基于3S技術的漓江流域生態(tài)整治與規(guī)劃

李寧

（桂林理工大學 博文管理學院，廣西 桂林541006）

1 引言

隨著國務院和發(fā)改委正式批復桂林建設國際旅游城市，桂林旅游業(yè)的發(fā)展已經(jīng)開始逐步邁向國際化。一個城市的不斷發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的壓力是與日俱增的，桂林也不例外。由于各種自然和現(xiàn)實原因，漓江流域的生態(tài)環(huán)境不容樂觀。目前3S技術在生態(tài)旅游以及規(guī)劃之中的應用日趨成熟，可以為相關部門提供準確可靠的數(shù)據(jù)，以便于進行科學的規(guī)劃和整治，因此3S技術在漓江生態(tài)環(huán)境整治與規(guī)劃中的應用必將推動整個漓江流域乃至桂林生態(tài)旅游的規(guī)劃和發(fā)展向科學化邁進。

2 3S技術

3S技術是全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感（RS）的統(tǒng)稱。GPS全球定位系統(tǒng)具有覆蓋面廣、功能多和測量精度高等特點。GIS是一種存貯、分析和顯示數(shù)據(jù)的信息技術，實質是指由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題［1］。RS技術是指在高空和外層空間的平臺上，運用各種傳感器獲取反映地表特征的數(shù)據(jù)，通過傳輸、變換和處理相關的信息，可以快速、高效地獲取地面物體的空間屬性、物理屬性以及與環(huán)境的關系等一系列信息的應用技術［2］。GPS是空間實體快速、精確定位的現(xiàn)代化工具，GIS是空間分析、處理的有力武器，RS是空間信息最迅速、覆蓋最大的采集手段。GPS、GIS、RS三者的結合簡稱3S集成。

3 漓江現(xiàn)實生態(tài)環(huán)境

位于廣西東部的漓江，源頭在華南第一峰——貓兒山，屬珠江水系，東納黃柏江，西受川江，上游主流稱六峒河；南流至興安縣司門前附近，合流稱溶江；漓江全長437km，由溶江鎮(zhèn)匯靈渠水，流經(jīng)靈川縣、桂林市區(qū)、陽朔縣、平樂縣、昭平縣和蒼梧縣，最終在梧州匯入西江。其中從興安縣溶江鎮(zhèn)至平樂縣城164km河段稱為漓江。從桂林到陽朔約90km的水程，這段流域像一條青綢綠帶，盤繞在群峰山巒之間，奇峰夾岸，碧水環(huán)繞，青山浮水，猶如一幅百里畫卷，是桂林風光的精華，俗稱“百里山水畫廊”。

這么美輪美奐的漓江卻有它的憂愁，漓江流域降雨時間分布極為不均，雖然年降雨量達到1800mm以上，但漓江屬于山區(qū)丘陵雨源性河流，且3～8月降雨量占全年降雨量的80%，其余月份降雨量僅占20%。因此每年9月至次年2月這段時間屬于枯水期，桂林站多年平均流量129.5m3/s，最大流量4540m3/s，最小流量7.2 m3/s，年均徑流量40.8億m3。漓江接待過上百個國家的千萬境外游客，缺水危機步步緊逼。然而到了雨季，漓江又屬于洪水泛濫的區(qū)域。

漓江旅游航道自桂林虞山大橋至平樂恭城河口，全長118km，屬于山區(qū)河流。河道走向由北向南，經(jīng)過桂林市區(qū)，臨桂、陽朔和平樂三縣。其中桂林至陽朔河段長89.2km，河寬100～300m之間，河床一般都有沙卵石覆蓋，卵石粒徑2～15cm，平均5cm，少數(shù)灘險有基巖裸露。枯水期平均比降0.48‰，灘上最大局部比降為3.2‰，最大流速2.51m/s，最小水深0.4～0.5m。陽朔至平樂河段長39.4km，航道河寬在200～300m之間，平均比降為0.33‰。

近幾年，漓江流域森林面積面臨著嚴峻的考驗，除了自然條件制約外，一些人為的因素進一步促使了漓江在枯水期存在河床干枯的現(xiàn)象，根據(jù)桂林市林業(yè)局2011年4月的《漓江生態(tài)保護與建設情況匯報》，雖然漓江流域森林覆蓋面積在擴大，但涵養(yǎng)水源能力強的闊葉林面積卻在不斷減少，特別是涵養(yǎng)水源、水土保持的能力有所下降。究其原因，漓江流域屬喀斯特地貌區(qū)，河床的鵝卵石使漓江擁有很好的自凈能力，漓江及其支流的河沙特別純凈、細膩。但多年來，河流中的沙不斷被挖，致使河道變得千瘡百孔，地表水流量不斷下降。除了水量問題，城中村的存在以及城市的不斷發(fā)展也帶來極大的生態(tài)環(huán)境壓力。目前，桂林城市污水處理系統(tǒng)還不夠完善，桂林城區(qū)還有20%的城市生活污水直排入漓江。據(jù)環(huán)保部門估計，每年漓江兩岸農(nóng)村生活污水排放量為3285.3萬m3，生活垃圾排放量為14萬t；此外具有“漓江之腎”作用的臨桂會仙濕地也在不斷地縮小，現(xiàn)在的面積只有20世紀50年代初期的1/6。

4 3S技術應用于漓江生態(tài)規(guī)劃與整治

4.1 基于3S技術的漓江流域資源信息綜合管理系統(tǒng)

漓江的生態(tài)環(huán)境的壓力已經(jīng)面臨嚴峻的考驗，因此利用3S技術實現(xiàn)漓江流域的信息化、數(shù)字化和科學化的整治與規(guī)劃很有必要，基于3S技術的漓江流域整治與規(guī)劃系統(tǒng)的實現(xiàn)如圖1所示。

圖1 3S技術應用于漓江流域規(guī)劃與整治的系統(tǒng)實現(xiàn)

如圖1所示，根據(jù)遙感影像漓江流域數(shù)據(jù)再加上GPS監(jiān)測站采集的數(shù)據(jù)，建立一個漓江流域綜合管理的GIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用遙感圖像作為旅游規(guī)劃的底圖和參考，通過遙感圖像的數(shù)據(jù)處理，聯(lián)合GPS觀測技術，建立一套漓江生態(tài)規(guī)劃與整治的地理信息系統(tǒng)。再通過測深儀測量漓江航道的水位深度分布情況，為漓江航道的開挖和疏通提供可靠的依據(jù)，通過GPS對特定點的實時監(jiān)測對比，可以對漓江的枯水期和豐水期的水位實現(xiàn)實時的動態(tài)的監(jiān)測，尤其春季，漓江流域屬于洪水泛濫的區(qū)域，實現(xiàn)對水位的實時動態(tài)監(jiān)測，對于保護漓江兩岸人們的生命財產(chǎn)安全具有重要的意義。應用3S技術構建漓江流域資源信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)漓江流域相關信息的資源類型、分布、查詢以及更新、統(tǒng)計和分析，為實現(xiàn)漓江流域生態(tài)環(huán)境及資源信息化和建立高效實用的漓江流域生態(tài)整治與規(guī)劃系統(tǒng)奠定堅實基礎。

基于3S技術的漓江流域整治與規(guī)劃系統(tǒng)可以實現(xiàn)關于漓江流域的綜合信息的查詢，如漓江流域流經(jīng)市區(qū)的解放橋至凈瓶山大橋段的遙感影像及航道如圖2所示。圖2（a）所示為該河流段的遙感影像，圖2（b）為該河流段的航道圖，圖2（c）為該河流段的某一部分的水深及地形分布圖。

通過該系統(tǒng)，我們可以快捷查詢漓江流域的相關信息，為漓江的綜合整治與規(guī)劃提供科學的依據(jù)和參考，此外通過建立可實時監(jiān)測的GPS監(jiān)測站和水流監(jiān)測站，可實時監(jiān)測指定區(qū)域的水情變化，一旦數(shù)據(jù)超過安全值范圍，系統(tǒng)會立即彈出警報信息。通過對一系列監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可提前預測水情的變化，可以為漓江的整體綜合整治提供實時的準確的參考，也為漓江流域人們的生命財產(chǎn)安全提供保障。

圖2 漓江流域市區(qū)解放橋至凈瓶山大橋段遙感圖像及航道圖

4.2 漓江流域的生態(tài)整治對策

4.2.1 建立較完善的漓江調蓄和補水系統(tǒng)

漓江要想達到常年的碧水長流，就要保證漓江有充足的水量。充分運用3S技術平臺以及其他科技手段，加強行政管理措施，利用漓江流域豐富的水資源，建立健全一個可以解決漓江枯水期缺水問題的基于3S技術的生態(tài)規(guī)劃子系統(tǒng)即漓江調蓄系統(tǒng)；認真編制、實施漓江水資源綜合利用規(guī)劃，把水資源信息系統(tǒng)及水流運行系統(tǒng)等技術項目融入基于3S技術平臺的漓江生態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)，以實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的信息共享，可以科學規(guī)劃蓄水，提高航道整治效果。

基于3S技術平臺的系統(tǒng)進行漓江補水樞紐工程的建設，重點進行“生態(tài)修復、防洪和發(fā)展旅游業(yè)多目標體系”的漓江水系規(guī)劃；建立漓江流域科學補水調控的子系統(tǒng)，科學調配水資源，搞好枯水期漓江補水和水環(huán)境保護［3］。此外還要實施工農(nóng)業(yè)節(jié)水工程，加強農(nóng)田灌溉渠道儲水性能，減少水滲漏以提高水資源利用效率，推廣科學灌溉技術等。引進先進工業(yè)用水處理技術，實行循序再利用。

4.2.2 改善漓江源頭及流域生態(tài)環(huán)境

漓江的水質很大程度上取決于水源，因此需要保護好漓江源頭，加強漓江水源地貓兒山植被建設，這是漓江的源頭，關系漓江水質的好壞，同時加強海洋山和青獅潭等自然保護區(qū)植被建設，力爭生態(tài)環(huán)境的科學協(xié)調發(fā)展。以水土保持、生態(tài)建設為出發(fā)點，加強漓江上游水源涵養(yǎng)林生態(tài)功能，提高整個流域調節(jié)水流量能力。

基于3S技術建立一套完善的生態(tài)林業(yè)監(jiān)督的子系統(tǒng)，有效加強對漓江沿岸的林業(yè)資源的科學管理與規(guī)劃，為漓江沿岸的林業(yè)資源提供科學的參考依據(jù)。基于這3S技術系統(tǒng)平臺大力加強漓江沿岸的生態(tài)植被建設，保持植被多樣性，加強水源林、天然林以及后期人工種植林的保護力度；大力開展人工造林，增加種植林尤其是闊葉林的面積，營造漓江兩岸的天然常青藤。

基于3S技術平臺的漓江流域生態(tài)系統(tǒng)還包含有漓江沿岸企業(yè)排污信息。嚴格水資源規(guī)劃和水資源利用審批制度，確保最大力度控制沿岸企業(yè)對漓江的影響，形成長期有效的監(jiān)督機制。對河道內挖沙、排污以及過度開發(fā)旅游餐飲等可能破壞漓江生態(tài)的行為嚴加整治；嚴格控制管理水功能分區(qū)和地下水開采；禁止漓江沿岸以及城中村居民把生活污水和生活垃圾直接排入河流。

4.2.3 建立完善生態(tài)補償機制

基于3S技術的漓江流域生態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)還包含有生態(tài)補償?shù)淖酉到y(tǒng)，這一子系統(tǒng)除了可以為生態(tài)補償提供科學的依據(jù)之外，還可以有效地提供信息記載和查詢的功能。對為保護漓江流域做出犧牲的漓江沿岸地區(qū)進行補償，給予政策傾斜和照顧；鼓勵和支持這些地區(qū)發(fā)展環(huán)保型項目，獲得可持續(xù)發(fā)展能力；切實貫徹科學合理的生態(tài)效益補償機制，如期兌現(xiàn)生態(tài)效益補償基金，形成長期有效的生態(tài)補償機制。針對桂林這一特殊地質地貌特征的城市，應積極爭取漓江作為重點保護河流的國家專項經(jīng)費及配套政策，以及其他一切措施對漓江流域生態(tài)系統(tǒng)加以全面保護。

5 結語

應用“3S”技術構建的漓江流域資源信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)漓江流域相關信息的資源類型、分布、查詢以及更新、統(tǒng)計和分析，為實現(xiàn)漓江流域生態(tài)環(huán)境及資源信息化和建立高效實用的漓江流域生態(tài)整治與規(guī)劃系統(tǒng)奠定堅實基礎。基于3S技術的生態(tài)環(huán)境整治與規(guī)劃，是旅游業(yè)發(fā)展的需要，也是倡導生態(tài)旅游的大前提。在實際研究工作中，我們還需要更深入、更廣泛地進行研究，從而把更多的高新技術應用與生態(tài)旅游結合，更好地為旅游事業(yè)服務［6］。

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