2022年7月水利部出臺《母親河復蘇行動方案(2022—2025年)》,組織開展母親河復蘇行動,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,強化綜合治理、系統治理、源頭治理,分級負責,一河(湖)一策,復蘇河湖生態環境。2024年水利部組織制定了《加快推進母親河復蘇行動實施方案(2024年)》,強調2024年是推進母親河復蘇行動的攻堅之年,提出要逐河(湖)檢視和完善母親河復蘇目標,科學合理確定復蘇標準,逐步恢復母親河原本健康狀態,實現季節性河流恢復季節性有水、常年流水河流恢復全年有水、湖泊生態水位有效保障。到2025年,實現斷流河流基本恢復全線貫通、湖泊生態水位得到有效保障,大江大河、海河流域河流以及跨省河流、省級河流要率先實現復蘇行動目標。
衛星遙感技術作為先進的信息采集方式之一,彌補了傳統監測手段的不足,為母親河復蘇成效監測提供了強有力的抓手。傳統河湖復蘇監測依托水文監測數據,受限于水文站點分布不均、水文數據有限、地面觀測數據不易得到,無法有效評價河湖復蘇成效。近年來,遙感技術迅速發展,大范圍、低成本、長時序的優勢使其逐漸應用于河湖生態環境監管,利用遙感影像提取河流水面面積,判斷斷流河段位置,并通過長期監測可以得到河流的分布情況及變化規律,從而為評估母親河復蘇成效提供重要的科學依據。我國航天事業的快速發展為母親河復蘇遙感監測提供了重要的數據支撐,國家主導的高分系列衛星、資源系列衛星、環境系列衛星,以及民用的“北京”系列、“高景一號”衛星星座、“吉林一號”衛星星座等數據,可以針對重點區域河流開展高頻觀測,為母親河復蘇遙感常態化監測提供了重要保障。
遙感分析方法
遙感監測范圍為納入《母親河復蘇行動河湖名單(2022—2025年)》中的88條(個)河湖。
遙感影像選取,以Google Earth Engine、AI Earth、PIE-Engine等遙感云服務平臺為主要遙感數據獲取來源,使用Sentinel l/2、Landsat 8/9等遙感數據集進行分析。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、中巴衛星等高空間分辨率遙感數據。由于氣象條件、影像分辨率等限制因素,無法獲取有效衛星遙感影像的地區,采用無人機航拍結合外業核查等多種形式補充監測。
河湖分類與遙感監測指標選取,根據收集到的信息,結合行業專家和水行政主管部門意見,按照季節性河流、常年流水河流、湖泊等類型進行分類,確定相應的遙感監測分析指標。
▲遙感監測分析指標
遙感監測技術流程,為科學準確評估88條(個)河湖的復蘇成效,以1個月為周期監測河湖的變化情況,利用遙感監測手段進行水體常態化監測。在此基礎上,對于有生態補水計劃的河湖,在補水前后分別開展遙感監測,評估生態補水效果。遙感監測技術流程主要包括:遙感影像預處理(正射校正、影像融合、影像裁剪等)、水體指數(NDWI、MNDWI、NDSI)計算和閾值選取、水面提取和面積計算、結果質量檢查與問題處理。
▲河湖遙感監測技術流程
母親河復蘇總體情況,按照《加快推進母親河復蘇行動實施方案(2024年)》要求,各地加快推進母親河復蘇行動各項任務措施。2024年年初以來,針對88條(個)河湖實施了加大生態流量泄放、生態補水、水系連通與河湖治理等措施,復蘇行動總體取得積極成效。
母親河復蘇行動實施以來,根據遙感監測分析,在復蘇行動前(2021年4月),88條(個)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個湖泊水面面積390km2,88條(個)河湖總水面面積1137km2。復蘇行動實施后(2024年4月),88條(個)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個湖泊水面面積417km2,88條(個)河湖總水面面積1348km2。總體分析,在復蘇行動前后,88條(個)河湖有水河長增加756km、水面面積增加211km2。
▲母親河復蘇行動實施前后河湖情況對比
根據遙感監測分析,2024年5月份實現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定。總體分析,88條(個)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。
流域母親河復蘇情況,88條(個)河湖中,位于海河區的河湖數量最多,位于長江區、黃河區的次之,西南諸河區最少。以復蘇前后2021年和2024年同期的4月份進行對比,長江區的16條河流,復蘇行動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;黃河區的11條河流,復蘇行動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;海河區的38條河流,復蘇行動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;淮河區的8條河流,復蘇行動后河流有水河長和水面面積分別增加3.5km和5.3km2;遼河區的2條河流,復蘇行動后河流有水河長和水面面積分別增加47.8km和3.8km2;松花江區的4條河流,復蘇行動后河流有水河長和水面面積分別增加5.4km和10.6km2;西北諸河區的9條河流,復蘇行動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;西南諸河區的2條河流,復蘇行動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,與母親河復蘇行動前的2021年4月相比,在有水河長和水面面積恢復方面,海河區、西北諸河區和遼河區的河流復蘇成效較為顯著。
▲各水資源一級區母親河復蘇情況
重點河湖復蘇情況:華北區域河湖,遙感監測表明,永定河、京杭運河(衛運河、南運河、小運河)、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,實施復蘇行動后,白洋淀同期水面面積增加12.03km2,增加了12.5%。
▲永定河復蘇行動實施前后遙感監測情況對比
▲白洋淀復蘇行動實施前后遙感監測情況對比
重要跨省河流:母親河復蘇行動中有漳河、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。遙感監測表明,復蘇行動前,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),復蘇行動后,目前漳河和灤河實現貫通,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,在復蘇行動前已經貫通的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。
▲漳河復蘇行動實施前后遙感監測情況對比
▲重要跨省河流復蘇情況
西遼河干流:為貫徹落實西遼河流域量水而行和水生態保護與修復工作,在水利部的統一部署下,自2020年起實施西遼河流域水量統一調度工作。為了分析河流復蘇成效,對實施調度前的2019年4月與實施調度后的2024年4月遙感影像進行專題解譯。遙感監測表明,西遼河干流(吉林段)在調度前后均保持貫通狀態,實施復蘇行動后水面面積增加0.1km2,西遼河干流(內蒙古段)在復蘇行動后水面面積相較于復蘇行動前(2019年4月)增加3.8km2,有水河長增加47.8km。
▲西遼河干流(內蒙古段)復蘇前后遙感監測情況對比
結論與建議
開展母親河復蘇行動,讓斷流河流貫通起來,把萎縮湖泊恢復起來,是生態文明建設的必然要求,是水利高質量發展的重要路徑,是建設幸福河湖的具體行動。遙感監測工作彌補了傳統監測手段的不足,為母親河復蘇行動實施與監管提供了有力的技術支撐。遙感監測成果表明,母親河復蘇行動總體取得積極成效。
遙感技術已成為母親河復蘇行動監督監測的重要抓手,開展88條(個)河湖遙感常態化監測,聚焦河湖復蘇行動實施成效動態跟蹤,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域,評估河湖復蘇成效,形成斷流問題線索清單和月度報告,督促各省市落實整改。遙感監測技術為強化水資源保護與監管、復蘇河湖生態環境、維護河湖健康生命及促進人水和諧提供有效技術支撐。
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