3S 技術(shù)在水土保持與荒漠化防治中的運(yùn)用

吉愛麗

（廣東海納工程管理咨詢有限公司,廣東 廣州 510000）

1 工程概況

知識(shí)城鳳凰谷海歸中心總用地面積為10.47 hm2,其中規(guī)劃建設(shè)用地面積為6.66 hm2,非建設(shè)用地面積為3.81 hm2,非建設(shè)用地包括代征代建公園面積為2.70 hm2,代征代建市政道路面積為1.11 hm2；規(guī)劃總建筑面積207865.27 m2,計(jì)容建筑面積為133286.00 m2,不計(jì)容建筑面積為74579.27 m2；綜合容積率2.00,建筑密度30.25%,綠地率17.15%,機(jī)動(dòng)車泊位數(shù)1233 個(gè),非機(jī)動(dòng)車泊位數(shù)1341 個(gè)。主要建設(shè)59 棟建構(gòu)筑物、道路廣場、景觀綠化、一條代征代建市政道路、一座代征代建公園及相應(yīng)的配套設(shè)施的等,設(shè)有地下室1~3 層。

項(xiàng)目用地全部屬于廣州市黃埔區(qū),工程總占地面積為11.50 hm2,其中永久占地面積為10.47 hm2,臨時(shí)占地面積為1.03 hm2,占地類型為其他土地、水域及水利設(shè)施用地、園地、林地等。工程建設(shè)過程中,土石方挖方總量為57.25 萬m3,填方總量為58.06 萬m3，填方均來源于項(xiàng)目自身挖方，借方0.81 萬m3（借方外購）,無棄方[1]。

2 水土流失防治責(zé)任范圍

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433-2018）規(guī)定,生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍應(yīng)包括項(xiàng)目永久征地、臨時(shí)占地（含租賃土地）以及其他使用與管轄區(qū)域。本項(xiàng)目總占地面積為11.50 hm2,其中永久占地面積為10.47 hm2,臨時(shí)占地面積為1.03 hm2,因此本項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍面積為11.50 hm2。根據(jù)“誰造成水土流失,誰負(fù)責(zé)治理”的界定原則,本工程水土流失防治責(zé)任由廣州科城海歸建設(shè)開發(fā)有限公司承擔(dān)。

按照《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190-2007）,項(xiàng)目區(qū)為水力侵蝕區(qū)-南方紅壤,丘陵區(qū),侵蝕強(qiáng)度為輕度。依照《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50434-2018）的規(guī)定,具體目標(biāo)值修正后如下：施工期水土流失防治目標(biāo)：渣土防護(hù)率97%；設(shè)計(jì)水平年水土流失防治目標(biāo)：水土流失治理度98%、土壤流失控制比為1.0、渣土防護(hù)率99%、林草植被恢復(fù)率98%、林草覆蓋率27%[2]。因?yàn)轫?xiàng)目沒實(shí)施表土剝離,故本方案不設(shè)置表土保護(hù)率目標(biāo)值。水土流失防治目標(biāo)值見表1。

表1 水土流失防治目標(biāo)

3 3S 技術(shù)的應(yīng)用

3S 技術(shù)的應(yīng)用,可以為構(gòu)建不同空間荒漠化及水土流失監(jiān)測提供良好支撐,推動(dòng)水土流失保持模型及荒漠化防治模型的開發(fā),保障各項(xiàng)工作實(shí)施的有效性。從具體的使用范圍分析,RS 技術(shù)的應(yīng)用最多,遙感數(shù)據(jù)可以為面積測量和分析提供參考依據(jù),實(shí)踐環(huán)節(jié)一般是向?qū)嵤┻b感數(shù)據(jù)分類,再進(jìn)行矢量化分析,獲取矢量圖形,在圖形上完成面積統(tǒng)計(jì)。RS技術(shù)需要與WPS 技術(shù)結(jié)合使用,才能夠?qū)⒆陨淼膬?yōu)勢最大限度地發(fā)揮出來。GIS 技術(shù)能夠幫助工作人員獲取和查詢地理空間數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)收集方面意義重大[3]。

3.1 3S 技術(shù)在水土保持中的應(yīng)用

3.1.1 地形地貌改造

水土流失屬于動(dòng)態(tài)流失的現(xiàn)象,想要對(duì)其進(jìn)行防治,需要做好水土災(zāi)害影響因子的提取。3S 技術(shù)的應(yīng)用,主要是利用GIS 技術(shù)進(jìn)行空間分析,借助RS 影像技術(shù)對(duì)區(qū)域?yàn)?zāi)害狀況進(jìn)行深度分析,提取區(qū)域內(nèi)的有效信息并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,通過對(duì)水土變化情況的研究,確定不同區(qū)域的水土資源情況和災(zāi)害的動(dòng)態(tài)變化情況。RS 影像技術(shù)與衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品不同,采用的是TM、Landsat、ETM 影像等,空間分辨率高,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)不同場景下遙感影像數(shù)據(jù)的同時(shí)采集,結(jié)合土地資源特點(diǎn),運(yùn)用不同波段來對(duì)當(dāng)?shù)氐闹脖贿M(jìn)行分析,依照遙感影像,繪制出1∶10000 的地形圖,針對(duì)差錯(cuò)坐標(biāo)系進(jìn)行校正[4]。

在對(duì)實(shí)際工程方案進(jìn)行制定時(shí),需要結(jié)合項(xiàng)目所處區(qū)域的實(shí)際情況及地理位置,做好綜合考量,打造出良好的水土保持工程。以往的勘測工作都是人工實(shí)地勘測,需要消耗大量的人力資源,而在應(yīng)用3S 技術(shù)的情況下,能夠切實(shí)提升工作效率,增強(qiáng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,能夠?yàn)楹罄m(xù)水土保持工作的實(shí)施奠定良好基礎(chǔ)。

3.1.2 土壤滲透率增加

可以通過設(shè)置引水工程和蓄水工程的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)于地下潛流和地表徑流的攔截以及存儲(chǔ)。借助GIS 技術(shù),能夠提升地理分析的水平和效率,通過將地表水引向林地、濕地等方式,增加土壤水分含量。水土保持方案制定的主要目的,是增加土壤滲透率,對(duì)自然界水源進(jìn)行蓄積,降低水土流失概率。在利用GPS 技術(shù)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控的情況下,不僅能夠很好得收集數(shù)據(jù),也可以為后期工作積累經(jīng)驗(yàn)[5]。

3.1.3 水土保持監(jiān)測

本項(xiàng)目占地總面積少于50 hm2,挖填總量大于50 萬m3,根據(jù)《廣東省水土保持條例》要求,生產(chǎn)建設(shè)單位自行或者委托相應(yīng)機(jī)構(gòu)對(duì)水土流失進(jìn)行監(jiān)測。本項(xiàng)目為補(bǔ)報(bào)項(xiàng)目,前期水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)資料缺失,建議建設(shè)單位立即委托具有監(jiān)測能力的單位開展水土保持監(jiān)測工作,監(jiān)測單位應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)情況,合理安排監(jiān)測頻次、內(nèi)容、方法及重點(diǎn)部位,及時(shí)開展監(jiān)測工作；監(jiān)測成果應(yīng)客觀真實(shí)反映項(xiàng)目建設(shè)的水土流失及水土保持情況,由建設(shè)單位定期報(bào)送水行政主管部門,作為水土保持設(shè)施竣工驗(yàn)收的主要依據(jù)。在水土保持監(jiān)測中,3S 技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在手持式GPS 設(shè)備上,其能夠使得監(jiān)測方法變得更加科學(xué),監(jiān)測結(jié)論也更加合理。而RS技術(shù)以及GIS 技術(shù)的應(yīng)用,可以進(jìn)一步提升水土保持監(jiān)測工作的實(shí)施效果,及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,督促施工單位和相關(guān)部門做好處理[6]。

3.2 3S 技術(shù)在荒漠化防治中的應(yīng)用

3.2.1 種植防風(fēng)固沙植物

在部分地區(qū),因?yàn)樘厥庠?存在著較為嚴(yán)重的荒漠化問題,對(duì)此,可以利用RS 技術(shù),做好荒漠化的實(shí)時(shí)檢測,也可以借助GIS、GPS 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整合,為防風(fēng)固沙植物的選擇和應(yīng)用提供參考依據(jù)。如果工程所處區(qū)域的風(fēng)沙較大,需要覆蓋致密物,而RS 技術(shù)的應(yīng)用,能夠保障數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性。在不同區(qū)域,應(yīng)該選擇不同植物,常見的有喬木、灌木等[7]。在對(duì)植物的防風(fēng)性進(jìn)行討論是,必須做好P 值因子分析,不同土地類型的P 值見表2。

表2 不同土地類型P 值

綠色植被能夠有效抵御風(fēng)沙的侵襲,降低土地荒漠化的程度和范圍,提高土壤中水分的含量。在對(duì)防風(fēng)固沙植物進(jìn)行種植時(shí),可以考慮在植被上覆蓋塑料薄膜,這樣能夠減少水分蒸發(fā),提高植物的成活率。3S 技術(shù)的應(yīng)用,能夠?yàn)楹笃诜乐喂ぷ鞯膶?shí)施提供相應(yīng)的保障,也可以有效避免資源浪費(fèi)問題[8]。

3.2.2 關(guān)注退耕還林策略

我國地形地貌復(fù)雜,部分荒漠化區(qū)域地理位置偏僻,很難得到及時(shí)有效處理。也有部分地區(qū)因?yàn)樽匀辉蚝腿藶樵虻南嗷プ饔?導(dǎo)致土壤肥力下降,最終引發(fā)土地荒漠化的問題。例如,在頻繁種植農(nóng)作物同時(shí)又沒有做好土壤養(yǎng)護(hù)的情況下,土壤的養(yǎng)分會(huì)不斷流失,導(dǎo)致潛在荒漠化面積的增大,后續(xù)的治理難度也隨之增大。對(duì)此,可以借助3S 技術(shù),對(duì)工程所處區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行全面勘察分析,計(jì)算出最適合該地區(qū)的處理方案,為退耕還林奠定良好基礎(chǔ)。實(shí)踐環(huán)節(jié),需要先解決人為因素,積極推進(jìn)相關(guān)措施,增大綠化面積,以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)于荒漠化的有效防治[9]。

3.2.3 落實(shí)科技防治策略

科技防治是荒漠化防治的重要手段,以先進(jìn)技術(shù)為支撐,配合長期積累的治理經(jīng)驗(yàn),能夠取得事半功倍的效果。例如,可以利用3S 技術(shù)構(gòu)建起科學(xué)的管理體系,提升相關(guān)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性和全面性,明確植被的生長規(guī)律和生長特性,開展節(jié)水灌溉。先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用,能夠?qū)鹘y(tǒng)方法中存在的缺陷進(jìn)行彌補(bǔ),也能夠?qū)G化區(qū)域進(jìn)行科學(xué)設(shè)置,為荒漠化的防治提供相應(yīng)的技術(shù)支持。借助GPS 技術(shù)所具備的實(shí)時(shí)檢測定位功能,可以顯著提升土地資源檢測的效果；RS技術(shù)則能夠?qū)⑼恋鼗哪陌l(fā)展情況通過圖繪的方式呈現(xiàn)出來,從而最大限度地降低主觀意識(shí)偏差,保障相關(guān)工作實(shí)施的效果[10]。

4 結(jié)語

結(jié)合工程的實(shí)際情況,在應(yīng)用3S 技術(shù)進(jìn)行水土保持以及荒漠化防治的情況下,能夠取得理想的效果。落實(shí)各項(xiàng)防治措施后,項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)水土流失治理面積11.50 hm2,林草植被建設(shè)面積3.55 hm2,水土流失治理度100%,土壤流失控制比1.0,渣土防護(hù)率可達(dá)到99%,林草植被恢復(fù)率100%,林草覆蓋率30.9%,均可達(dá)到方案確定的防治目標(biāo)值。防治責(zé)任范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境將得到明顯改善。隨著林草的逐年長大,郁閉度的不斷提高,侵蝕強(qiáng)度不斷降低,根系逐步伸長,攔截降雨能力和固土作用在逐漸增強(qiáng),能從根本上遏制因工程建設(shè)引起的水土流失,預(yù)防荒漠化的發(fā)展,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。不僅如此,相關(guān)措施的實(shí)施能夠確保在項(xiàng)目建設(shè)期和自然恢復(fù)期內(nèi),減少水土流失量,減輕和改善場區(qū)占地對(duì)社會(huì)環(huán)境帶來的不良影響。