關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)河長制信息化建設(shè)的思考

鞠茂森

（河海大學(xué)河長制研究與培訓(xùn)中心，江蘇 南京 210098 ）

2016年12月11日，2017年12月26日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳先后出臺(tái)《關(guān)于全面推行河長制的意見》《關(guān)于在湖泊實(shí)施湖長制的指導(dǎo)意見》，河（湖）長制上升為國家行動(dòng)。水利部于2018年10月印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)河長制從“有名”到“有實(shí)”的實(shí)施意見》，2019年12月印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步強(qiáng)化河長湖長履職盡職的指導(dǎo)意見》，進(jìn)一步推動(dòng)河長制從“有名”向“有實(shí)”的轉(zhuǎn)變。河（湖）長制是解決我國復(fù)雜水問題的重大制度創(chuàng)新，也是保障國家水安全的重要舉措[1]。全國已在 2018年6月底全面建立河長制，同年年底全面建立湖長制。

河湖管理涉及多部門、多領(lǐng)域、上下游、左右岸，河（湖）長制的六大任務(wù)內(nèi)容豐富，離不開大數(shù)據(jù)，離不開信息化。為全面推行河長制，突出系統(tǒng)治理，注重依法監(jiān)管、嚴(yán)格考核，需要加強(qiáng)信息化建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)信息上傳、任務(wù)派遣、督辦考核的數(shù)字化管理。信息化作為實(shí)現(xiàn)河長制長效管控的抓手，是全面落實(shí)河長制的重要手段和具體措施[2]。河長制信息化，作為河長制推進(jìn)實(shí)施中的熱點(diǎn)問題，在建設(shè)過程中取得了一些成效，但還存在不少困難，有許多實(shí)際需求沒有真正解決，一些專家學(xué)者也進(jìn)行了不少研究和探索。本研究在參與河（湖）長制總結(jié)評(píng)估的基礎(chǔ)上，專門針對(duì)信息化建設(shè)進(jìn)行梳理和研討，全面分析河湖管理大數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容，就如何建設(shè)智慧河長系統(tǒng)，充分挖掘大數(shù)據(jù)等提出一些建議，以更好地推動(dòng)河長制信息化建設(shè)。

1 河長制信息化建設(shè)的現(xiàn)狀與問題

全國各地按照水利部《河長制湖長制管理信息系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)意見》和《河長制湖長制管理信息系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)指南》等有關(guān)文件的要求，采用不同方式積極推進(jìn)河長制信息化建設(shè)。廣東、浙江、河北、福建、上海、寧夏等省，市，自治區(qū)，均建立了省級(jí)河長制信息管理平臺(tái)，組織開發(fā)微信公眾號(hào)，實(shí)現(xiàn)河湖管理工作的部分信息化，通過建立的系統(tǒng)收集整理和發(fā)布河湖管理方面的各類信息；一些地區(qū)開展了河長制信息化的深化，例如浙江省德清縣建立了公眾護(hù)水平臺(tái)，積極引導(dǎo)社會(huì)公眾參與河長制，取得顯著效果；廣東省開發(fā)了智慧河長平臺(tái)，全面推廣河長制信息化；貴州省建立全省河湖大數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)，市縣可以直接接入使用等。

全國一大批科研院所和有關(guān)企業(yè)積極參與河長制信息化系統(tǒng)建設(shè)和軟件開發(fā)，開發(fā)了省市縣三級(jí)河長制管理平臺(tái)、河長制 App、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及河長云平臺(tái)，應(yīng)用無人機(jī)、無人船進(jìn)行巡河服務(wù)等。河海大學(xué)河長制研究與培訓(xùn)中心組織開發(fā)了河長制評(píng)估系統(tǒng)，用于全國河（湖）長制總結(jié)評(píng)估。中國水利企業(yè)協(xié)會(huì)組織開展對(duì)河長制信息化軟件的測(cè)試和評(píng)估，推薦了11項(xiàng)成熟軟件產(chǎn)品。

但是，河長制信息化的建設(shè)并不是非常順利，還存在不少問題[3]，在全國河（湖）長制總結(jié)評(píng)估中也充分反映出來，歸納起來有以下幾個(gè)方面：

1）省級(jí)河長制管理信息系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)不夠，河長制管理信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)范圍與六大任務(wù)的要求不匹配，水利系統(tǒng)下屬機(jī)構(gòu)的河長制辦公室（以下簡(jiǎn)稱河長辦）、河湖管理處及其他相關(guān)業(yè)務(wù)單位分工不明確，大部分業(yè)務(wù)停留在水利廳河長制工作處這個(gè)職能里面。不少省市縣的河長制管理信息系統(tǒng)各自開發(fā)，很少協(xié)同一致。

2）已經(jīng)建成的河長制管理信息系統(tǒng)缺少整體和協(xié)同的理念，開發(fā)的每個(gè)模塊之間缺乏有機(jī)聯(lián)系，更沒有主動(dòng)的協(xié)同；大多數(shù)系統(tǒng)處于一般信息的收集管理階段，人工填報(bào)較多，動(dòng)態(tài)管理不夠。例如，“清四亂”的過程很少有在河長制管理信息系統(tǒng)里反映出來的，一河一策的編制過程、執(zhí)行情況和監(jiān)管過程等更是很少有反映的。

3）開發(fā)的河長制管理信息系統(tǒng)中，公眾參與的內(nèi)容與實(shí)際要求也有很大距離，目前大多數(shù)系統(tǒng)停留在群眾舉報(bào)信息上，對(duì)信息的處理特別是向公眾反饋處理的結(jié)果，反饋、獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制很不夠。

4）開發(fā)的河長制管理信息系統(tǒng)中，水污染防治、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)方面的內(nèi)容涉及很少，環(huán)境治理、生態(tài)監(jiān)測(cè)和修復(fù)過程的管理幾乎沒有，案例很少。

5）開發(fā)的河長制管理信息系統(tǒng)中，很少結(jié)合管理的需求進(jìn)行模型的開發(fā)，例如如何發(fā)現(xiàn)污染、預(yù)測(cè)、溯源、預(yù)警、治理等。

6）河長制管理信息系統(tǒng)中大多設(shè)計(jì)有考核的模塊，但是很少有應(yīng)用。考核工作也沒有把平時(shí)的工作反映在河長制信息管理系統(tǒng)里，人為因素多，如何根據(jù)全年的河長制工作直接生成最終的考核結(jié)果，沒有案例。

7）已經(jīng)開發(fā)出來的河長制管理信息系統(tǒng)，河長用的少，大多數(shù)河長不用，河長辦也只是用來收集了解基本信息，與河長制六大任務(wù)的全過程管理差距甚遠(yuǎn)。

8）據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至少有 1/3 左右的河長制管理信息系統(tǒng)沒有真正全面使用，在運(yùn)行的系統(tǒng)中也只有一半的功能在應(yīng)用。很多系統(tǒng)建成后，數(shù)據(jù)來源沒有落實(shí)，例如水質(zhì)數(shù)據(jù)。各個(gè)部門之間的涉水?dāng)?shù)據(jù)如何融合，沒有真正解決。

9）政府投入不足，一些地區(qū)開發(fā)的河長制管理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)單，滿足不了河長制信息化需求。河長制信息化市場(chǎng)比較混亂，有的河長制管理信息系統(tǒng)投標(biāo)竟然1萬元中標(biāo)，明顯違背經(jīng)濟(jì)規(guī)律。

10）對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于河湖管理認(rèn)識(shí)不足，重視不夠，河長制信息化建設(shè)缺少系統(tǒng)思維。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)河長制信息化建設(shè)的思考

大數(shù)據(jù)是河長制信息化的精髓，是河湖智慧管理的靈魂，因此需要思考大數(shù)據(jù)技術(shù)如何推動(dòng)河長制的信息化建設(shè)。

2.1 河（湖）長制涉及哪些大數(shù)據(jù)？

河（湖）長制涉及的大數(shù)據(jù)至少應(yīng)該包括以下內(nèi)容：

1）河流湖泊大數(shù)據(jù)。涉及成千上萬的河流湖泊的一河一檔，一湖一檔，一河一策，一湖一策，以及參與編制的主體，還有河流湖泊的問題、責(zé)任、目標(biāo)、任務(wù)、措施等清單。

2）河長湖長大數(shù)據(jù)。涉及120多萬位河長湖長，包括職務(wù)、年齡、學(xué)歷、知識(shí)、履職、行為等，加上面廣量大的民間河長體系，如企業(yè)河長、志愿者、專家河長等。

3）河湖生態(tài)環(huán)境修復(fù)大數(shù)據(jù)。河湖生態(tài)環(huán)境修復(fù)大數(shù)據(jù)涉及河湖存在的問題，污染的來源，修復(fù)的技術(shù)，治理的成本、進(jìn)度、質(zhì)量、效果評(píng)估，生態(tài)修復(fù)的全生命周期管理等；生態(tài)河湖指標(biāo)涉及水量、水質(zhì)、水生態(tài)、岸線、水生植物動(dòng)物等數(shù)據(jù)。

4）河湖管理智慧云服務(wù)。涉及河湖管理的體制機(jī)制，以及互聯(lián)網(wǎng)、3S、遠(yuǎn)程監(jiān)控、人工智能等技術(shù)應(yīng)用。

5）社會(huì)參與大數(shù)據(jù)。涉及社會(huì)各界的參與，各部門的協(xié)調(diào)和聯(lián)防聯(lián)控，民間河長的選擇、背景調(diào)查、參與護(hù)河的記錄，公眾信息的收集和反饋等。

6）河長智庫大數(shù)據(jù)。建立河長智庫，服務(wù)河（湖）長制的推行，涉及河長制知識(shí)庫、技術(shù)庫、專家?guī)?、企業(yè)庫，以及河長培訓(xùn)平臺(tái)等。

2.2 如何建立智慧河長系統(tǒng)？

許多河長信息化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)缺少整體和協(xié)同的理念，河長系統(tǒng)基本上由若干個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊完成各自的功能，模塊之間沒有有機(jī)的關(guān)系，更沒有應(yīng)有的聯(lián)動(dòng)和主動(dòng)的協(xié)同，無法完成智慧河長信息化功能。因此河長制信息化平臺(tái)的核心應(yīng)該是建立智慧河長系統(tǒng)，讓河長可以通過平臺(tái)實(shí)時(shí)了解河湖信息，及時(shí)處理河湖存在的問題，智慧進(jìn)行河湖管控[4]。

建立智慧河長系統(tǒng)，建議做到如下幾點(diǎn)：

1）結(jié)合各地實(shí)際，在全國水利一張圖的基礎(chǔ)上，開發(fā)當(dāng)?shù)氐闹腔酆娱L一張圖，提供以圖知水、以圖治水的河長制信息化系統(tǒng)；條件允許的地區(qū)可以建立三維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快速瀏覽，直觀可見。

2）做好頂層設(shè)計(jì)，按照國家政策要求，結(jié)合所在省市縣區(qū)的河湖管理的體制機(jī)制和考核要求，充分利用地理信息、太陽能水質(zhì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立河湖數(shù)字化管理系統(tǒng)和智慧河湖管理平臺(tái)。

3）平臺(tái)建設(shè)后，運(yùn)用衛(wèi)星、遙感、無人機(jī)、無人船等方式對(duì)區(qū)域內(nèi)所有河道及湖泊開展分類分級(jí)全覆蓋巡查，建立空天地一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌握水情，迅速反饋問題，推動(dòng)長效管理。面向各級(jí)河長、河長辦及社會(huì)公眾等，提供差異化、精準(zhǔn)化、智慧化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“河湖數(shù)字化、管理精細(xì)化、巡查標(biāo)準(zhǔn)化、考核指標(biāo)化”的目標(biāo)。

2.3 如何充分挖掘大數(shù)據(jù)？

智慧河長系統(tǒng)應(yīng)該通過數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析，為用戶提供實(shí)質(zhì)性服務(wù)，這樣才能大大提高工作效率。只有整合海量、復(fù)雜的各類信息孤島數(shù)據(jù)，才能發(fā)現(xiàn)知識(shí)，提升智能，創(chuàng)造價(jià)值，最大限度地挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，為河（湖）長制信息化平臺(tái)的建立提供數(shù)據(jù)支撐，通過數(shù)據(jù)的共享和大數(shù)據(jù)分析，動(dòng)態(tài)地提供河（湖）長制的各項(xiàng)業(yè)務(wù)服務(wù)。這樣的河（湖）長制信息化系統(tǒng)可以大大提高工作效率和水平，為河長、湖長管理河湖做好服務(wù)[5]。

通過河長制信息化平臺(tái)獲得統(tǒng)一數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過系統(tǒng)準(zhǔn)確提醒用戶實(shí)現(xiàn)及時(shí)自動(dòng)采集，并能主動(dòng)通過大數(shù)據(jù)分析提供各類事件的預(yù)警和報(bào)警服務(wù)，以給出決策支持。例如，結(jié)合防洪預(yù)報(bào)預(yù)警、污染遷移擴(kuò)散、無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格水環(huán)境等模型，形成涉及水資源、水環(huán)境、水生態(tài)多方面的智能分析，提升水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力，為河長決策提供科學(xué)方案。

將帶有時(shí)空信息的多源數(shù)據(jù)匯聚在一個(gè)平臺(tái)上，利用這些跨行業(yè)、層級(jí)的大數(shù)據(jù)源，輔以遙感解譯技術(shù)與水專業(yè)模型成果的應(yīng)用，將河長制管理向智慧化推進(jìn)。相關(guān)的模型應(yīng)該具有技術(shù)指標(biāo)，成果可考核，功能可擴(kuò)充。模型的運(yùn)行可以是定時(shí)或者隨機(jī)在線，適時(shí)給出相關(guān)的分析預(yù)測(cè)河湖趨勢(shì)，供用戶參考。例如，巡查成果可視化展示可以呈現(xiàn)污染源、整治工程、土地利用、污染管網(wǎng)等分布圖，各類專題圖等結(jié)合智慧河長分析成果，形象直觀地生成河湖健康狀況評(píng)價(jià)與一河（湖）一策方案，將智慧河長一張圖平臺(tái)建設(shè)為河湖健康監(jiān)控預(yù)警，以及水資源、水環(huán)境、水生態(tài)監(jiān)督管理與綜合決策的平臺(tái)?？己四K應(yīng)該可以利用系統(tǒng)大數(shù)據(jù)，主動(dòng)實(shí)現(xiàn)平時(shí)的工作考核，及時(shí)指出存在的問題和差距，記錄改進(jìn)的過程，年終直接進(jìn)行打分評(píng)估。

3 河長制信息化建設(shè)的案例

3.1 廣東智慧河長工作平臺(tái)

廣東智慧河長工作平臺(tái)是廣東省組織開發(fā)的智慧河長平臺(tái)，基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為各級(jí)河長、河長辦和公眾提供智慧服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

1）打通河長與公眾、上下級(jí)河長、河長辦工作人員、成員單位之間的聯(lián)系渠道，鏈接 1.5 萬個(gè)河長制相關(guān)部門，覆蓋全省五級(jí)河長體系；

2）辦公全過程留痕，可監(jiān)督統(tǒng)計(jì)考核下級(jí)河長工作開展情況，回溯管理；

3）不同對(duì)象實(shí)施差異化、精準(zhǔn)化的服務(wù)；

4）各級(jí)河長或職能部門可以與公眾實(shí)時(shí)互動(dòng)，目前已有5萬人加入平臺(tái)；

5）信息實(shí)時(shí)上傳下達(dá)，避免了層層簽字走流程；

6）延續(xù)微信的用戶操作體驗(yàn)，同時(shí)適應(yīng)多種手機(jī)系統(tǒng)，可滿足十幾萬用戶同時(shí)在線訪問。

3.2 德清公眾護(hù)水平臺(tái)

浙江省德清縣建立河長信息化工作平臺(tái)，在引導(dǎo)社會(huì)參與方面專門開發(fā)了以公眾護(hù)水為主要內(nèi)容的生態(tài)綠幣獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)，即德清公眾護(hù)水平臺(tái)。

護(hù)水平臺(tái)具體工作流程如下：掃描二維碼，進(jìn)入“德清公眾護(hù)水平臺(tái)”，系統(tǒng)即可顯示周圍1km2范圍內(nèi)的巡河任務(wù)；點(diǎn)擊巡河說明模塊，了解巡河內(nèi)容；公眾在網(wǎng)上搶巡河任務(wù)單；搶到巡河任務(wù)單，循著平臺(tái)上的 GPS 定位和路線，沿河查看，按要求拍照，填寫并提交巡河報(bào)告；平臺(tái)按照公眾完成的巡河工作量獎(jiǎng)勵(lì)生態(tài)綠幣。

生態(tài)綠幣是一種虛擬貨幣，具有以下特點(diǎn)：1）在公眾和企業(yè)參與生態(tài)保護(hù)的獎(jiǎng)勵(lì)平臺(tái) App 端的綠幣商城中可以查看兌換的商品；2）企業(yè)參與獎(jiǎng)品設(shè)置，平臺(tái)覆蓋的公眾面非常廣，商業(yè)價(jià)值也很高；3）除了展示兌換功能外，綠幣商城還可以提供跳轉(zhuǎn)購買；4）可以零成本完成平臺(tái)激勵(lì)，作為一個(gè)政府重點(diǎn)推介的公眾 App，每天有大量用戶登錄，使用其巡河，因此護(hù)水平臺(tái)本身也具有一定的商業(yè)價(jià)值，將護(hù)水平臺(tái)的激勵(lì)機(jī)制與企業(yè)的商業(yè)宣傳結(jié)合起來，可以填充獎(jiǎng)品庫；5）生態(tài)綠幣的獎(jiǎng)勵(lì)與銀行信用對(duì)接，推動(dòng)綠色銀行信用貸助力治水河長。

超過6萬個(gè)用戶在護(hù)水平臺(tái)領(lǐng)取任務(wù)，完成護(hù)水任務(wù)，并且上傳巡河報(bào)告。護(hù)水平臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)巡河報(bào)告中的綜合評(píng)分、分項(xiàng)選擇等信息，匯集成為巡河報(bào)告大數(shù)據(jù)；根據(jù)護(hù)水平臺(tái)基礎(chǔ)信息，結(jié)合用戶的信用和專職河長的評(píng)價(jià)等信息進(jìn)行綜合分析，智能給出水體狀況評(píng)價(jià)；統(tǒng)計(jì)信息分級(jí)提供給相關(guān)河長，給出行動(dòng)建議，分派治水任務(wù)；進(jìn)行督查結(jié)果反饋。

公眾護(hù)水智能平臺(tái)的建設(shè)，充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了資源共享和信息公開，鼓勵(lì)社會(huì)公眾參與，使得河湖治理成為一個(gè)政府引導(dǎo)下的多元化主體參與的公共事務(wù)。德清的案例值得學(xué)習(xí)和借鑒，是未來河長制信息化、社會(huì)化的方向。

3.3 全國湖泊富營養(yǎng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)

運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，相關(guān)科研院所聯(lián)合有關(guān)企業(yè)建立全國湖泊富營養(yǎng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)），可實(shí)時(shí)了解湖泊生態(tài)環(huán)境狀況，為推動(dòng)湖長制提供科學(xué)決策。

監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)利用多顆極軌衛(wèi)星每天最高可獲取1次數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)一湖一算法，不同時(shí)期不同算法，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并反演出水質(zhì)數(shù)據(jù)及藻華信息，可監(jiān)測(cè)懸浮物、葉綠素 a、透明度、總磷、總氮、COD、BOD、可溶性有機(jī)物、水溫、水生植物分布最多10個(gè)指標(biāo)。平臺(tái)使用高分辨率衛(wèi)星，可以獲取成千上萬的點(diǎn)源水質(zhì)數(shù)據(jù)，匯集成面源信息。

監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)每天獲取1次數(shù)據(jù)，可以了解湖庫的時(shí)空變化，利用大數(shù)據(jù)分析，便于對(duì)全湖進(jìn)行判斷，遠(yuǎn)勝于常規(guī)人工點(diǎn)檢。

監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)基于 ArcGIS 技術(shù)開發(fā)，登陸網(wǎng)頁可便捷查看，不受地域約束。一方面，監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)湖庫覆蓋面廣，監(jiān)測(cè)頻率高，精度高，可為湖庫發(fā)展演變規(guī)律的研究提供有力支撐；另一方面，監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)能與藍(lán)藻及富營養(yǎng)化治理的整裝成套設(shè)備緊密結(jié)合，為科學(xué)有效的防控治理方案提供有力依據(jù)。

4 結(jié)語

全面推行河（湖）長制是破解我國新老水問題，保障國家水安全的戰(zhàn)略舉措，是維護(hù)河湖健康生命，實(shí)現(xiàn)河湖功能永續(xù)利用的重大制度創(chuàng)新。

河湖管理和保護(hù)任務(wù)艱巨，需要強(qiáng)大的科技支撐，需要推進(jìn)信息化建設(shè)，建立長效管理機(jī)制，為全面推行河長制提供有效的數(shù)據(jù)支撐。河（湖）長制六大任務(wù)的實(shí)施，涉及河湖管理方面的許多大數(shù)據(jù)，都需要整合現(xiàn)有各種基礎(chǔ)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和監(jiān)督的數(shù)據(jù)，匯集其他行業(yè)和社會(huì)監(jiān)督的數(shù)據(jù)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，主動(dòng)對(duì)河湖的狀況進(jìn)行綜合分析，對(duì)河湖的問題實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)治理，對(duì)河湖的管理進(jìn)行有效監(jiān)管，從而建設(shè)符合實(shí)際需求的河長制一體化解決方案，提高河長工作效率。但是，河長制信息化的推進(jìn)過程中，如何實(shí)現(xiàn)政府有關(guān)部門數(shù)據(jù)的共建共享，仍是需要加以研究和解決的問題[6]。