2016年01月13日 星期三

蒙新高原上的三年“逐水之战”——呼和浩特中心蒙新高原湖泊调查项目组工作纪实

来源:地调局呼和浩特中心 作者:孙涛、李瑞嘉 发布时间:2025-11-19
  2025年初冬,中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心的会议室内,蒙新高原湖区湖泊调查项目负责人李瑞嘉正在向专家组详细汇报一年来项目组的工作成果,这是项目2025年度野外验收工作的关键时刻。与此同时,项目组的其他人员已开赴下一片计划工作区,在严寒中开始了新一轮的野外踏勘。在内蒙古高原西部和新疆广袤区域,这群湖泊调查队员正进行着一场与时间赛跑的科研征程,3年间他们的脚步踏遍了这片土地上数百个湖泊。


项目组成员使用履带车运送船只和测量设备等物资进入艾比湖开展作业

蒙新湖泊群的生死密码

  湖泊是国家重要战略资源,是“山水林田湖草沙”生命共同体的重要组成部分。在横跨内蒙古高原与新疆东部的广袤地域上,散落着386颗“蓝色钻石”——这里聚集了我国北方75%的天然湖泊。从京津冀水源屏障的岱海、黄旗海,到候鸟迁徙的国际驿站达里诺尔湖,再到阻挡巴丹吉林沙漠东扩的居延海湿地,这片总面积超1.2万平方公里的水域,构筑起中国北疆的生态生命线。   
  2023年,中国地质调查局启动“蒙新高原湖泊生态地质调查”重大专项。呼和浩特中心组建9人尖兵团队,配备无人机高光谱系统、单波束水深测量仪、无人船等尖端装备,开启破解“湖泊生命密码”的国家行动。
  “我们要建立湖泊健康档案,为生态安全预警提供科学底盘。”项目高级工程师袁帅如是说。


项目组在艾比湖开展作业

高原明珠的守护之战

  蒙新高原湖泊调查项目组由一批年轻的技术人员组成,平均年龄仅31岁。他们中有水文地质、地球物理、遥感测绘等多学科专业人才,党员占比高达85%。在180多天的连续野外调查中,项目组成员们展现了惊人毅力和专业精神。他们穿越塔里木盆地、吐鲁番盆地、准格尔盆地。“累点倒是不怕,最怕的就是多变的天气。”队员们深有感触。有一次,为了赶上中午的“好天气”和测量的“窗口期”,项目组天未亮就从驻地出发。一路颠簸到达湖边后,他们还要靠人拉肩扛,将沉重的装备艰难地运送到湖边。
  在乌梁素海调查期间,项目组主动对接地方部门,建立工作联系,取得地方支持。面对乌梁素海芦苇繁茂的特点,项目组成员前往湖区进行基本情况调查,初步了解了湖泊内植被分布、水文地质和环境地质情况。
  正是这些年轻调查队员的辛勤付出,蒙新高原湖泊调查工作才得以稳步推进。当最后一组湖底地形数据整理完毕,项目组已在高原持续作战180多天,这支年轻队伍不仅完成了多个湖泊的水下地形外业调查任务,还获取了湖泊调查时段的水位、面积、水储存量、水质等基础信息。


项目组人员进行岸线调查

  “蒙新高原湖泊调查是一项复杂系统工程,涉及多个环节和技术手段。项目组采用了‘老带新’作业模式,确保每个作业小组都配备仪器操作、数据处理、安全监护三类专业人员。”项目副负责人郝一介绍道。
  野外作业首先从前期调研开始,项目组会收集历史文献、地图、遥感影像等资料,进行实地勘查,并邀请相关领域专家提供指导建议。设备准备方面,测绘设备包括GPS、无人船、单波束等;采样工具包括水样采集器、沉积物取样器等;同时还需配备齐全的生活装备和安全设备。现场测绘是湖泊调查的核心环节。项目组会根据湖泊形状选择均匀分布的测点,设置平行或放射状测线覆盖湖泊区域。在高山湖泊探索中,通常采用“无人船、单波束”协同作业模式,使测量效率大大提升。水质采样需要严格的操作规程。项目组成员需确定采样点,选择湖泊中心、边缘、入水口等关键位置,使用专用采样器分层采集水样。每个水样都要记录采样信息,并使用冷藏设备保存样品,最后带回实验室进行化学、生物指标检测。


项目组人员进行水质采样

用脚步丈量生态禁区

  “冰雹!下冰雹了!赶紧保护好设备!”对讲机里传来急促呼叫。2024年8月的一天,新达赉湖水面突降暴雨并伴有冰雹,载着精密仪器的快艇瞬间被打得啪啪响。队员们来不及迅速收起设备,硬是靠用身体挡着,才将价值200万元设备保护住。
  蒙新高原湖泊调查面临诸多困难和挑战。自然条件是首要障碍。调查湖泊多位于偏远地区,交通不便,项目组经常需要长距离穿越复杂地貌。高原地区空气稀薄,昼夜温差大,白天烈日炎炎,紫外线强烈,晚上气温骤降,寒风刺骨。在呼伦贝尔部分工作区,调查组经常需穿越50公里复杂地貌,攀爬45°砾石坡。项目组女队员茉丽梅的防护面罩结满冰晶,却笑着说:“我们收集的湖水样本比眼泪还纯净”。
  技术难题层出不穷。在高原测区进行水下地形测量时,现场环境、天气、水下地形以及水域生物多样性等复杂因素,给人员和测量装备带来各种挑战。面积超过20平方公里的湖泊通常坐落于人迹罕至的偏远地区,普遍存在无网络信号等困难。
  2025年,在新疆艾比湖测量时,两条气垫船都去湖里作业了,随着工作的推进,离岸边越来越远。博尔塔拉蒙古自治州气象局发来的大风预警,管护站工作联系紧急联系在湖面作业的测量人员,让他们立刻返航。谁知,不论是对讲机、手机、还是卫星电话,一个都没人接听。幸运的是大风起时,两条船都安全抵达,一问才知道,橡皮艇的噪音太大,根本听不到手机的响声,之所以及时返航,是测量人员看到阿拉山口云团在聚集,就赶紧往回撤。


项目组人员在艾比湖进行水下地形调查

硬核突破项目技术壁垒

  面对复杂环境,项目组不断创新方法技术。蒙新高原湖泊调查项目组多学科融合的青年队伍,不仅用专业破解技术难题,更以“小发明、大创新”推动科研成果落地,让青春智慧在湖泊调查中绽放光彩。
  团队构建了“空天地一体化”调查体系,通过卫星遥感获取湖泊宏观面积变化,无人机航拍记录岸线动态,地面RTK设备校准地形数据,最终形成湖泊的“基础信息卡”。
  蒙新高原湖泊调查中,极端环境与复杂地形常给测量工作“出难题”,团队不等不靠,立足现场需求搞发明,一个个“接地气”的小创造,针对单波束固定难度大的问题,创新性地研制出单波速固定架,现在已经迭代更新了,并且申请了两个实用新型专利,蒙新高原遥感解译工作量大,发明了以算法为核心,结合多分辨率金字塔技术、形态学图像处理、轮廓检测与平滑等多种技术,构建了一套完整的水体分割解决方案,提高了遥感解译工作的效率,并申报发明专利。团队成员聚焦乌梁素海溶解性有机质问题,获批内蒙古青年基金《干旱区营养化湖泊溶解性有机质特征来源及对沉积物碳库稳定性影响机制研究》。团队将调查实践中的技术创新成果及时转化为专利,形成自主知识产权,多项技术获得专利授权或进入审查阶段,不仅提升团队核心竞争力,更为行业技术进步贡献力量。
  针对安全风险,项目组邀请安全专家进行专题培训,强化职工安全意识,提升野外作业风险防范能力。培训内容系统讲解地质调查中常见的自然灾害防范、生态环境风险、装备操作规范等,并通过“人、车、火、密、灾”五要素管控,将安全责任落实到每个环节。


项目组人员进行水深比测

写在祖国大地上的生态答卷

  经过多年努力,蒙新高原湖泊调查取得了丰硕成果。2023年至2025年,项目组顺利完成多次野外调查任务,并通过年度野外验收。蒙新高原调查通过长时序遥感与重点湖泊水下地形调查,厘清了蒙新高原湖区1 km²以上自然湖泊数量、面积、分布及水储存量现状;建立了42个湖泊水陆一体三维模型、42个湖泊水位-面积-水储存量关系曲线,初步查明了水资源变化特征,制作湖泊调查专题成果,支撑自然资源部“一张图”建设。
  在乌梁素海的晨光中,调查船惊起成群飞鸟。女队员李蓉抚过船舷边的水质传感器,屏幕上实时跳动着pH值、浊度等参。她微笑着调出监测影像,那些写在日志里的数据,终将化作滋润北疆的甘霖——当东居延海重现42平方公里的碧波,当黄旗海岸迎来十年未见的白天鹅群,项目组成员背包上“中国地质调查局”的徽章,在高原阳光下熠熠生辉。
  不久的将来,新一批项目队员将在再次集结,他们手机中的行程轨迹将在广袤的西北地区织一张密密麻麻的网,深入蒙新高原的湖泊区,继续这项艰巨而重要的工作。
  当队员们操纵着明黄色的无人船,缓缓驶向湖心。单波束水下地形扫测仪持续获取着水下点云数据,这些数据将构建出精确的水下数字高程模型。这些调查结果将融入实景三维中国数字高程模型,形成水储存量计算的基础数据,为蒙新高原湖泊保护提供科学支撑。