地质－生态环境损益度与人均GDP 关系分析

CO2地质储存综合地质调查主要调查内容包括基础地质、水文地质、工程地质、生态环境与地质矿产调查五个方面，继承性与综合性较强，详述如下。
（一）野外踏勘
野外踏勘的目的是从整体上对目标区碳源概况、社会经济概况、地质概况进行了解，并对已收集的有关资料进行必要的验证。
野外踏勘在已有资料和遥感地质解译基础上，以专题踏勘和初步拟定的多个CO2灌注场地踏勘为主，观察标准剖面、构造形迹及关键性地段，特别是对CO2地质储存管道铺设、灌注设计有典型意义的地质现象进行观察研究。详细了解调查区有关人文、地理、气候、交通等野外工作条件，为野外工作开展提供必要的地形、道路、物资供应、营地设置、安全保障等背景资料。另外，调查区内土地利用、人口密度和城乡发展规划等社会经济因素资料。
参照《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598—2001）选址规定，CO2地质储存选址应符合国家及地方城乡建设总体规划要求；不应选在城市工农业发展规划区、农业保护区、自然保护区、风景名胜区，文物（考古）保护区、生活饮用水源保护区、供水远景规划区、矿产资源储备区和其他需要特别保护的区域内。选址时还应考虑当地有无国家重点保护植物和植被覆盖率大小，不能额外地清除植被，影响植物固碳。此外，《中华人民共和国城市规划法》（1989年12月26日中华人民共和国主席令，第23号）、《建设项目选址规划管理办法》（建设部、国家计委，1991年8月23日）、《建设项目用地预审管理办法》（中华人民共和国国土资源部令，第42号）对规定建设项目选址均有明确的要求。因此，野外踏勘必须从宏观上掌握调查区的基本情况，既能为下一步工作奠定基础，又能淘汰上述不适合地区，遵循低碳原则。
（二）基础地质调查
基础地质调查以复核、校验、修正前人成果为原则，调查路线以追索构造形迹和穿越地层界线为主，注重对已有岩心、样品等实物资料的搜集和分析，必要时采用地球物理技术开展深部地层特征的调查。遵循由表及里，由浅人深，由疏到密，由已知到未知的原则部署各项工作，研究深度应达到有CO2储层或圈闭构造的底部，一般要求控制深度为800～3500m。在出露较好的地层开展实测工作时，做好各类岩石的取样、送样工作。原则上对地层逐层取样，尤其对CO2地质储存主力储、盖层进行重点取样，样品数量和质量必须满足各项实验测试工作的要求。
基础地质调查过程中，宜利用3S技术等先进技术方法开展“地形地貌－地层岩性－地质构造”统一调查的方法，同时能够初步达到查明“圈闭－储盖层”调查目的。
1.地形地貌
调查地面高程及地貌单元间的接触关系，研究地形地貌对CO2地质储存运移、泄漏的控制与影响。测绘中要以各种成因的微地貌调查为主，包括分水岭、山脊、山峰、斜坡悬崖、沟谷、河谷、河漫滩、阶地、剥蚀面、冲沟、洪积扇、各种岩溶现象等，调查其形态特征、规模、组成物质和分布规律。同时又要调查各种微地形的组合特征，注意不同地貌单元（如山区、丘陵、平原等）的空间分布、过渡关系及其形成的相对时代。
地形地貌的调查要充分利用遥感地质解译成果，开展必要的地质调查验证，能够提高调查工作效率与准确率。
2.地层特征
以多重地层划分为基础，通过研究各岩石地层单位的基本层序；较准确地描述沉积地层的组成、结构、变化和识别特征，通过正式和非正式岩石地层单位的填图，查明并具体表示其时空存在状况、纵横变化，以及与地质年代的相互关系，逐步建立和完善区域地层格架和区域地层模型；探讨和阐明各岩石地层单位的形成环境、沉积作用、区域地质发展史与自然资源的分布规律。
对CO2地质储存具有特殊意义的储层、盖层岩层应单独划分，开展样品采集与测试工作，进而确定主力储、盖层。沉积岩应记录层序时代、岩性，颜色、粒度、成分、矿物组成、结构构造、孔隙和裂隙性、风化特征、地层厚度和地层接触关系等。对有利构造区与区域性储盖层，应用地球物理技术开展深部调查，查明区域性储盖层特征，为储盖层与圈闭评价奠定基础。在工程选址勘探井施工阶段，也应补充开展储盖层地质调查。
在各类调查技术基础上，根据层序旋回地层学原理，运用露头、岩心、测井资料和地震反射资料对作业区目标储层进行综合分析和描述，建立高分辨率的层序地层格架，查明储盖层空间几何形态和规模、岩石物性及非均质性特点，为目标靶区与场地选址奠定基础。
（1）储层
CO2储层与油气储层的基本地质问题相同（孙枢，2006），需要对潜在储层的深度、岩性特征、厚度、物性参数、非均质性和沉积相等特征开展重点调查（刁玉杰，2012）。
（2）盖层
盖层封闭机理研究表明，只要某套岩层中流体的排替压力大于注入下伏储层中超临界状态CO2的压力均可作为盖层。常见的盖层主要为页岩、泥岩、盐岩、石膏和硬石膏等。良好的盖层是实现CO2长期、有效封存于地下的基本前提。
盖层安全性调查主要内容包括岩性特征、厚度和分布连续性、塑性及沉积成岩阶段、断裂发育特征和盖层封闭指数等，详见本章第四节地质安全性专项调查。
3.地质构造
1）应用构造解析方法，对各种规模大小不等的构造变形形迹（包括褶皱、断裂、韧性剪切带以及各种面理、线理等）的产状、性质、规模、位态及有关运动学特征等资料进行详细收集，查明其区域分布特点和组合规律；研究其构造层次及构造变形相，建立区域构造变形序列，为探讨认识区域地质构造演化奠定基础。
2）应用现代造山带研究的理论和方法，开展对不同类型造山带的地质调查。着重查清造山带三维空间的物质组成、结构构造特征，研究造山带旁侧盆地形成与发展演化的地层层序构筑特征和物源成分特点，为盆地、山脉转变演化的研究奠定基础。同时注意对卷人造山带不同大地构造单元构造变形特征进行系统调查，查明各类构造变形的运动学特征，为建立造山带形成演化过程中构造运动体制的演化转变，探讨造山作用产生的地球动力学机制提供依据。对造山带基底形成阶段、洋陆转化阶段、陆内造山阶段和后造山隆升－剥蚀阶段的物质建造、变形、变质特点进行系统调查，重塑其地质构造演化历史。
3）对新构造运动的表现及特点进行调查，广泛收集资料，研究新构造运动的时期和类型。地质灾害多发地区，应查明引起灾害的地质构造背景及具体构造部位。地震发育地区，应收集有关地震方面的资料，对活动性断裂应尽量查明其延伸、规模、性质、产状及运动学特征，为分析研究区域地质灾害规律和环境工程评价提供依据。
地质构造特征是影响CO2地质储存地质安全性的主要因素，详见本章第四节地质安全性专项地质调查。
（三）水文地质调查
水文地质调查目的是查明天然条件下地下水的形成、赋存及运移特征以及地下水水量、水质的变化规律，以路线调查、测绘为手段，为CO2地质储存工程场地选址、运输管线铺设及运行期间提供地下水资源保护以及防治环境问题所需资料。水文地质调查以调查区所在的水文地质单元为对象，以控制地下水出露点及地表水体为原则。同时，应在资料搜集与整理的基础上，对深部咸水层的CO2地质储存条件展开调查。
水文地质观测点应布置在地下水天然露头、人工露头、地表水体分布的地点以及对水文地质单元界线有控制意义的地点，不应平均布置。
1）调查地下水系统边界条件，包括对区域性地下水系统的空间分布，外部边界和内部边界的类型、性质与位置，人类活动对边界条件的影响。重点调查深、浅部地下水埋藏条件、含水层岩性、导水性及水力性质、地下水水质，各含水岩（组）物理性质、水力联系及水化学变化规律，区域性隔水层的分布、埋深和厚度变化规律，深部咸水体空间分布范围、咸水层与上部淡承压水、潜水接触关系与水力联系，包气带的厚度、岩性、孔隙特征、含水率及地表植被状况等。
2）调查深、浅部地下水补径排条件，包括补给来源、补给方式或途径、补给区分布和补给量，地下水的径流条件、径流分带规律和流向，地下水的排泄形式、排泄途径和排泄区（带）分布，以及不同含水层之间、地下水和地表水之间水力联系。
3）对于区域储水构造，调查充水断裂带和裂隙密集带的导水性、深循环上升泉的分布、断层脉状水的富水地段，以及岩溶层的空间分布与富水性，盐卤水、地热水资源分布等。调查管井、民井的位置、地面高程，井的深度、结构、地层剖面、开采层位，水位、水量、水温、水质及其动态变化等。场地域内天然泉的类型、位置、出露条件、含水层、补给来源，以及泉的流量、水温，水质，对于大泉（岩溶泉、溢出带泉群等）应调查泉域范围或主要补给区（或补给源）。
（四）工程地质调查
1.岩体工程地质
岩体工程地质调查，应在掌握区域地层及岩相变化的基础上，突出岩体工程地质特征的研究。要抓住岩体不同结构面及组合关系的分析，要注意研究那些连续性强和性质软弱的结构面，同时应调查易溶成分及有机物，成岩程度及坚实性，岩石风化程度，不同岩性的组合关系等。调查地层的岩性岩相变化特征，层理（平行层理、斜层理、波状层理、交错层理）和层面构造（波痕、泥裂、 缝合线等）特征，结核、化石及沉积韵律，岩层间的接触关系；碎屑岩的成分、结构、胶结类型、胶结程度和㬵结物的成分：化学岩和生物化学岩的成分，结晶特点、溶蚀现象及特殊构造（鳞状、竹叶状等）；软弱岩层（页岩、泥岩、岩盐、石膏、白垩、泥炭、煤层等）和泥化夹层的岩性、层位、厚度及空间分布等。
2.地质灾害
地质灾害是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡，泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害（国务院令第394号）。地质灾害易发区：是指具有地质灾害形成的地质地貌条件和在自然、人为等营力作用下，容易产生地质灾害的区域。
《地质灾害防治条例》（国务院令第394号）和各省（自治区）地质灾害危险性评估规程规定，在地质灾害易发区内进行工程建设，必须在可行性研究阶段或者在申请核准、备案前进行地质灾害危险性评估。因此，在CO2地质储存工程实施前，必须委托有相关资质的单位对场地进行地质灾害危险性评估，详细调查方法本书不再赘述。
CO2地质储存宜选择在场地地质灾害易发性比较低的地区选址，同时参照《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598—2001）选址规定，CO2地质储存选址应处于一个相对稳定的区域，不会因自然或人为的因素而受到破坏；必须位于百年一遇的洪水标高线以上，并在长远规划中的水库等人工蓄水设施淹没区和保护区之外；场地的地质条件应符合下列要求：位于地下水饮用水水源地主要补给区范围之外；地质结构相对简单、稳定，没有断层；场地选择应避开下列区域：破坏性地震及活动构造区；海啸及涌浪影响区；湿地和低洼汇水处；地应力高度集中区，地面抬升或沉降速率快的地区；石灰岩溶洞发育带；废弃矿区或塌陷区；崩塌、岩堆、滑坡区；山洪、泥石流地区；活动沙丘区；尚未稳定的冲积扇及冲沟地区：高压缩性淤泥、泥炭及软土区以及其他可能危及填埋场安全的区域。
（五）生态环境调查
生态环境调查应严格按照《建设项目环境保护管理条例》中对建设项目的明确要求，执行调查工作程序、工作内容。根据所界定的环境敏感目标（表3-2），调查其地理位置、规模、与工程的相对位置关系、所处环境功能区及保护内容等。
表3-2 生态敏感目标一览表


1）调查目标区生态状况，珍惜动植物和水生生物的种类、保护级别和分布状况、鱼类三场分布等。
2）拟建储存工程占地情况调查，包括临时占地、永久占地、列表说明占地位置、用途、类型、面积、取弃土量及生态恢复情况等。
3）拟建储存工程影响区域内水土流失现状、成因、类型，所采取的水土保持、绿化及措施的实施效果等。
4）对于拟建工程影响区域内的《建设项目环境保护分类管理名录》列举的需特殊保护地区、生态敏感与脆弱区、社会关注区，提供适当比例的保护区位置图，注明工程相对位置、保护区位置和边界。工程影响区内的植被类型、数量、覆盖率的变化情况。如需进行植物样方、水生生态、土壤调查，明确调查范围、位置、因子、频次，并提供调查点位图。
（六）地质矿产调查
蕴矿状况亦称压覆矿产资源，是指因CO2地质储存工程实施后导致矿产资源不能开发利用的现象。但是建设项目与矿区范围重叠而不影响矿产资源正常开采的，不作压覆处理。矿产资源是指国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和《矿产资源开采登记管理办法》附录中34个矿种的矿床规模在中型以上的矿产资源。
1.地热、油气、煤炭等矿产资源
调查地热、油气、煤炭等矿产资源时空分布规律，并调查采空区的范围、深度等特征。在垂向上对CO2地质储存可能压覆的矿产资源资源进行调查评价；在水平方向上，通过资料搜集、矿权登记查阅对相邻区块各类资源进行了解。
2.其他矿产资源
1）对已经或正在普查的矿床（点），应搜集矿床地质评价方面的成果资料，进行综合研究。为了掌握矿床特征，应选择典型矿区进行现场观察。
2）对新发现的矿点、前人研究程度较差的矿点和群众报矿的矿点要进行调查：①进行地表地质调查和追索，了解矿点（体）及含矿岩系（体）的地表分布范围和地质条件；②了解含矿岩石（体）的含矿性及矿石质量；③提供进一步工作的依据和意见。
3）对区域成矿特征有代表性的国家急缺矿种的矿点要进行重点检查或评价。重点检查的矿点，视工作需要对有代表性的矿体用轻型山地工程进行揭露，了解其延展情况，圈定出露范围，系统采集各类样品，了解矿石质量；图上应详细填绘有关矿产内容。

区域地质环境脆弱性对社会经济发展空间布局具有框架性的制约作用。分析地质环境脆弱性与人口分布、经济发展、土地利用等的关系，有助于深化对人地关系的认识，为优化国土空间开发格局提供参考。
（一）地质环境脆弱性与人口分布的关系
为了便于分析，以地理网格为单元，按照1km×1km的精度确定了全国人口密度的空间分布。人口数据来自全国千米网格人口分布数据集（2010年），由地球系统科学数据共享平台提供。根据1km×1km地理网格的人口密度，将全国人口分布划分为6种类型地区：无人区、人口稀疏区（0～100人/km2）、低度集聚区（100～500人/km2）、中度集聚区（500～1000人/km2）、高度集聚区（1000～3000人/km2）及极度集聚区（＜3000人/km2）（图3–12）。

图3-12 全国人口密度分布图

对比全国区域地质环境脆弱性分布图（图3–11）和全国人口密度分布图（图3–12）可以发现，区域地质环境脆弱度越高，人口密度往往越低，地质环境脆弱度与人口密度呈负相关关系。图3–13表明，全国的人口主要分布在区域地质环境微度脆弱区和轻微度脆弱区，这两个区的人口占全国人口总量的84%；其次是轻度脆弱区，人口占全国的11%；其余5%的人口分布在中度和重度脆弱区，在极度脆弱区则没有常住人口。

图3-13 各等级地质环境脆弱区人口比例及平均人口密度

（二）地质环境脆弱性与经济发展的关系
与人口分布类似，以地理网格为单元，按照1km×1km的精度确定了全国GDP的空间分布。GDP数据来自全国千米网格GDP分布数据集（2010年），由地球系统科学数据共享平台提供。利用ArcGIS的空间分析功能，将中国GDP空间分布划分为5个等级：无、低（0～100万元/km2）、中（100～1000万元/km2）、高（1000～10000万元/km2）、超高（＞10000万元/km2），其空间分布如图3–14所示。

图3-14 全国千米网格GDP分布图

对比全国区域地质环境脆弱性分布图（图3–11）和全国千米网格GDP分布图（图3–14）可以发现，区域地质环境脆弱度越高，GDP往往越低，地质环境脆弱度与GDP呈负相关关系，这说明地质环境脆弱程度越高越不利于社会经济的发展。图3–15表明，全国的GDP主要分布在区域地质环境微度脆弱区和轻微度脆弱区，这两个区的GDP占全国GDP总量的83%；其次是轻度脆弱区，GDP占全国的11%；其余5%的GDP分布在中度和重度脆弱区，在极度脆弱区则没有GDP。

图3-15 各等级地质环境脆弱区单位面积GDP与占全国GDP比例

（三）地质环境脆弱性与土地利用方式的关系
土地覆被数据采用的是2009年全球1km土地覆被数据集（GlobCover），由地球系统科学数据共享平台提供。GlobCover是欧洲空间局建立的全球土地覆被数据集，数据集是根据UN LCCS分类标准，综合采用监督分类和非监督分类两种方法对多时相的MERIS L1B数据进行分类而得到的，其空间分辨率5°×5°。根据我国实际情况，将全国土地覆被类型合并为耕地、林地、草地、水域、未利用地、城乡工矿居民用地等6种土地覆被类型（图3–16）。
对比全国区域地质环境脆弱性分布图（图3–11）和全国千米网格GDP分布图（图3–14）可以发现，区域地质环境脆弱度越高，GDP往往越低，地质环境脆弱度与GDP呈负相关关系，这说明地质环境脆弱程度越高越不利于社会经济的发展。图3–15表明，全国的GDP主要分布在区域地质环境微度脆弱区和轻微度脆弱区，这两个区的GDP占全国GDP总量的83%；其次是轻度脆弱区，GDP占全国的11%；其余5%的GDP分布在中度和重度脆弱区，在极度脆弱区则没有GDP。

一、山东半岛城市群8个城市的人均GDP与损益度数据获取

山东半岛城市群经济发展指标以人均GDP(元)最为代表，8个城市2001～2005年人均GDP值可以从《山东统计年鉴》中获得。

损益度是随着经济的增长，地质－生态环境的破坏程度。

二、地质－生态环境质量损益度与人均GDP的相关关系分析

1.青岛市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，青岛市地质－生态环境损益度呈上升趋势，说明随着人均GDP的增长，青岛市地质－生态环境也得到了很好的保护，地质－生态环境质量越来越好。

2.济南市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，济南市地质生态环境损益度呈上升、下降、再上升的趋势，反映随着人均GDP的增长，济南市地质－生态环境质量2001～2002略有上升，2002～2004年呈下降状态，2004～2005年又大幅度上升。

3.烟台市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，烟台市地质－生态环境损益度呈总体上升的趋势，说明随着人均GDP的增长，烟台市地质－生态环境质量保持在良好的状态，达到了既经济增长又环境保护的目的。

4.威海市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，威海市地质－生态环境损益度呈缓慢下降趋势，说明尽管威海市的地质－生态环境质量一直在8个城市中名列前茅，但随着人均GDP的增长，威海市地质－生态环境质量略有下降。在今后经济发展中应注意保护地质－生态环境。

5.潍坊市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，潍坊市地质－生态环境损益度呈现上升－下降的变化规律，2001～2002年，随着人均GDP的增长，潍坊市地质生态环境质量越来越好;但2002～2005年，随着人均GDP的增长，潍坊市地质－生态环境质量呈下降状态。

6.淄博市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，淄博市地质－生态环境损益度呈现下降－上升的变化规律，2001～2004年，随着人均GDP的增长，淄博市地质－生态环境质量呈下降状态;2004～2005年，随着人均GDP的增长，淄博市地质－生态环境质量越来越好。

7.东营市地质生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，东营市地质－生态环境损益度呈上升－下降－上升的趋势。2001～2002年，随着人均GDP的增长，东营市地质－生态环境质量也在改善。2003～2004年，随着人均GDP的增长，东营市地质－生态环境质量呈下降的趋势。2004～2005年，随着人均GDP的增长，东营市地质－生态环境质量又有改善的趋势。

8.日照市地质－生态环境质量损益度与人均GDP关系分析

2001～2005年随着人均GDP的增长，日照市地质生态环境损益度呈现上升－下降－上升周期性变化。2001～2003年，2004～2005年，随着人均GDP的增长，日照市地质－生态环境质量越来越好;但2003～2004年，随着人均GDP的增长，日照市地质－生态环境质量确有下降的趋势。