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科研创新助力水土保持监测工作跨越式发展——记珠江流域水土保持监测工作

    在奔流不息、波光粼粼的黔江左岸,大藤峡水利枢纽工程正如火如荼建设中。机械设备隆隆轰鸣、运输车辆穿梭不息,这里俨然上演着一部国家级大制作的“建设大片”。与此同时,另一部大片——“大藤峡工程水土保持”也正全方位、紧锣密鼓地同步开展着,为生态安全、工程建设安全保驾护航。
   2016年12月2日,水利部水土保持司司长蒲朝勇带队深入大藤峡工程建设现场对水土保持工作进行了监督检查。在印发的检查意见中指出,“监测单位工作扎实有效,及时掌握了项目区水土流失动态”,充分肯定了大藤峡工程的水土保持监测工作。
    这一评价的背后,凝聚了珠江委水土保持工作者服务工程建设的奉献精神和坚决执行规范的决心,也见证了珠江流域水土保持监测工作的技术创新和应用成效。近年来,按照水利部的要求部署,珠江委组织开展了生产建设项目“天地一体化”监管示范工作,紧紧围绕监管需求,抓准监测工作的重点难点,借助科研平台,引入卫星遥感、无人机航拍等高科技技术,助力水土保持监督管理,有力推进了珠江流域水土保持监督、监测管理信息化和现代化。
    运用高科技手段丰富项目监测数据源
    “要不是无人机航拍,我们根本就发现不了这个。”在2016年2季度大藤峡工程一次水土保持例会上,大藤峡左岸施工场地的一处隐蔽排水问题清晰地呈现在幻灯片上,引起了与会人员的一片哗然。根据无人机航拍发现的重点问题,建设单位及时安排施工单位采取有效措施进行了整改。
    根据水利部批复的水土保持方案,大藤峡工程水土流失防治责任范围总面积约1233.58hm2,建设期为9年(不含筹建期)。方案设计的左岸弃渣场占地面积约215.96hm2,设计堆渣量达3421.58万m3。由于工程征占用土地面积大、扰动地表和植被范围广,预期会产生较严重的水土流失,工程建设过程中水土流失是否得到全面控制,实施的水土保持措施是否达到要求,都是水土保持监督管理工作关注的重点。为了全面掌握工程的水土保持情况,2015年起,珠江委先后采用地面监测、无人机、遥感监测等多种高科技手段,对大藤峡工程建设过程中的水土流失、水土保持措施实施情况及其防治效果开展了动态监测,为水土保持监督管理发挥了重要的支撑作用。
    近些年来,根据生产建设项目监测需要,珠江流域水土保持监测中心站利用承担的科研课题和流域动态监测、监管示范等项目积累的丰富的遥感监测经验,引进无人机、高精度GPS、激光测距仪等新设备,并通过技术创新,丰富了生产建设项目监测数据源的获取手段,为工程建设及各级水行政主管部门提供了全方位、高质量的技术支撑。
    遥感监测——打破时空界限,还原历史背景。根据《生产建设项目监测规程》要求,监测工作时段涵盖施工准备期、施工期、试运行期。对于监测工作开展滞后于主体施工的项目,为了满足全程监测需要,中心站通过购买历史遥感影像的方法获取工程扰动前期的背景数据,从而获取各项扰动前的各项监测指标,为工程的水土保持工作提供了科学、客观、准确的依据。


  
    无人机监测——工程全面体检,重点问题查杀。无人机监测是一种快速获取项目水土保持信息的有效方式,是提高水土保持监测工作精度、效率及自动化程度的一种重要工具。中心站目前配备了多种型号无人机,累计完成航拍1000余次。通过无人机航拍监测和影像分析,可以客观掌握项目区的水土流失情况,让水土流失问题无处遁形。


 
    自主研发手持端监测系统为监测信息化提档加速
    2015年11月23日,中心站的一名工作人员在贵州省六盘水市开展某一生产建设项目的水土保持现场信息采集。只见他在手机上轻轻滑动,简单操作,记录下了项目的扰动范围、水土流失敏感点等相关信息。与此同时,远在千里之外的广州市,珠江流域监督管理系统服务端的屏幕上就显示了这些现场信息采集的成果。这就是手持端监测系统的应用。数据的实时回传为内业人员开展成果汇总、分析会商提供了大大的便利。


  
    “手持端监测系统是自主研发的基于遥感影像和空间数据库的水土保持监测信息移动采集系统,能够实现现场信息的快速采集与离线存储及在线回传、移动办公、项目数据移动管理等功能,使我们的工作效率和精度大幅度提高。”珠江流域水土保持监测中心站负责人说。
    手持端监测系统在监测行业内来说还是个新名词,它基本上代表了目前行业的前沿科技。手持端监测系统的成功应用,为实现生产建设项目水土保持监测信息化探索出了一条新路子。
    目前,珠江流域已经完成了手持端监测系统在部分建设单位和监管部门的配发,通过季度数据的在线更新和离线下载,实现了建设单位和监管部门足不出户,便能全面、及时掌握生产建设项目现场的水土流失情况和防治成效,为监管部门有针对性地开展监督检查、案件查处等提供了重要依据。
    加强科技创新支撑水土保持监督管理
    近年来,珠江流域充分响应需求,加快职能转变,加强水土保持监督监测领域的技术创新,并应用到水土保持监管管理工作,提高了珠江流域水土保持公共服务和监管水平。
    针对水土保持传统监督检查缺乏技术支撑手段和装备的不足,珠江委利用“遥感—GIS”相结合的动态监管技术,对部批生产建设项目进行筛查和重点监督检查,提高了部批生产建设项目监督检查的精细化水平。同时,依托“生产建设项目监管示范项目”,研发了基于GIS、GPS、移动通讯等技术的移动采集手持端系统,服务于生产建设项目和区域现场检查和监管工作,实现了无纸化办公,全面提升了现场复核和监督检查客观性和精确性,是珠江委在积极探索水利部推行的生产建设项目“天地一体化”监管示范工作的一个重要手段。
    基于前期研究工作,借助水利部科研创新平台,珠江流域开发形成基于高精度GPS、卫星遥感影像、高精度激光测距仪的现场定量信息采集模块,并结合提炼形成的无人机航摄与信息提取工作流程,开发形成“水土保持监督监测定量信息采集系统移动平台”。该“移动平台”涵盖生产建设项目水土保持监督管理、监测以及小流域水土保持综合治理工程监管和效益评价3个子系统,可以分别为水土保持管理部门、监测部门等提供重要技术支撑。
    “移动平台”的研发集成,极大提升了现有水土保持监督监测技术水平。对于水土保持管理部门,可提高监督管理的工作效率和管理水平,提高监管巡查的频率,降低管理成本;对于水土保持监测部门而言,“移动平台”在完成生产建设项目基本数据提取、记录的基础上,还能够现场计算二维、三维方面数据(如渣场面积、堆渣量等参数),还可以将上述数据上传至云端服务器,为水土保持管理部门开展监管工作提供依据。此外,“移动平台”通过卫星遥感影像、无人机航摄等手段,结合设计资料,为小流域水土保持综合治理工程监督管理及效益评价提供参考,还可为小流域水土保持综合治理工程开展提供依据。
    2017年,《水利部关于加强水土保持监测工作的通知》从“提高思想认识、理清工作思路、明确重点任务”等几个方面对加强水土保持监测工作提出了要求,并要求充分应用高分遥感影像解译、无人机遥测、移动采集系统和现场调查等技术手段开展生产建设项目水土保持监督性监测、国家水土保持重点工程治理成效监测评价等工作。
    当前,珠江委自主开发的生产建设项目水土保持监督管理移动信息采集系统(客户端、服务端),已在各流域、各省(区、市)开展推广应用,取得了初步成功。下一步,珠江委将按照水利部的要求,不断创新,为贯彻生态文明建设的决策部署、建设绿色珠江,更好地发挥水土保持监测在政府决策、经济社会发展和社会公众服务中的支撑作用!

 

(李岚斌 吴怡蓉 范建友 报道)

 

2017-02-15
 
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