2022年7月水利部出臺《母親河復(fù)蘇行動(dòng)方案(2022—2025年)》,組織開展母親河復(fù)蘇行動(dòng),聚焦河道斷流、湖泊萎縮干涸兩大問題,從各地的母親河做起,強(qiáng)化綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理,分級負(fù)責(zé),一河(湖)一策,復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境。2024年水利部組織制定了《加快推進(jìn)母親河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施方案(2024年)》,強(qiáng)調(diào)2024年是推進(jìn)母親河復(fù)蘇行動(dòng)的攻堅(jiān)之年,提出要逐河(湖)檢視和完善母親河復(fù)蘇目標(biāo),科學(xué)合理確定復(fù)蘇標(biāo)準(zhǔn),逐步恢復(fù)母親河原本健康狀態(tài),實(shí)現(xiàn)季節(jié)性河流恢復(fù)季節(jié)性有水、常年流水河流恢復(fù)全年有水、湖泊生態(tài)水位有效保障。到2025年,實(shí)現(xiàn)斷流河流基本恢復(fù)全線貫通、湖泊生態(tài)水位得到有效保障,大江大河、海河流域河流以及跨省河流、省級河流要率先實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇行動(dòng)目標(biāo)。
衛(wèi)星遙感技術(shù)作為先進(jìn)的信息采集方式之一,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測手段的不足,為母親河復(fù)蘇成效監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的抓手。傳統(tǒng)河湖復(fù)蘇監(jiān)測依托水文監(jiān)測數(shù)據(jù),受限于水文站點(diǎn)分布不均、水文數(shù)據(jù)有限、地面觀測數(shù)據(jù)不易得到,無法有效評價(jià)河湖復(fù)蘇成效。近年來,遙感技術(shù)迅速發(fā)展,大范圍、低成本、長時(shí)序的優(yōu)勢使其逐漸應(yīng)用于河湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)管,利用遙感影像提取河流水面面積,判斷斷流河段位置,并通過長期監(jiān)測可以得到河流的分布情況及變化規(guī)律,從而為評估母親河復(fù)蘇成效提供重要的科學(xué)依據(jù)。我國航天事業(yè)的快速發(fā)展為母親河復(fù)蘇遙感監(jiān)測提供了重要的數(shù)據(jù)支撐,國家主導(dǎo)的高分系列衛(wèi)星、資源系列衛(wèi)星、環(huán)境系列衛(wèi)星,以及民用的“北京”系列、“高景一號”衛(wèi)星星座、“吉林一號”衛(wèi)星星座等數(shù)據(jù),可以針對重點(diǎn)區(qū)域河流開展高頻觀測,為母親河復(fù)蘇遙感常態(tài)化監(jiān)測提供了重要保障。
遙感分析方法
遙感監(jiān)測范圍為納入《母親河復(fù)蘇行動(dòng)河湖名單(2022—2025年)》中的88條(個(gè))河湖。
遙感影像選取,以Google Earth Engine、AI Earth、PIE-Engine等遙感云服務(wù)平臺為主要遙感數(shù)據(jù)獲取來源,使用Sentinel l/2、Landsat 8/9等遙感數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析。對于河寬較小的河流采用高分1號PMS和WFV、高分1號B/C/D的PMS、高分2號PMS和MSS、高分6號PMS和WFV、資源1號、資源2號、中巴衛(wèi)星等高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)。由于氣象條件、影像分辨率等限制因素,無法獲取有效衛(wèi)星遙感影像的地區(qū),采用無人機(jī)航拍結(jié)合外業(yè)核查等多種形式補(bǔ)充監(jiān)測。
河湖分類與遙感監(jiān)測指標(biāo)選取,根據(jù)收集到的信息,結(jié)合行業(yè)專家和水行政主管部門意見,按照季節(jié)性河流、常年流水河流、湖泊等類型進(jìn)行分類,確定相應(yīng)的遙感監(jiān)測分析指標(biāo)。
▲遙感監(jiān)測分析指標(biāo)
遙感監(jiān)測技術(shù)流程,為科學(xué)準(zhǔn)確評估88條(個(gè))河湖的復(fù)蘇成效,以1個(gè)月為周期監(jiān)測河湖的變化情況,利用遙感監(jiān)測手段進(jìn)行水體常態(tài)化監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上,對于有生態(tài)補(bǔ)水計(jì)劃的河湖,在補(bǔ)水前后分別開展遙感監(jiān)測,評估生態(tài)補(bǔ)水效果。遙感監(jiān)測技術(shù)流程主要包括:遙感影像預(yù)處理(正射校正、影像融合、影像裁剪等)、水體指數(shù)(NDWI、MNDWI、NDSI)計(jì)算和閾值選取、水面提取和面積計(jì)算、結(jié)果質(zhì)量檢查與問題處理。
▲河湖遙感監(jiān)測技術(shù)流程
母親河復(fù)蘇總體情況,按照《加快推進(jìn)母親河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施方案(2024年)》要求,各地加快推進(jìn)母親河復(fù)蘇行動(dòng)各項(xiàng)任務(wù)措施。2024年年初以來,針對88條(個(gè))河湖實(shí)施了加大生態(tài)流量泄放、生態(tài)補(bǔ)水、水系連通與河湖治理等措施,復(fù)蘇行動(dòng)總體取得積極成效。
母親河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施以來,根據(jù)遙感監(jiān)測分析,在復(fù)蘇行動(dòng)前(2021年4月),88條(個(gè))河湖中,全線有水的河流27條,有水河長8623km,斷流河流52條,斷流河長1339km,9個(gè)湖泊水面面積390km2,88條(個(gè))河湖總水面面積1137km2。復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施后(2024年4月),88條(個(gè))河湖中,全線有水的河流增加至48條,有水河長9379km,斷流河流減少至31條,斷流河長582km,9個(gè)湖泊水面面積417km2,88條(個(gè))河湖總水面面積1348km2??傮w分析,在復(fù)蘇行動(dòng)前后,88條(個(gè))河湖有水河長增加756km、水面面積增加211km2。
▲母親河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施前后河湖情況對比
根據(jù)遙感監(jiān)測分析,2024年5月份實(shí)現(xiàn)全線有水的河流增加為54條,存在斷流的河流減少至25條(斷流河長484km),湖泊水面面積總體穩(wěn)定??傮w分析,88條(個(gè))河湖5月份有水河長9464km、水面面積1358km2,較4月份分別增加85km、10km2。
流域母親河復(fù)蘇情況,88條(個(gè))河湖中,位于海河區(qū)的河湖數(shù)量最多,位于長江區(qū)、黃河區(qū)的次之,西南諸河區(qū)最少。以復(fù)蘇前后2021年和2024年同期的4月份進(jìn)行對比,長江區(qū)的16條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加43.9km和3.1km2,湖泊水面面積增加1.1km2;黃河區(qū)的11條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加26.4km和4.5km2,湖泊水面面積增加2.7km2;海河區(qū)的38條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加595.3km和105.2km2,湖泊水面面積增加22.6km2;淮河區(qū)的8條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加3.5km和5.3km2;遼河區(qū)的2條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加47.8km和3.8km2;松花江區(qū)的4條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加5.4km和10.6km2;西北諸河區(qū)的9條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加31.0km和52.2km2,湖泊水面面積增加0.1km2;西南諸河區(qū)的2條河流,復(fù)蘇行動(dòng)后河流有水河長和水面面積分別增加2.9km和0.2km2。綜上所述,與母親河復(fù)蘇行動(dòng)前的2021年4月相比,在有水河長和水面面積恢復(fù)方面,海河區(qū)、西北諸河區(qū)和遼河區(qū)的河流復(fù)蘇成效較為顯著。
▲各水資源一級區(qū)母親河復(fù)蘇情況
重點(diǎn)河湖復(fù)蘇情況:華北區(qū)域河湖,遙感監(jiān)測表明,永定河、京杭運(yùn)河(衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河、小運(yùn)河)、滹沱河相較于2021年4月,有水河長分別增加39.4km、80.9km、1.8km,水面面積分別增加7.2km2、22.2km2、1.8km2。以白洋淀為例,實(shí)施復(fù)蘇行動(dòng)后,白洋淀同期水面面積增加12.03km2,增加了12.5%。
▲永定河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施前后遙感監(jiān)測情況對比
▲白洋淀復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施前后遙感監(jiān)測情況對比
重要跨省河流:母親河復(fù)蘇行動(dòng)中有漳河、史河、灌河、灤河、汾河、洮兒河、沁河、南川河、黑河、石羊河共10條重要跨省河流。遙感監(jiān)測表明,復(fù)蘇行動(dòng)前,這10條跨省河流中有6條斷流(漳河、灤河、沁河、南川河、黑河和石羊河),復(fù)蘇行動(dòng)后,目前漳河和灤河實(shí)現(xiàn)貫通,其余尚未貫通的4條河流(沁河、南川河、黑河和石羊河)水面面積均增加。同時(shí),在復(fù)蘇行動(dòng)前已經(jīng)貫通的4條河流(史河、灌河、沁河和洮兒河),目前除史河水面面積減少外,其余河流均保持貫通且水面面積增加。
▲漳河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施前后遙感監(jiān)測情況對比
▲重要跨省河流復(fù)蘇情況
西遼河干流:為貫徹落實(shí)西遼河流域量水而行和水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作,在水利部的統(tǒng)一部署下,自2020年起實(shí)施西遼河流域水量統(tǒng)一調(diào)度工作。為了分析河流復(fù)蘇成效,對實(shí)施調(diào)度前的2019年4月與實(shí)施調(diào)度后的2024年4月遙感影像進(jìn)行專題解譯。遙感監(jiān)測表明,西遼河干流(吉林段)在調(diào)度前后均保持貫通狀態(tài),實(shí)施復(fù)蘇行動(dòng)后水面面積增加0.1km2,西遼河干流(內(nèi)蒙古段)在復(fù)蘇行動(dòng)后水面面積相較于復(fù)蘇行動(dòng)前(2019年4月)增加3.8km2,有水河長增加47.8km。
▲西遼河干流(內(nèi)蒙古段)復(fù)蘇前后遙感監(jiān)測情況對比
結(jié)論與建議
開展母親河復(fù)蘇行動(dòng),讓斷流河流貫通起來,把萎縮湖泊恢復(fù)起來,是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求,是水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑,是建設(shè)幸福河湖的具體行動(dòng)。遙感監(jiān)測工作彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測手段的不足,為母親河復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施與監(jiān)管提供了有力的技術(shù)支撐。遙感監(jiān)測成果表明,母親河復(fù)蘇行動(dòng)總體取得積極成效。
遙感技術(shù)已成為母親河復(fù)蘇行動(dòng)監(jiān)督監(jiān)測的重要抓手,開展88條(個(gè))河湖遙感常態(tài)化監(jiān)測,聚焦河湖復(fù)蘇行動(dòng)實(shí)施成效動(dòng)態(tài)跟蹤,識別河湖水面面積和有水河長的變化情況,以及斷流河長的分布區(qū)域,評估河湖復(fù)蘇成效,形成斷流問題線索清單和月度報(bào)告,督促各省市落實(shí)整改。遙感監(jiān)測技術(shù)為強(qiáng)化水資源保護(hù)與監(jiān)管、復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境、維護(hù)河湖健康生命及促進(jìn)人水和諧提供有效技術(shù)支撐。
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