段 倩， 岳有志， 齐 斐， 刘 霞†， 杨翔惟， 黎家作， 袁希功， 袁 利

(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心，江苏省水土保持与生态修复重点实验室，210037，南京； 2.淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站，233001，安徽蚌埠)

随着区域社会经济发展，资源开发、基础设施等生产建设项目日益增多，在工程建设和生产运行中，因土地平整、开挖填筑、采石取土、弃渣弃土等活动导致的人为水土流失日趋严重[1-3]。各级水行政主管部门依据《水土保持法》等的要求，履行监管职责，有效地减少了人为水土流失，取得了一定成效[4]。但由于目前多以现场调查为主，而辖区内生产建设项目数量多、规模大、空间分布广，难以对区域内生产建设项目实现全面监管[5-6]；同时监管范围主要针对已编报水土保持方案的生产建设项目，难以发现未申报水土保持方案的生产建设项目；此外，因缺乏信息共享机制，重复监管的问题也比较突出：因此，如何加强生产建设项目全过程、全方位监管，有效遏制人为水土流失，形成上下协同、信息共享的监管联动机制成为水行政主管部门亟待解决的重要问题之一。

安徽省霍邱县地处大别山北麓，金属矿储量丰富，拥有全国唯一的特大型铁矿，近年来基础设施建设、城镇建设以及农林开发等项目发展迅速，人为水土流失问题突出，监管工作需求迫切。笔者以霍邱县为研究区域，基于ArcGIS平台，协同高分辨率遥感、无人机航摄、水土保持方案编报及批复、野外调查等多源数据，探索区域内生产建设项目扰动图斑及其时空分布，研究批复生产建设项目类型与防治责任范围，分析评价生产建设项目的合规性，以期为区域生产建设项目全面监管提供基础数据和技术支撑。

1 研究区概况

霍邱县地处安徽省西北部，E 115°50′～116°32′，N 31°44′～32°36′，国土面积3 801.91 km2。地势北部低、南部高，北部主要为平原湖泊河流，南部主要为低岗丘陵；属北亚热带湿润季风气候，多年平均气温15.4 ℃，多年平均降水量951 mm；主要有淮河、淠河、史河、沣河等河流以及城东湖、城西湖、姜家湖3大湖泊，多年平均水资源量超过13.5亿m3；岩性以片麻岩、混合岩为主，主要土壤类型有粗骨土、山地棕壤、黄棕壤等土类；属北亚热带常绿、落叶混交林带，森林覆盖率9.81%。

2 材料与方法

2.1 基础数据及处理

基于2015年、2016年2 m空间分辨率GF-1遥感卫星影像，通过匀色镶嵌、裁剪、精校正、配准等处理获取2期遥感数据，同时采用大疆PHANTOM 4无人机对生产建设项目集中区域进行航拍，获取典型生产建设项目扰动状况及防治责任范围等数据。

搜集水行政主管部门批复的水土保持方案报告书和批复文件等数据，基于ArcGIS，以遥感影像为参考，获取既定地理空间坐标的项目位置、防治责任范围矢量图及相关属性数据(图1)。

图1 基础数据处理流程Fig.1 Basic data processing flowchart

2.2 扰动图斑提取及合规性分析

基于2015—2016年GF-1遥感影像，采用人机交互、面向对象分类的方法解译面积>0.1 hm2的扰动图斑，分析数量、面积、类型及空间分布特征。采用空间叠置分析法，辨析扰动图斑范围(用M1表示)和批复的防治责任范围(用M2表示)，依据M1、M2的空间关系开展合规性分析与评价(表1)。

2.3 野外调查及复核

叠加分析扰动图斑与防治责任范围，对不合规且面积>1 hm2的扰动图斑，采用无人机与奥维互动地图地理信息系统终端相结合的方式开展野外调查复核，利用无人机航拍影像成果以及奥维互动地图野外调查现场勾绘修改的图斑对扰动图斑及防治责任范围进行修正和完善。

表1 生产建设项目合规性分析与评价Tab.1 Production and construction project compliance analysis and evaluation

3 结果与分析

3.1 生产建设项目扰动图斑的时空分布

根据水利部生产建设项目水土保持分类管理研究成果及技术规定，将涉及水土保持的项目分为36类，笔者对霍邱县2015—2016年的生产建设项目进行了调查，涉及的工程类型主要有堤防工程(DFGC)、公路工程(GLGC)、加工制造类(JGZZ)、露天非金属矿(FJSK)、农林开发(NLKF)、井采金属矿(JCJS)、其他城建(QTCJ)、房地产(FDCL)、其他电力(QTDL)、其他小型水利(XXSL)、其他行业(QTHY)、社会事业类(SHSY)、涉水交通(SSJT)、油气存储与加工(YQGC)、城市管网(CSGW)共15类生产建设项目扰动图斑进行分析，其主要特征如下。

3.1.1 扰动图斑数量、面积及规模 霍邱县>0.1 hm2的生产建设项目，2015年扰动图斑346个，扰动面积3 741.85 hm2；2016年扰动图斑434个，扰动面积4 700.29 hm2。生产建设项目类型均以井采金属矿为主，2015年开采金属矿的面积占总面积的28.97%，对应2016年为23.09%；其次为其他城建工程，主要是工业园区建设，分别为18.51%、20.30%；农林开发项目扰动面积增幅最大，2016年扰动面积为2015年的4倍。2015年扰动图斑数量最多的为加工制造类项目，占30.06%；2016年扰动图斑数量最多的为其他行业工程，占29.26%，经调查主要是临时堆沙场和其他用途不明扰动。霍邱县不同类型生产建设项目扰动图斑面积与数量见图2。

DFGC: 堤防工程 Dyke building. GLGC: 公路工程 Highway engineering. JGZZ: 加工制造类 Processing and manufacturing projects. FJSK: 露天非金属矿 Open pit nonmetallic mine. NLKF: 农林开发 Agriculture and forestry development. JCJS: 井采金属矿 Well mining for metal ore. QTCJ: 其他城建 Other urban construction projects. FDCL: 房地产 Real estate engineering. QTDL: 其他电力 Other electrical works. XXSL: 其他小型水利 Other small water conservancy projects. QTHY: 其他行业 Other industry projects. SHSY: 社会事业类 Social programs. SSJT: 涉水交通 Water-related traffic projects. YQGC: 油气存储与加工 Oil and gas storage and processing. CSGW: 城市管网 Urban pipe network project. 下同， The same below.图2 生产建设项目扰动图斑面积与数量Fig.2 Areas and number of disturbance patches in production and construction project

根据生产建设项目扰动图斑面积分布及以往管理经验，可将扰动图斑划分为<1 hm2、1～5 hm2、>5～50 hm2、>50 hm2等4类。2015年和2016年，霍邱县生产建设项目扰动图斑面积主要集中在1～5 hm2，分别占扰动图斑总数51.16%和48.39%；其次为>5～50 hm2，分别占30.64%和28.80%。从生产建设项目类型来看，2015年和2016年<1 hm2主要生产建设项目类型为其他行业工程，分别为23和54个，主要为临时堆沙场；1～5 hm2主要生产建设项目类型为加工制造类项目(图7)，分别为69和71个；>5～50 hm2主要生产建设项目类型为加工制造类项目，均为31个；>50 hm2主要生产建设项目类型为井采金属矿，均为8个，分别占井采金属矿类图斑总数的55.17%、53.33%。见图3。

3.1.2 扰动图斑年度分析 根据2015—2016年扰动图斑变化情况，将扰动图斑分为新增、续建、完工3类。即2015年未扰动，2016年发生扰动的图斑界定为新增；2015、2016年持续扰动的图斑界定为续建，扰动范围可能增大、减少或不变；2015年发生扰动，2016年未发生扰动的图斑界定为完工，见图4。

2016年，生产建设项目扰动图斑数量相较于2015年增加了88块，增加比例为25.43%，扰动面积增加了958.44 hm2，增加比例为25.61%。2015—2016年，续建图斑为主要扰动变化类型，共198个，占图斑总数的38.37%，主要为加工制造类项目，扰动面积2 269.21 hm2；新增图斑次之，共130个，扰动面积为1 046.40 hm2，主要为其他行业工程，占43.08%；完工图斑106个，主要为加工制造类项目和井采金属矿项目。

图3 生产建设项目扰动图斑规模Fig.3 Disturbance patch size in production and construction projects

图4 2015—2016年扰动图斑变化分析Fig.4 Analysis on the changes of disturbance patches in 2015 to 2016

3.1.3 扰动图斑空间分布 霍邱县生产建设项目扰动图斑总体分布较为集中，主要在霍邱县西北部、西南部(图4)。其中：井采金属矿集中分布在西北部的冯井镇、周集镇与范桥乡；其他城建工程主要为新增房地产工程(新建房屋等)，在城关镇、孙岗乡集中分布，其余沿霍邱县内S310公路零散分布；加工制造类项目在西北部的冯井镇、马店镇、石井镇、龙潭镇附近较为密集分布，其余零散分布于G35与S310公路附近；露天非金属矿(露天采石场)在河南省与安徽省接壤处有大量分布，集中分布于霍邱县西部马店镇以西。

新增扰动图斑零散分布在石店镇、城关镇、孙岗乡，2016年新增的主要扰动类型农林开发工程(农业种植或者农产品加工处理等)，主要分布于孙岗乡北部，石店镇周边与邵岗乡南部；续建扰动图斑在孙岗乡、马店镇、冯井镇以南均有分布；完工扰动图斑主要分布在周集镇、范桥镇。

图5 霍邱县扰动图斑空间分布Fig.5 Distribution of disturbance patches in Huoqiu county

3.2 批复生产建设项目类型与防治责任范围

3.2.1 批复生产建设项目类型分析 霍邱县辖区共批复生产建设项目20项(表2)，其中水利部批项目4项，安徽省批11项，六安市批5项。主要为金属矿开采、冶炼、加工及其附属工程项目，以井采金属矿为主，占70%。截至2016年，处于生产状态的项目有14项；处于停工状态的项目5项，均为井采金属矿；处于未开工状态的项目1项，为其他电力工程生物质能发电项目。

3.2.2 防治责任范围分析 基于方案报告书、批复文件和遥感影像等数据，剔除未开工及详细位置信息缺失项目，研究区有15个项目需开展防治责任范围矢量化及上图，涉及51个图斑，总面积1 506.94 hm2，主要分布于周集镇、冯井镇、范桥乡、马店镇与邵岗乡，整体较密集分布于霍邱县的西北部(图5)。从图斑数量看，井采金属矿图斑40个(表3)，占78.43%；从图斑面积看10～50 hm2的图斑为主，占防治责任范围面积的45.10%，主要为井采金属矿的尾矿库、厂区、采选矿工业场地、公路桥梁以及弃渣场和取土场等；≥50 hm2、5～10 hm2的图斑较少，多为井采金属矿的厂区及尾矿库；1～5 hm2的图斑，主要为风井、废石堆场和副井等；<1 hm2的图斑有12个，主要为充填站、废石场以及码头等。许多扰动图斑为同一项目，经调查核实后进行项目归并。

3.3 扰动图斑合规性分析与评价

根据生产建设项目合规性分析与评价原则(表1)，叠加分析2015—2016年扰动图斑与批复生产建设项目防治责任范围内图斑。

3.3.1 批复生产建设项目扰动图斑合规性分析评价 批复的生产建设项目防治责任范围共涉及51个图斑，合规的Ⅰ类图斑有12个，疑似建设地点变更的Ⅳ类图斑有16个，疑似超出防治责任范围的Ⅴ类图斑有23个，见图6。

1)Ⅰ类合规图斑以井采金属矿类型为主，占合规性图斑总数的83%，其他为涉水交通工程、油气储存与加工工程，集中分布在霍邱县马店镇以北。扰动变化类型以完工为主。合规井采金属矿类型图斑中，主要为探井与采选矿区，占合规性图斑总数的50%，面积为63 hm2。

2)Ⅳ类疑似建设地点变更的图斑包含井采金属矿、涉水交通工程，井采金属矿图斑占该类图斑总数的56%，扰动面积以涉水交通工程为主(表4)，占此类图斑总面积的74%。根据统计，疑似建设扰动范围变更图斑主要为弃渣场与取土场，位于霍邱县中部，沿城西湖大桥沿线分布，面积为242.82 hm2。

3)Ⅴ类疑似超出防治责任范围图斑项目类型主要为井采金属矿，图斑个数为20个，占疑似超出防治责任范围图斑总数的87%，面积占疑似超出防治责任范围图斑总面积的97%。在疑似超出防治责任范围图斑中，26.08%的图斑属已上图井采金属矿中的尾矿库，面积562.97 hm2；30.43%属探井与采选矿区，面积为410.76 hm2。

表2 批复的生产建设项目类型及生产状态Tab.2 Approved construction and production projects and their production status

表3 防治责任范围内图斑统计Tab.3 Patch statistics within the scope of control responsibility

3.3.2 其他扰动图斑合规性分析评价 剔除已批复的生产建设项目图斑，霍邱县内其他扰动图斑均为疑似未批先建的Ⅳ类图斑。2015年疑似未批先建的扰动图斑310个，其中>1 hm2的图斑266个，扰动面积2 451.50 hm2；2016年疑似未批先建扰动图斑391个，其中>1 hm2的图斑314个，扰动面积3 292.64 hm2，见图6。

表4 生产建设项目合规性图斑面积分析统计Tab.4 Compliance patch area analysis and statistics in production and construction project hm2

从扰动数量看，2015年和2016年>1 hm2疑似未批先建图斑类型主要为加工制造类项目(图7)，分别占总数的37.59%和31.53%；其次为其他行业工程，分别占19.92%和22.29%。从扰动图斑面积看，2015年和2016年>1 hm2疑似未批先建图斑类型主要为其他城建工程，分别占28.20%和28.95%；其次为露天非金属矿，分别占21.40%和19.82%。

图6 批复生产建设项目合规性图斑数量分析评价Fig.6 Analysis and evaluation on the number of compliance map patches of approved production and construction projects

图7 >1 hm2疑似未批先建图斑分析Fig.7 Analysis of suspected unapproved but constructed patches with an area of >1 hm2

4 问题与讨论

生产建设项目开展天地一体化监管可有效提高工作效率[7-13]，但因受生产建设项目水土保持方案编制深度影响，防治责任范围尤其是线性工程边界的精准度弱，与高分辨率遥感影像以及实际位置可能会有偏移等，这可能带来防治责任范围存在一定偏差。此外，水土保持措施落实、表土剥离保护以及土石方变化等情况仍需要通过现场调查与复核进行确认。针对生产建设项目全面监管需求，本文基于高分辨率遥感影像等多源数据，通过人机交互解译扰动图斑，采用无人机航拍及奥维互动地图地理信息系统终端相结合的调查手段，实现了研究区域内扰动图斑的快速、精准定位与准确测定，达到了生产建设项目全过程、全方位监管的基本要求。但生产建设项目建设期扰动频繁，有些项目工期较短，不足1年，本文仅每年采用一期遥感影像，难以反映某些生产建设项目全过程扰动及恢复动态，如何利用多时相遥感影像，结合无人机多频次低空航摄，实时跟踪生产建设项目扰动地表及水土流失防治措施动态有待进一步研究；将多源数据处理与信息技术手段进一步优化与简化，如何形成简单、易操作、面向基层水行政主管部门的生产建设项目全面监管技术体系尚需进一步思考。

5 结论与建议

1)霍邱县>0.1 hm2的生产建设项目扰动图斑2015年346个，扰动面积3 741.85 hm2；2016年434个，扰动面积4 700.29 hm2。扰动图斑集中分布在霍邱县西北部、西南部。2015—2016年，霍邱县生产建设项目类型均以井采金属矿为主，扰动图斑面积主要集中在1～5 hm2，分别占扰动图斑总数51.16%和48.39%。续建图斑为主要扰动变化类型，共198个，占图斑总数的38.37%。

2)霍邱县已批复的生产建设项目以井采金属矿为主，占总批复项目的70%，主要为金属矿开采、冶炼、加工及其附属工程项目，目前有9项处于生产状态。批复的生产建设项目防治责任范围涉及51个图斑，合规图斑有12个，疑似建设地点变更图斑有16个，疑似超出防治责任范围图斑有23个。合规性图斑以井采金属矿类型为主，集中分布在霍邱县马店镇以北。

(3)霍邱县已批复生产建设项目防治责任范围涉及的图斑仅51个，其他扰动图斑均为疑似未批先建图斑，其中>1 hm2的图斑2015年是266个，2016年是314个，均未开展水土保持方案报告书编制。未批先建的图斑中大部分为未实施立项的生产建设活动，但同时也凸显地方监管力度不足等问题。因此，地方水行政主管部门监督管理的形势与任务依然严峻，尚需进一步加强对生产建设项目精准化监督管理，有效遏制区域人为水土流失现象。