遥测技术在大中型生产建设项目监督管理中的实践应用及体会

柯　妍，郭睎尧，沈　波

(水利部 松辽水利委员会，吉林 长春 130021)



遥测技术在大中型生产建设项目监督管理中的实践应用及体会

柯妍，郭睎尧，沈波

(水利部 松辽水利委员会，吉林 长春 130021)

[摘要]大中型生产建设项目规模大、线路长、建设时间长，对地表扰动大，水土流失隐患多、危害大，对此类项目进行水土保持监督管理难度比较大。传统的监督管理方法很难发挥更高的效率以满足实际工作的要求，而无人机航拍是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术，具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点，特别适合获取带状区域如公路、铁路、河流、水库、海岸线等的影像。利用无人机航拍遥测技术对大中型生产建设项目水土保持工作开展情况进行监督，具有高效便捷、数据精准的优势，能够做到有的放矢地完成监督管理任务，目前在松辽流域生产建设项目水土保持监督管理中的尝试已经初步显示出遥测技术的优势。

1大中型生产建设项目及遥测技术的特点

1.1大中型生产建设项目的特点

1.1.1线路长，规模大，对地表扰动剧烈

大中型生产建设项目多是能给地方经济带来巨大收益的项目，其占地面积大、建设时间长、对地表扰动较剧烈。像铁路、公路、输变电线路、石油管线等线性工程，线路较长，往往跨越几个省级行政区，沿线地貌类型复杂，对地表的扰动尤为剧烈，如新建铁路哈尔滨至大连铁路客运专线，线路总长903.94 km，沿线有平原、丘陵等地貌类型，从2007年开工建设到2012年完工通车，建设时间长达6年，涉及黑龙江、吉林、辽宁三省的18个市县，扰动土地面积5 000 hm2，挖方总量3 368.1万m3，填方总量3 948.0万m3，借方总量2 334.9万m3。

1.1.2水土流失隐患多、危害大

大中型生产建设项目因建设规模大、对地表扰动剧烈，所以建设过程中极易造成水土流失。尤其是山区、丘陵区的铁路、公路建设和矿产开发项目等，动用土石方量大，取弃土(渣)场多，且由于前期设计深度不够或实际情况发生变化，取弃土(渣)场基本都是由施工单位临时确定，数量、地点的变化都很大，若不能严格按照“先拦后弃”的原则设计水土保持措施，只图节约成本，提高效率，随意堆弃或乱挖乱弃，就极易产生水土流失。弃渣中的大量重金属元素及化学物质会伴随水土流失污染渣场周围水体及土壤，使生态环境遭受严重破坏。若弃土(渣)侵占河道、农田、道路会危及防汛抗旱，危及人民群众的生命财产安全。如松辽委在2013年12月对内蒙古绥满国道主干线博克图至牙克石段公路工程进行监督检查时发现，该项目水土保持方案中设计的取土场只有5处，但是在施工过程中增加到57处，变化量超过了90%且未及时做变更设计，建设过程中缺乏有效的水土保持监督管理；2015年3月督查的新建沈阳至丹东铁路客运专线，共有弃渣场59处，弃渣总量1 340.41万m3，督查时发现许多弃渣场未采取任何水土保持防护措施，有些已经出现了水土流失迹象；大伙房水库输水(二期)工程实施阶段实际扰动面积1 714.83 hm2，比水土保持方案增加了216.72 hm2，与初步设计阶段相比增加了184.94 hm2。

1.1.3水土保持监督管理难度大

(1)主观原因。部分建设单位水土保持法律意识不强，对水土保持工作的重要性认识不足，“重经济发展、轻环境保护，重主体工程、轻水土保持”的传统观念还没有转变，将水土保持工作与项目建设对立起来，不落实水土保持“三同时”制度，不愿配合水土保持监督检查；有些地方水行政主管部门迫于政府领导招商引资、发展地方经济的压力，担心水土保持监督执法惹怒领导，消极执法，懒政怠政。

(2)客观原因。大中型生产建设项目因其线路长、规模大、对地表扰动剧烈，所以水土保持执法难度大。目前松辽流域共有部批在建项目229项，流域机构负责监督执法工作的人员有限，加上行业主管部门与建设单位配合不力，地方水行政主管部门执法压力大等因素结合在一起，使水土保持监督执法工作效率受到极大制约。

1.2遥测技术的特点

遥测是对被测量对象的参数进行远距离测量的一种技术。起源于19世纪初叶，航空、航天遥测技术则分别开始于20世纪30年代和40年代。无人机航拍是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术，以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备,如高分辨率数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,特别适合获取带状地区航拍影像如公路、铁路、河流、水库、海岸线等。无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便、易于转场的遥感平台，无人机起飞、降落受场地限制较小，在操场、公路或其他较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易，小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人机航拍的突出特点。

2无人机遥测技术在生产建设项目水土保持监督管理中的应用实例

利用无人机航拍结合遥感技术应用于水土保持监督管理，可以有效解决传统监督检查方式的单一和局限性，减少监督执法中业主及技术服务单位推诿、逃避情况，节约执法成本。松辽委已经开始尝试使用遥感影像卫片分析普查项目概况，结合实地无人机航拍取证，在大中型生产建设项目水土保持监督检查和设施验收中取得了比较显著的效果：2014年11月3日，在华能白山煤矸石电厂水土保持设施验收中首次使用无人机航拍；2014年11月15日，新建铁路哈尔滨至大连客运专线水土保持设施验收，是无人机航拍在大型线性工程验收工作中的首次尝试；2015年3月末至4月初，在对新建沈阳至丹东铁路客运专线水土保持工作督查中，无人机又大展身手。

2.1新建铁路哈尔滨至大连客运专线水土保持设施验收

哈大铁路客运专线是《东北地区振兴规划》经国务院批复后第一个开工建设的重大工程，地处辽河平原和松嫩平原区，南起辽宁省大连市，经营口、鞍山、辽阳、沈阳、铁岭、四平、长春、松原，终至黑龙江省哈尔滨市，纵贯东北三省，全长903.94 km。全线以桥梁为主，新(改)建车站23座，大、小临建工程占地面积较大且分散。参建单位多，共3个大标段，20多个施工局，实施组织协调等工作难度大。在哈大铁路客运专线水土保持设施验收中，利用无人机对普湾和金州湾2号特大桥、挖填方段、71号和87号弃渣场、小山屯和老虎屯隧道、大连北和鲅鱼圈站恢复及建设整体情况进行现场检查，取得了比较真实可信的现场检查结论，最后作为通过水土保持设施竣工验收的依据之一。

2.2新建沈阳至丹东铁路客运专线水土保持工作督查

2.2.1发现问题，利用无人机航拍取证

新建沈阳至丹东铁路客运专线，地处辽宁省东南部，线路全长220.23 km，涉及平原区和低山丘陵区，建设单位是京沈铁路客运专线辽宁有限责任公司。该项目水土保持方案未获审批即开工建设，建设过程中未向松辽委及地方水行政主管部门报告水土保持工作开展情况。松辽委发现后及时委托松辽流域水土保持监测中心站利用无人机遥测技术对该项目水土保持工作开展情况开展了抽查，重点对位于丹东市、本溪市(低山丘陵区)内的几个弃渣场进行了航拍，发现随机抽查的4个弃渣场，除了位于本溪市南芬区的一处采取了分层碾压及修建部分挡墙的措施，其余3个无任何水土保持措施，且都已经侵占河道、农田、道路，有极大的水土流失隐患。

2.2.2约谈建设单位

松辽委将抽查情况报告给水利部水保司，按照水保司的要求，松辽委组织辽宁省水利厅于2015年5月12日约谈了京沈铁路客运专线辽宁有限责任公司主管水土保持工作的负责人，向他们宣讲了水土保持法的知识，要求他们尽快完成水土保持方案编制及报批工作，并全线排查该项目全部弃渣场，采取必要的水土保持措施。

2.2.3建设单位落实整改

无人机航拍的未采取水土流失防护措施的弃渣场清晰、直观，数据分析科学可信，对弃渣场位置、面积、方量的计算准确度高，从一个侧面反映了沈丹客专水土保持工作中存在的严重问题，结合具体实例宣传法律法规要求，使京沈铁路客运专线辽宁有限责任公司深刻地认识到了水土保持工作的重要性，以及违反水土保持法需要承担的法律责任。他们当场对整改时间做出承诺，在被约谈后1周之内，就组织该项目各标段负责人召开水土保持工作动员大会，并邀请松辽委到会指导。在2015年6月14日，京沈铁路客运专线辽宁有限责任公司委托铁道第三勘察设计研究院集团有限公司完成了水土保持方案编制，报送水利部审批，6月底完成了问题弃渣场的整改。

这次督查卓有成效，建设单位提高水土保持意识后，不但认真落实被检查项目的整改要求，而且对正在建设的盘锦至营口铁路客运专线工程也按照水土保持法的相关要求开展水土保持工作，及时编报水土保持方案并报送水利部审批。

2.3内蒙古绥满国道主干线博克图至牙克石段公路工程水土保持设施验收

2015年7月，内蒙古自治区交通运输厅向水利部提出绥满国道主干线博克图至牙克石段公路工程水土保持设施验收申请，经公示后，水利部委托松辽水利委员会主持验收。松辽委在这次验收中也利用了无人机。博克图至牙克石段公路工程线路建设总长134.2 km，水土保持方案中没有设计弃渣场，在勘查现场时，却发现公路沿线有零星弃渣，建设单位则解释说不是他们在施工过程中产生的弃渣。为了验证这一情况，现场利用无人机遥测，从监控器中可以看到，扎敦河隧道口附近有线性分布的大量堆渣，兴安岭隧洞口附近树林里也隐藏着大量堆渣，这些弃渣隐藏在树林深处，且离开公路现场有几百米的距离，若单靠执法人员去检查则很难发现，而在无人机的监视器中则可以非常直观地看到。面对无人机拍摄的清晰照片和经软件计算的弃渣场的位置、体积等精确数据，建设单位态度非常积极，不再推诿、解释，而是积极配合验收组的要求，承诺落实整改的具体方案和时限。

3遥测技术在生产建设项目水土保持监督管理工作中的应用体会

使用无人机遥测技术应用于水土保持监督管理实践，是突破传统管理模式，采用新理念、新技术的尝试。虽然目前只应用于几个项目，但是它的优势已经十分明显地展现出来。

3.1创新——转变传统的管理模式，提高管理水平

传统的监督管理模式，多数是现场检查提出整改意见，再监督整改落实。现场检查是由建设单位、地方水行政主管部门、监理、监测单位等代表参加，整个检查活动的组织要花费很多精力，对于规模比较大的生产建设项目，尤其是线性工程，实现全线检查往往需要几天时间；而无人机航拍，只需要选好位置，由操控手就可以完成，几十分钟就可完成既定任务，即使是线性工程，也可以在几个小时内完成拍照任务，节省了人力、物力，减少了地方压力，便捷、高效、客观。

3.2高效——随时掌握水土保持工作进展情况，满足水土保持督查工作的要求

无人机小巧轻便，可以灵活使用，它突破了人的生理限制，使监督检查工作具有更广阔的视野，能够及时、实时、有的放矢地调查取证。掌握建设工程中土地扰动面积，监督取弃土场位置是否按照水土保持方案的设计布置，以及取弃土石方的量，随时掌握建设项目水土保持工作进展情况，满足督查工作的持续性要求。

3.3科学——数据精确，提高了监督管理工作的科学性、权威性

利用无人机遥测高时间分辨率、高空间分辨率的特点及时采集项目信息，选择合适的信息量化处理技术，获取相关的位置、面积、方量等数据。结合遥感图像、地理要素和文字符号标注等多种数据，生成三维地形影像，获取项目建设占地面积，扰动地表面积，挖、填方数量；弃渣场弃渣堆置后微地形地貌、地面组成物质及其结构的变化；植被类型及覆盖度，水土保持设施、措施数量；弃渣场、路堑坡面、路基边坡等防治责任范围内的水土流失面积、流失量，滑坡、崩塌等发生的数量，以及对周边和下游地区造成的危害；各种已实施的水土保持措施的防治拦渣效果，包括土壤流失控制比、拦渣率；项目建设区水土流失治理度、扰动土地整治率、植被恢复系数、林草覆盖率。精确的测算数据，增加了水土保持监督管理的权威性和科学性，建设单位及行业主管部门配合整改的态度比较积极。

3.4预警——及早发现隐患，提升了督查工作的主动性

通过无人机遥测，可以以更广的视野掌握弃土(渣)对周围环境的影响，比较全面、直观地了解农田、村庄、河道的情况，及早发现可能造成的水土流失隐患，并及时预警，采取必要的措施。

以往的监督检查都是由建设单位陪同，检查地点、时间长短多是由建设单位安排，受人为因素的制约比较大，检查效果并不理想。利用无人机遥测，可以避免这些不利因素。在沈丹客专项目督查中，松辽委就没有通知建设单位参加，而是随机选取易造成水土流失的山地丘陵区弃渣场进行飞行实测，及时发现了问题，大大提升了督查工作的主动性。

4结语

无人机遥测具有高时间分辨率和高空间分辨率的特点，为生产建设项目水土保持监督管理提供基础监测数据，根据需要实时监控大中型生产建设项目水土保持措施落实情况，发现水土流失情况，快速获取数据，形成直观影像，为监督管理提供第一手资料。应用无人机遥测技术，可以改变传统水土保持监督管理模式，减少人为因素干扰，提升水土保持监督管理工作的科学性、权威性、准确性，提高督查工作的工作效率，无人机遥测技术在大中型生产建设项目水土保持监督管理工作中大有可为。

(责任编辑孙占锋)

[中图分类号]S157

[文献标识码]C

[文章编号]1000-0941(2016)06-0071-03

[作者简介]柯妍(1978—)，女，吉林长春市人，工程师，硕士，主要从事水土保持监督管理工作。

[收稿日期]2016-04-06

[关键词]遥测技术；水土保持监督管理；无人机；生产建设项目