生产建设项目水土保持监管新技术运用思考

程复 时宇 罗志东 王计平

［关键词］生产建设项目；水土保持；遥感监管；新技术

［摘要］运用新技术手段和方式，提高生产建设项目水土保持监管的科学性、针对性和时效性，是实现水土保持现代化、推进水利改革发展的重要举措。通过梳理生产建设项目水土保持监管发展历程，总结生产建设项目水土保持监管工作特点，构建包括遥感大范围识别发现、现场监测与重点部位拍摄、无人机精细化识别、视频实时监控、大数据整合分析等多种新技术融合的水土保持监管技术体系，以期为水土保持监管新技术运用提供指导。

［中图分类号］S157［文献标识码］A［文章编号］1000－0941（2023）03－0044－04

随着社会经济的快速发展，工业化和城镇化进程不断加快，公路、铁路、电力、矿山、管道、城镇建设等不同类型的生产建设活动愈加频繁，造成人为水土流失问题越发突出[1]。同时，生态文明建设要求不断提高，传统监管方式已难以满足新形势下生产建设项目水土保持监管工作的要求。因此，充分应用新技术、新手段和新方式，提高生产建设项目水土保持监管的针对性、时效性和科学性，已成为实现水土保持现代化、推进水利改革发展的重要举措[2]。

近年来，水行政主管部门加强对生产建设项目的日常性督查检查，在水土保持监管方面已开展了诸多实质性工作。一方面，逐步形成区域监管模式，通过对卫星遥感影像解译判别和分析比对，由水利部下发疑似违法违规扰动图斑，组织地方开展现场核查认定，建立问题台账并督促整改，发现并查处了大量以前难以发现的违法违规行为，从源头上有效控制了人为活动可能造成的水土流失，实现了从“被动查”到“主动管”的转变；另一方面，各地有序开展针对重点生产建设项目的项目监管，探索应用了无人机技术手段。然而，全国在建的生产建设项目数量多、分布范围广、扰动时间长，水土保持监管工作量大，各级水行政主管部门受机构不健全、人员少、经费有限等客观因素限制，实际监管能力严重不足[3]，需要集成应用新技术，建立更能适应新形势的水土保持监管技术体系，提高生产建设项目水土流失监管的科学性、针对性和时效性。笔者结合水利部和各级水行政主管部门的区域监管和项目监管工作实践，梳理了生产建设项目水土保持监管发展历程，总结了生产建设项目水土保持监管工作特点，构建了生产建设项目水土保持监管技术体系，以期为水土保持监管新技术运用提供指导。

1生产建设项目水土保持监管发展历程

2010年新修订的《中华人民共和国水土保持法》要求对生产建设项目开展贯穿项目开工、施工、恢复期、完工的全过程水土保持监测工作，定期向水行政主管部门报送监测季报、年报，对水土保持进行专项验收，报送水土保持监测总结报告、验收总结报告等。此后，全国普遍开展了水土保持监管工作，成为控制人为水土流失的重要抓手。然而，传统监管方式存在监管盲区多、工作成本高、发现违法违规行为不及时、信息不精准等问题，需要创新监管思路和方法。

2013年，水利部印发了《全国水土保持信息化规划（2013—2020年）》，明确了水土保持信息化建设目标，提出了生产建设项目“天地一体化”监管的思路；此后，又分别印发了《全国水土保持信息化实施方案（2014—2016年）》和《全国水土保持信息化工作2017—2018年实施计划》。水土保持监管进入“天地一体化”监管的起步探索和试点阶段。

2018年，水利部办公厅印发了《生产建设项目水土保持信息化监管技术规定（试行）》（水保办〔2018〕17号），明确了区域监管和项目监管的技术要求，要求利用高分遥感和无人机技术对生产建设项目水土流失防治责任范围、扰动地表面积、取土场及弃渣场的设置等情况进行监控，发现未编制方案、边界发生变化等情况，及时警示地方水土保持部门进行现场核实和监督。2019年，水利部办公厅印发了《关于开展2019年生产建设项目水土保持遥感监管工作的通知》（办水保函〔2019〕756号），明确要求实现生产建设项目监管全覆盖。水土保持监管进入全面推广遥感区域监管和实现全覆盖的阶段。之后，各省级行政区按照监管频次要求已完成2020年、2021年连续2a的生产建设项目水土保持卫星遥感监管全覆盖。

2生产建设项目水土保持监管工作特点

生产建设项目水土流失是指在原自然侵蚀的基础上叠加建设扰动造成的侵蚀，既有常规水土流失的共性，也有其自身的特殊性和复杂性。生产建设项目水土保持监管具有以下特点：

（1）人为水土流失点多面广。与自然条件下和农业生产造成的水土流失不同，建设活动引起的人为水土流失涉及行业多、形式多样、情况复杂、监管难度高。2019年水利部遥感区域监管查处违法违规项目4.9万个，2020年遥感区域监管实现全覆盖，查处违法违规项目3.8万个。可以看出，生产建设项目造成的人为水土流失涉及项目多且分布范围广，难以进行集中连片治理。

（2）扰动图斑发现和提取过程相对复杂。与自然资源部门的违建占地、生态保护红线挤占等扰動图斑提取相比，生产建设项目扰动图斑的提取不是在固定范围内辨识有无扰动迹象及特征，而是在没有参考边界的前提下，勾绘项目的扰动边界，并结合无人机、现场核查等技术手段监测项目防治范围内水土保持措施的实施情况和工程量来判别，因此生产建设项目扰动图斑的发现比较困难，提取过程相对复杂。

（3）需要全覆盖、全过程实施监管。水利部对生产建设项目水土保持监管提出全覆盖、全过程的工作要求，即对各类生产建设项目进行监管而不是抽查，监管时期从施工准备期的“三通一平”阶段、施工建设期，直至项目完工投入使用的整个周期[4]。生产建设项目造成的水土流失主要发生在施工过程中，是一个动态、变化的过程，其监管需要及时发现可能造成水土流失的所有违法违规行为[5]。

（4）监管内容和指标复杂多样。为规范、加强生产建设项目水土保持信息化监管工作，明确监管对象、内容、技术方法和要求，2018年水利部办公厅印发了《生产建设项目水土保持信息化监管技术规定（试行）》（办水保〔2018〕17号），明确了信息化监管概念，即用“天地一体化”方式开展生产建设项目水土保持监管，包括区域监管和项目监管。区域监管和项目监管的共性指标包括扰动地块边界、扰动地块面积、扰动地块类型、扰动变化类型、建设状态、扰动合规性等。除以上共性指标外，项目监管还包括水土保持方案变更情况，表土剥离、保存和利用情况，取（弃）土场选址及防护情况，水土保持措施落实情况，历次检查整改落实情况等。监管涉及的指标和内容相对较多，信息量大，仅靠单一的监管方式难以全面、准确地掌握所有信息，需要创新监管技术体系。

3生产建设项目水土保持监管技术体系

目前，生产建设项目水土保持区域监管和项目监管已得到广泛实践，然而监管手段信息化应用仍显不足。传统的“人、车、相机”现场核查方式难以实现全过程、全方位监管，不能及时发现问题，遥感、无人机技术尚未全面与监管工作相结合。需要充分发挥遥感影像的覆盖范围广、无人机技术的精准化识别、视频监管的实时性、现场照片的直观性、大数据整合的分析功能等多种技术手段的各自优势，形成“组合拳”，构建生产建设项目水土保持监管技术体系，见图1。

3.1遥感大范围识别发现

卫星遥感技术属于高空监管技术，具有覆盖范围广、实时性强等诸多优势，国产高分遥感影像在生产建设项目水土保持监管中的广泛应用可以充分发挥“扫盲”的优势。高分、资源等国产卫星的遥感影像经过预处理，可在米级和亚米级分辨率下及时发现地表扰动线索和扰动图斑，通过水土保持方案资料的收集、整理、汇总得到矢量化防治责任范围，通过扰动图斑与矢量化防治责任范围的叠加分析，判别“未批先建”“超出防治责任范围”等违法违规行为，同时可以分析防治责任范围内苫盖、绿化等比较明显的水土保持措施的落实情况，为现场复核工作提供数据支撑。

3.2现场监测和重点部位拍摄

现场水土保持监测是水土保持监管中一项重要的工作。首先，要完成全过程资料的信息化管理，对生产建设项目开工前的水土保持方案上报、审批材料，施工过程的水土保持监测、监理材料，竣工后的水土保持设施验收材料等进行收集和信息化管理；其次，通过定期对项目重点部位进行现场照片拍摄，分析水土流失情况和风险，检查水土保持措施是否有效落实；最后，基于项目防治责任范围和扰动图斑信息，开展现场核查工作，利用水土保持监管移动采集终端判定项目合规性并进行信息填报，同时采集现场照片和视频，对水土保持措施、取（弃）土场等水土保持监管对象的面积、坡度等进行量测。

3.3无人机精细化识别

针对现场复核中判定存在违法违规行为的项目，可采取无人机技术开展项目监管。无人机技术属于低空监管技术，具有操作简便、时效性强等特点，与传统监管方式相比，利用无人机技术开展水土保持监管工作具有以下优势：①机动灵活、工作效率高。传统的监管方式是在建设单位的带领下实地查看多处项目现场，费时费力，而无人机技术可通过自主规划飞行路线随时查看生产建设项目现场，机动性强，有利于随时发现问题并督促整改，提高工作效率。②监管范围广，时效性强。传统的监管方式受时间和地形因素影响，无法对部分项目做到全面监管；卫星遥感影像的获取受卫星运行轨道的限制，无法在第一时间获取所需影像，且部分地区经常出现长时间的降水、多云多雾天气等，导致卫星遥感影像覆盖率和合格率较低；与之相比，无人机不受时间和地形限制，可到达任意指定位置，时效性强，且无人机飞行高度不受天气影响，方便多次重复飞行。③影像分辨率高。与卫星遥感影像相比，无人机可拍摄高精度的正射影像、高清照片、视频等，分辨率可达厘米级。④数据成果多样且准确。无人机搭载的硬件及配套软件日益成熟，可利用相关软件建立的地表模型获取精细化项目扰动范围、水土保持措施工程量等平面数据，还可以计算土石方量等立體数据，为水土保持监管提供了丰富、准确的数据成果[6]。

3.4视频实时监控

针对项目防治责任范围内的重点扰动区域、项目水土保持重点措施可安装摄像头，进行24h实时视频监控，弥补现场水土保持监测的盲区和死角，及时发现问题并向生产建设单位预警，确保水土保持措施有效落地，避免传统的水土保持监测工作流于形式。

3.5大数据整合分析

生产建设项目水土保持监管涉及的数据包括水土保持相关业务数据和卫星遥感、无人机影像等空间数据，数据量大、结构复杂，需要专业技术人员通过专业设备进行存储与管理[7]。整合水土保持数据库，加强大数据的分析和深加工功能，提升数据采集现代化和智能化水平，可以增强生产建设项目水土保持数据的时效性和准确性，实现同一个生产建设项目遥感、无人机、现场、视频、互联网各方面数据的互联互通，切实解决“信息孤岛”问题[8]。大数据的整合分析包括以下4类数据：①影像和矢量数据。通过整合区域监管、项目监管的信息化数据，在大数据平台中统一展现，可以随时查看卫星遥感、无人机影像数据以及生产建设项目扰动图斑、防治责任范围等矢量数据。②生产建设项目水土保持业务数据，包括方案编制、监理、监测单位上传的方案文本和图件、监理报告、监测季报和总结报告等业务数据。③现场照片和视频数据。整合重点部位的监测照片和监控视频，对重大水土流失问题及隐患及时预警，评价水土保持措施的实施效果。④互联网信息。通过互联网手段，实时收集民众举报信息和媒体报道信息等，实现网络数据抓取，及时发现生产建设项目水土流失重点线索。

4建议

通过整合多种技术手段形成水土保持监管“组合拳”，目的是实现对生产建设项目的全过程、全方位监管，从遥感区域监管中获取疑似违法违规扰动图斑，对于合规项目，实施水土保持方案上报、审批，水土保持监测、监理、验收等材料的信息化管理，针对重点项目开展无人机项目监管，结合视频监控和现场照片，分析项目水土流失情况。各级水行政主管部门要随时掌握工程施工进展、水土保持工作开展情况、存在问题等，实现现代化技术与水土保持监管工作的深度融合。

此外，要强化部级、流域级、省级数据的共享与互通，各流域机构和地方各级水土保持部门要在信息化管理平台上及时上传项目受理登记信息、行政许可信息，以及水土保持方案和相关附件资料、技术评审材料、监督检查材料、执法记录信息、监理监测资料、设施验收材料、补偿费征收资料等，同时整合各级水土保持监管的卫星影像、无人机影像、扰动图斑等数据，互为参照、互为补充，避免重复工作。

在新发展阶段，要大力推进智慧水利建设，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的总体要求，以数字化、网络化、智能化为主线，推动人工智能、深度学习、大数据等新技术手段与水土保持工作的深度融合，探索人为水土流失地块智能提取、水土流失风险智能识别、水土流失风险自动监控预警等技术，构建人为水土流失数字化场景和风险预警模型，实现人为水土流失的实时监控、精细化监管、及时风险预警等，为水土流失社会管理精准化决策提供有力支撑。

[参考文献]

[1]赵俊侠，任婧宇，杨亚娟，等.生产建设项目水土保持“天地一体化冶监管存在问题及建议[J].中国水土保持，2019（6）：53-55.

[2]寇馨月，姜学兵，亢庆，等.水土保持“天地一体化”项目监管技术体系构建与应用[J].中国水土保持科学，2021，19（2）：98-107.

[3]姜德文，亢庆，赵永军，等.生产建设项目水土保持“天地一体化”监管技术研究[J].中国水土保持，2016（11）：1-3.

[4]姜德文.水土保持强监管目标任务及方法探讨[J].中国水利，2019（1）：13-16.

[5]刘宇，周娟.生产建设项目水土保持“天地一体化”监管工作探讨[J].亚热带水土保持，2019，31（4）：60-64.

[6]石芬芬，田魏龙，万佳蕾.无人机遥感技术在江西省生产建设项目水土保持监管中的应用[J].亚热带水土保持，2019，31（4）：65-67.

[7]卢敬德，伍容容，罗志东，等.生产建设项目动态监管信息移动采集和管理技术与应用[J].中国水土保持，2016（11）：32-35.

[8]乔殿新.高质量发展视角下智慧水土保持发展探讨[J].中国水土保持，2020（7）：1-3，64.

［作者简介］程复（1981—），男，山西朔州人，高级工程师，博士，主要从事水土保持信息化工作。［收稿日期］2022-07-26

（责任编辑李佳星）

［基金项目］国家自然科学基金面上项目（41871195）；高分水利遥感应用示范系统（二期）（08-Y30F02-9001-20/22）