2023海域天然气水合物环境基线调查技术要求

海域天然气水合物环境基线调查技术要求目 次112范引文件 13语定、略语 13.1术和定义 13.2缩语 2424.1目任务 24.2调程序 24.3基要求 24.4调方法 24.5站布设 24.6调成果 35计审 3设书编写 3设书审批 36底质境线查 3海地形貌 3海底质地球学 4海工程质 4海地质害 57洋物境线查 57.1叶素a初级产力 57.2微物 67.3浮生物 77.4底生物 88理洋境线查 98.1海温度盐度 9IIIII8.2海流 98.3海浊度 109洋学境线查 10海溶解烷 10悬颗粒和颗有机物 11海化学规要素 11海气界甲烷通量 1210境线建 13底地环境构建 13洋生环境构建 14理海环境构建 15洋化环境构建 1611量制 1711.1查内容 1711.2查方法 1711.3查要求 1711.4查结处置 1812果制提交 1812.1件编制 1812.2据库 1912.3告编制 1912.4果提交 1912.5料汇交 19附录A（范）海然气合环基调设计编提纲 20附录B（范）海然气合环基调报告写求 21附录C（料）外查表式 22参考献 2911海域天然气水合物环境基线调查技术要求本文件适用于海域天然气水合物勘查开采的环境基线调查。（GB/T12763.1海洋调查规范第1部分：总则GB/T12763.2—2007海洋调查规范第2部分：海洋水文观测GB/T12763.3海洋调查规范第3部分：海洋气象观测GB/T12763.44GB/T12763.6—2007GB/T12763.8—2007GB/T12763.9—2007海洋调查规范第GB/T12763.1010GB/T12763.11海洋调查规范第11部分：海洋工程地质调查GB17378.4—2007海洋监测规范第4部分：海水分析GB/T31705气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法GB/T50123土工试验方法标准DZ/T0273地质资料汇交规范DZ/T0292DZ/T0327海洋地质取样技术规程DZ/T0408侧扫声呐测量技术规程DZ/T0425HY/T262—2018海水中溶解甲烷的测定顶空平衡-气相色谱法HY/T0300潜标观测技术规程T/CAOE42海洋底质调查技术规程下列术语和定义适用于本文件。3.1.1环境基线environmentalbaseline在开展海域天然气水合物勘查开采前，各环境参数的现状值及其自然变化特征。注：环境基线包含海底地质环境基线、海洋化学环境基线、海洋生物环境基线、物理海洋环境基线等。3.1.2海底着陆器bottomlander布设在海底用于海洋长期观测、采样或原位实验的海底环境综合观测系统。223.1.3冷泉生物群落coldseepcommunity冷泉生态系统中，利用甲烷、硫化氢等冷泉渗漏流体合成自身有机物的自养生物。下列缩略语适用于本文件。ADCP：声学多普勒流速剖面仪（acousticdopplercurrentprofiler）。AUV：水下自主航行器（autonomousunderwatervehicle）。CTD（conductivity-temperature-depthmeasuringinstrument）LADCP（loweredacousticdopplercurrentprofiler）PCR（polymerasechainreaction）ROV（remotelyoperatedvehicle）调查程序一般按照设计编审、海上外业调查、室内研究分析、成果编制等开展。站位布设如下：33包括但不限于外业调查原始数据、原始记录、样品、图件及调查报告等。搜集调查区海洋地质、地球物理、海洋生物、物理海洋、海洋化学等方面的资料。具体为：a设计书应经任务来源单位批准后实施，若有变更，需履行相关手续，并再次得到批准后实施。（（（海底地形地貌调查技术要求如下：DZ/T0292DZ/T0408GB/T12763.10448kn3kn。调查海底沉积物（砂质、粉砂质、泥质）类型及分布、碳酸盐岩结壳及其孔隙水阴阳离子、常微量元素、营养盐、总碱度等，了解调查区海底底质类型和地球化学组成特征。海底底质调查采用海底采样、可视化调查等方法。地球化学调查采用海底采样，采集海底沉积物、孔隙水及自生碳酸盐岩等地球化学样品。海底底质调查和地球化学调查要求如下：GB/T12763.8—2007和T/CAOE42要求执行。GB/T12763.8—2007中的和DZ/T0327（4oC测试分析对象包括沉积物、沉积物孔隙水、自生碳酸盐岩，具体要求如下：SiAlFeMgCaNa、K、Mn、PTi）MoV、、U、Co、Cd、As和Sb）采用工程地质取样、工程地质试验（现场测试、原位测试）和工程地质钻探等方法。海底工程地质调查技术要求如下：1:2055不少于3站，至少距井口50m、100m和200m各布设一站；海上施工、地质样品和资料处理等应按GB/T12763.11要求执行；测试分析对象包括沉积物、海底原位土，具体要求如下：微型十字板剪切和微型贯入等试验。样品应选取沉积物段的顶/GB/T12763.11要求执GB/T50123GB/T50123GB/T12763.11海底地质灾害调查技术要求如下：0292100GB/T12763.10100GB/T12763.8—2007a调查上层200m水体内不同水层叶绿素a浓度和初级生产力水平，获取区域不同季节和年际间叶绿素和初级生产力特征值和波动范围。采用温盐深测量仪（CTD）采水器对不同水层进行取水。水体叶绿素a调查和初级生产力调查要求如下：a663-530、50m75m、100m、150、200ma（2003)采样等技术要求具体应按GB/T12763.6—2007中的4.4.1.1、4.4.1.2和5.1.1.1要求执行。初级生产力站位数不少于叶绿素a站位数的1/3，站位从叶绿素a100503010%、5%和1%的深度，水样分装等具体应按GB/T12763.6-2007中的5.3.4.3.2要求执行。采用萃取荧光法测定叶绿素a浓度，采用14C同位素示踪黑白瓶法测定初级生产力，具体应分别按GB/T12763.6—2007中的5.1.1.1和5.3.4要求执行。采用多管取样器、重力取样器和箱式取样器等设备采集沉积物样品；使用采水器采集水样。海水微生物和沉积物微生物调查的技术要求如下：0.22μm-20oC或-80oC冷冻保存。5cm～20cm10cm1cm～2cm20oC或-80oC冷冻保存；开展上述调查时，应做好外业调查记录，利用多管取样器采样的外业调查记录表见附录C的表C.1微生物调查的测试分析内容包括：16SrRNAITS18SrRNAαpmoA（7716SrRNAITS18SrRNAmcrApmoAdsrA（ASV）0cm～2cm调查浮游生物（超微型、微型、小型、大中型）的种类组成和丰度，获取区域不同季节和年际间浮游生物群落结构变化特征、生物多样性特征和空间分布特征。浮游生物调查要求如下：7.1.330（12000cm3；C.2200ma0.505mmGB/T12763.6—2007中的7.1.17.2.1、8.1.1和8.2.1等要求执行。浮游生物测试要求如下：超微型浮游生物。超微型浮游生物采用光学镜检或者流式细胞仪进行测定，具体分析方法应按GB/T12763.6—2007中的7.3.3.1要求执行。GB/T12763.6—20077.3.3.2<0.02MPa孔径0.22μm）oC冷冻保存；通过高通量测序18SrDNAV4片段，基于扩增子序列变异分析方法测定；（pH在7.2～7.4%的福尔马林溶<0.01Mpa（0.22μm）40oC60oC球和颗石粒的物种鉴定和丰度统计在偏光显微镜1000×放大倍率下进行，每样品至少检测300100GB/T12763.6—2007中的7.3.3.2和8.3.488调查小型底栖生物和大型底栖生物（底内生物和底表生物）种类、密度、生物量，获取区域不同季节和年际间底栖生物群落结构变化特征、生物多样性特征和空间分布特征。ROV底栖生物调查技术要求如下：（15151006mm；cm～1cm、1cm～2cm、cm～4cm、cm～6cm、cm～8cm和8cm～10cm；1个～30.25m230cm0.25mm20μm1oC～oC9510-20℃冷冻、-800cm～1cm、1cm～5cm5cm～10cm10cm～15cm，并检查剩余沉积物中是否有大型底栖动物。c)大型底栖生物中底表生物调查。具体为：拖网调查站位布设从大型底栖生物站位中选取，但每种生境类型不少于11/31kn～2kn≥1000m1.3～.3mi60i0001～2.530min～60min；GB/T12763.6-2007中的要1.5kn1kn3m～5m；ROV影像调查可根据现场地形地貌特征，选择安全离底高度和巡航速度；若需对典型生境开0.5kn60ROV2410min次，10min（10）199C中的表C.3C.4（-20oC或-80GB/T12763.6—2007调查整个水柱剖面（特别是近海底）的海水温度、盐度，获取区域海水温度、盐度在季节（内）时间尺度上的变化规律。通常以船基定点观测和非船基定点观测为主，条件允许时可开展船基移动观测和非船基移动观测。海水温度、盐度调查技术要求如下：50CTDGB/T12763.2—2007中的5、、1m；CTD（TD）GB/T12763.2—2007中的、67和HY/T0300h11（XCTD）CTDGB/T12763.2—20075、、ArgoCC.5海流调查整个水柱剖面（特别是近海底）的流速、流向，获取区域海流在季节（内）时间尺度上的变化规律。通常以船基定点观测、船基移动观测和非船基定点观测为主，条件允许时可开展非船基移动观测。海流调查技术要求如下：8.1.3a)；1010GB/T12763.2-2007（LADCP）ADCP25hLADCPLADCPADCPGB/T12763.2-20077ADCPADCPGB/T12763.2-2007中的和HY/T030015m和50m1中表C.5调查整个水柱剖面（特别是近海底）的海水浊度垂向分布，获取区域海水浊度在季节（内）时间尺度上的变化规律。通常以船基定点观测和非船基定点观测为主，条件允许时可开展非船基移动观测。海水浊度调查技术要求如下：8.1.3a)；CTDGB17378.4-2007中的30要GB/T12763.2—2007中的和HY/T030015的8.1.3a、bd；中表C.5调查不同水层的溶解甲烷浓度，获取其空间分布特征在季节（内）时间尺度上的变化规律。采用甲烷传感器原位测量和海水取样测量。甲烷传感器原位测量和海水取样测量的技术要求如下：111130km×30km4CTDROVAUV）0.12≤2.4nmol/L≤0.12nmol/L10开展上述调查时，应做好外业调查记录，走航式海水甲烷测量外业调查记录表见附录C表C.61)站位布设原则同9.1.3a)；GB/T12763.45100µlHgCl22如下：海水溶解甲烷浓度。利用顶空平衡-气相色谱法测量，气相色谱仪测量范围应为2nmol/L～500nmol/LHY/T262—2018中的3nmol/L10nmol/L～5nmol/L5%；海水样品中溶解5nmol/L321.2nmol/L调查不同水层的悬浮颗粒物和颗粒有机物浓度，获取其在不同季节的空间分布特征。使用采水器采集水样。悬浮颗粒物和颗粒有机物调查的技术要求如下：9.1.3a)；GB/T12763.4c)采水量按GB/T12763.9—2007中的6.4.4要求执行。悬浮颗粒物和颗粒有机物利用滤膜过滤——重量法测量，样品处理及测定按GB/T12763.9—2007中的6.4.4要求执行。pH（）1212使用采水器采集水样。海洋化学常规要素调查技术要求如下：9.1.3a)；GB/T12763.4GB/T12763.4海洋化学常规要素调查的实验分析应按GB/T12763.4要求执行。使用大气甲烷传感器走航测量或使用采气瓶采集空气样品测量海表大气甲烷浓度。使用海洋甲烷传感器走航测量或使用采水器采集水样测量表层海水甲烷浓度。海-气界面甲烷交换通量调查技术要求如下：GB/T12763.38knHY/T262-2018GB/T317054同步搭载气象传感器测定走航过程中海表低空风速、风向等气象要素，具体要求应按12763.3CC.6和C.7。调查区海-气甲烷交换通量具体计算公式如下：𝐹=𝑘×(𝐶𝑤𝑡−𝐶𝑎𝑡𝑚)……（1）式中：𝐹 ——，103nmolm-2d-1；𝐶𝑤𝑡——，nmol/L；𝐶𝑎𝑡𝑚——nmol/L；𝑘 ——m/d，10（U10）（Sc）通常，估算k的公式为：1313式中：

𝑘=0.31×𝑈2×(𝑆𝑐/660)−1/2……（2）U10——海面上方10m高度处的风速，m/s；由气象传感器实测得出；Sc——海水的动力黏度与待测气体分子扩散速率之比，估算公式为：𝑆𝑐=2039.2−120.31𝑇+3.4209𝑇2−0.04037𝑇3………（3）式中：T——表层海水温度，°C。1表1海底地质环境基线要素必要性与分析方法一级要素二级要素特征参数常规分析方法必选性地形地貌地形高差等高线客观判定法、主观判定法★坡度等深线、等高线疏密客观判定法、主观判定法★地貌类型海底扇、断裂谷、海底麻坑、泥火山、沙脊、海底滑坡、冲积扇等人工分类、自动分类和识别方法★水合物密切相关的典型地形地貌泥火山、麻坑、泥底辟、冷泉碳酸盐岩发育区人工分类、自动分类和识别方法★沉积物理化性质海底沉积物土力学性质密度、含水率、液限、塑限、抗剪强度、锥尖阻力、侧摩阻力和原位孔隙压力实验室测定、海底原位测定、描述统计★地球化学特征沉积物和孔隙水地球化学组成、自生碳酸盐岩矿物学和地球化学特征实验室测试、海底原位测定、描述统计★地质灾害灾害类型海底滑坡、崩塌和塌陷、活动断裂、浊流、浅层气、泥火山、海底麻坑、海底沙波和浅水流异常值和异常区的识别方法、描述统计★强度距离、体积、速度、数量与频率、面密度与点密度强度评估、最大面密度☆分布范围灾害区划分、灾害区分区评价人工分类、自动分类和识别方法★注：★为必选环境要素，☆为可选环境要素。1414（2（3表2海洋生物环境基线一级要素常规分析方法类群要素计算参数常规分析方法浮游植物生物量平均值、目标值、区间描述统计、多变量分析（例如聚类图、标序图）初级生产力丰度浮游动物生物量密度底栖生物生物量密度（（±2（±3。表3生物海洋环境基线二级要素常规分析方法要素计算参数常规分析方法种类丰富度指数平均值、目标值、区间Margalef计算公式物种多样性指数Shannon—Wiener计算公式均匀度指数Pielou计算公式优势种优势度Mcnaughton计算公式1515a2）；表4物理海洋环境基线一级要素常规分析方法要素计算参数常规分析方法温度平均值、极值、均方差、区间描述统计盐度密度浊度压力流速、流向矢量平均、描述统计51616表5物理海洋环境基线二级要素必要性与分析方法要素特征参数常规分析方法必选性混合层上、下混合层的厚度客观判定法、主观判定法★跃层顶界及底界深度、厚度、强度、差度垂直梯度法、S-T计算法★水团平均值、极值、均方差、区间、梯度值、核心特征聚类分析、频率分析、回归分析、综合分析、浓度混合分析、最优分割法☆海洋锋强度、水平尺度、持续时间梯度算法、熵算法、直方图算法★中尺度涡海面高度/地转流速异常值；涡中心位置、生命周期、半径、振幅、涡度、涡能、散度、变形率、能量密度Okubo-Weiss参数法、Winding-angle算法、矢量几何法等涡旋识别方法；统计分析★潮汐主要分潮的长轴、短轴、方位、相位；动能；余流调和分析★次惯性振荡主要信号的周期、垂向结构、动能带通滤波、谱分析、经验正交函数分解、模态分析★近惯性振荡周期、垂向结构、动能带通滤波、谱分析、经验正交函数分解、模态分析★内波波长、振幅、周期、半波宽、波KdV理论方法、带通滤波☆湍流浮力频率、理查德森数、流速剪切、湍扩散系数高通滤波、Nasmyth经验公式☆注：★为必选环境要素，☆为可选环境要素。1717pH（6表6海洋化学环境基线要素常规分析方法要素计算参数常规分析方法必选性海水溶解甲烷平均值、极值、均方差、区间描述统计★海表大气甲烷★海表低空风速、风向★悬浮颗粒物☆颗粒有机物☆pH★总碱度★溶解氧★营养盐★注：★为必选环境要素，☆为可选环境要素。包括外业调查实施管理、外业调查数据资料、调查报告编写管理、数据资料汇交管理。质量检查方式包括自查、互查和核查。自查与互查是项目组内部的全面检查；核查是项目组负责人对外业调查数据资料和报告的全面检查。主要包括：1818样品等质量控制情况进行外业验收，并形成质量控制验收报告，资料整理和野外验收管理应按DZ/T0425主要包括：DZ/T0425主要包括：主要包括：DZ/T0425主要包括：由不符合要求的调查人员、以不合格的仪器设备、违反相关技术标准获取的资料为不合格资料；编制的图件应包括：a分布图、海洋底栖生物分布图；1919数据库建设要求如下：数据结构。空间调查数据结构采用基于GIS的空间数据库管理，属性数据、空间数据统一采用ArcGIS管理，图层架构分为地图总库、地图子集、地图图层三层结构；ArcGISArcSDEOracleArcSDE库的shapeBDZ/T0425主要包括：外业资料验收应按照DZ/T0273要求执行，提供的资料应包括：e)项目报告及附图、附表、附件。成果资料归档应按照DZ/T0273要求执行，应包括：i)2020前言目标任务。

附录A（规范性）海域天然气水合物环境基线调查设计书编写提纲调查区以往海底地质环境、海洋生物环境、物理海洋环境和海洋化学环境等基线调查情况。调查区自然地理特征；区域地质背景。工作部署原则、总体工作部署方案、年度工作部署方案。采用的工作技术路线、方法及各自的技术要求。说明总体实物工作量和分年度各类实物工作量。说明通过本次环境基线调查预期取得和提交的主要成果。风险评估及不确定性分析、组织机构及人员安排、质量保障与安全措施。按中国地质调查局相关要求编写。2121前言

附录B（规范性）海域天然气水合物环境基线调查报告编写要求目标任务；调查区以往调查工作程度；本次调查工作完成情况。组织实施概况；总体质量评述；外业调查质量评述。调查区概况；外业调查技术方法。地形地貌特征；海底地质灾害特征；海底工程地质特征；海底底质及地球化学特征。水体叶绿素a特征；初级生产力特征；微生物特征；浮游生物特征；底栖生物特征。海水温度、盐度特征；海流特征；海水浊度特征。2222附录C（）表C.1至表C.7给出了外业调查中所需的表格。表C.1多管取样器采样记录表海区：船名：航次：站号：实测站位经度(E/W)：纬度(N/S)水深：m取样管内径：cm采样日期年月日至月日下水下水着底上甲板当地时间纬度(N/S)度分度分度分经度(E/W)度分度分度分水深(m)缆长(m)心样号上覆水长度(cm)沉积物长度(cm)管样总长度(cm)备注记事：采样：记录：校对：审核：第页，总页2323表C.2超微型光合浮游生物海上采样记录表海区： 调查船： 采水器 采样日期年 月 日至 日 分析日期年 日序号站位水层(m)样品编号采样日期采样时间采水量(cm3)固定剂(cm3)备注编号经度(E/W)(度分秒)纬度(N/S)(度分秒)采样：记录：校对：审核：第页，总页2424C.3ROV站位信息调查船：航次：设备型号：工区：项目：站位：经纬度：水深：底质：海况：海水可见度：下潜次数：日期：ROVROV到底时间：ROV离底时间：ROV累计海底时长：累计下潜时长：入水水深：入水缆长：到底水深：到底缆长：下潜最大深度：作业日志时间（GMT）事件