河南省水土保持綜合治理與效益評價系統(tǒng)設計

何明月，李君宇，馬松增，張顥文，盧寧

（1.河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 450000；2.鄭州大學管理工程學院，河南 鄭州 450000；3.河南省水土保持監(jiān)測總站，河南 鄭州 450000）

0 引言

水土保持綜合治理與效益評價系統(tǒng)是河南省水土保持信息化平臺建設的重要內(nèi)容之一，是全省水土保持信息化工作的重要組成部分。該系統(tǒng)以水土保持綜合治理工程為基本管理單元，實現(xiàn)水土保持治理工程全周期的信息化、精細化管理，以期規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設管理行為，提高行政管理部門的監(jiān)管效率和能力。

1 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)基于GIS平臺開發(fā)，實現(xiàn)水土保持綜合治理工程的前期管理、計劃管理、施工管理、項目檢查、項目驗收、示范工程創(chuàng)建等全過程管理，支持對規(guī)劃設計、在建工程、竣工驗收等成果進行精細化圖斑復核，提高治理工程成果質(zhì)量。支持淤地壩工程的實時監(jiān)測、預警、巡查等專題管理，滿足行政管理部門、監(jiān)測站管理人員、巡查人員等不同用戶的使用需求，全面提高水土保持工程項目管理信息化水平。

2 系統(tǒng)總體設計

水土保持綜合治理與效益評價系統(tǒng)主要包括重點工程綜合治理、示范工程創(chuàng)建管理、淤地壩數(shù)據(jù)管理、重點防治區(qū)管理四個子系統(tǒng)和綜合治理效益評價模型。系統(tǒng)以小流域為單元，按流域和行政兩種空間邏輯進行一體化協(xié)同管理，以項目、項目區(qū)、小流域三級空間分布，將小流域現(xiàn)狀和治理措施落實到地塊，實現(xiàn)小流域綜合治理的精細化管理，滿足不同層次水土保持部門對項目規(guī)劃設計、實施管理、檢查驗收、效益評價等信息進行上報、管理與分析的需要，規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設管理行為，提高管理效率和水平。系統(tǒng)總體設計圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設計圖

3 系統(tǒng)功能設計

3.1 重點工程綜合治理子系統(tǒng)

重點工程綜合治理子系統(tǒng)主要為國家、流域、省、市、縣五級用戶提供治理過程中項目的規(guī)劃設計、計劃管理、方案上報、施工過程、項目檢查、項目驗收等信息的同步、上報、審核，以及對于規(guī)劃設計、在建項目、竣工驗收等過程的成果進行復核，實現(xiàn)對治理工程項目的全生命周期過程管理。

重點工程綜合治理子系統(tǒng)主要包括項目管理和信息化監(jiān)管兩個功能模塊。

3.1.1 項目管理模塊

項目管理模塊主要包括綜合信息、前期管理、施工管理、檢查驗收、綜合檢查、統(tǒng)計報表六個子模塊。

3.1.1.1 綜合信息子模塊

主要提供綜合治理項目信息總覽，可以以項目區(qū)名、監(jiān)管年份、項目市縣等條件，快速查詢定位相關治理工程，并以圖表方式直觀展示治理工程措施布局的分布、類型、項目區(qū)邊界、數(shù)量以及項目過程屬性信息等。

3.1.1.2 前期管理子模塊

主要實現(xiàn)重點治理工程的國家規(guī)劃、省縣規(guī)劃分解、國家計劃、省級計劃、計劃分解、前期相關文檔、項目儲備等前期管理過程中涉及的相關文檔信息的上報、審核、管理、查詢等功能。主要包括國家規(guī)劃、省縣規(guī)劃、項目措施、措施定義、實施方案、前期文檔、項目儲備、國家計劃、計劃分解、省級計劃、項目區(qū)計劃十一個功能。

3.1.1.3 施工管理子模塊

主要實現(xiàn)項目施工過程中的招標準備、招標結(jié)果信息、項目委托信息、村民自建信息、項目開工信息、月進度信息、項目完工信息的過程信息上報、審核、管理、查詢等功能。主要包括招標準備、招標信息、委托信息、村民自建、開工信息、月進度信息、完工信息七個功能。

3.1.1.4 檢查驗收子模塊

主要實現(xiàn)項目實施過程中的項目檢查，項目驗收準備材料、項目驗收等信息的上報、審核、管理、查詢等功能。主要包括項目檢查、驗收準備、項目驗收三個功能。

3.1.1.5 綜合檢查子模塊

主要實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的治理工程項目的檢查信息統(tǒng)計、查詢、展示等功能。

3.1.1.6 統(tǒng)計報表子模塊

主要實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的重點治理工程的項目進度、項目儲備、資金整合等信息的上報、審核、管理、查詢，提供自定義報表編輯功能以滿足用戶需求，統(tǒng)計提供區(qū)域內(nèi)治理工程的各類工程措施統(tǒng)計查詢等。主要包括進度總表、進度分縣表、項目儲備總表、資金整合總表、資金整合分縣表五個功能。

3.1.2信息化監(jiān)管模塊

信息化監(jiān)管模塊主要是實現(xiàn)對治理工程項目的規(guī)劃、建設、竣工、效果四個階段的監(jiān)管，利用衛(wèi)星遙感、無人機航攝等技術手段，實現(xiàn)對項目區(qū)的措施布局解譯，復核措施布局的合理性、符合性、完成率、合格率等信息，保證項目治理工程質(zhì)量，評估項目治理效果。

信息化監(jiān)管模塊主要包括規(guī)劃設計復核、在建項目核查、竣工項目抽查、實施效果評估四個子模塊。

3.1.2.1 規(guī)劃設計復核子模塊

實現(xiàn)對前期規(guī)劃的工程措施布局的合理性進行復核，提供規(guī)劃設計措施布局的查詢、復核的解譯標志、解譯圖斑、措施復核結(jié)果以及現(xiàn)場抽查驗證結(jié)果等信息的查詢、管理等功能。主要包括措施布局、解譯標志、解譯圖斑、措施復核、抽查驗證五個功能。

3.1.2.2 在建項目核查子模塊

實現(xiàn)對在建項目的工程措施信息進行核查，確定項目施工的措施是否與設計措施一致，是否按照要求的邊界進行實施，提供核查的解譯標志、解譯圖斑、復核措施結(jié)果等信息的錄入、查詢、管理等功能。主要包括解譯標志、圖斑核查、圖斑矢量化三個功能。

3.1.2.3 竣工項目抽查子模塊

實現(xiàn)對竣工驗收的項目進行抽查，確定驗收的質(zhì)量合格情況、措施完成情況、措施符合情況，提供竣工抽查的解譯標志、圖斑抽查、圖斑矢量化等信息錄入、查詢、管理，同時提供對抽查結(jié)果分析、計算等功能。主要包括解譯標志、圖斑抽查、圖斑矢量化、抽查結(jié)果分析四個功能。

3.1.2.4 實施效果評估子模塊

實現(xiàn)對治理工程的實施效果進行對比分析，提供包括水土流失治理度、水土保持措施保存率、林草植被覆蓋情況、水土流失消長情況等年度效果對比分析，包括年度分類效果信息錄入、查詢、管理等功能。主要包括解譯標志、水土保持圖斑、水土保持措施、實施效果評估四個功能。

3.2 示范工程創(chuàng)建管理子系統(tǒng)

實現(xiàn)生態(tài)文明清潔小流域、生態(tài)村、科技生態(tài)園示范工程等信息的采集管理、展示統(tǒng)計。管理示范工程生態(tài)治理、保護措施數(shù)據(jù)以及管理機構(gòu)、設施、人員等信息。按照水土保持生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設示范工程的檢查考核、日常管理和變更等信息進行管理、提高水土保持生態(tài)文明建設管理水平。

示范工程創(chuàng)建管理子系統(tǒng)主要包括申報管理、考核評估、日常管理、變更四個功能模塊。

申報管理模塊：實現(xiàn)生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設示范工程的申報、受理、審核、批復等工作的網(wǎng)絡化操作管理。

考核評估模塊：按照水土保持生態(tài)文明建設的要求，對生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設示范工程的考核評估信息進行動態(tài)管理。

日常管理模塊：管理示范工程生態(tài)治理、保護措施數(shù)據(jù)以及管理機構(gòu)、設施、人員等信息。實現(xiàn)在地圖上直觀地展示生態(tài)清潔小流域數(shù)量、空間分布、基礎信息及每條小流域內(nèi)各項治理措施的位置、范圍及其屬性信息。同時，可以通過組合條件進行查詢檢索，并支持對檢索結(jié)果空間及圖表的聯(lián)動展示。提供對示范工程生態(tài)治理、保護措施數(shù)據(jù)以及管理機構(gòu)、設施、人員等信息的維護功能。

變更模塊：對生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設示范工程的變更信息進行動態(tài)管理，包括檢索、維護等功能?？梢酝ㄟ^組合條件進行查詢檢索，按行政區(qū)劃（全市、各區(qū)縣）查詢、按從屬項目類型查詢、按變更日期查詢。

3.3 淤地壩數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

淤地壩數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)包括淤地壩安全監(jiān)測與基礎數(shù)據(jù)管理兩個模塊，接入淤地壩實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計計算分析大壩安全情況，對于超預警位移、雨量、水位等進行預警。

淤地壩安全監(jiān)測模塊。在一張圖上匯總實時顯示淤地壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括變形、位移、應力、水位、雨量等信息。實現(xiàn)淤地壩預警功能。根據(jù)系統(tǒng)中預先設定的預警指標，當系統(tǒng)判定達到閾值以后發(fā)出提示信息，以短信、屏幕報警或聲光報警等方式發(fā)出告警信息并支持手機短信方式收發(fā)預警信息。通過提取淤地壩的實時水位、雨量、現(xiàn)場照片、堤壩地理位置、周圍環(huán)境和應急預案等資料信息，為防汛抗旱應急指揮提供支持。

淤地壩基礎數(shù)據(jù)管理模塊。實現(xiàn)對全省所有淤地壩的基礎數(shù)據(jù)信息進行管理，并對所有淤地壩建立檔案，包括建設時間、出現(xiàn)問題、生產(chǎn)加固情況、整改情況和監(jiān)督檢查意見等信息。實現(xiàn)淤地壩基礎數(shù)據(jù)的管理，管理其圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。支持新增、刪除、信息更新、檢索等操作。實現(xiàn)對淤地壩的圖片、視頻信息的管理功能，包括圖片和視頻的上傳，更新、保存等功能。

3.4 重點防治區(qū)管理子系統(tǒng)

對水土流失重點預防保護區(qū)和重點治理區(qū)劃分成果實行圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化綜合管理，實現(xiàn)重點防治區(qū)劃類型、面積、分布等信息的快速查詢檢索、瀏覽顯示和成果打印輸出，實現(xiàn)重點防治區(qū)信息的實時更新和維護，同時支撐重點防治區(qū)變更管理工作，深入推進水土保持重點防治區(qū)管理政策和制度的落實。

系統(tǒng)提供根據(jù)區(qū)劃名稱、區(qū)劃類型（重點治理區(qū)、重點預防區(qū)）、面積、分布情況等進行檢索，檢索成果以圖表方式展示；系統(tǒng)提供根據(jù)查詢條件，展示所選條件下的成果內(nèi)容，展示成果內(nèi)容包括重點治理區(qū)和預防區(qū)分布圖、土地利用圖表、林草植被覆蓋度圖表等。系統(tǒng)提供對展示的成果進行打印，包括重點治理區(qū)和預防區(qū)分布圖、土地利用圖表、林草植被覆蓋度圖表等；系統(tǒng)提供對土地利用、林草植被覆蓋度等數(shù)據(jù)進行更新，可以批量更改，批量更改需遵循模板格式。

3.5 綜合治理效益評價模型

構(gòu)建適用于河南省小流域綜合治理效益評價模型，以小流域綜合治理圖斑為計算單元，利用治理圖斑治理前后坡長、坡度、植被覆蓋度等數(shù)據(jù)作為計算數(shù)據(jù)源，量化計算出小流域綜合治理工程治理效益，為監(jiān)督檢查、項目驗收、績效評價和后續(xù)小流域綜合治理工程選址、措施布設、綜合治理工作績效評價提供參考和依據(jù)。效益評價模型主要考慮生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益這三方面的綜合效益。

生態(tài)效益是通過對流域或區(qū)域的之別種類、植被覆蓋率、土地利用率、改善土壤物理化學性質(zhì)、改善小氣候等指標，在不同治理措施配置、不同程度情況下的變化過程分析。

經(jīng)濟效益評價是通過對流域或區(qū)域的糧食產(chǎn)出水平、人均產(chǎn)值、人均收入、促進退耕還林還草的面積指標，應用投入產(chǎn)出模型、影子價格等方法進行經(jīng)濟效益評價。

社會效益評價是通過對流域或區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展狀況、土地生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率、土地利用結(jié)構(gòu)、農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、環(huán)境容量、恩格爾系數(shù)、人均醫(yī)療資源占有比率、道路網(wǎng)密度等指標的統(tǒng)計分析，進行社會效益評價。

4 業(yè)務流程設計

4.1 綜合治理項目規(guī)劃設計

采用地理信息系統(tǒng)技術，按照批準的水土保持綜合治理實施方案和下達的年度任務，以小流域為基礎，以地塊為作業(yè)設計單元，將水土保持治理措施落實到電子地塊圖斑上，完成繪制以地形圖為底圖的小流域水土保持措施布局圖、典型水土保持措施模式圖和設計圖等，實現(xiàn)綜合治理項目水土保持措施類型、數(shù)量和分布的統(tǒng)計和報表輸出，提升綜合治理項目規(guī)劃設計的信息化水平，提高規(guī)劃設計的質(zhì)量和效率。

4.2 綜合治理項目實施管理

對項目規(guī)劃、可行性研究報告、小流域初步設計等信息的全面管理，并實現(xiàn)以小流域為單元，按流域和行政兩種管理邏輯對綜合治理項目進行系統(tǒng)化查詢、檢索。項目進度管理主要實現(xiàn)各類水土保持措施完成情況、建設質(zhì)量等進行監(jiān)控和統(tǒng)計，確保項目按期完成。項目檢查驗收管理主要通過與項目設計情況的自動化對比，完成項目檢查、驗收等環(huán)節(jié)工作。

4.3 綜合治理情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計

對各級項目管理部門，實現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)技術的全域范圍內(nèi)水土保持綜合治理項目顯示，實現(xiàn)按項目、項目類型、實施年度、治理措施等進行查詢和統(tǒng)計，自動生成統(tǒng)計圖表。數(shù)據(jù)統(tǒng)計既能反映一個項目的治理情況，也能打破項目界限按不同措施或年度進行統(tǒng)計，統(tǒng)計信息能自動存入相應數(shù)據(jù)庫。

4.4 系統(tǒng)用戶管理

系統(tǒng)用戶包括河南省水利廳用戶、水土保持監(jiān)測站網(wǎng)用戶、生產(chǎn)建設項目參建單位用戶、技術支撐單位等，實現(xiàn)水土保持創(chuàng)建工作、重點防治區(qū)管理、重點工程綜合管理、淤地壩數(shù)據(jù)管理、綜合治理項目視頻監(jiān)控、水土保持治理考核評估等業(yè)務功能，以滿足不同層次水土保持部門對重點工程綜合治理的不同需求，以期規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設管理行為，提高管理效率和水平。

5 結(jié)語

河南省水土保持綜合治理與效益評價系統(tǒng)是全省水土保持信息化工作的重要組成部分，該系統(tǒng)經(jīng)過運行管理，無論是對行政管理用戶，還是對參建單位、監(jiān)測用戶，使用起來更加簡潔、方便，工作效率大幅提升，真正實現(xiàn)了“水利工程補短板，水利行業(yè)強監(jiān)管”的目標。