一、土壤地下水有机污染原位微扰动探测技术与应用

1.奖项名称、等级

2024年度自然资源科技进步奖一等奖

2.获奖年份

2025年

3.获奖成果完成单位

中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中石化安全工程研究院有限公司、生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心、中国地震局地质研究所、河北省地质环境监测院、河北省生态环境科学研究院、合肥工业大学、苏州观复环境科技有限公司

4.获奖成果介绍

针对传统钻探技术在生态敏感区、在产企业及应急等应用场景下存在安全风险高、效率低下和成本高昂等瓶颈问题，在国家重点研发计划等20余项课题支持下，基于“近自然修复”理念，历时近20年攻关，构建了原位微扰动探测技术（Micro-perturbation Probing Technology, MPT）体系。以“非侵入、快响应、低成本”为核心目标，创建了“物理-化学-生物-降解”四维协同诊断理论与技术，实现三大突破：① 百米污染源羽亚米级定位；② 检测时效从“周级”提升至“分钟级”；③ 综合成本降低80%以上。

理论创新方面，提出了“污染-生物-水文地球化学”多场耦合诊断理论，实现了三大核心创新：① 揭示了饱水带氧化还原分带动态耦合机制，发现电子受体代谢叠加带调控规律，突破了传统静态分带模式；② 构建了有机碳矿化-无机碳固定的代谢路径，实现了碳循环闭环；③ 创建了四维耦合多参数联合反演模型，实现了污染源羽三维空间定位精度量级提升。相关成果在《Journal of Cleaner Production》《Environmental Pollution》等TOP期刊发表SCI论文20余篇，获得国际同行高度评价。

微扰动技术应用原理图

技术突破方面，① 研制了SMART（Shallow Micro-invasive Automated Rapid Analysis and Targeted Testing）微型勘查装备系统，具有微创介入（孔径3cm/创面0.01m²）、快速检测（20min/点）和轻量化设计（3kg）等三大技术优势，较传统技术效率提升约500倍，且满足防爆要求；② 建立了“微扰筛查-钻探验证”双轨制，有效降低实验室测试样本需求80%，在唐山某焦化厂应用中调查周期从6个月压缩至21天；③ 主导编制《土壤地下水微扰动勘查技术规程》等4项技术标准，提出四维数据互证技术路径和高敏感区标准，推动了行业标准向“原位实时诊断”转型。

项目成果已在中石化等20余个在产企业规模化应用，相关技术在京津冀、长江经济带等9个国家级试验区完成实证检验，实现了“安全可控-快速响应-空间适应-降本增效”四维突破，保障了2个水源地20万居民用水安全，应用成效显著。通过项目实施，引领了地下污染监测从“实验室滞后分析”向“原位实时诊断”的跨越，培养了一批土壤地下水有机污染探测与防治的技术人才，推动了土壤地下水有机污染探测与防治技术的科技进步。

二、雄安新区古潜山热储探测与增强开发技术

1.奖项名称、等级

2024年度河北省科技进步奖一等奖

2.获奖年份

2025年

3.获奖成果完成单位

中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国石油大学（北京）、中国地质科学院、中石化绿源地热能开发有限公司、石家庄铁道大学

4.获奖成果介绍

项目针对华北古潜山热储高效探测及规模化开采中面临的精准找热难、远端增产难、开发调控难等技术难题，开展了野外调查、室内实验、数值模拟、技术测试和现场试验等工作，创新提出古潜山优势流传热聚热理论，研发了温度场“潜山镜像”表征技术，破解了深部地热靶区优选的难题，实现雄安新区勘探井目标热储钻遇率超过95%，降低勘查成本近30%；发明了深部低渗透碳酸盐岩热储裂隙多尺度定量识别、水力喷射增产改造等系列技术，为提高热储开发效率提供了新的技术途径，在雄安新区、博野、献县等地热田工业应用10余次，单井产能提高1-3倍，年衰减量低于10%；创建了“群井采灌”协同采热技术和深部热储能量多节点综合空间调控技术，取得了地热资源空间均衡分布调控与地热供暖需求匹配的重大突破，在雄安新区雄东片区建立了10km范围热能调控工程，提高热能利用率35%以上。

成果支撑了河北省自然资源厅和雄安新区等政府部门的规划编制，应用于河北省地矿局、煤田地质局、中石油华北油田等32家单位开展地热勘查开发，提升了河北省地热清洁供暖及相关产业发展步伐，带动产值近百亿元。直接指导雄安新区20多个开采片区的地热勘查，新增销售额3.8亿元。成果多次被中央电视台、河北卫视等媒体报道。

图1 雄安新区深部热储压裂增产试验

图2 室内热储改造物理仿真模拟系统

图3 水力喷射装置及热储改造设备