護(hù)技術(shù);三維數(shù)字化修復(fù)技術(shù)等。
(三)文化遺產(chǎn)價值傳播、利用領(lǐng)域相關(guān)新技術(shù)
文化遺產(chǎn)價值的傳播、利用研究涵蓋“遺址公園規(guī)劃”、“歷史街區(qū)的保護(hù)、整治與再利用”、“遺址博物館設(shè)計”等方向。該領(lǐng)域中新科技的應(yīng)用為其提供了數(shù)字化、信息化的媒介,諸如:虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)、移動終端技術(shù)與云平臺應(yīng)用等。
二、文化遺產(chǎn)保護(hù)新技術(shù)應(yīng)用
(一)價值發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的相關(guān)新技術(shù)應(yīng)用
全面掌握文化遺產(chǎn)的三維幾何、影像及材料成份等基礎(chǔ)信息對于文化遺產(chǎn)保護(hù)至關(guān)重要。相關(guān)新技術(shù)可歸為兩部分:
1.三維幾何信息采集技術(shù)應(yīng)用
該技術(shù)主要分為三維激光、攝影、光柵采集與成型技術(shù)三類。
(1)三維激光采集技術(shù):是利用激光束的高精度測距原理獲取對象的幾何形體空間信息。掃描設(shè)備范圍從0.2米至2000米,精度從0.02毫米至6毫米的全覆蓋,滿足從碑刻、陳設(shè)到古建筑、城市規(guī)劃等高精度的采集需求。優(yōu)點是精確度高,覆蓋面廣,受環(huán)境光干擾小。主要技術(shù)難點在于:對于大尺度的不可移動文物(如古建筑等),每一站采集的有效視角和有效而是有限的,經(jīng)多次拼站后,如何保持建筑物的整體精度;將點云圖最少干預(yù)地解讀為工程用三視圖尚沒有好的解決辦法;點云色彩的還原度較差。對j二小尺度的文物,主要技術(shù)難點在于:對形體復(fù)雜的文物,內(nèi)部遮擋部分較難獲取;反光物和毛絨、頭發(fā)等材質(zhì)的掃描等。
(2)攝影采集與成型技術(shù)應(yīng)用:是在原有攝影測量技術(shù)基礎(chǔ)上與計算機算法結(jié)合的幾何形體測量成型技術(shù),包括了不同尺度的對象采集。優(yōu)點是色彩、材質(zhì)、影像的原真度高。主要技術(shù)難點在于:幾何形體精度較三維激光差,采集時受環(huán)境光影響較大。
(3)光柵(白光)采集與成型技術(shù)應(yīng)用:利用光柵與計算機算法結(jié)合形成的幾何形體采集成型技術(shù)。優(yōu)點是影像好、精度高。主要技術(shù)難點在于:僅適用于小尺度的掃描對象。
2.材料成分提取分析技術(shù)應(yīng)用:材料信息的采集、提取與分析在文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中有著重要意義,通過材料的研究可以判斷其成分、產(chǎn)地,并為復(fù)原、修復(fù)乃至斷代研究奠定基礎(chǔ)。常用的材料分析設(shè)備主要有光譜分析類和顯微鏡類,又分便攜型及實驗室型兩種。光譜分析類包括:X射線熒光光譜儀、紅外光譜儀、傅里葉拉曼光譜儀等;顯微鏡類則包括:偏光顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描電鏡等。在實際工作中,大多通過便攜式設(shè)備快速定性檢測與實驗室設(shè)備常規(guī)定量檢測相結(jié)合的方式進(jìn)行。
(二)價值保護(hù)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
1.病害無損/微損檢測技術(shù)應(yīng)用
文化遺產(chǎn)的無損/微損檢測技術(shù)是文保科學(xué)研究中重要的一個研究方向,也是保護(hù)過程中不可或缺的前期工作??焖?、非/微接觸、大面積掃描、多通道、自動化是無損/微損檢測技術(shù)的優(yōu)勢。在文化遺產(chǎn)保護(hù)的嚴(yán)峻形勢下,利用無損/微損檢測分析病害問題,不僅提高了效率,還可以最大程度的避免人為因素的干擾和影響。
以古建筑木構(gòu)件的內(nèi)部病害檢測技術(shù)為例。以往多采用人工目測、敲擊表面聽聲判斷的方法,受制于操作者的經(jīng)驗,其結(jié)果偏差較大。運用X射線攝影雖能快速檢測內(nèi)部病害狀況,但設(shè)備笨重、輻射強,現(xiàn)場應(yīng)用困難。非金屬超聲波儀采用表面接觸式檢測,但超聲波探頭與物體間需使用耦合劑,不適用于檢測表面附著壁畫、彩繪的情況。而應(yīng)力波儀和微鉆阻力儀的配合使用不僅可以對木構(gòu)件內(nèi)部病害狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,其數(shù)據(jù)還可用于預(yù)測木構(gòu)件彈性模量、抗壓抗彎強度等力學(xué)性能,為木結(jié)構(gòu)的安全性評價提供依據(jù)。
對于古建筑的磚石構(gòu)件則采用斷層超聲成像儀、地質(zhì)雷達(dá)、Tersis儀等,可定性及定量檢測其表面及內(nèi)部的病害殘損狀況。
2.無損監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用
病害監(jiān)測技術(shù)是預(yù)防性的保護(hù)模式,是認(rèn)識文化遺產(chǎn)褪變過程及時發(fā)現(xiàn)其安全隱患的基本方法。通過整合計算機技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS技術(shù)、多媒體技術(shù)等手段,建立能夠完整、持續(xù)的采集傳輸相關(guān)信息數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過多種方法監(jiān)測古建筑各主要結(jié)點的空間存在狀態(tài)、屬性變化,以及周邊環(huán)境的變化,如古建筑的基礎(chǔ)穩(wěn)定性、承重結(jié)構(gòu)受力、梁架結(jié)構(gòu)變形、屋面外觀完整性、彩繪壁畫,包括:裂隙、沉降、石基風(fēng)化、受力、開裂、蟲蛀、變形、傾斜、斷裂,彩繪或壁畫的龜裂、褪色、風(fēng)化、人為損壞等。繼而應(yīng)用動態(tài)有限元模型分析技術(shù)、結(jié)構(gòu)損傷識別理論、智能化傳感系統(tǒng)和信號處理技術(shù)等。實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)(線上)診斷預(yù)警和(線下)專家處理,同時揭示出變化規(guī)律(趨勢)及形成因素,做為古建筑進(jìn)一步保護(hù)措施的依據(jù)。
具體來說:監(jiān)測裂隙采用光纖光柵裂隙傳感器;監(jiān)測沉降采用定點式剖面沉降壓力計;監(jiān)測受力采用光纖光柵應(yīng)變傳感器;監(jiān)測梁架變形采用光纖光柵位移傳感器;監(jiān)測柱墻傾斜采用光纖光柵傾角傳感器;監(jiān)測石基風(fēng)化、屋面外觀和表面變化痕跡采用工業(yè)照相機;監(jiān)測白蟻等蟲害采用微波雷達(dá)儀等。另外針對古建筑整體或局部沉降、位移以及材料表面殘損程度等的監(jiān)測,配合三維激光掃描,依具體情況,以數(shù)月至數(shù)年一次為宜。對于古建筑材料內(nèi)部病害方面的監(jiān)測則配合無損/微損檢測,亦以數(shù)月至數(shù)年一次為宜。
3.修繕、加固新技術(shù)應(yīng)用
修繕、加固新技術(shù)立足于古建筑的特殊性――在修復(fù)時必須最大限度地保留原有的結(jié)構(gòu)和材料、工藝特征。無論是結(jié)構(gòu)的補強還是材料的替換,都必須嚴(yán)格遵循這一原則。
古建筑木構(gòu)件的碳纖維板微創(chuàng)加固技術(shù),主要利用3毫米厚碳纖維板嵌入式技術(shù)對文物建筑的梁柱等進(jìn)行加固的方法。具有較少影響古建筑的價值信息,高抗拉強度、質(zhì)量輕、強度/重量比值高,修復(fù)體積小、施工作業(yè)面小、施工簡易,運輸儲存方便、易于裁剪、不易腐蝕老化等優(yōu)點。
磚石構(gòu)件的滲透增強或憎水技術(shù)、無損排鹽技術(shù)、無損防潮層修復(fù)技術(shù)、新型石灰基材料與修繕工藝的運用在一定程度上減少了傳統(tǒng)修復(fù)過程中的副作用,大大提高了修繕的質(zhì)量。
以往在古建筑構(gòu)件修復(fù)前,很難直觀了解修復(fù)后的效果。而借助三維數(shù)字化模擬修復(fù)技術(shù),通過對已損壞的構(gòu)件整體進(jìn)行三維掃描,對缺損部分進(jìn)行數(shù)字化模擬,確定合理的方案后,再結(jié)合3D打印技術(shù)實現(xiàn)最終的修復(fù)。
(三)價值傳播與利用領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
國內(nèi)古建筑保護(hù)領(lǐng)域普遍存在著輕價值傳播和公眾教育的現(xiàn)象。古建筑本體、專業(yè)研究保護(hù)成果、公眾之間的割裂客觀上讓古建筑研究、保護(hù)逐漸走向小眾。因此亟待運用新的數(shù)字化技術(shù)方法來消弭這種界限,而大量的實踐探索也應(yīng)運而生。
1.虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用
虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點:更豐富――可以承載大數(shù)據(jù)量的顯示,最新技術(shù)已可以呈現(xiàn)真實尺寸數(shù)百平方公里的數(shù)據(jù);更精細(xì)――法線貼圖、置換顯示燈技術(shù)將每一個視覺細(xì)節(jié)都可以還原至虛擬顯示系統(tǒng)中;更高效――圖形化交互編程系統(tǒng),使大部分交互以流程圖的方式創(chuàng)建,制作效率大大提高。因而通過虛擬在線技術(shù)、參與度提升及激發(fā)互動模式等使得文化遺產(chǎn)的價值傳播更加主動,更易于為大眾所接受。
諸如投影、移動端交互、三維立體顯示等技術(shù)手段均可運用在古建筑虛擬博物館中,藉此拉近博物館、展品和公眾的距離。而體感交互技術(shù)則打破了現(xiàn)實與虛擬世界的最后一道壁壘,虛擬游覽、虛擬互動建造系統(tǒng)等寓教于樂的交互產(chǎn)品,極大地提升了公眾的觀覽體驗,同時也達(dá)到價值傳播的目的。
2.互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用
將三維激光掃描、無損/微損檢測結(jié)合BIM技術(shù)對古建筑進(jìn)行原真、完整的精確建模,通過高效的算法對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,結(jié)合實時監(jiān)測,實現(xiàn)了動態(tài)化的古建筑安全性評估、預(yù)警以及數(shù)字化修繕,三維激光掃描、檢測、監(jiān)測、修復(fù)技術(shù)在此融合。各環(huán)節(jié)的成果也將直觀的顯示在BIM模型中,通過云平臺可以在PC、游客觸摸屏、手機等媒介上實現(xiàn)對其的管理與宣傳教育。
應(yīng)用二維碼和手機APP技術(shù)的文化遺產(chǎn)快速導(dǎo)覽系統(tǒng),則實現(xiàn)‘了快速查詢、檢索博物館地理信息位置、展品信息等功能,并根據(jù)定位系統(tǒng)推送游覽路線、播放導(dǎo)覽語音,以很小的成本投入,即能滿足游客主動性的信息獲取。
篇4
區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查技術(shù)經(jīng)歷了從宏觀觀察為主到利用遙感、信息技術(shù)為主的轉(zhuǎn)變過程,航空遙感、信息處理技術(shù)已成為區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要手段,調(diào)查效率、精度都有很大提高,而調(diào)查成本卻大大降低.航空遙感和信息技術(shù)的進(jìn)步為區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查帶來了更為方便的技術(shù),其作用越來越強,隨著影像分辯率的提高,已開始應(yīng)用于大、中比例尺的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查,甚至于地質(zhì)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測,如利用無人駕駛機航空照片對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行應(yīng)急調(diào)查,采用遙感和信息技術(shù)對礦山開發(fā)活動和礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測等都取得了實質(zhì)性的進(jìn)展.同時,信息技術(shù)的發(fā)展和普及搭載網(wǎng)絡(luò)平臺,也為環(huán)境地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的處理、管理提供了越來越多的方便,全省1∶50萬、1∶20萬區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果基本實現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)管理,建立了縣級地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫,使調(diào)查成果更方便、更廣泛地應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會各個領(lǐng)域.環(huán)境地質(zhì)評價主要在質(zhì)量評價技術(shù)方面取得了新進(jìn)展,對提高我省環(huán)境地質(zhì)評價技術(shù)水平起到了帶動作用.
地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理技術(shù)
采取以預(yù)防為主的管理模式,主要是通過監(jiān)測、預(yù)測、評估,掌握或判斷地質(zhì)環(huán)境的變化,制訂相關(guān)管理辦法,控制破壞地質(zhì)環(huán)境的行為.在地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)方面,經(jīng)過十多年的實踐總結(jié),逐漸形成了具有我省特色的針對建設(shè)工程特點的預(yù)測評估方法;礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制技術(shù)也在逐步走向成熟.地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)近年來以地質(zhì)災(zāi)害防治和礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理為契機,得到了較快發(fā)展.自2003年以來,累計治理礦山253處,復(fù)墾土地面積8386.3ha,治理地面塌陷等災(zāi)害點329處,矸石山113座,植樹72萬余株,到2008年底,全省共治理礦山地質(zhì)環(huán)境1110處,恢復(fù)土地面積7513.7ha,其中耕地4392.8ha,建設(shè)用地1183.1ha,搬遷村莊151個19780戶60822人,建立礦山公園3處,在取得顯著成績的同時,礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)也得到了長足發(fā)展,其中廢渣護(hù)坡技術(shù)、采礦塌陷地整治技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)等都取得了一定經(jīng)驗.
地質(zhì)遺跡保護(hù)技術(shù)
地質(zhì)遺跡保護(hù)作為地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的主要內(nèi)容,近年來得到快速發(fā)展.2006—2008年開展了全省古生物化石地質(zhì)遺跡資源調(diào)查評價工作,劃分了5個世界級、4個國家級、20個省級古生物化石地質(zhì)遺跡產(chǎn)地,出版了《中國河南恐龍蛋和恐龍化石》、《河南省地層古生物研究》等專著.在推動地質(zhì)公園建設(shè)的同時,實施了一批地質(zhì)遺跡保護(hù)工程,通過建立護(hù)攔、原地加固、設(shè)標(biāo)識牌、警示牌、導(dǎo)游牌等設(shè)施,保護(hù)其不受破壞.
地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評價及防治技術(shù)
地質(zhì)災(zāi)害隱患點的調(diào)查是防治工作的前提,在縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃的基礎(chǔ)上,編制完成了易發(fā)區(qū)(縣)的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃,每年通過汛前排查、汛中巡查、汛后核查等形式,建立了全省地質(zhì)災(zāi)害隱患點數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害隱患點的基本掌控.2003年以來,實施了一批地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急勘查治理工程,通過地面測繪、鉆探、井(槽)探、物探、現(xiàn)場試驗和取樣測試等綜合手段,使勘查方法更加有針對性,勘查技術(shù)水平有較大提高.地質(zhì)災(zāi)害評價包括區(qū)域性風(fēng)險評價和災(zāi)害體的穩(wěn)定性評價,我省研發(fā)了基于GIS技術(shù)的風(fēng)險評估系統(tǒng),采用傳遞系數(shù)法和計算機軟件對滑坡、不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性評價技術(shù)得到了推廣.地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)分預(yù)防和治理兩方面,預(yù)防技術(shù)包括制定規(guī)劃、防災(zāi)預(yù)案、氣象預(yù)警、群測群防等,已在地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)得到了普及.治理技術(shù)主要指工程措施,防治泥石流災(zāi)害的攔擋、疏導(dǎo)技術(shù)、防治崩塌滑坡災(zāi)害的削坡減載、抗滑樁、重力式擋墻、截排水、坡面防護(hù)、淺層錨固等技術(shù)在省內(nèi)都有應(yīng)用,其中泥石流防治的疏排與攔蓄相結(jié)合技術(shù),滑坡防治的抗滑樁與排水、錨固、擋墻相結(jié)合技術(shù)都取得了實踐性突破.
應(yīng)用性環(huán)境地質(zhì)技術(shù)
農(nóng)業(yè)地質(zhì):黃淮平原經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查項目初步查明了土壤環(huán)境中污染元素和有益元素的分布特征,基本查明了洛陽牡丹、信陽茶葉、四大懷藥、杞縣大蒜、許昌煙葉、靈寶蘋果等特色作物產(chǎn)地的土壤地質(zhì)背景、地球化學(xué)特征以及黃河流域地表水、淺層地下水質(zhì)量狀況,對黃淮流域農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價.環(huán)境水文地質(zhì)(地方?。洪_展了河南省農(nóng)村居民飲用水調(diào)查和與飲用水環(huán)境有關(guān)的地方病研究,拓展了環(huán)境地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域.旅游地質(zhì):在開展省內(nèi)地質(zhì)遺跡保護(hù)和地質(zhì)公園建設(shè)工作的同時,培養(yǎng)了一大批旅游地質(zhì)人才,推動了省內(nèi)地質(zhì)旅游與山水旅游事業(yè)的大發(fā)展.地質(zhì)科普:2008年落成的河南省地質(zhì)博物館新館,擁有當(dāng)時國內(nèi)最先進(jìn)的地學(xué)科普技術(shù)手段與豐富的地質(zhì)科學(xué)內(nèi)涵,參觀人數(shù)超過了150萬;省內(nèi)各地質(zhì)公園也相繼建立了獨具特色的地質(zhì)博物館.2007年建成的中國西峽恐龍遺跡園為研究地球災(zāi)變事件和恐龍的生活習(xí)性、生態(tài)環(huán)境與物種滅絕等提供了理想的科學(xué)研究基地.
“十一五”期間地質(zhì)環(huán)境科技發(fā)展主要成果
1取得的進(jìn)展與成果
基礎(chǔ)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究取得新成果.完善了河南平原第四系層型剖面和第四紀(jì)綜合地質(zhì)表,分析預(yù)測了各種變異條件下地下水流系統(tǒng)演化的趨勢,預(yù)測了未來若干年氣候環(huán)境變化趨勢.完成了全省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)縣(市)級地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃,建立了地質(zhì)災(zāi)害隱患點數(shù)據(jù)庫及管理信息系統(tǒng).礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理技術(shù)得到了快速發(fā)展.完成了省、市、縣三級礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理規(guī)劃,啟動了礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案的編制工作,礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、保護(hù)、恢復(fù)治理技術(shù)逐步系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化.地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)水平進(jìn)一步提高.提出了基于建設(shè)項目特點的地質(zhì)災(zāi)害危險性評估方法,遙感、原位測試技術(shù)、計算軟件等新技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘查中得到了應(yīng)用;工程治理措施更加多樣化、綜合化;地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報技術(shù)有了大的發(fā)展,建立了省級汛期地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警系統(tǒng)平臺,開展了中原城市群地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃.
地質(zhì)遺跡保護(hù)與地質(zhì)公園建設(shè)技術(shù)走在全國前列.目前,河南省保有4個世界級地質(zhì)公園(嵩山、云臺山、伏牛山、王屋山—黛眉山),13個國家地質(zhì)公園,3個國家礦山公園,一個國家級地質(zhì)遺跡自然保護(hù)區(qū)(南陽恐龍蛋化石群),另有13個省級地質(zhì)公園,2個省級礦山公園.實施了一大批地質(zhì)遺跡保護(hù)項目,全省有60余處重要地質(zhì)遺跡得到比較嚴(yán)格的保護(hù).在推動地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)和地質(zhì)公園申報、建設(shè)、管理過程中,規(guī)劃、建設(shè)、管理技術(shù)得到了不斷提高.地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)取得了新突破.引進(jìn)了單孔多層地下水監(jiān)測井施工技術(shù)和地下水位水溫遙測、自動記錄技術(shù),提高了監(jiān)測精度,實現(xiàn)了一孔四層地下水動態(tài)的自動化監(jiān)測和實時傳輸.地質(zhì)環(huán)境專項科研成果突出.組織了兩批13個地質(zhì)環(huán)境科技攻關(guān)項目,其中部分項目已取得了預(yù)期成果,有的達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平,有的獲得了省、廳級科技成果獎勵,全省地質(zhì)環(huán)境科技創(chuàng)新能力和技術(shù)支撐能力不斷提升.
2科技人員隊伍現(xiàn)狀與科技人才培養(yǎng)情況
與“十五”相比,從事環(huán)境地質(zhì)科技工作專業(yè)的人才隊伍建設(shè)有了很大發(fā)展,2006—2009年四年間,全省國土資源行業(yè)新增環(huán)境地質(zhì)相關(guān)專業(yè)青年科技人員300人,科技人員的平均年齡降低,中青年人員比例大幅增加,40歲以下的技術(shù)人員占到68%(圖1);學(xué)歷層次和職稱層次提高,本科以上的技術(shù)人員比例超過了三分之一,具有中級職稱以上的技術(shù)人員的比例達(dá)53.5%(圖2、圖3).各專業(yè)之間的結(jié)構(gòu)比例也趨于合理.
3科技創(chuàng)新體系建設(shè)
“十一五”期間,經(jīng)省國土資源廳批準(zhǔn)建立的與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)的河南省國土資源重點實驗室3個,工程技術(shù)研究中心4個(表2).經(jīng)國土資源部和省國土資源廳審查批準(zhǔn),全省具有環(huán)境地質(zhì)相關(guān)專業(yè)調(diào)查、勘查資質(zhì)的單位30家,具有地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查、設(shè)計、施工、監(jiān)理資質(zhì)的單位30家,具有地質(zhì)災(zāi)害危險性評估資質(zhì)的單位40家.
4科技交流與合作情況
國際交流與合作:河南省環(huán)境地質(zhì)工作自上世紀(jì)八十年代走出國外,主要是面向非洲、美洲和亞洲市場上的水文地質(zhì)工程地質(zhì)項目,以村鎮(zhèn)鑿井、城鎮(zhèn)供水項目為籠頭,帶動了場地工程地質(zhì)勘察、地基處理與巖土工程施工等業(yè)務(wù).2006年以來,先后與日本、尼日利亞等國家開展了交流合作.在地質(zhì)公園建設(shè)方面,多次與國際組織合作,接受國際組織和國際知名專家的考察,受到了好評.國內(nèi)交流與合作:先后與中國地質(zhì)調(diào)查局、中國科學(xué)院、中國地質(zhì)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國石油大學(xué)、鄭州大學(xué)、西安有色冶金設(shè)計研究院等單位合作,共同開展地質(zhì)環(huán)境科技項目研究,取得了良好效果.省內(nèi)學(xué)術(shù)交流:2006—2009年,河南省地質(zhì)學(xué)會舉辦學(xué)術(shù)交流活動,得到了廣大地質(zhì)環(huán)境工作者的積極響應(yīng),共發(fā)表地質(zhì)環(huán)境相關(guān)專業(yè)論文共170余篇(表3).2007年9月省地質(zhì)學(xué)會水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)專業(yè)委員會、地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)委員會組織召開了“河南省水文、環(huán)境、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)術(shù)交流會”,會議交流論文40余篇.
環(huán)境地質(zhì)領(lǐng)域科技發(fā)展趨勢與存在問題分析
1科技發(fā)展趨勢分析
地質(zhì)環(huán)境安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn).快速發(fā)展的河南,給地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作帶來了前所未有的挑戰(zhàn),一方面人類工程活動加劇,巨型工程(跨流域調(diào)水、高速鐵路、高速公路、地鐵工程等)的建設(shè)、采礦規(guī)模的擴大、大量“三廢”的排放對地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅,地質(zhì)環(huán)境正在遭受前所未有的破壞或改變;另一方面城鎮(zhèn)規(guī)??焖倥蛎?、社會經(jīng)濟(jì)易損性加大、人類抵御災(zāi)害的能力降低,地質(zhì)環(huán)境的安全風(fēng)險加大.同時,地質(zhì)環(huán)境問題和地質(zhì)災(zāi)害具有較強的隱蔽性和滯后性,一旦發(fā)現(xiàn)即有可能造成難以挽回的嚴(yán)重后果,而且修復(fù)治理難度大、周期長,有些甚至是不可逆的,因此在相當(dāng)長一段時期,地質(zhì)環(huán)境安全仍是環(huán)境地質(zhì)研究的重要方向.
預(yù)防性研究引起重視.正是由于環(huán)境地質(zhì)問題的隱蔽性和滯后性,需要加強預(yù)測性研究.環(huán)境地質(zhì)科技面臨三大課題,一是地質(zhì)環(huán)境預(yù)測、評價技術(shù),需要更準(zhǔn)確地預(yù)測工程建設(shè)或人類活動、氣候變化等對地質(zhì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響,以及這種影響發(fā)生的時間、地點、受害對象、危害后果等;二是地質(zhì)環(huán)境保護(hù)技術(shù),需要研究地質(zhì)環(huán)境開發(fā)利用過程中如何用更小的代價,換取更大的綜合效益;三是地質(zhì)環(huán)境修復(fù)、治理技術(shù),將受破壞或改變的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)或整治,是未來地質(zhì)環(huán)境工作面臨的一項主要任務(wù),礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理已納入到采礦生產(chǎn)成本,重大工程項目的環(huán)境整治也進(jìn)入項目設(shè)計,但這方面的技術(shù)還處在原始的土石方工程階段,缺乏先進(jìn)有效的技術(shù)支撐.信息技術(shù)將成為地質(zhì)環(huán)境管理、研究的主要工具.信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動各行各業(yè)在生活理念、服務(wù)方式、價值取向等方面都發(fā)生了很大變化,人類通過信息和網(wǎng)絡(luò)對世界的觀察更開闊,對事物的觀察更細(xì)致,對地質(zhì)環(huán)境的關(guān)注度更高,信息技術(shù)已成為環(huán)境地質(zhì)研究不可缺少的重要工具,也即將成為實現(xiàn)人類對地質(zhì)環(huán)境科學(xué)、有效管理的重要工具.
環(huán)境地質(zhì)學(xué)科體系亟待完善.現(xiàn)有理論和技術(shù)遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要,理論與實踐存在脫接,地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測僅局限于地下水和地質(zhì)災(zāi)害點,監(jiān)測范圍需要擴大到整個國土范圍,監(jiān)測和研究內(nèi)容應(yīng)拓展到所有的地質(zhì)環(huán)境要素,監(jiān)測和研究方法需要降低成本、提高質(zhì)量、更好地服務(wù)于社會,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)也面臨更多的技術(shù)難題.經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對環(huán)境地質(zhì)工作的需求正在發(fā)展重大變化.環(huán)境地質(zhì)業(yè)務(wù)正在由傳統(tǒng)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘查評價轉(zhuǎn)向以地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理為主的領(lǐng)域,為工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化建設(shè)保駕護(hù)航,降低人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響,修復(fù)被破壞的地質(zhì)環(huán)境成為未來環(huán)境地質(zhì)工作者的重要任務(wù),傳統(tǒng)的環(huán)境地質(zhì)理論與技術(shù)面臨創(chuàng)新與變革.
2存在問題與原因分析
科技創(chuàng)新基礎(chǔ)薄弱.主要表現(xiàn)在省內(nèi)大學(xué)對口專業(yè)偏少,針對河南省地質(zhì)環(huán)境條件培養(yǎng)的專門人才偏少;從事生產(chǎn)實踐的人員多,科研人員少;地質(zhì)環(huán)境科技創(chuàng)新平臺建立時間短,數(shù)量少,設(shè)備嚴(yán)重不足,缺乏項目和資金支持;地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測項目少,手段落后,不能適應(yīng)地質(zhì)環(huán)境管理工作的需要;公益性、基礎(chǔ)性、區(qū)域性環(huán)境地質(zhì)研究滯后.地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識亟待加強.河南省人口多,經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相對落后,人口、資源、環(huán)境壓力雖大,但就業(yè)、吃飯問題更重于環(huán)境保護(hù),在一定程度上以犧牲環(huán)境、資源換取經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)象短時間內(nèi)難以消除,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)任務(wù)艱巨.科技人員隊伍偏于年輕.近年來,全省國土資源科技人員隊伍發(fā)展較快,環(huán)境地質(zhì)相關(guān)專業(yè)廣受重視,人員規(guī)模快速擴張,但新人多、老人少,老科技人員的傳、幫、帶作用被弱化.此外,全省在環(huán)境地質(zhì)領(lǐng)域知名度高的國際、國家級大專家很少,具有高水平、影響力較大的地質(zhì)環(huán)境類科技成果也顯不足.
“十二五”地質(zhì)環(huán)境領(lǐng)域科技發(fā)展工作部署
1基本思路
緊緊圍繞建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)“不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價的三化協(xié)調(diào)科學(xué)發(fā)展,著力建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會”的奮斗目標(biāo),集成創(chuàng)新,重點突破,服務(wù)急需,兼顧長遠(yuǎn),切實提高全省地質(zhì)環(huán)境科技支撐能力和科技創(chuàng)新能力,推動并實現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、評價、利用、保護(hù)、治理、恢復(fù)和管理現(xiàn)代化,建設(shè)一批地質(zhì)環(huán)境科技創(chuàng)新平臺,增強地質(zhì)環(huán)境科技為社會服務(wù)的能力.
2重大科技項目部署
典型區(qū)域地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評價與監(jiān)測技術(shù)研究.以環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為依托,選擇鄭汴洛地區(qū)、小秦嶺金礦區(qū)、欒川鉬礦區(qū)、永城煤礦區(qū)、鄭州煤鋁礦區(qū)等典型城市群、典型工礦區(qū)探索環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查評價方法,開展高精度、中大比例尺的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查技術(shù)研究,引入高精度的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和定位技術(shù)、自動化實時傳輸技術(shù)等,建立適用的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)體系,完善目前以地下水監(jiān)測為主的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò).
鄭汴新區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測及重大環(huán)境地質(zhì)問題防治研究.結(jié)合鄭州市、開封市與鄭汴新區(qū)發(fā)展規(guī)劃,查明城市地下三維空間的地質(zhì)環(huán)境與重大環(huán)境地質(zhì)問題隱患,對城市地質(zhì)環(huán)境容量進(jìn)行評價,對城市建設(shè)導(dǎo)致的地質(zhì)環(huán)境改變與地質(zhì)災(zāi)害開展預(yù)測;針對城市地鐵工程、垃圾處理場、新的排洪工程(包括人工湖等)、快速擴張的新城區(qū)、應(yīng)急水源地等地質(zhì)環(huán)境敏感區(qū)開展地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評估、重大環(huán)境地質(zhì)問題預(yù)測和預(yù)警研究,為大型城市地質(zhì)環(huán)境安全提供技術(shù)保障;在鄭州市對地鐵工程沿線開展地面變形監(jiān)測;在垃圾處理場周邊開展水、土質(zhì)量監(jiān)測;在集中供水水源地開展地下水環(huán)境監(jiān)測.
國家重大工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境影響及防治對策研究.以南水北調(diào)中線工程、鐵路客運專線、高速公路沿線地質(zhì)環(huán)境變化為研究重點,對地質(zhì)環(huán)境安全進(jìn)行預(yù)測評估,重點開展沿線高陡斜坡變形監(jiān)測、地質(zhì)環(huán)境變化調(diào)查與監(jiān)測、地下水環(huán)境監(jiān)測、土壤污染監(jiān)測等技術(shù)體系研究,開發(fā)以保護(hù)重大工程安全、清潔運行為目的的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警技術(shù).重大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機制與防治對策研究.在對已有成果進(jìn)行綜合整理的基礎(chǔ)上,結(jié)合即將展開的重點縣市地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查和人類工程活動特點,進(jìn)一步研究確定重大地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)與隱患點,提出重大地質(zhì)災(zāi)害中長期預(yù)測和防治對策,優(yōu)化重大地質(zhì)災(zāi)害臨災(zāi)監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò),更新重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點數(shù)據(jù)庫,升級全省地質(zhì)災(zāi)害防治信息系統(tǒng).突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查技術(shù)集成研究.著重于應(yīng)用航空多光譜高分辨率遙感、差分雷達(dá)、GPS高精度變形監(jiān)測等多種手段相結(jié)合,形成突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害快速應(yīng)急調(diào)查技術(shù)集成,為突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估、應(yīng)急會商與救災(zāi)工作服務(wù).
汛期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)優(yōu)化研究.開展大比例尺地質(zhì)災(zāi)害信息與高密度雨量數(shù)據(jù)的集成研究,預(yù)警模型研究,預(yù)警系統(tǒng)與自動化雨量站、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成、對接研究;對已有預(yù)警區(qū)劃、預(yù)警判據(jù)及地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修訂和校核,更新預(yù)警預(yù)報硬件、軟件設(shè)施,探討新的預(yù)警方法及途徑;優(yōu)化汛期地質(zhì)災(zāi)害短期預(yù)警預(yù)報,探索汛期地質(zhì)災(zāi)害中長期預(yù)測.河南省糧食與經(jīng)濟(jì)作物主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)地質(zhì)研究.河南糧食生產(chǎn)對維護(hù)國家糧食安全具有重大影響,確保2020年糧食綜合生產(chǎn)能力650億公斤以上的任務(wù)更加重要①.著力于在省內(nèi)糧食主產(chǎn)區(qū)、經(jīng)濟(jì)作物主產(chǎn)區(qū)、蔬菜生產(chǎn)基地、其他特色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地,深入開展與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量相關(guān)的地質(zhì)背景研究,建設(shè)全省農(nóng)業(yè)地球化學(xué)數(shù)據(jù)庫,建立土壤母質(zhì)與耕作層質(zhì)量評價指標(biāo)體系,研究土壤水與地下水資源保障能力,開展平原區(qū)地下水庫人工調(diào)蓄技術(shù)方法研究,提出促進(jìn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全生產(chǎn)的對策建議.
河南省典型礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)集成與示范.選擇以煤、鋁、金、鉬為主的省內(nèi)典型礦山,依托遙感、GPS、地球物理與地球化學(xué)等技術(shù),開展礦山地質(zhì)環(huán)境變化動態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究,探索礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)警方法;總結(jié)完善礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)技術(shù)、礦山地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)、礦山地貌景觀與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)整治技術(shù),形成有針對性的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)體系.河南省重點地質(zhì)遺跡調(diào)查、評價與保護(hù)技術(shù)研究.完善全省地質(zhì)遺跡、地質(zhì)景觀評價科學(xué)體系,科學(xué)評估重點地質(zhì)遺跡的學(xué)術(shù)價值、科普價值與旅游價值;針對性研發(fā)各類型地質(zhì)遺跡、地質(zhì)景觀的實質(zhì)性保護(hù)技術(shù);開展重點古生物化石產(chǎn)地評價、發(fā)掘方法、地層、構(gòu)造與古生態(tài)綜合研究,探索古地質(zhì)環(huán)境變遷規(guī)律;提出地質(zhì)遺跡保護(hù)與地質(zhì)公園建設(shè)對策建議.
中心城市淺層地?zé)崮芸辈榕c開發(fā)利用技術(shù)研究.主要在中原城市群地區(qū)開展典型城市(區(qū))淺層地?zé)崮苷{(diào)查評價技術(shù)研究,淺層地?zé)崮荛_發(fā)技術(shù)研究,探索測定巖土體熱物理參數(shù)及相關(guān)物理性質(zhì)指標(biāo)的方法,研究淺層地溫資源的評價方法和計算參數(shù),開展淺層地下水源熱泵回灌及土壤源熱泵利用試驗,評價淺層地?zé)崮艿倪m宜利用方式,建立淺層地?zé)崮艿目辈椤㈤_發(fā)利用與保護(hù)技術(shù)體系,建成一批淺層地?zé)崮荛_發(fā)技術(shù)示范工程.深部地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)技術(shù)研究.在豫西地區(qū)尋找淺埋型帶狀熱儲,在豫東平原地區(qū)尋找深部中、高溫層狀熱儲,研究地?zé)豳Y源找礦技術(shù)和地?zé)崽锟辈?、開采方法;研究熱儲埋藏分布規(guī)律及特征,分析地溫場變化規(guī)律,提高地?zé)豳Y源儲量及可開采量評價技術(shù)水平;改進(jìn)地?zé)峋删夹g(shù)和已有地?zé)峋谋Wo(hù)、井管檢測與修復(fù)技術(shù),創(chuàng)新地?zé)豳Y源綜合開發(fā)利用模式.
煤下鋁礦床開發(fā)水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件研究.河南省煤下鋁資源豐富,但煤層下壓覆的鋁土礦床開采技術(shù)條件不明,水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,亟需開展相應(yīng)研究.選擇新安、澠池、滎鞏等典型礦區(qū),開展煤下鋁礦床水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件評價方法研究,煤礦開采條件下的鋁土礦礦床水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件預(yù)測評價方法研究,初步形成適應(yīng)河南煤下鋁礦床特點的水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查評價技術(shù)體系.
科技創(chuàng)新體系及人才培養(yǎng)計劃
1科技創(chuàng)新體系建設(shè)計劃
在“十一五”科技創(chuàng)新體系建設(shè)成果的基礎(chǔ)上,不斷完善環(huán)境地質(zhì)專業(yè)重點實驗室和工程技術(shù)中心,提升其科研實力,增加地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測重點試驗室、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工程、淺層地?zé)崮苜Y源勘查與開發(fā)研究技術(shù)中心.“十二五”期間,力爭將河南省地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室、河南省地?zé)崮荛_發(fā)工程技術(shù)研究中心、河南省淺層地?zé)崮芸辈榕c開發(fā)技術(shù)研究中心升級為省級重點實驗室或重點研究中心.
2科技人才隊伍培養(yǎng)計劃
加大高端人才的培養(yǎng)和引進(jìn),立足河南實際,通過項目帶動、合作培養(yǎng)、聯(lián)合推薦等方式,造就一批省內(nèi)著名、國內(nèi)知名、具有較強解決實際問題能力的環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害研究專家;引進(jìn)一批具有真才實學(xué)的專業(yè)博士、博士后加入河南環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害研究團(tuán)隊,鼓勵國際、國內(nèi)知名教授、研究員以聘任、合作研究等方式參加河南環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害科技攻關(guān)活動.到“十二五”末,力爭環(huán)境地質(zhì)專業(yè)博士不少于20人,教授級高級工程師增加到15人以上.積極推薦學(xué)術(shù)帶頭人、青年科技專家和骨干,建立省環(huán)境地質(zhì)專業(yè)科技創(chuàng)新隊伍,培養(yǎng)環(huán)境地質(zhì)專業(yè)學(xué)術(shù)帶頭人和青年科技專家.
科技交流與合作計劃
1地質(zhì)災(zāi)害防治研究合作計劃
在省內(nèi)加強與氣象、水利、城建、鐵路、公路、教育、旅游、地震等部門合作,開展針對氣候變化、突發(fā)災(zāi)變事件、工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和防治對策研究,以推進(jìn)和完善地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報、重大工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估和地質(zhì)環(huán)境影響評價為契機,形成多部門聯(lián)合攻關(guān)防治地質(zhì)災(zāi)害的創(chuàng)新機制.支持省屬單位與國家級及部屬研究機構(gòu)、大學(xué)簽屬戰(zhàn)略合作協(xié)議,建立長期穩(wěn)定的信息交流與技術(shù)合作機制,聯(lián)合開展省內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、評價、防治項目;借助省地質(zhì)學(xué)會、省礦業(yè)協(xié)會等組織,邀請國內(nèi)國際著名地質(zhì)災(zāi)害研究專家來河南開辦講座、培訓(xùn),開展學(xué)術(shù)活動,提高全省地質(zhì)災(zāi)害研究的整體水平.積極參與國土資源部組織的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和預(yù)防、環(huán)境和氣候變化監(jiān)測等國際合作計劃,并將其與省內(nèi)重大地質(zhì)災(zāi)害防治項目密切結(jié)合,切實提高全省地質(zhì)災(zāi)害防治能力.
2地質(zhì)環(huán)境保護(hù)研究合作計劃
在省內(nèi)加強與相關(guān)部門和企業(yè)合作,開展針對地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理技術(shù)的研究;以推進(jìn)和完善地質(zhì)遺跡保護(hù)、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理、城鄉(xiāng)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測管理等工作為契機,聯(lián)合攻關(guān),在廣義地質(zhì)環(huán)境領(lǐng)域取得綜合性理論與技術(shù)進(jìn)步.加強與國內(nèi)外科研與教學(xué)機構(gòu)的交流與合作,借助國家與省重大地質(zhì)環(huán)境工程項目,建立長期穩(wěn)定的信息交流與技術(shù)合作機制.積極參與國土資源部組織的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國際合作計劃,追蹤學(xué)習(xí)國際前緣地質(zhì)環(huán)境領(lǐng)域先進(jìn)理論與技術(shù)方法.
3礦床水文地質(zhì)研究國際合作計劃