城市水土保持信息化發(fā)展探討
——以深圳市福田區(qū)為例

李龍香，林潤(rùn)發(fā)，冷東海，陳有超，林嘉盛

(1.深圳市深水水務(wù)咨詢有限公司，廣東 深圳 518000； 2.深圳市福田區(qū)水務(wù)局，廣東 深圳 518000)

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成前所未有的破壞。1995年我國(guó)首次提出開展城市水土保持工作[1-2]。經(jīng)過20多年的探索與實(shí)踐，我國(guó)城市水土保持工作由全面防治轉(zhuǎn)向信息化發(fā)展。深圳市是城市水土保持工作的典型代表——福田區(qū)，作為深圳市中心城區(qū)，在水土保持信息化方面先行先試，取得了明顯成效。

1 深圳市水土保持工作概況

因城市快速發(fā)展，深圳市的城市水土流失問題在我國(guó)具有典型代表性[3]。1995年后，深圳市基于提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力、建設(shè)高品位生態(tài)城市的發(fā)展戰(zhàn)略，將城市水土保持工作納入建設(shè)園林式、花園式城市的總體部署，不斷加大城市水土保持工作投入。深圳市城市水土保持工作可分為大規(guī)模水土流失治理、裸露山體缺口生態(tài)治理、小流域綜合治理3個(gè)階段。1995—2000年為大規(guī)模水土流失治理階段，累計(jì)治理水土流失面積132.3 km2，水土流失量由每年411萬(wàn)t下降至100萬(wàn)t以下，有效遏制了全市大面積水土流失的局面。2001—2004年為裸露山體缺口生態(tài)治理階段，共完成重點(diǎn)裸露山體缺口專項(xiàng)治理215個(gè)，治理面積7.46 km2，打造了雷公山、鹽田港、大南山北遺留邊坡等一批亮點(diǎn)工程。2005年至今為小流域綜合治理階段，共完成飲用水源水庫(kù)水土保持綜合治理15座(包括8座市管水庫(kù)和7座區(qū)管水庫(kù))，建設(shè)飲用水源水庫(kù)保護(hù)林33 km2，大幅提高水源保護(hù)區(qū)的水源涵養(yǎng)能力和雨洪利用率。

2 深圳市城市水土保持信息化發(fā)展情況

2.1 時(shí)代背景

《全國(guó)水利信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出將水利信息化作為水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)支撐和重要標(biāo)志，加強(qiáng)立體化監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)化管理、規(guī)范化監(jiān)督、智能化決策和便捷化服務(wù)能力建設(shè)。為加快推進(jìn)水土保持信息化工作，水利部自2013年起陸續(xù)制定并發(fā)布了相關(guān)水土保持信息化實(shí)施方案及實(shí)施計(jì)劃，不斷完善全國(guó)水土保持信息管理系統(tǒng)，大力推行水土保持“天地一體化”監(jiān)管，利用全國(guó)水土保持規(guī)劃實(shí)施考核評(píng)估，督促各地水土保持智能化全面監(jiān)管的落地與實(shí)施。

經(jīng)歷了大規(guī)模水土流失治理、裸露山體缺口生態(tài)治理、小流域綜合治理的城市水土保持工作3個(gè)階段，深圳市水土流失面積(不含深汕合作區(qū))從2009年的104.3 km2下降至2019年的39.17 km2，水土流失面積僅占全市土地面積的1.96%，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失面積占全市水土流失總面積的80.16%。“十三五”期間，深圳市將水環(huán)境治理工作作為最大的惠民環(huán)境工程，實(shí)施“治水十策”和“十大行動(dòng)”，在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)全市域消除黑臭水體，并采取了一系列的鞏固提升措施。深圳市城市水土保持工作效果顯著，良好的生態(tài)環(huán)境對(duì)水土保持監(jiān)督管理工作的及時(shí)性、全面性提出了更高要求，傳統(tǒng)的工作方法存在許多缺點(diǎn)和問題，只有采用智能高效的信息化技術(shù)手段才能滿足要求。

2.2 深圳市水土保持信息化實(shí)踐

深圳市高度重視水土保持信息化發(fā)展。1999年深圳市委托水利部珠江水利委員會(huì)水利信息中心開發(fā)建設(shè)了“深圳市水土保持管理信息系統(tǒng)”。該系統(tǒng)采用當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)，按功能劃分為地理信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、流失量估算模型4個(gè)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建成提高了深圳市水土保持管理工作的效率和現(xiàn)代化水平，為水土保持監(jiān)督管理工作由傳統(tǒng)手段向智能化、信息化轉(zhuǎn)變提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2008年深圳市對(duì)水土保持管理信息系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，基于功能結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)及其關(guān)系等組建了水土保持信息系統(tǒng)總體框架。升級(jí)后的系統(tǒng)在全面分析深圳市水土保持業(yè)務(wù)工作的基礎(chǔ)上，加入了市級(jí)區(qū)級(jí)水土保持主管部門業(yè)務(wù)資料查詢和管理、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸、統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成、公眾查詢等功能。

為了滿足深圳生態(tài)文明建設(shè)、政府宏觀管理與決策、水土保持行業(yè)管理、社會(huì)公眾信息服務(wù)等的要求，深圳市于2016年啟動(dòng)了水土保持信息化項(xiàng)目的前期工作。經(jīng)過多輪咨詢論證后，2021年深圳市水土保持信息化項(xiàng)目正式實(shí)施。該項(xiàng)目采用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，組建快速、便捷的信息采集、傳輸、處理和發(fā)布系統(tǒng)。水土保持信息化項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括智能感知體系、數(shù)據(jù)資源整合與共享、水土保持智慧監(jiān)管平臺(tái)等，目前尚未全面完成。

3 福田區(qū)水土保持信息化實(shí)踐與成效

福田區(qū)是深圳市的中心城區(qū)，土地面積78.66 km2，2020年常住人口155萬(wàn)人。近年來(lái)，大量城市更新項(xiàng)目和軌道交通項(xiàng)目的實(shí)施給福田區(qū)水土保持工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失面積約占全區(qū)水土流失總面積的96%。2020年福田區(qū)積極推進(jìn)水土保持信息化發(fā)展，采用“5G+AI”、“IOT+GIS”、“BIM+GIS”、數(shù)字模擬、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，構(gòu)建了智慧水務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)管理能力、業(yè)務(wù)協(xié)同能力、問題預(yù)警能力、決策分析能力、應(yīng)急處置能力的提升。依托智慧水務(wù)系統(tǒng)，福田區(qū)水土保持監(jiān)督管理能力得到大幅提升。

3.1 監(jiān)管對(duì)象全掌握

福田區(qū)逐項(xiàng)梳理歷年來(lái)已審批(備案)水土保持方案的在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，并全部錄入智慧水務(wù)系統(tǒng)。此外，結(jié)合遙感調(diào)查和住建部門資料，梳理轄區(qū)內(nèi)免予編報(bào)水土保持方案但可能存在水土流失隱患的128個(gè)在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，結(jié)合2021年汛前檢查結(jié)果全面摸清在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作現(xiàn)狀，建立水土保持監(jiān)管對(duì)象名錄庫(kù)，審批(備案)水土保持方案的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目自動(dòng)入庫(kù)，形成完整的監(jiān)管對(duì)象臺(tái)賬。

根據(jù)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失隱患風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)存在問題和敏感點(diǎn)，將生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分為“紅、黃、綠”3個(gè)等級(jí)進(jìn)行分級(jí)管理，并在智慧水務(wù)系統(tǒng)中形成在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目“一張圖”，包括生態(tài)控制線、水源保護(hù)區(qū)范圍、水務(wù)設(shè)施、建筑物等基礎(chǔ)信息，做到水土保持監(jiān)督管理項(xiàng)目分布和監(jiān)管重點(diǎn)一目了然。

3.2 項(xiàng)目檢查全閉環(huán)

積極響應(yīng)“強(qiáng)監(jiān)管”要求，建立生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目日常檢查、暴雨巡查、專項(xiàng)檢查、“雙隨機(jī)”抽查相結(jié)合的事中事后監(jiān)管機(jī)制，開展汛前地毯式摸底排查、汛中對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目加密檢(巡)查、汛后核查整改情況工作，抽取12%的項(xiàng)目開展“雙隨機(jī)”執(zhí)法檢查，形成年度檢查閉環(huán)。在智慧水務(wù)系統(tǒng)中建立完善的監(jiān)督檢查流程，保證水土保持監(jiān)督檢查的規(guī)范性與時(shí)效性。根據(jù)“紅、黃、綠”3個(gè)等級(jí)設(shè)定在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的檢查頻次，保證每個(gè)項(xiàng)目至少半年檢查一次，到期自動(dòng)亮燈提醒。智慧水務(wù)系統(tǒng)支持檢查報(bào)告審批、傳閱、移交執(zhí)法等功能的線上快速流轉(zhuǎn)，過程留痕可控，實(shí)現(xiàn)事件處置閉環(huán)。

3.3 施工現(xiàn)場(chǎng)全可視

將福田區(qū)住建部門的工地監(jiān)控視頻接入智慧水務(wù)系統(tǒng)，可隨時(shí)查看生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況。在重點(diǎn)工地排水口加裝視頻監(jiān)控和污染物在線監(jiān)控設(shè)施，當(dāng)污染物超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，工作人員可立即查看施工現(xiàn)場(chǎng)和排水口視頻進(jìn)行確認(rèn)，并在線通知施工單位立行整改。通過工地現(xiàn)場(chǎng)可視化監(jiān)控和排水口污染物在線監(jiān)測(cè)，做到施工現(xiàn)場(chǎng)水土保持可視化監(jiān)管，大幅減少人工巡查工作量，提高監(jiān)管效率。

3.4 溯源排查全支撐

建立福田區(qū)水務(wù)設(shè)施數(shù)字化檔案，以基礎(chǔ)地理信息、傾斜攝影、三維建模為基礎(chǔ)，構(gòu)建水務(wù)設(shè)施三維可視化場(chǎng)景，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位、流量、水質(zhì)，為淤積分析、污染路徑分析等提供支撐。為鞏固治水提質(zhì)成效，保障河道長(zhǎng)治久清，在河流重要斷面、重要排水口均安裝實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)施，動(dòng)態(tài)掌握河流水質(zhì)及排水口溢流情況，且每個(gè)排水口均對(duì)應(yīng)明確的排水范圍。建立與河道運(yùn)營(yíng)管理單位、排水設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理單位的工作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)水土流失事件，迅速開展溯源分析并鎖定嫌疑對(duì)象，水政監(jiān)察隊(duì)伍1 h內(nèi)到場(chǎng)查處，全面提高水土保持監(jiān)管時(shí)效。

3.5 業(yè)務(wù)管理全協(xié)同

搭建一站式水土保持管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)測(cè)、審批、監(jiān)督、執(zhí)法、驗(yàn)收等業(yè)務(wù)共享協(xié)同，為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持全生命周期監(jiān)督管理提供有力支持。智慧水務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息溝通、移動(dòng)辦公、業(yè)務(wù)匯聚等功能，建立了透明、移動(dòng)、智能的辦公方式。該系統(tǒng)通過打通數(shù)據(jù)壁壘，集聚市區(qū)相關(guān)部門數(shù)據(jù)資源，加快推進(jìn)跨部門、跨層級(jí)的協(xié)同共享。

4 結(jié) 語(yǔ)

福田區(qū)構(gòu)建智慧水務(wù)系統(tǒng)，大力推動(dòng)水土保持信息化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)在建生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目“一張圖”管理，明確水土保持工作重點(diǎn)，推動(dòng)水土保持監(jiān)督管理工作可視化、信息化、高效化，做到分級(jí)監(jiān)管和全時(shí)段全過程監(jiān)管，大幅提高了水土保持監(jiān)管效率，值得其他城市借鑒。

相比于水土保持高質(zhì)量發(fā)展及智慧水利建設(shè)要求，目前水土保持信息化發(fā)展仍存在許多不足。一是數(shù)據(jù)傳輸速率慢。受硬件條件限制和基于數(shù)據(jù)安全考慮，數(shù)據(jù)經(jīng)過加密-解密過程在服務(wù)器與應(yīng)用終端之間傳輸，速度受限，加載流暢度不足。二是未完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接。國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)、區(qū)級(jí)各自建設(shè)的水土保持信息化管理系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)對(duì)接，不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息需要手動(dòng)重復(fù)錄入，增加了基層工作量。三是缺少深層數(shù)據(jù)分析處理。信息化系統(tǒng)提升了水土保持監(jiān)管效率，可對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，但在數(shù)據(jù)智能化分析、深度處理等方面仍有不足。