水资源专项调查关键问题探讨

纪铎，熊友涛

(江苏苏地仁合土地房地产资产评估测绘造价咨询有限公司，江苏 南京 210005)

1 引 言

自然资源调查监测工作分头组织管理导致调查监测在对象、范围、内容等方面存在重复和交叉以及结果相互矛盾，不利于将山水林田湖草作为一个生命共同体进行系统治理[1～3]。党中央明确，将土地、矿产、海洋、森林、草原、湿地、水资源的调查职责整合到新组建的自然资源部，通过调查职责整合到自然资源部来解决自然资源调查过程中的矛盾与冲突[4]。江苏省自然资源厅为了响应党中央号召，下发了《自然资源调查监测试点工作方案》，部署开展自然资源调查监测试点工作，通过试点研究验证自然资源调查监测调查模式、技术路线方法、指标体系等内容。

水资源的调查监测，过去水利部门主要侧重于开发利用的需要，满足各区域之间水资源的分配，关注水资源量，更多关注地表、地下、液态水的动态变化[5]。现在自然资源部门要支撑生态文明建设，提升对水资源生态价值的认识，从传统可供人类直接利用的水拓展到自然生态系统中固态的、液态的、气态的各种形态的水，将冰川、冻土、土壤水等纳入水资源调查的范畴。分类标准、技术规程、评价指标体系等不同造成自然资源调查监测与传统水资源调查差异性较大，如何融合“国土三调”与水利部门水利普查等数据，形成一个标准技术路线和评价监测体系迫在眉睫。本文对现有调查分类标准、调查监测评价指标体系、调查数据库标准等进行分析，探讨水资源专项调查技术路线，针对调查过程中的矛盾冲突给予对策建议。

2 差异性分析

2.1 调查分类标准差异

水资源分类标准不一，造成调查成果差异性。根据2016年7月2日第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十一次会议通过的《中华人民共和国水法》，明确水资源分类包括地表水、地下水。传统的水利部门对于地表水分类认定为河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体。地下水分类认定按照地下水储藏条件分为包气带水、潜水、承压水，按含水介质类型分为孔隙水、裂隙水及岩溶水。自然资源调查监测中针对水资源的分类同样包含地表水和地下水两个大类，以江苏省自然资源调查监测工作为例，依据《江苏省自然资源调查分类(试行)》，地表水指存在于地壳表面的河流、湖泊、水库、水塘等水体中的水，主要包括河流水、湖泊水、水库水、水塘水、其他地表水五个大类，其中其他地表水指沟渠、沼泽、冰川等其他水体中的水。地下水指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙中的重力水，主要包括浅层地下水和深层承压水。两者分类标准差异性较大，自然资源调查分类标准涵盖信息更加全面、范围更广。

结合邳州水资源调查试点项目，以“国土三调”成果为基础，分析地表水分布情况发现，按照水利部门地表水分类标准统计河流面积 9 063.79公顷，冰川面积0公顷，湖泊面积0公顷，沼泽面积0公顷。按照江苏省自然资源调查分类标准统计河流水面积 9 836.17公顷，湖泊水面积0公顷，水库水面积118.71公顷，水塘水面积 5 768.46公顷，其他地表水面积 8 111.96公顷。统计结果差异性较大，主要原因是自然资源调查分类对于地表水区分较细致，从直接供人类使用的水拓展到自然系统中固态、液态、气态水，将冰川、冻土、土壤水、沟渠等纳入水资源调查范畴。其中以沟渠最为明显，邳州市其他地表水主要成分为沟渠。

2.2 调查监测评价指标体系差异

水利部门按照《水资源评价导则》从水资源数量、水资源质量、水资源开发利用及其影响三个方面进行监测评价，主要对水汽输送、降水、蒸发、地表水资源、地下水资源、总水资源、河流泥沙、天然水化学特征、水污染状况、现状水资源供用水情况、水资源开发影响、水资源综合评价、水资源价值量进行分析。江苏省自然资源厅编制《江苏省自然资源综合分析评价指标体系构建研究报告(审议稿)》，深入研究自然资源综合分析评价的技术与方法，以自然资源管理需求为导向，构建一套科学合理的适合江苏地区发展的自然资源综合分析评价指标体系。该标准主要从资源禀赋、资源利用和资源承载力三个方面对水资源分布与利用综合分析，其中资源禀赋主要监测各类水资源的数量、质量和分布；资源利用主要监测各类水资源的利用程度；资源承载力主要监测各类水资源所能承担的最大限度。两者指标体系比较分析发现，前者便于摸清家底，直观地反映水资源的数量、质量、开发利用状况等，后者在继承前者的基础上，增加部分“人均”指标以及与区域性相关的指标，使得水资源规划利用以及洪涝灾害的预防更具方向性。

2.3 调查数据库标准差异

水利部门针对水资源开展调查包括水利普查、水资源评价等，数据成果建库内容包括河湖基本情况、水利工程基本情况、经济社会用水情况、河湖开发治理保护情况、水土保持情况、水利行业能力建设情况，各项调查以及灌区和地下水取水井基本情况等，其中水资源评价结果多以纸质报告的形式呈现，两者没有有机结合起来。自然资源部门关于水资源调查建库标准既涵盖河湖、水库、水塘等基础调查内容，同时又结合水资源专项评价内容。与水利部门多以纸质表格、文字报告、纸质专题图相比，自然资源部门实现了调查成果电子化且多项调查结果有机融合。自然资源部门收集的水资源专项调查资料种类繁多，调查数据库并不是单纯的“拿来即用”将多个调查结果整合入库，而是通过分析各项成果的利用价值、来源的可靠性、数据的现势性来进行取舍。

3 技术路线

以邳州市水资源专项调查试点项目为例，探索水资源专项调查技术路线。主要内容包括地表水分布状况调查、水资源评价、水生态三维调查展示、专项数据建设等，如图1所示。

图1 水资源专项调查技术路线

(1)以自然资源部门已有的第三次国土调查成果、地理国情监测成果等为基础，结合水利部门的水利普查成果，采用“内-外-内”的调查模式，内业梳理判读地表水变化图斑，外业实地核实，调查形成准确的地表水分布范围、面积。

(2)对水资源数量、质量、水生态状况、水资源开发利用状况进行评价。利用水文水动力耦合模型计算地表水资源量和过境水量，采用补给量法计算地下水资源量，重复水量通过野外采样试验和室内实验分析建立氡物质平衡模型确定。结合邳州市生态环保局提供的主要河道监测断面的水质资料，对主要河道以及水库的水质进行评价，统计主要超标因子及超标倍数情况，并分析其变化趋势。根据邳州市地下水监测相关资料，筛选出地下水监测井采用《地下水质量标准》确定地下水水质类别。选择代表性河道和水库参照《生态河湖状况评价规范》进行水生态状况评价。调查邳州市供水工程的数量、位置，参照《徐州市水资源公报》《邳州市水资源公报》，对各水源供水量以及各部门用水量进行统计分析。根据《全国水资源承载能力监测预警机制技术大纲》的要求，对水量要素(用水总量、地下水开采量)与水质要素(水功能区水质达标率)进行分析，评价水资源承载力。

(3)以邳州市4个水库为对象，利用无人机倾斜摄影三维建模技术进行三维建模，实现水生态三维展示。采用华测P550无人固定翼航飞平台搭载多镜头进行倾斜影像获取，设计地面分辨率 0.05 m。通过Context Capture Master软件完成模型构建，后期利用DP Modeler软件进行局部纹理修饰。

(4)参照《江苏省自然资源调查试点数据库标准(试行)》，对地表水资源分布、水资源数量和质量、水生态状况、水资源开发利用状况、水资源承载力等信息进行入库，融合水资源评价结果，设置水资源专项调查数据图层、属性字段、表格信息等内容。

4 关键问题及处理方法

4.1 图斑采集

“国土三调”对于地类图斑的采集规则与水资源专项调查的采集规则不同，导致两者数据存在差异。“国土三调”优先采集上层地物，水系、道路、沟渠等线状地物发生交会时，从上向下俯视，上部的线状地物连续表示，下压的线状地物断开。这种采集规则造成河流、湖泊等水系要素遇到道路、桥梁、水闸等断开，为了保证水系的连通性，对断开的部分进行贯通处理，具体操作如图2所示。

图2 图斑采集处理方式

4.2 地类认定

“国土三调”对于河流、湖泊、水库、坑塘水面、沟渠等水系要素认定与水资源专项调查认定存在偏差。以邳州市水资源专项调查项目为例，“国土三调”成果与水利普查成果对比分析发现，个别河流调查成坑塘、沟渠、内陆滩涂等，坑塘水面调查成湖泊。针对这种地类认定偏差情况，与水利部门进行对接。考虑到水利部门对于水资源调查专业性，原则上沿用水利部门认定的地类；对于水利部门认定把握不准情况，沿用“国土三调”成果不改变地类。

4.3 水资源评价

(1)调查分区划定

水资源分区是水资源调查汇总的基本单元，分区原则水文气象特征和自然地理条件相近，尽可能保持河流水系的完整性。自然资源部门开展水资源专项调查对于分区要统筹结合行政区划。本次调查分区依照《江苏省水资源综合规划工作大纲》和《江苏省水资源综合规划技术细则》的相关要求，在照顾流域、水系和水利工程供水系统的完整性情况下，尽可能保持行政区的完整性，将邳州市分为邳北区、燕子埠区、沂河区、城区和运南区五个区。

(2)水资源计算模型更新

传统地表水资源量采用地面分类法和水文模型模拟计算，其中下垫面的提取存在局限性，下垫面条件的改变会引起地表水资源量大小的变化。本次调查以“国土三调”成果为基础，提取城镇建设用地(不透水)、水面、水田、旱地四种下垫面，使得计算结果更为准确。重复水量作为水资源数量调查评价中的重要指标，本次调查采用氡一维稳定流模型来确定。氡物质在示踪地下水与地表水的交互研究中具有较高的敏感性，能够反映纯水体运移与水量交换过程，采用这种方法使得重复水量计算结果更精确。

(3)水资源评价体系完善

传统水资源评价主要从水资源数量、水资源质量、水资源开发利用及其影响三个方面开展，对于生态状况关注度不够。本次调查加入水生态状况评价部分，根据邳州市水系特点选择邳州市范围内具有代表性的区域性河道、重要城区河道、重要镇中心河道和水库，参照《生态河湖状况评价规范》选取8项指标，集中式饮用水水源地水质达标率、浮游植物多样性、着生藻类多样性、水质优劣程度、植被覆盖度、岸线利用管理指数、管理保护范围划定率、综合治理程度进行评价。

4.4 模型修饰

利用倾斜摄影测量三维建模技术对水库进行实景模型构建，大多数情况下纹理映射完成后生成的模型数据可直接使用，但是由于建模主体为水库，大面积的水域会影响建模过程中同名点匹配的精度，导致在自动生产三维模型时，出现水面不平、破洞等情况，同时建筑由于遮挡原因造成拉花变形等问题。针对模型构建不完善的情况，需要进行局部纹理修饰。采用DP Modeler软件对模型进行修补操作，将拉花变形建筑物拉直、植被补洞、水面压平、边界修补。修饰完善的水库实景三维模型纹理细节表现效果良好，水系、建筑物、植被等地物要素构建效果良好，模型色彩明亮、对比度强，清晰反映了水库周边的生态状况。

4.5 专项数据库建设

已有的水资源专项调查成果由机构改革前的各部门分别进行调查和管理，数据的格式、精度、现势性等差异较大。从自然资源管理角度考虑，不需要面面俱到，全部保留，需要结合自然资源管理的实际需要，抽取部分数据的属性，构成专项数据库。参考《江苏省自然资源调查试点数据库标准(试行)》设置基础调查要素图层和专项调查要素图层，基础调查要素图层主要以“国土三调”成果为基础，保留自然资源部门所关注的位置、空间分布特性信息，包括权属、坐落等。专项调查要素图层主要以水资源评价成果为基础，保留水利部门所关注的水资源数量、质量、开发利用状况等信息，包括地表水资源量、地下水资源量、水资源总量、地表水质量、地下水质量、水生态状况、水资源承载力等。

5 结 语

水资源专项调查作为自然资源部组建后面临的一个新任务，迫切需要找到一个调查研究技术方法。本文提出“国土三调”与水利普查数据、水资源评价数据等融合，结合倾斜摄影测量技术构建水生态三维模型，并创建专项数据库承载调查评价信息的水资源专项调查路线。以邳州市水资源调查试点为例，从调查分类标准、调查监测评价指标体系、调查数据库标准三个方面进行差异性分析，探讨多技术融合水资源专项调查过程中出现的问题并提出解决对策。该技术方法为后续水资源专项调查工作开展提供技术支撑。