高寒高海拔地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持遙感監(jiān)管現(xiàn)場復(fù)核經(jīng)驗與啟示

許海超，陳 曜，秦 偉

(1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100048； 2.四川省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，四川 成都 610000；3.水利部水土保持生態(tài)工程技術(shù)研究中心，北京 100048)

生產(chǎn)建設(shè)活動造成的水土流失, 是以人類生產(chǎn)建設(shè)活動為主要外營力形成的水土流失類型，是一種典型的人為加速侵蝕[1]。加強人為水土流失監(jiān)管，是有效控制人為水土流失, 保護和改善生態(tài)環(huán)境的重要手段。生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失具有2個突出特點：①水土流失強度大、歷時短、突發(fā)性和季節(jié)性強；②源地點多面廣，水土流失防治投入多、難度大。隨著新時代治水矛盾轉(zhuǎn)變，“在監(jiān)管上強手段，在治理上補短板”成為水土保持工作的主要思路[2]。為全面提升生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管的準(zhǔn)確性、時效性、權(quán)威性，2018年起，水利部和各省級水行政主管部門組織開展了生產(chǎn)建設(shè)活動擾動圖斑遙感影像解譯，下發(fā)疑似違法違規(guī)圖斑，組織第三方或市縣級水行政主管部門對疑似違法違規(guī)圖斑進行現(xiàn)場核查(圖1)。對現(xiàn)場核查認定的“未批先建”“未驗先投”“未批先棄”及施工過程中的其他違法違規(guī)行為，由地方水行政主管部門或相應(yīng)的執(zhí)法部門及時依法查處，從而使生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管能實現(xiàn)“查得清”“弄得準(zhǔn)”“干得快”，最終實現(xiàn)生產(chǎn)建設(shè)項目違法違規(guī)行為“管得住”的目標(biāo)[3-4]。

圖1 區(qū)域監(jiān)管主要技術(shù)流程

我國地形復(fù)雜多樣，海拔在1 000～2 000 m的占25%，2 000～3 000 m的占7%，3 000 m以上的占25.9%。由于地形和氣候的特殊性，高寒高海拔地區(qū)人口稀疏，生產(chǎn)建設(shè)項目比較分散，但是這些區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，自然修復(fù)能力較弱，水土流失危害更為持久和嚴重[5]。在高寒高海拔地區(qū)開展外業(yè)核查面臨安全風(fēng)險大、核查成本高等問題，尤其是不能實現(xiàn)在全年任意時間內(nèi)開展遙感監(jiān)管工作。目前全國范圍內(nèi)對高寒高海拔地區(qū)遙感監(jiān)管工作的關(guān)注度不高，尚未基于其特殊性形成健全、高效的現(xiàn)場復(fù)核流程體系。本研究總結(jié)了四川省阿壩藏族羌族自治州(以下簡稱“阿壩州”)水土保持遙感監(jiān)管現(xiàn)場復(fù)核工作經(jīng)驗，梳理了一套較為完整的工作流程體系，可為高寒高海拔地區(qū)遙感監(jiān)管合理安排作業(yè)流程，保證外業(yè)核查工作在安全、高效、經(jīng)濟的原則框架下順利開展提供參考。

1 研究區(qū)及2020年下半年省級加密遙感監(jiān)管圖斑概況

1.1 地形地貌

阿壩州位于青藏高原東南緣、橫斷山脈北端與川西高山峽谷接合部，介于北緯30°35′～34°19′、東經(jīng)100°30′～104°27′之間，轄區(qū)南北長為414 km，東西寬為360 km。全州面積8.26萬km2，轄13個縣、224個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，其地形復(fù)雜、溝谷交錯，交通條件較差。地勢西北部高、東南部低，全州平均海拔3 632 m，地貌類型有11個，分別為平壩、臺地、低山、低中山、中山、高山、極高山、山原、高平原、丘狀髙原、高山原。

1.2 氣象條件

阿壩州特殊的地形地貌造就了復(fù)雜多變的氣候，境內(nèi)垂直氣候變化顯著，晝夜溫差大，無霜期短。冬春季節(jié)氣候干燥，多陣性大風(fēng)，旱、霜、大雪、低溫各類災(zāi)害性天氣頻發(fā)。西北部的丘狀高原屬大陸高原性氣候區(qū)，四季氣溫?zé)o明顯差別，冬季嚴寒漫長，夏季涼寒濕潤，年平均氣溫0.8～4.3℃。高山峽谷地區(qū)隨著海拔變化，氣候從亞熱帶到溫帶、寒溫帶、寒帶，呈明顯的垂直性差異，海拔2 500 m以下的河谷地區(qū)是干旱、半干旱地帶，降水集中，蒸發(fā)快；海拔2 500～4 100 m的坡谷地區(qū)屬寒溫帶，年平均氣溫1～5 ℃；海拔4 100 m以上為寒帶，全年嚴寒，終年積雪。

1.3 2020年下半年省級加密遙感監(jiān)管中的圖斑

四川省組織開展的2020年下半年省級加密遙感監(jiān)管中，阿壩州共下發(fā)了266個疑似擾動圖斑[圖2(a)]，現(xiàn)場實際復(fù)核擾動圖斑275個[圖2(b)]，在13個縣級行政區(qū)的不同海拔位置均有分布。其中，生產(chǎn)建設(shè)項目擾動圖斑122個，涉及項目57個，項目類型主要為公路工程、水利水電樞紐工程、工業(yè)園區(qū)等，共查處違法違規(guī)項目14個。

圖2 阿壩州在四川省2020年下半年省級加密遙感監(jiān)管中的圖斑分布

2 高寒高海拔地區(qū)水土保持遙感監(jiān)管工作經(jīng)驗

在高寒高海拔地區(qū)開展遙感監(jiān)管現(xiàn)場復(fù)核難點在于外業(yè)工作困難，主要體現(xiàn)在安全、交通、通信等方面。首先，氣候因素決定了外業(yè)核查的時間受季節(jié)影響明顯，冬季冰雪覆蓋基本無法開展外業(yè)工作，夏季滑坡、泥石流、崩塌、飛石等自然災(zāi)害發(fā)生率高[6]，外業(yè)核查面臨較大安全風(fēng)險；其次，該區(qū)域人口較為稀疏，生產(chǎn)建設(shè)活動擾動圖斑相對分散，劇烈起伏的地形地貌決定了交通條件較差，導(dǎo)致外業(yè)核查時間成本和經(jīng)濟成本都較高；最后，受空間地理環(huán)境約束，高原高海拔地區(qū)通信條件較差，導(dǎo)致遙感監(jiān)管數(shù)據(jù)的下載和上傳受限。為此，地方水行政主管部門和工作人員在執(zhí)行遙感監(jiān)管任務(wù)中，需要認真做好前期準(zhǔn)備工作，爭取在一次外業(yè)工作中，把所有需要在現(xiàn)場完成的工作全部完成，盡量避免二次返場。

2.1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

(1)確定外業(yè)核查時間。首先，通過查閱資料掌握區(qū)域氣候規(guī)律，咨詢當(dāng)?shù)鼐用窳私饴访姹└采w情況，大致確定可開展野外現(xiàn)場核查的時間范圍。根據(jù)阿壩州歷史各月氣溫來看，該州一般在每年11月初到次年3月期間大雪封山，行車危險，雖然主干道可以通行，但是由于圖斑分散，大部分離主干道有一定距離，所以很多擾動圖斑位置無法到達，不適合在此期間開展外業(yè)核查。經(jīng)過詳細調(diào)研，初步確定在3月底至4月初開始外業(yè)核查工作。其次，通過天氣預(yù)報查看待核查區(qū)縣的未來天氣狀況，避免在雨、雪、霧、強風(fēng)等惡劣天氣下出行。另外，高寒高海拔地區(qū)路網(wǎng)稀疏，冬季結(jié)束后，氣溫上升，降雨增加，滑坡、泥石流等災(zāi)害發(fā)生頻率隨之上升，可能會導(dǎo)致局部區(qū)域交通中斷。因此，一定要在充分調(diào)研天氣、交通狀況的前提下確定外業(yè)核查時間。再次，個別圖斑位置偏遠，加上地形復(fù)雜，往往需要當(dāng)?shù)厝藛T引導(dǎo)才能快速到達目標(biāo)地點。而且，外業(yè)核查如發(fā)現(xiàn)項目存在違法行為，需要對其進行查處，相關(guān)材料(如整改通知)需項目負責(zé)人簽字確認。因此，如確定圖斑為生產(chǎn)建設(shè)項目擾動，事先聯(lián)系項目負責(zé)人預(yù)約現(xiàn)場核查時間非常重要。最后，為減少網(wǎng)絡(luò)中斷對現(xiàn)場復(fù)核數(shù)據(jù)傳輸造成的影響，應(yīng)盡量發(fā)揮區(qū)域監(jiān)管APP的離線緩存功能，提前對所需數(shù)據(jù)下載儲存，以保證任意位置的現(xiàn)場工作均能正常開展。

(2)批復(fù)材料收集整理。地方水行政主管部門在收到下發(fā)的圖斑信息后，要對圖斑所涉的項目信息和材料進行整理。第一，結(jié)合擾動圖斑的地理空間分布和遙感影像地物特征，對圖斑的類型進行初步判定；第二，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的材料對所涉生產(chǎn)建設(shè)項目進行梳理，對擾動圖斑的合規(guī)性進行初步審查；第三，收集整理可能涉及的生產(chǎn)建設(shè)項目的相關(guān)材料，如水土保持方案報告書(或報告表)、水土保持設(shè)施驗收報告、主管部門批復(fù)材料等。做好前期資料搜集整理工作，是野外工作中高效、準(zhǔn)確完成現(xiàn)場復(fù)核、認定、查處的重要基礎(chǔ)。

(3)規(guī)劃外業(yè)核查路線。高寒高海拔地區(qū)單個圖斑的外業(yè)核查成本較高，做好路線規(guī)劃可以有效節(jié)約時間和經(jīng)濟成本。以四川省2020年下半年省級加密遙感監(jiān)管為例，阿壩州共下發(fā)圖斑266個，平均32個/萬km2，密度僅為四川全省平均值的1/6。根據(jù)四川省遙感監(jiān)管外業(yè)核查經(jīng)驗，單個工作組在成都市每天平均可以核查35個圖斑，而在阿壩州每天平均僅能核查7個圖斑。因此，在確定外業(yè)核查時間后，應(yīng)根據(jù)圖斑分布和道路分布，詳細規(guī)劃外業(yè)核查路線，爭取以最優(yōu)路線、最短路程完成任務(wù)。

2.2 外業(yè)核查

根據(jù)水利部《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持信息化監(jiān)管技術(shù)規(guī)定(試行)》，現(xiàn)場復(fù)核工作環(huán)節(jié)主要是將遙感解譯的擾動圖斑成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到移動采集系統(tǒng)，利用移動采集系統(tǒng)開展現(xiàn)場調(diào)查，對生產(chǎn)建設(shè)項目信息進行現(xiàn)場采集復(fù)核，主要包括現(xiàn)場復(fù)核、內(nèi)業(yè)編輯、認定查處。

在準(zhǔn)備工作就緒后，攜帶好相關(guān)材料和設(shè)備，按照計劃路線開展外業(yè)復(fù)核工作。第一，需要攜帶的紙質(zhì)材料主要包括可能涉及的生產(chǎn)建設(shè)項目相關(guān)證明材料和現(xiàn)場執(zhí)法所需材料；第二，攜帶裝有區(qū)域監(jiān)管APP 的Android手機或者平板電腦，用于完成路線導(dǎo)航、核查拍照、信息錄入等移動端工作；第三，攜帶裝有區(qū)域監(jiān)管APP管理端的筆記本電腦，參照實際情況對圖斑進行拆分、邊界修改等操作。

現(xiàn)場核查時，根據(jù)水行政主管部門批復(fù)的水土保持文件和現(xiàn)場實際情況，對項目的合規(guī)性進行判定。對于未發(fā)現(xiàn)明顯違規(guī)的生產(chǎn)建設(shè)項目，要把水土保持方案報告書(或報告表)、水土保持設(shè)施驗收報告、主管部門批復(fù)文件等相關(guān)佐證材料整理上傳系統(tǒng)；對于違規(guī)圖斑，盡量在現(xiàn)場完成查處工作，下發(fā)整改通知，要求項目負責(zé)人簽字。將掃描文件與其他佐證材料一并上傳到生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持信息化監(jiān)管平臺。

3 高寒高海拔地區(qū)水土保持遙感監(jiān)管工作啟示

生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持遙感監(jiān)管一般需要三方面單位參與，組織單位負責(zé)擾動圖斑遙感影像解譯、下發(fā)，執(zhí)行單位負責(zé)對疑似違法違規(guī)圖斑進行現(xiàn)場核查，被監(jiān)管單位義務(wù)配合完成檢查、違規(guī)整改等事宜。

(1)對于現(xiàn)場復(fù)核人員的啟示。地方遙感監(jiān)管工作人員在開展工作時，應(yīng)長遠綜合考慮，細心全面準(zhǔn)備。第一，要結(jié)合區(qū)域自然地理環(huán)境實際情況，確保在安全可行的時間范圍內(nèi)開展工作；第二，結(jié)合擾動圖斑分布，做好前期調(diào)研，備全相關(guān)佐證資料和執(zhí)法文件；第三，提前做好數(shù)據(jù)離線緩存，避免受限于網(wǎng)絡(luò)通信狀況；第四，合理規(guī)劃路線，提高工作效率；第五，爭取外業(yè)工作一次性完成，避免再次返場?？偠灾?，相關(guān)區(qū)域的現(xiàn)場復(fù)核工作人員，要做好事前業(yè)務(wù)調(diào)研，科學(xué)制定現(xiàn)場復(fù)核工作流程(圖3)，盡量減少或避免事后再次返場，保證安全、高效、經(jīng)濟地完成工作任務(wù)。

圖3 現(xiàn)場復(fù)核工作流程

(2)對于遙感監(jiān)管組織單位的啟示。在水利行業(yè)強監(jiān)管的背景下，隨著水土保持遙感監(jiān)管技術(shù)的日漸成熟，為管好、管住人為水土流失，遙感監(jiān)管的頻次會有所增加，相關(guān)工作將成為常態(tài)化。根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于推進水土保持監(jiān)管信息化應(yīng)用工作的通知》(辦水?！?019〕198號)要求，2021年起，中西部地區(qū)、東北三省、北京、天津和河北的各省級水行政主管部門每年至少組織開展2次，其他省份每年至少組織開展3次覆蓋全省的生產(chǎn)建設(shè)活動水土保持衛(wèi)星遙感監(jiān)管。另外，水利部一般每年會組織1次全國遙感監(jiān)管。全國高寒高海拔地區(qū)主要分布于西部地區(qū)，由于現(xiàn)場復(fù)核工作主要由地方水行政主管部門負責(zé)，所以這些區(qū)域后續(xù)每年至少需要完成3次現(xiàn)場復(fù)核工作。

在組織開展遙感監(jiān)管工作時，必須考慮高寒高海拔地區(qū)的特殊情況，不能全國或者全省任務(wù)分配一刀切，應(yīng)結(jié)合區(qū)域自然地理環(huán)境和生產(chǎn)活動特征，合理安排工作開展時間和監(jiān)管頻次。在影像收集方面，由于高寒高海拔地區(qū)的遙感影像特征明顯，長時間的地表冰雪覆蓋會導(dǎo)致生產(chǎn)建設(shè)活動擾動圖斑解譯質(zhì)量下降，所以應(yīng)嚴格控制影像獲取時間。在解譯標(biāo)志構(gòu)建方面，高寒高海拔地區(qū)植被覆蓋率低，地表出露面積大，有必要針對該區(qū)獨特的影像地物特征獨立構(gòu)建解譯標(biāo)志，以提升解譯質(zhì)量。在擾動監(jiān)管方面，一般在大雪封山后，高寒高海拔地區(qū)的生產(chǎn)建設(shè)活動很難開展，水土保持監(jiān)管壓力也隨之下降。綜上，在組織開展遙感監(jiān)管工作過程中，應(yīng)盡量避免使用高寒高海拔地區(qū)冬季的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域自然地理和人文地理特征，因地制宜采取針對性方案，以準(zhǔn)確、及時、客觀地反映項目建設(shè)區(qū)水土流失及水土保持現(xiàn)狀，在減輕地方水行政主管部門壓力的同時，提高水土保持遙感監(jiān)管的成效。