水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查關(guān)鍵問(wèn)題探討

紀(jì)鐸，熊友濤

(江蘇蘇地仁合土地房地產(chǎn)資產(chǎn)評(píng)估測(cè)繪造價(jià)咨詢(xún)有限公司，江蘇 南京 210005)

1 引 言

自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作分頭組織管理導(dǎo)致調(diào)查監(jiān)測(cè)在對(duì)象、范圍、內(nèi)容等方面存在重復(fù)和交叉以及結(jié)果相互矛盾，不利于將山水林田湖草作為一個(gè)生命共同體進(jìn)行系統(tǒng)治理[1～3]。黨中央明確，將土地、礦產(chǎn)、海洋、森林、草原、濕地、水資源的調(diào)查職責(zé)整合到新組建的自然資源部，通過(guò)調(diào)查職責(zé)整合到自然資源部來(lái)解決自然資源調(diào)查過(guò)程中的矛盾與沖突[4]。江蘇省自然資源廳為了響應(yīng)黨中央號(hào)召，下發(fā)了《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作方案》，部署開(kāi)展自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作，通過(guò)試點(diǎn)研究驗(yàn)證自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)調(diào)查模式、技術(shù)路線(xiàn)方法、指標(biāo)體系等內(nèi)容。

水資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)，過(guò)去水利部門(mén)主要側(cè)重于開(kāi)發(fā)利用的需要，滿(mǎn)足各區(qū)域之間水資源的分配，關(guān)注水資源量，更多關(guān)注地表、地下、液態(tài)水的動(dòng)態(tài)變化[5]。現(xiàn)在自然資源部門(mén)要支撐生態(tài)文明建設(shè)，提升對(duì)水資源生態(tài)價(jià)值的認(rèn)識(shí)，從傳統(tǒng)可供人類(lèi)直接利用的水拓展到自然生態(tài)系統(tǒng)中固態(tài)的、液態(tài)的、氣態(tài)的各種形態(tài)的水，將冰川、凍土、土壤水等納入水資源調(diào)查的范疇。分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)程、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等不同造成自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)水資源調(diào)查差異性較大，如何融合“國(guó)土三調(diào)”與水利部門(mén)水利普查等數(shù)據(jù)，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線(xiàn)和評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)體系迫在眉睫。本文對(duì)現(xiàn)有調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行分析，探討水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查技術(shù)路線(xiàn)，針對(duì)調(diào)查過(guò)程中的矛盾沖突給予對(duì)策建議。

2 差異性分析

2.1 調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)差異

水資源分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不一，造成調(diào)查成果差異性。根據(jù)2016年7月2日第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十一次會(huì)議通過(guò)的《中華人民共和國(guó)水法》，明確水資源分類(lèi)包括地表水、地下水。傳統(tǒng)的水利部門(mén)對(duì)于地表水分類(lèi)認(rèn)定為河流、冰川、湖泊、沼澤四種水體。地下水分類(lèi)認(rèn)定按照地下水儲(chǔ)藏條件分為包氣帶水、潛水、承壓水，按含水介質(zhì)類(lèi)型分為孔隙水、裂隙水及巖溶水。自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中針對(duì)水資源的分類(lèi)同樣包含地表水和地下水兩個(gè)大類(lèi)，以江蘇省自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作為例，依據(jù)《江蘇省自然資源調(diào)查分類(lèi)(試行)》，地表水指存在于地殼表面的河流、湖泊、水庫(kù)、水塘等水體中的水，主要包括河流水、湖泊水、水庫(kù)水、水塘水、其他地表水五個(gè)大類(lèi)，其中其他地表水指溝渠、沼澤、冰川等其他水體中的水。地下水指埋藏于地面以下巖土孔隙、裂隙、溶隙中的重力水，主要包括淺層地下水和深層承壓水。兩者分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)差異性較大，自然資源調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋信息更加全面、范圍更廣。

結(jié)合邳州水資源調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目，以“國(guó)土三調(diào)”成果為基礎(chǔ)，分析地表水分布情況發(fā)現(xiàn)，按照水利部門(mén)地表水分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)河流面積 9 063.79公頃，冰川面積0公頃，湖泊面積0公頃，沼澤面積0公頃。按照江蘇省自然資源調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)河流水面積 9 836.17公頃，湖泊水面積0公頃，水庫(kù)水面積118.71公頃，水塘水面積 5 768.46公頃，其他地表水面積 8 111.96公頃。統(tǒng)計(jì)結(jié)果差異性較大，主要原因是自然資源調(diào)查分類(lèi)對(duì)于地表水區(qū)分較細(xì)致，從直接供人類(lèi)使用的水拓展到自然系統(tǒng)中固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)水，將冰川、凍土、土壤水、溝渠等納入水資源調(diào)查范疇。其中以溝渠最為明顯，邳州市其他地表水主要成分為溝渠。

2.2 調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系差異

水利部門(mén)按照《水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則》從水資源數(shù)量、水資源質(zhì)量、水資源開(kāi)發(fā)利用及其影響三個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，主要對(duì)水汽輸送、降水、蒸發(fā)、地表水資源、地下水資源、總水資源、河流泥沙、天然水化學(xué)特征、水污染狀況、現(xiàn)狀水資源供用水情況、水資源開(kāi)發(fā)影響、水資源綜合評(píng)價(jià)、水資源價(jià)值量進(jìn)行分析。江蘇省自然資源廳編制《江蘇省自然資源綜合分析評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建研究報(bào)告(審議稿)》，深入研究自然資源綜合分析評(píng)價(jià)的技術(shù)與方法，以自然資源管理需求為導(dǎo)向，構(gòu)建一套科學(xué)合理的適合江蘇地區(qū)發(fā)展的自然資源綜合分析評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該標(biāo)準(zhǔn)主要從資源稟賦、資源利用和資源承載力三個(gè)方面對(duì)水資源分布與利用綜合分析，其中資源稟賦主要監(jiān)測(cè)各類(lèi)水資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布；資源利用主要監(jiān)測(cè)各類(lèi)水資源的利用程度；資源承載力主要監(jiān)測(cè)各類(lèi)水資源所能承擔(dān)的最大限度。兩者指標(biāo)體系比較分析發(fā)現(xiàn)，前者便于摸清家底，直觀(guān)地反映水資源的數(shù)量、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)利用狀況等，后者在繼承前者的基礎(chǔ)上，增加部分“人均”指標(biāo)以及與區(qū)域性相關(guān)的指標(biāo)，使得水資源規(guī)劃利用以及洪澇災(zāi)害的預(yù)防更具方向性。

2.3 調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)差異

水利部門(mén)針對(duì)水資源開(kāi)展調(diào)查包括水利普查、水資源評(píng)價(jià)等，數(shù)據(jù)成果建庫(kù)內(nèi)容包括河湖基本情況、水利工程基本情況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水情況、河湖開(kāi)發(fā)治理保護(hù)情況、水土保持情況、水利行業(yè)能力建設(shè)情況，各項(xiàng)調(diào)查以及灌區(qū)和地下水取水井基本情況等，其中水資源評(píng)價(jià)結(jié)果多以紙質(zhì)報(bào)告的形式呈現(xiàn)，兩者沒(méi)有有機(jī)結(jié)合起來(lái)。自然資源部門(mén)關(guān)于水資源調(diào)查建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)既涵蓋河湖、水庫(kù)、水塘等基礎(chǔ)調(diào)查內(nèi)容，同時(shí)又結(jié)合水資源專(zhuān)項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容。與水利部門(mén)多以紙質(zhì)表格、文字報(bào)告、紙質(zhì)專(zhuān)題圖相比，自然資源部門(mén)實(shí)現(xiàn)了調(diào)查成果電子化且多項(xiàng)調(diào)查結(jié)果有機(jī)融合。自然資源部門(mén)收集的水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查資料種類(lèi)繁多，調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)并不是單純的“拿來(lái)即用”將多個(gè)調(diào)查結(jié)果整合入庫(kù)，而是通過(guò)分析各項(xiàng)成果的利用價(jià)值、來(lái)源的可靠性、數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性來(lái)進(jìn)行取舍。

3 技術(shù)路線(xiàn)

以邳州市水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目為例，探索水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查技術(shù)路線(xiàn)。主要內(nèi)容包括地表水分布狀況調(diào)查、水資源評(píng)價(jià)、水生態(tài)三維調(diào)查展示、專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)建設(shè)等，如圖1所示。

圖1 水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查技術(shù)路線(xiàn)

(1)以自然資源部門(mén)已有的第三次國(guó)土調(diào)查成果、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果等為基礎(chǔ)，結(jié)合水利部門(mén)的水利普查成果，采用“內(nèi)-外-內(nèi)”的調(diào)查模式，內(nèi)業(yè)梳理判讀地表水變化圖斑，外業(yè)實(shí)地核實(shí)，調(diào)查形成準(zhǔn)確的地表水分布范圍、面積。

(2)對(duì)水資源數(shù)量、質(zhì)量、水生態(tài)狀況、水資源開(kāi)發(fā)利用狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。利用水文水動(dòng)力耦合模型計(jì)算地表水資源量和過(guò)境水量，采用補(bǔ)給量法計(jì)算地下水資源量，重復(fù)水量通過(guò)野外采樣試驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析建立氡物質(zhì)平衡模型確定。結(jié)合邳州市生態(tài)環(huán)保局提供的主要河道監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)資料，對(duì)主要河道以及水庫(kù)的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，統(tǒng)計(jì)主要超標(biāo)因子及超標(biāo)倍數(shù)情況，并分析其變化趨勢(shì)。根據(jù)邳州市地下水監(jiān)測(cè)相關(guān)資料，篩選出地下水監(jiān)測(cè)井采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》確定地下水水質(zhì)類(lèi)別。選擇代表性河道和水庫(kù)參照《生態(tài)河湖狀況評(píng)價(jià)規(guī)范》進(jìn)行水生態(tài)狀況評(píng)價(jià)。調(diào)查邳州市供水工程的數(shù)量、位置，參照《徐州市水資源公報(bào)》《邳州市水資源公報(bào)》，對(duì)各水源供水量以及各部門(mén)用水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)《全國(guó)水資源承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制技術(shù)大綱》的要求，對(duì)水量要素(用水總量、地下水開(kāi)采量)與水質(zhì)要素(水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率)進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)水資源承載力。

(3)以邳州市4個(gè)水庫(kù)為對(duì)象，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影三維建模技術(shù)進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)三維展示。采用華測(cè)P550無(wú)人固定翼航飛平臺(tái)搭載多鏡頭進(jìn)行傾斜影像獲取，設(shè)計(jì)地面分辨率 0.05 m。通過(guò)Context Capture Master軟件完成模型構(gòu)建，后期利用DP Modeler軟件進(jìn)行局部紋理修飾。

(4)參照《江蘇省自然資源調(diào)查試點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》，對(duì)地表水資源分布、水資源數(shù)量和質(zhì)量、水生態(tài)狀況、水資源開(kāi)發(fā)利用狀況、水資源承載力等信息進(jìn)行入庫(kù)，融合水資源評(píng)價(jià)結(jié)果，設(shè)置水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)圖層、屬性字段、表格信息等內(nèi)容。

4 關(guān)鍵問(wèn)題及處理方法

4.1 圖斑采集

“國(guó)土三調(diào)”對(duì)于地類(lèi)圖斑的采集規(guī)則與水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查的采集規(guī)則不同，導(dǎo)致兩者數(shù)據(jù)存在差異。“國(guó)土三調(diào)”優(yōu)先采集上層地物，水系、道路、溝渠等線(xiàn)狀地物發(fā)生交會(huì)時(shí)，從上向下俯視，上部的線(xiàn)狀地物連續(xù)表示，下壓的線(xiàn)狀地物斷開(kāi)。這種采集規(guī)則造成河流、湖泊等水系要素遇到道路、橋梁、水閘等斷開(kāi)，為了保證水系的連通性，對(duì)斷開(kāi)的部分進(jìn)行貫通處理，具體操作如圖2所示。

圖2 圖斑采集處理方式

4.2 地類(lèi)認(rèn)定

“國(guó)土三調(diào)”對(duì)于河流、湖泊、水庫(kù)、坑塘水面、溝渠等水系要素認(rèn)定與水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查認(rèn)定存在偏差。以邳州市水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查項(xiàng)目為例，“國(guó)土三調(diào)”成果與水利普查成果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，個(gè)別河流調(diào)查成坑塘、溝渠、內(nèi)陸灘涂等，坑塘水面調(diào)查成湖泊。針對(duì)這種地類(lèi)認(rèn)定偏差情況，與水利部門(mén)進(jìn)行對(duì)接?？紤]到水利部門(mén)對(duì)于水資源調(diào)查專(zhuān)業(yè)性，原則上沿用水利部門(mén)認(rèn)定的地類(lèi)；對(duì)于水利部門(mén)認(rèn)定把握不準(zhǔn)情況，沿用“國(guó)土三調(diào)”成果不改變地類(lèi)。

4.3 水資源評(píng)價(jià)

(1)調(diào)查分區(qū)劃定

水資源分區(qū)是水資源調(diào)查匯總的基本單元，分區(qū)原則水文氣象特征和自然地理?xiàng)l件相近，盡可能保持河流水系的完整性。自然資源部門(mén)開(kāi)展水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查對(duì)于分區(qū)要統(tǒng)籌結(jié)合行政區(qū)劃。本次調(diào)查分區(qū)依照《江蘇省水資源綜合規(guī)劃工作大綱》和《江蘇省水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則》的相關(guān)要求，在照顧流域、水系和水利工程供水系統(tǒng)的完整性情況下，盡可能保持行政區(qū)的完整性，將邳州市分為邳北區(qū)、燕子埠區(qū)、沂河區(qū)、城區(qū)和運(yùn)南區(qū)五個(gè)區(qū)。

(2)水資源計(jì)算模型更新

傳統(tǒng)地表水資源量采用地面分類(lèi)法和水文模型模擬計(jì)算，其中下墊面的提取存在局限性，下墊面條件的改變會(huì)引起地表水資源量大小的變化。本次調(diào)查以“國(guó)土三調(diào)”成果為基礎(chǔ)，提取城鎮(zhèn)建設(shè)用地(不透水)、水面、水田、旱地四種下墊面，使得計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。重復(fù)水量作為水資源數(shù)量調(diào)查評(píng)價(jià)中的重要指標(biāo)，本次調(diào)查采用氡一維穩(wěn)定流模型來(lái)確定。氡物質(zhì)在示蹤地下水與地表水的交互研究中具有較高的敏感性，能夠反映純水體運(yùn)移與水量交換過(guò)程，采用這種方法使得重復(fù)水量計(jì)算結(jié)果更精確。

(3)水資源評(píng)價(jià)體系完善

傳統(tǒng)水資源評(píng)價(jià)主要從水資源數(shù)量、水資源質(zhì)量、水資源開(kāi)發(fā)利用及其影響三個(gè)方面開(kāi)展，對(duì)于生態(tài)狀況關(guān)注度不夠。本次調(diào)查加入水生態(tài)狀況評(píng)價(jià)部分，根據(jù)邳州市水系特點(diǎn)選擇邳州市范圍內(nèi)具有代表性的區(qū)域性河道、重要城區(qū)河道、重要鎮(zhèn)中心河道和水庫(kù)，參照《生態(tài)河湖狀況評(píng)價(jià)規(guī)范》選取8項(xiàng)指標(biāo)，集中式飲用水水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、浮游植物多樣性、著生藻類(lèi)多樣性、水質(zhì)優(yōu)劣程度、植被覆蓋度、岸線(xiàn)利用管理指數(shù)、管理保護(hù)范圍劃定率、綜合治理程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.4 模型修飾

利用傾斜攝影測(cè)量三維建模技術(shù)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行實(shí)景模型構(gòu)建，大多數(shù)情況下紋理映射完成后生成的模型數(shù)據(jù)可直接使用，但是由于建模主體為水庫(kù)，大面積的水域會(huì)影響建模過(guò)程中同名點(diǎn)匹配的精度，導(dǎo)致在自動(dòng)生產(chǎn)三維模型時(shí)，出現(xiàn)水面不平、破洞等情況，同時(shí)建筑由于遮擋原因造成拉花變形等問(wèn)題。針對(duì)模型構(gòu)建不完善的情況，需要進(jìn)行局部紋理修飾。采用DP Modeler軟件對(duì)模型進(jìn)行修補(bǔ)操作，將拉花變形建筑物拉直、植被補(bǔ)洞、水面壓平、邊界修補(bǔ)。修飾完善的水庫(kù)實(shí)景三維模型紋理細(xì)節(jié)表現(xiàn)效果良好，水系、建筑物、植被等地物要素構(gòu)建效果良好，模型色彩明亮、對(duì)比度強(qiáng)，清晰反映了水庫(kù)周邊的生態(tài)狀況。

4.5 專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

已有的水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查成果由機(jī)構(gòu)改革前的各部門(mén)分別進(jìn)行調(diào)查和管理，數(shù)據(jù)的格式、精度、現(xiàn)勢(shì)性等差異較大。從自然資源管理角度考慮，不需要面面俱到，全部保留，需要結(jié)合自然資源管理的實(shí)際需要，抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)的屬性，構(gòu)成專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)。參考《江蘇省自然資源調(diào)查試點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》設(shè)置基礎(chǔ)調(diào)查要素圖層和專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查要素圖層，基礎(chǔ)調(diào)查要素圖層主要以“國(guó)土三調(diào)”成果為基礎(chǔ)，保留自然資源部門(mén)所關(guān)注的位置、空間分布特性信息，包括權(quán)屬、坐落等。專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查要素圖層主要以水資源評(píng)價(jià)成果為基礎(chǔ)，保留水利部門(mén)所關(guān)注的水資源數(shù)量、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)利用狀況等信息，包括地表水資源量、地下水資源量、水資源總量、地表水質(zhì)量、地下水質(zhì)量、水生態(tài)狀況、水資源承載力等。

5 結(jié) 語(yǔ)

水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查作為自然資源部組建后面臨的一個(gè)新任務(wù)，迫切需要找到一個(gè)調(diào)查研究技術(shù)方法。本文提出“國(guó)土三調(diào)”與水利普查數(shù)據(jù)、水資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等融合，結(jié)合傾斜攝影測(cè)量技術(shù)構(gòu)建水生態(tài)三維模型，并創(chuàng)建專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)承載調(diào)查評(píng)價(jià)信息的水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查路線(xiàn)。以邳州市水資源調(diào)查試點(diǎn)為例，從調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)方面進(jìn)行差異性分析，探討多技術(shù)融合水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題并提出解決對(duì)策。該技術(shù)方法為后續(xù)水資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查工作開(kāi)展提供技術(shù)支撐。