生產建設項目水土保持監管新技術運用思考

程復 時宇 羅志東 王計平

［關鍵詞］生產建設項目；水土保持；遙感監管；新技術

［摘要］運用新技術手段和方式，提高生產建設項目水土保持監管的科學性、針對性和時效性，是實現水土保持現代化、推進水利改革發展的重要舉措。通過梳理生產建設項目水土保持監管發展歷程，總結生產建設項目水土保持監管工作特點，構建包括遙感大范圍識別發現、現場監測與重點部位拍攝、無人機精細化識別、視頻實時監控、大數據整合分析等多種新技術融合的水土保持監管技術體系，以期為水土保持監管新技術運用提供指導。

［中圖分類號］S157［文獻標識碼］A［文章編號］1000－0941（2023）03－0044－04

隨著社會經濟的快速發展，工業化和城鎮化進程不斷加快，公路、鐵路、電力、礦山、管道、城鎮建設等不同類型的生產建設活動愈加頻繁，造成人為水土流失問題越發突出[1]。同時，生態文明建設要求不斷提高，傳統監管方式已難以滿足新形勢下生產建設項目水土保持監管工作的要求。因此，充分應用新技術、新手段和新方式，提高生產建設項目水土保持監管的針對性、時效性和科學性，已成為實現水土保持現代化、推進水利改革發展的重要舉措[2]。

近年來，水行政主管部門加強對生產建設項目的日常性督查檢查，在水土保持監管方面已開展了諸多實質性工作。一方面，逐步形成區域監管模式，通過對衛星遙感影像解譯判別和分析比對，由水利部下發疑似違法違規擾動圖斑，組織地方開展現場核查認定，建立問題臺賬并督促整改，發現并查處了大量以前難以發現的違法違規行為，從源頭上有效控制了人為活動可能造成的水土流失，實現了從“被動查”到“主動管”的轉變；另一方面，各地有序開展針對重點生產建設項目的項目監管，探索應用了無人機技術手段。然而，全國在建的生產建設項目數量多、分布范圍廣、擾動時間長，水土保持監管工作量大，各級水行政主管部門受機構不健全、人員少、經費有限等客觀因素限制，實際監管能力嚴重不足[3]，需要集成應用新技術，建立更能適應新形勢的水土保持監管技術體系，提高生產建設項目水土流失監管的科學性、針對性和時效性。筆者結合水利部和各級水行政主管部門的區域監管和項目監管工作實踐，梳理了生產建設項目水土保持監管發展歷程，總結了生產建設項目水土保持監管工作特點，構建了生產建設項目水土保持監管技術體系，以期為水土保持監管新技術運用提供指導。

1生產建設項目水土保持監管發展歷程

2010年新修訂的《中華人民共和國水土保持法》要求對生產建設項目開展貫穿項目開工、施工、恢復期、完工的全過程水土保持監測工作，定期向水行政主管部門報送監測季報、年報，對水土保持進行專項驗收，報送水土保持監測總結報告、驗收總結報告等。此后，全國普遍開展了水土保持監管工作，成為控制人為水土流失的重要抓手。然而，傳統監管方式存在監管盲區多、工作成本高、發現違法違規行為不及時、信息不精準等問題，需要創新監管思路和方法。

2013年，水利部印發了《全國水土保持信息化規劃（2013—2020年）》，明確了水土保持信息化建設目標，提出了生產建設項目“天地一體化”監管的思路；此后，又分別印發了《全國水土保持信息化實施方案（2014—2016年）》和《全國水土保持信息化工作2017—2018年實施計劃》。水土保持監管進入“天地一體化”監管的起步探索和試點階段。

2018年，水利部辦公廳印發了《生產建設項目水土保持信息化監管技術規定（試行）》（水保辦〔2018〕17號），明確了區域監管和項目監管的技術要求，要求利用高分遙感和無人機技術對生產建設項目水土流失防治責任范圍、擾動地表面積、取土場及棄渣場的設置等情況進行監控，發現未編制方案、邊界發生變化等情況，及時警示地方水土保持部門進行現場核實和監督。2019年，水利部辦公廳印發了《關于開展2019年生產建設項目水土保持遙感監管工作的通知》（辦水保函〔2019〕756號），明確要求實現生產建設項目監管全覆蓋。水土保持監管進入全面推廣遙感區域監管和實現全覆蓋的階段。之后，各省級行政區按照監管頻次要求已完成2020年、2021年連續2a的生產建設項目水土保持衛星遙感監管全覆蓋。

2生產建設項目水土保持監管工作特點

生產建設項目水土流失是指在原自然侵蝕的基礎上疊加建設擾動造成的侵蝕，既有常規水土流失的共性，也有其自身的特殊性和復雜性。生產建設項目水土保持監管具有以下特點：

（1）人為水土流失點多面廣。與自然條件下和農業生產造成的水土流失不同，建設活動引起的人為水土流失涉及行業多、形式多樣、情況復雜、監管難度高。2019年水利部遙感區域監管查處違法違規項目4.9萬個，2020年遙感區域監管實現全覆蓋，查處違法違規項目3.8萬個。可以看出，生產建設項目造成的人為水土流失涉及項目多且分布范圍廣，難以進行集中連片治理。

（2）擾動圖斑發現和提取過程相對復雜。與自然資源部門的違建占地、生態保護紅線擠占等擾動圖斑提取相比，生產建設項目擾動圖斑的提取不是在固定范圍內辨識有無擾動跡象及特征，而是在沒有參考邊界的前提下，勾繪項目的擾動邊界，并結合無人機、現場核查等技術手段監測項目防治范圍內水土保持措施的實施情況和工程量來判別，因此生產建設項目擾動圖斑的發現比較困難，提取過程相對復雜。

（3）需要全覆蓋、全過程實施監管。水利部對生產建設項目水土保持監管提出全覆蓋、全過程的工作要求，即對各類生產建設項目進行監管而不是抽查，監管時期從施工準備期的“三通一平”階段、施工建設期，直至項目完工投入使用的整個周期[4]。生產建設項目造成的水土流失主要發生在施工過程中，是一個動態、變化的過程，其監管需要及時發現可能造成水土流失的所有違法違規行為[5]。

（4）監管內容和指標復雜多樣。為規范、加強生產建設項目水土保持信息化監管工作，明確監管對象、內容、技術方法和要求，2018年水利部辦公廳印發了《生產建設項目水土保持信息化監管技術規定（試行）》（辦水保〔2018〕17號），明確了信息化監管概念，即用“天地一體化”方式開展生產建設項目水土保持監管，包括區域監管和項目監管。區域監管和項目監管的共性指標包括擾動地塊邊界、擾動地塊面積、擾動地塊類型、擾動變化類型、建設狀態、擾動合規性等。除以上共性指標外，項目監管還包括水土保持方案變更情況，表土剝離、保存和利用情況，取（棄）土場選址及防護情況，水土保持措施落實情況，歷次檢查整改落實情況等。監管涉及的指標和內容相對較多，信息量大，僅靠單一的監管方式難以全面、準確地掌握所有信息，需要創新監管技術體系。

3生產建設項目水土保持監管技術體系

目前，生產建設項目水土保持區域監管和項目監管已得到廣泛實踐，然而監管手段信息化應用仍顯不足。傳統的“人、車、相機”現場核查方式難以實現全過程、全方位監管，不能及時發現問題，遙感、無人機技術尚未全面與監管工作相結合。需要充分發揮遙感影像的覆蓋范圍廣、無人機技術的精準化識別、視頻監管的實時性、現場照片的直觀性、大數據整合的分析功能等多種技術手段的各自優勢，形成“組合拳”，構建生產建設項目水土保持監管技術體系，見圖1。

3.1遙感大范圍識別發現

衛星遙感技術屬于高空監管技術，具有覆蓋范圍廣、實時性強等諸多優勢，國產高分遙感影像在生產建設項目水土保持監管中的廣泛應用可以充分發揮“掃盲”的優勢。高分、資源等國產衛星的遙感影像經過預處理，可在米級和亞米級分辨率下及時發現地表擾動線索和擾動圖斑，通過水土保持方案資料的收集、整理、匯總得到矢量化防治責任范圍，通過擾動圖斑與矢量化防治責任范圍的疊加分析，判別“未批先建”“超出防治責任范圍”等違法違規行為，同時可以分析防治責任范圍內苫蓋、綠化等比較明顯的水土保持措施的落實情況，為現場復核工作提供數據支撐。

3.2現場監測和重點部位拍攝

現場水土保持監測是水土保持監管中一項重要的工作。首先，要完成全過程資料的信息化管理，對生產建設項目開工前的水土保持方案上報、審批材料，施工過程的水土保持監測、監理材料，竣工后的水土保持設施驗收材料等進行收集和信息化管理；其次，通過定期對項目重點部位進行現場照片拍攝，分析水土流失情況和風險，檢查水土保持措施是否有效落實；最后，基于項目防治責任范圍和擾動圖斑信息，開展現場核查工作，利用水土保持監管移動采集終端判定項目合規性并進行信息填報，同時采集現場照片和視頻，對水土保持措施、取（棄）土場等水土保持監管對象的面積、坡度等進行量測。

3.3無人機精細化識別

針對現場復核中判定存在違法違規行為的項目，可采取無人機技術開展項目監管。無人機技術屬于低空監管技術，具有操作簡便、時效性強等特點，與傳統監管方式相比，利用無人機技術開展水土保持監管工作具有以下優勢：①機動靈活、工作效率高。傳統的監管方式是在建設單位的帶領下實地查看多處項目現場，費時費力，而無人機技術可通過自主規劃飛行路線隨時查看生產建設項目現場，機動性強，有利于隨時發現問題并督促整改，提高工作效率。②監管范圍廣，時效性強。傳統的監管方式受時間和地形因素影響，無法對部分項目做到全面監管；衛星遙感影像的獲取受衛星運行軌道的限制，無法在第一時間獲取所需影像，且部分地區經常出現長時間的降水、多云多霧天氣等，導致衛星遙感影像覆蓋率和合格率較低；與之相比，無人機不受時間和地形限制，可到達任意指定位置，時效性強，且無人機飛行高度不受天氣影響，方便多次重復飛行。③影像分辨率高。與衛星遙感影像相比，無人機可拍攝高精度的正射影像、高清照片、視頻等，分辨率可達厘米級。④數據成果多樣且準確。無人機搭載的硬件及配套軟件日益成熟，可利用相關軟件建立的地表模型獲取精細化項目擾動范圍、水土保持措施工程量等平面數據，還可以計算土石方量等立體數據，為水土保持監管提供了豐富、準確的數據成果[6]。

3.4視頻實時監控

針對項目防治責任范圍內的重點擾動區域、項目水土保持重點措施可安裝攝像頭，進行24h實時視頻監控，彌補現場水土保持監測的盲區和死角，及時發現問題并向生產建設單位預警，確保水土保持措施有效落地，避免傳統的水土保持監測工作流于形式。

3.5大數據整合分析

生產建設項目水土保持監管涉及的數據包括水土保持相關業務數據和衛星遙感、無人機影像等空間數據，數據量大、結構復雜，需要專業技術人員通過專業設備進行存儲與管理[7]。整合水土保持數據庫，加強大數據的分析和深加工功能，提升數據采集現代化和智能化水平，可以增強生產建設項目水土保持數據的時效性和準確性，實現同一個生產建設項目遙感、無人機、現場、視頻、互聯網各方面數據的互聯互通，切實解決“信息孤島”問題[8]。大數據的整合分析包括以下4類數據：①影像和矢量數據。通過整合區域監管、項目監管的信息化數據，在大數據平臺中統一展現，可以隨時查看衛星遙感、無人機影像數據以及生產建設項目擾動圖斑、防治責任范圍等矢量數據。②生產建設項目水土保持業務數據，包括方案編制、監理、監測單位上傳的方案文本和圖件、監理報告、監測季報和總結報告等業務數據。③現場照片和視頻數據。整合重點部位的監測照片和監控視頻，對重大水土流失問題及隱患及時預警，評價水土保持措施的實施效果。④互聯網信息。通過互聯網手段，實時收集民眾舉報信息和媒體報道信息等，實現網絡數據抓取，及時發現生產建設項目水土流失重點線索。

4建議

通過整合多種技術手段形成水土保持監管“組合拳”，目的是實現對生產建設項目的全過程、全方位監管，從遙感區域監管中獲取疑似違法違規擾動圖斑，對于合規項目，實施水土保持方案上報、審批，水土保持監測、監理、驗收等材料的信息化管理，針對重點項目開展無人機項目監管，結合視頻監控和現場照片，分析項目水土流失情況。各級水行政主管部門要隨時掌握工程施工進展、水土保持工作開展情況、存在問題等，實現現代化技術與水土保持監管工作的深度融合。

此外，要強化部級、流域級、省級數據的共享與互通，各流域機構和地方各級水土保持部門要在信息化管理平臺上及時上傳項目受理登記信息、行政許可信息，以及水土保持方案和相關附件資料、技術評審材料、監督檢查材料、執法記錄信息、監理監測資料、設施驗收材料、補償費征收資料等，同時整合各級水土保持監管的衛星影像、無人機影像、擾動圖斑等數據，互為參照、互為補充，避免重復工作。

在新發展階段，要大力推進智慧水利建設，按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”的總體要求，以數字化、網絡化、智能化為主線，推動人工智能、深度學習、大數據等新技術手段與水土保持工作的深度融合，探索人為水土流失地塊智能提取、水土流失風險智能識別、水土流失風險自動監控預警等技術，構建人為水土流失數字化場景和風險預警模型，實現人為水土流失的實時監控、精細化監管、及時風險預警等，為水土流失社會管理精準化決策提供有力支撐。

[參考文獻]

[1]趙俊俠，任婧宇，楊亞娟，等.生產建設項目水土保持“天地一體化冶監管存在問題及建議[J].中國水土保持，2019（6）：53-55.

[2]寇馨月，姜學兵，亢慶，等.水土保持“天地一體化”項目監管技術體系構建與應用[J].中國水土保持科學，2021，19（2）：98-107.

[3]姜德文，亢慶，趙永軍，等.生產建設項目水土保持“天地一體化”監管技術研究[J].中國水土保持，2016（11）：1-3.

[4]姜德文.水土保持強監管目標任務及方法探討[J].中國水利，2019（1）：13-16.

[5]劉宇，周娟.生產建設項目水土保持“天地一體化”監管工作探討[J].亞熱帶水土保持，2019，31（4）：60-64.

[6]石芬芬，田魏龍，萬佳蕾.無人機遙感技術在江西省生產建設項目水土保持監管中的應用[J].亞熱帶水土保持，2019，31（4）：65-67.

[7]盧敬德，伍容容，羅志東，等.生產建設項目動態監管信息移動采集和管理技術與應用[J].中國水土保持，2016（11）：32-35.

[8]喬殿新.高質量發展視角下智慧水土保持發展探討[J].中國水土保持，2020（7）：1-3，64.

［作者簡介］程復（1981—），男，山西朔州人，高級工程師，博士，主要從事水土保持信息化工作。［收稿日期］2022-07-26

（責任編輯李佳星）

［基金項目］國家自然科學基金面上項目（41871195）；高分水利遙感應用示范系統（二期）（08-Y30F02-9001-20/22）