遙測(cè)技術(shù)在大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)督管理中的實(shí)踐應(yīng)用及體會(huì)

柯　妍，郭睎堯，沈　波

(水利部 松遼水利委員會(huì)，吉林 長(zhǎng)春 130021)

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遙測(cè)技術(shù)在大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)督管理中的實(shí)踐應(yīng)用及體會(huì)

柯妍，郭睎堯，沈波

(水利部 松遼水利委員會(huì)，吉林 長(zhǎng)春 130021)

[摘要]大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模大、線路長(zhǎng)、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)地表擾動(dòng)大，水土流失隱患多、危害大，對(duì)此類項(xiàng)目進(jìn)行水土保持監(jiān)督管理難度比較大。傳統(tǒng)的監(jiān)督管理方法很難發(fā)揮更高的效率以滿足實(shí)際工作的要求，而無(wú)人機(jī)航拍是集成了高空拍攝、遙控、遙測(cè)技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計(jì)算機(jī)影像信息處理的新型應(yīng)用技術(shù)，具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn)，特別適合獲取帶狀區(qū)域如公路、鐵路、河流、水庫(kù)、海岸線等的影像。利用無(wú)人機(jī)航拍遙測(cè)技術(shù)對(duì)大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作開(kāi)展情況進(jìn)行監(jiān)督，具有高效便捷、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，能夠做到有的放矢地完成監(jiān)督管理任務(wù)，目前在松遼流域生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理中的嘗試已經(jīng)初步顯示出遙測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目及遙測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

1.1大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)

1.1.1線路長(zhǎng)，規(guī)模大，對(duì)地表擾動(dòng)劇烈

大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目多是能給地方經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大收益的項(xiàng)目，其占地面積大、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)地表擾動(dòng)較劇烈。像鐵路、公路、輸變電線路、石油管線等線性工程，線路較長(zhǎng)，往往跨越幾個(gè)省級(jí)行政區(qū)，沿線地貌類型復(fù)雜，對(duì)地表的擾動(dòng)尤為劇烈，如新建鐵路哈爾濱至大連鐵路客運(yùn)專線，線路總長(zhǎng)903.94 km，沿線有平原、丘陵等地貌類型，從2007年開(kāi)工建設(shè)到2012年完工通車，建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6年，涉及黑龍江、吉林、遼寧三省的18個(gè)市縣，擾動(dòng)土地面積5 000 hm2，挖方總量3 368.1萬(wàn)m3，填方總量3 948.0萬(wàn)m3，借方總量2 334.9萬(wàn)m3。

1.1.2水土流失隱患多、危害大

大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目因建設(shè)規(guī)模大、對(duì)地表擾動(dòng)劇烈，所以建設(shè)過(guò)程中極易造成水土流失。尤其是山區(qū)、丘陵區(qū)的鐵路、公路建設(shè)和礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目等，動(dòng)用土石方量大，取棄土(渣)場(chǎng)多，且由于前期設(shè)計(jì)深度不夠或?qū)嶋H情況發(fā)生變化，取棄土(渣)場(chǎng)基本都是由施工單位臨時(shí)確定，數(shù)量、地點(diǎn)的變化都很大，若不能嚴(yán)格按照“先攔后棄”的原則設(shè)計(jì)水土保持措施，只圖節(jié)約成本，提高效率，隨意堆棄或亂挖亂棄，就極易產(chǎn)生水土流失。棄渣中的大量重金屬元素及化學(xué)物質(zhì)會(huì)伴隨水土流失污染渣場(chǎng)周圍水體及土壤，使生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。若棄土(渣)侵占河道、農(nóng)田、道路會(huì)危及防汛抗旱，危及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。如松遼委在2013年12月對(duì)內(nèi)蒙古綏滿國(guó)道主干線博克圖至牙克石段公路工程進(jìn)行監(jiān)督檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目水土保持方案中設(shè)計(jì)的取土場(chǎng)只有5處，但是在施工過(guò)程中增加到57處，變化量超過(guò)了90%且未及時(shí)做變更設(shè)計(jì)，建設(shè)過(guò)程中缺乏有效的水土保持監(jiān)督管理；2015年3月督查的新建沈陽(yáng)至丹東鐵路客運(yùn)專線，共有棄渣場(chǎng)59處，棄渣總量1 340.41萬(wàn)m3，督查時(shí)發(fā)現(xiàn)許多棄渣場(chǎng)未采取任何水土保持防護(hù)措施，有些已經(jīng)出現(xiàn)了水土流失跡象；大伙房水庫(kù)輸水(二期)工程實(shí)施階段實(shí)際擾動(dòng)面積1 714.83 hm2，比水土保持方案增加了216.72 hm2，與初步設(shè)計(jì)階段相比增加了184.94 hm2。

1.1.3水土保持監(jiān)督管理難度大

(1)主觀原因。部分建設(shè)單位水土保持法律意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)水土保持工作的重要性認(rèn)識(shí)不足，“重經(jīng)濟(jì)發(fā)展、輕環(huán)境保護(hù)，重主體工程、輕水土保持”的傳統(tǒng)觀念還沒(méi)有轉(zhuǎn)變，將水土保持工作與項(xiàng)目建設(shè)對(duì)立起來(lái)，不落實(shí)水土保持“三同時(shí)”制度，不愿配合水土保持監(jiān)督檢查；有些地方水行政主管部門(mén)迫于政府領(lǐng)導(dǎo)招商引資、發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)的壓力，擔(dān)心水土保持監(jiān)督執(zhí)法惹怒領(lǐng)導(dǎo)，消極執(zhí)法，懶政怠政。

(2)客觀原因。大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目因其線路長(zhǎng)、規(guī)模大、對(duì)地表擾動(dòng)劇烈，所以水土保持執(zhí)法難度大。目前松遼流域共有部批在建項(xiàng)目229項(xiàng)，流域機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)督執(zhí)法工作的人員有限，加上行業(yè)主管部門(mén)與建設(shè)單位配合不力，地方水行政主管部門(mén)執(zhí)法壓力大等因素結(jié)合在一起，使水土保持監(jiān)督執(zhí)法工作效率受到極大制約。

1.2遙測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

遙測(cè)是對(duì)被測(cè)量對(duì)象的參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量的一種技術(shù)。起源于19世紀(jì)初葉，航空、航天遙測(cè)技術(shù)則分別開(kāi)始于20世紀(jì)30年代和40年代。無(wú)人機(jī)航拍是集成了高空拍攝、遙控、遙測(cè)技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計(jì)算機(jī)影像信息處理的新型應(yīng)用技術(shù)，以無(wú)人駕駛飛機(jī)作為空中平臺(tái),以機(jī)載遙感設(shè)備,如高分辨率數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測(cè)儀等獲取信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。無(wú)人機(jī)航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn),特別適合獲取帶狀地區(qū)航拍影像如公路、鐵路、河流、水庫(kù)、海岸線等。無(wú)人駕駛飛機(jī)為航拍攝影提供了操作方便、易于轉(zhuǎn)場(chǎng)的遙感平臺(tái)，無(wú)人機(jī)起飛、降落受場(chǎng)地限制較小，在操場(chǎng)、公路或其他較開(kāi)闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉(zhuǎn)場(chǎng)等非常容易，小型輕便、低噪節(jié)能、高效機(jī)動(dòng)、影像清晰、輕型化、小型化、智能化更是無(wú)人機(jī)航拍的突出特點(diǎn)。

2無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理中的應(yīng)用實(shí)例

利用無(wú)人機(jī)航拍結(jié)合遙感技術(shù)應(yīng)用于水土保持監(jiān)督管理，可以有效解決傳統(tǒng)監(jiān)督檢查方式的單一和局限性，減少監(jiān)督執(zhí)法中業(yè)主及技術(shù)服務(wù)單位推諉、逃避情況，節(jié)約執(zhí)法成本。松遼委已經(jīng)開(kāi)始嘗試使用遙感影像衛(wèi)片分析普查項(xiàng)目概況，結(jié)合實(shí)地?zé)o人機(jī)航拍取證，在大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督檢查和設(shè)施驗(yàn)收中取得了比較顯著的效果：2014年11月3日，在華能白山煤矸石電廠水土保持設(shè)施驗(yàn)收中首次使用無(wú)人機(jī)航拍；2014年11月15日，新建鐵路哈爾濱至大連客運(yùn)專線水土保持設(shè)施驗(yàn)收，是無(wú)人機(jī)航拍在大型線性工程驗(yàn)收工作中的首次嘗試；2015年3月末至4月初，在對(duì)新建沈陽(yáng)至丹東鐵路客運(yùn)專線水土保持工作督查中，無(wú)人機(jī)又大展身手。

2.1新建鐵路哈爾濱至大連客運(yùn)專線水土保持設(shè)施驗(yàn)收

哈大鐵路客運(yùn)專線是《東北地區(qū)振興規(guī)劃》經(jīng)國(guó)務(wù)院批復(fù)后第一個(gè)開(kāi)工建設(shè)的重大工程，地處遼河平原和松嫩平原區(qū)，南起遼寧省大連市，經(jīng)營(yíng)口、鞍山、遼陽(yáng)、沈陽(yáng)、鐵嶺、四平、長(zhǎng)春、松原，終至黑龍江省哈爾濱市，縱貫東北三省，全長(zhǎng)903.94 km。全線以橋梁為主，新(改)建車站23座，大、小臨建工程占地面積較大且分散。參建單位多，共3個(gè)大標(biāo)段，20多個(gè)施工局，實(shí)施組織協(xié)調(diào)等工作難度大。在哈大鐵路客運(yùn)專線水土保持設(shè)施驗(yàn)收中，利用無(wú)人機(jī)對(duì)普灣和金州灣2號(hào)特大橋、挖填方段、71號(hào)和87號(hào)棄渣場(chǎng)、小山屯和老虎屯隧道、大連北和鲅魚(yú)圈站恢復(fù)及建設(shè)整體情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，取得了比較真實(shí)可信的現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)論，最后作為通過(guò)水土保持設(shè)施竣工驗(yàn)收的依據(jù)之一。

2.2新建沈陽(yáng)至丹東鐵路客運(yùn)專線水土保持工作督查

2.2.1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，利用無(wú)人機(jī)航拍取證

新建沈陽(yáng)至丹東鐵路客運(yùn)專線，地處遼寧省東南部，線路全長(zhǎng)220.23 km，涉及平原區(qū)和低山丘陵區(qū)，建設(shè)單位是京沈鐵路客運(yùn)專線遼寧有限責(zé)任公司。該項(xiàng)目水土保持方案未獲審批即開(kāi)工建設(shè)，建設(shè)過(guò)程中未向松遼委及地方水行政主管部門(mén)報(bào)告水土保持工作開(kāi)展情況。松遼委發(fā)現(xiàn)后及時(shí)委托松遼流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)對(duì)該項(xiàng)目水土保持工作開(kāi)展情況開(kāi)展了抽查，重點(diǎn)對(duì)位于丹東市、本溪市(低山丘陵區(qū))內(nèi)的幾個(gè)棄渣場(chǎng)進(jìn)行了航拍，發(fā)現(xiàn)隨機(jī)抽查的4個(gè)棄渣場(chǎng)，除了位于本溪市南芬區(qū)的一處采取了分層碾壓及修建部分擋墻的措施，其余3個(gè)無(wú)任何水土保持措施，且都已經(jīng)侵占河道、農(nóng)田、道路，有極大的水土流失隱患。

2.2.2約談建設(shè)單位

松遼委將抽查情況報(bào)告給水利部水保司，按照水保司的要求，松遼委組織遼寧省水利廳于2015年5月12日約談了京沈鐵路客運(yùn)專線遼寧有限責(zé)任公司主管水土保持工作的負(fù)責(zé)人，向他們宣講了水土保持法的知識(shí)，要求他們盡快完成水土保持方案編制及報(bào)批工作，并全線排查該項(xiàng)目全部棄渣場(chǎng)，采取必要的水土保持措施。

2.2.3建設(shè)單位落實(shí)整改

無(wú)人機(jī)航拍的未采取水土流失防護(hù)措施的棄渣場(chǎng)清晰、直觀，數(shù)據(jù)分析科學(xué)可信，對(duì)棄渣場(chǎng)位置、面積、方量的計(jì)算準(zhǔn)確度高，從一個(gè)側(cè)面反映了沈丹客專水土保持工作中存在的嚴(yán)重問(wèn)題，結(jié)合具體實(shí)例宣傳法律法規(guī)要求，使京沈鐵路客運(yùn)專線遼寧有限責(zé)任公司深刻地認(rèn)識(shí)到了水土保持工作的重要性，以及違反水土保持法需要承擔(dān)的法律責(zé)任。他們當(dāng)場(chǎng)對(duì)整改時(shí)間做出承諾，在被約談后1周之內(nèi)，就組織該項(xiàng)目各標(biāo)段負(fù)責(zé)人召開(kāi)水土保持工作動(dòng)員大會(huì)，并邀請(qǐng)松遼委到會(huì)指導(dǎo)。在2015年6月14日，京沈鐵路客運(yùn)專線遼寧有限責(zé)任公司委托鐵道第三勘察設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司完成了水土保持方案編制，報(bào)送水利部審批，6月底完成了問(wèn)題棄渣場(chǎng)的整改。

這次督查卓有成效，建設(shè)單位提高水土保持意識(shí)后，不但認(rèn)真落實(shí)被檢查項(xiàng)目的整改要求，而且對(duì)正在建設(shè)的盤(pán)錦至營(yíng)口鐵路客運(yùn)專線工程也按照水土保持法的相關(guān)要求開(kāi)展水土保持工作，及時(shí)編報(bào)水土保持方案并報(bào)送水利部審批。

2.3內(nèi)蒙古綏滿國(guó)道主干線博克圖至牙克石段公路工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收

2015年7月，內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運(yùn)輸廳向水利部提出綏滿國(guó)道主干線博克圖至牙克石段公路工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收申請(qǐng)，經(jīng)公示后，水利部委托松遼水利委員會(huì)主持驗(yàn)收。松遼委在這次驗(yàn)收中也利用了無(wú)人機(jī)。博克圖至牙克石段公路工程線路建設(shè)總長(zhǎng)134.2 km，水土保持方案中沒(méi)有設(shè)計(jì)棄渣場(chǎng)，在勘查現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)公路沿線有零星棄渣，建設(shè)單位則解釋說(shuō)不是他們?cè)谑┕み^(guò)程中產(chǎn)生的棄渣。為了驗(yàn)證這一情況，現(xiàn)場(chǎng)利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)，從監(jiān)控器中可以看到，扎敦河隧道口附近有線性分布的大量堆渣，興安嶺隧洞口附近樹(shù)林里也隱藏著大量堆渣，這些棄渣隱藏在樹(shù)林深處，且離開(kāi)公路現(xiàn)場(chǎng)有幾百米的距離，若單靠執(zhí)法人員去檢查則很難發(fā)現(xiàn)，而在無(wú)人機(jī)的監(jiān)視器中則可以非常直觀地看到。面對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的清晰照片和經(jīng)軟件計(jì)算的棄渣場(chǎng)的位置、體積等精確數(shù)據(jù)，建設(shè)單位態(tài)度非常積極，不再推諉、解釋，而是積極配合驗(yàn)收組的要求，承諾落實(shí)整改的具體方案和時(shí)限。

3遙測(cè)技術(shù)在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理工作中的應(yīng)用體會(huì)

使用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)應(yīng)用于水土保持監(jiān)督管理實(shí)踐，是突破傳統(tǒng)管理模式，采用新理念、新技術(shù)的嘗試。雖然目前只應(yīng)用于幾個(gè)項(xiàng)目，但是它的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)十分明顯地展現(xiàn)出來(lái)。

3.1創(chuàng)新——轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理模式，提高管理水平

傳統(tǒng)的監(jiān)督管理模式，多數(shù)是現(xiàn)場(chǎng)檢查提出整改意見(jiàn)，再監(jiān)督整改落實(shí)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查是由建設(shè)單位、地方水行政主管部門(mén)、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)單位等代表參加，整個(gè)檢查活動(dòng)的組織要花費(fèi)很多精力，對(duì)于規(guī)模比較大的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，尤其是線性工程，實(shí)現(xiàn)全線檢查往往需要幾天時(shí)間；而無(wú)人機(jī)航拍，只需要選好位置，由操控手就可以完成，幾十分鐘就可完成既定任務(wù)，即使是線性工程，也可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成拍照任務(wù)，節(jié)省了人力、物力，減少了地方壓力，便捷、高效、客觀。

3.2高效——隨時(shí)掌握水土保持工作進(jìn)展情況，滿足水土保持督查工作的要求

無(wú)人機(jī)小巧輕便，可以靈活使用，它突破了人的生理限制，使監(jiān)督檢查工作具有更廣闊的視野，能夠及時(shí)、實(shí)時(shí)、有的放矢地調(diào)查取證。掌握建設(shè)工程中土地?cái)_動(dòng)面積，監(jiān)督取棄土場(chǎng)位置是否按照水土保持方案的設(shè)計(jì)布置，以及取棄土石方的量，隨時(shí)掌握建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作進(jìn)展情況，滿足督查工作的持續(xù)性要求。

3.3科學(xué)——數(shù)據(jù)精確，提高了監(jiān)督管理工作的科學(xué)性、權(quán)威性

利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)高時(shí)間分辨率、高空間分辨率的特點(diǎn)及時(shí)采集項(xiàng)目信息，選擇合適的信息量化處理技術(shù)，獲取相關(guān)的位置、面積、方量等數(shù)據(jù)。結(jié)合遙感圖像、地理要素和文字符號(hào)標(biāo)注等多種數(shù)據(jù)，生成三維地形影像，獲取項(xiàng)目建設(shè)占地面積，擾動(dòng)地表面積，挖、填方數(shù)量；棄渣場(chǎng)棄渣堆置后微地形地貌、地面組成物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)的變化；植被類型及覆蓋度，水土保持設(shè)施、措施數(shù)量；棄渣場(chǎng)、路塹坡面、路基邊坡等防治責(zé)任范圍內(nèi)的水土流失面積、流失量，滑坡、崩塌等發(fā)生的數(shù)量，以及對(duì)周邊和下游地區(qū)造成的危害；各種已實(shí)施的水土保持措施的防治攔渣效果，包括土壤流失控制比、攔渣率；項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失治理度、擾動(dòng)土地整治率、植被恢復(fù)系數(shù)、林草覆蓋率。精確的測(cè)算數(shù)據(jù)，增加了水土保持監(jiān)督管理的權(quán)威性和科學(xué)性，建設(shè)單位及行業(yè)主管部門(mén)配合整改的態(tài)度比較積極。

3.4預(yù)警——及早發(fā)現(xiàn)隱患，提升了督查工作的主動(dòng)性

通過(guò)無(wú)人機(jī)遙測(cè)，可以以更廣的視野掌握棄土(渣)對(duì)周圍環(huán)境的影響，比較全面、直觀地了解農(nóng)田、村莊、河道的情況，及早發(fā)現(xiàn)可能造成的水土流失隱患，并及時(shí)預(yù)警，采取必要的措施。

以往的監(jiān)督檢查都是由建設(shè)單位陪同，檢查地點(diǎn)、時(shí)間長(zhǎng)短多是由建設(shè)單位安排，受人為因素的制約比較大，檢查效果并不理想。利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)，可以避免這些不利因素。在沈丹客專項(xiàng)目督查中，松遼委就沒(méi)有通知建設(shè)單位參加，而是隨機(jī)選取易造成水土流失的山地丘陵區(qū)棄渣場(chǎng)進(jìn)行飛行實(shí)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，大大提升了督查工作的主動(dòng)性。

4結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)遙測(cè)具有高時(shí)間分辨率和高空間分辨率的特點(diǎn)，為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理提供基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持措施落實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)水土流失情況，快速獲取數(shù)據(jù)，形成直觀影像，為監(jiān)督管理提供第一手資料。應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)，可以改變傳統(tǒng)水土保持監(jiān)督管理模式，減少人為因素干擾，提升水土保持監(jiān)督管理工作的科學(xué)性、權(quán)威性、準(zhǔn)確性，提高督查工作的工作效率，無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理工作中大有可為。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類號(hào)]S157

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號(hào)]1000-0941(2016)06-0071-03

[作者簡(jiǎn)介]柯妍(1978—)，女，吉林長(zhǎng)春市人，工程師，碩士，主要從事水土保持監(jiān)督管理工作。

[收稿日期]2016-04-06

[關(guān)鍵詞]遙測(cè)技術(shù)；水土保持監(jiān)督管理；無(wú)人機(jī)；生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目