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裴向军教授团队最新成果:构建青藏高原重大工程地质环境扰损机制及生态修复技术体系


青藏高原是我国重要生态屏障区及战略资源基地。近年来,国家在建和拟建的一大批重大工程乃至世纪超级工程都集中分布在青藏高原,在迎来巨大发展机遇的同时,因其地质环境复杂性和生态环境敏感脆弱性,也带来了系列生态地质环境问题,需迫切解决扰损问题识别与影响机制、生态韧性技术、工艺及装备系列“卡脖子”难题。目前,在青藏高原重大工程建设造成的生态地质环境问题全要素多尺度识别方面尚未形成科学方法体系,对重大工程扰损区地质灾害的防治工程仅单纯顾及灾害防治本身,尚未开展基于自然的解决方案、与环境协调的绿色防治技术研究,生态-地质-环境多学科交叉融合严重不足,其核心问题是生态修复耐久性亟待提升。地质安全、工程安全、生态安全是国家安全的重要组成部分,地质安全是工程安全和生态安全的基石,生态安全是地质安全和工程安全的保障;以地质为基,构建青藏高原重大工程扰损区生态修复技术体系,对筑牢青藏高原生态安全屏障,推动青藏高原生态环境保护和可持续发展,推进国家生态文明高质量建设具有重要意义。

1. 青藏高原重大工程扰损诱发水土流失作用机制及其生态地质环境效应

生态地质环境已经成为地球科学的新兴交叉前沿领域,青藏高原这一国家重大工程主战场,以及孕育极端复杂生态地质环境的世界一极,是研究重大工程建设生态地质环境问题、修复理论,构建生态修复韧性技术的理想实践地。青藏高原重大工程地质环境扰损机制及生态修复技术体系研究,是推动青藏高原生态地质环境保护的重要工作,也为我国生态文明建设与生态保护工作提供系统、可靠、及时的技术支撑。

本研究在厘清青藏高原重大工程建设对生态地质环境的主要影响与作用方式基础上,初步构建了青藏高原重大工程建设生态地质环境问题识别与修复技术体系:

1)在探究青藏高原地质环境背景与生态本底基础上,以疏排地下水、开挖、弃渣堆填等为主要场景,揭示了重大工程对生态地质环境的主要影响与作用方式。

2)构建了青藏高原重大工程扰损区生态地质环境系统调查、问题识别诊断、成图技术。

3)揭示了以岩土-水文-生态多元耦合与材料调控机理及地质体-工程结构-生物体互馈机理为核心的青藏高原重大工程扰损区生态修复理论。

4)构建了碎裂地质体疏排止水、陡立坡面抗冻融、大型松散堆积体渣土熟化等青藏高原重大工程扰损区多类型复杂场景生态修复模式。

5)研发了低碳注浆、矿物-微生物渣土熟化成壤、高分子聚合物冻融促强、干旱区大气集水等生态修复新材料,构建了近自然植生层重构生态修复技术。

6)建立了青藏高原重大工程扰损区防治工程方案组合-设计优化-生物适配-耐久提升有机配置与自适应维持技术。。研究以期为青藏高原重大工程建设生态地质环境影响的总体认识,以及未来生态修复工程方案制定、技术配置、建设工程布局和生态修复耐久性评估、长期监测相关研究提供科学参考和技术支撑。

2. “方案组合-设计优化-生物适配-耐久提升有机配置方案


3. 生态修复耐久性提升策略

通过构建生态地质环境调查技术体系,全面即时掌握青藏高原重大工程建设生态地质环境影响状况和未来发展趋势,构建重大工程建设生态地质环境问题的科学化应对体系;在生态修复韧性技术研发基础上,进一步实现生态修复装备体系化、智能化;通过建立生态修复碳汇核算技术体系,实现青藏高原重大工程影响下碳源向碳汇转换。

本研究得到了国家重点研发计划项目 2023YFC3007100,天府永兴实验室科技攻关任务重大项 2023KJGG05等的资助。