山東德州數(shù)字河湖實踐與研究

蘇秀峰，劉 超

（山東省德州市水利局,253014，德州）

山東德州市屬海河流域南系，境內(nèi)有徒駭河、馬頰河、德惠新河三條骨干河道，黃河、漳衛(wèi)南運河南北包圍。全市 1723 條河流、44 座大中型水庫，10 699 個河湖（河段）設立各級河長7374 名、湖長197 名，注冊河湖管員近4000 名，明確“河湖警長”2179 名。

近年，德州市數(shù)字河湖建設圍繞管河湖、管事、管人，以“信息可查、現(xiàn)場可視、指令可達、運行可控、精準可靠”為目標，以“數(shù)據(jù)整合、監(jiān)管留痕、預警自動、隱患閉環(huán)”為重點，投資近千萬元繪制完成全市河湖水系圖，建成數(shù)字河湖管理平臺、河湖長App 和巡河湖App，以及水位監(jiān)測站約3000 處、流量監(jiān)測站約1200 處、水域岸線監(jiān)測點約1600 處，斷面水質(zhì)監(jiān)測站約800 處、水土保持監(jiān)測站約400 處，收集涉河湖信息26 類近千萬條，形成 18 個專題圖層，天、空、地、人立體化河湖監(jiān)管網(wǎng)絡趨于完善，實現(xiàn)了市縣鄉(xiāng)村四級河湖管理“一張圖”。在山東率先創(chuàng)立“河長+警長+網(wǎng)格員”監(jiān)管模式、率先建立河湖長數(shù)字化“履職”機制、率先開展線上河湖主題巡查活動、率先實現(xiàn)河湖清違清障問題動態(tài)清零，省級美麗示范河湖數(shù)量全省第一、水環(huán)境達標考核全省第一、城鄉(xiāng)供水一體化率全省第一，“河長制+鄉(xiāng)村振興”模式被評為全國基層治水十大經(jīng)驗，榮獲“全面推行河長制湖長制工作先進集體”稱號。

一、亮點做法

1.在高位推動中規(guī)劃布局

搶抓數(shù)字山東建設契機，在山東率先建立市、縣、鄉(xiāng)、村四級河湖長體系，將數(shù)字河湖建設納入對縣市區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展綜合考核，構建智能高效數(shù)字河湖平臺和網(wǎng)絡，實現(xiàn)河、湖、庫、溝、渠管護全覆蓋，著力提升河湖基礎信息收集、感知、處理、決策輔助、社會化應用等方面智慧化水平。持續(xù)深化“十四五”規(guī)劃，依托德州市地形圖對河湖長度、水域面積、容積等市內(nèi)所有河湖的基本參數(shù)進行數(shù)字化管理，實現(xiàn)河湖水域“岸線、管理線、保護線”劃定和數(shù)字化落圖，為河湖水域保護、利用、管理提供了更加合理可靠基礎。市級河湖長既掛帥又出征，形成黨政負責、河長帶頭、部門協(xié)作、社會參與的數(shù)字河湖建管體系。

2.在水網(wǎng)建設中試點推廣

在山東率先整建制開工“兩工程一體系”，每個縣市區(qū)試點推進一條數(shù)字河湖建設，率先投用數(shù)字河湖平臺，全年完成一條河道、一座水庫、一座水閘和一個縣域平臺“四個一”試點建設任務。通過重點河湖工程圖斑精細化管理、生產(chǎn)建設項目天地一體化監(jiān)管系統(tǒng)，持續(xù)實施潘莊、李家岸灌區(qū)節(jié)水改造和南水北調(diào)續(xù)建配套工程，襯砌疏浚河道渠系2158 km，新建改造建筑物2032 座，實現(xiàn)黃河水、長江水、雨洪水、再生水等多水源聯(lián)調(diào)聯(lián)配，灌溉水有效利用系數(shù)達到0.6370。聚焦超標準洪水防御，成功應對摩羯、利奇馬等臺風襲擊以及有氣象記錄以來極端干旱天氣。2022 年 5 月 19 日德州市按照河南鄭州“7·20”特大暴雨雨型，通過數(shù)字河湖系統(tǒng)對全市防洪預案各環(huán)節(jié)的適配性、指揮調(diào)度的時效性和處置措施的可靠性，成功進行了超標洪水下水情預報、工程調(diào)度、物資調(diào)運等內(nèi)容的模擬推演檢驗。

3.在主題巡查中靶向發(fā)力

德州市在山東首創(chuàng)開展河湖主題巡查活動，建立電子巡河、快速上報、留痕管理、閉環(huán)跟蹤的數(shù)字巡河湖平臺。各級河湖長制辦公室按照“五巡、五有”標準，結(jié)合各季度河湖管護不同側(cè)重點，靶向整治河湖問題，提高巡河湖效率，保證數(shù)據(jù)真實，實現(xiàn)了河道問題的可記錄、可追溯、可監(jiān)督。各級河湖長堅持真巡、真查、真辦開展巡河湖調(diào)研，年均線上巡河湖3.8 萬次，發(fā)現(xiàn)和解決各類問題70 余項。

4.在專項行動中動真碰硬

從河湖整體性和流域系統(tǒng)性出發(fā)，建立動態(tài)跟蹤管理平臺，實時量化統(tǒng)計與分析評價現(xiàn)場巡河發(fā)現(xiàn)的重點、難點、熱點。平臺每天定時在河湖長制工作群推送問題臺賬、巡河次數(shù)、事件次數(shù)等，同步進行任務的派發(fā)和追蹤，有效解決河湖長巡查效率不高，反饋問題缺乏有效跟蹤、缺乏有效監(jiān)督考核手段等問題。近三年開展“清河”等專項行動16 次，拆除違章建筑1.6 萬m2，治理河湖岸線2.5 萬余km，解決了一大批矛盾尖銳、治理難度大的歷史頑疾，亂占亂建、亂圍亂堵、亂采亂挖、亂倒亂排現(xiàn)象基本消除，河湖清違清障做到了動態(tài)清零，水質(zhì)隱患排查進行了臺賬管理，全市河湖面貌發(fā)生根本性改觀。委托第三方對全市河湖進行暗訪督查，共排查河湖問題295 項，全部按時整改到位。在水利部1 輪、省級4 輪暗訪督查中，德州市河湖取得“零問題”的良好成績。

5.在科技惠民中繪就美麗

德州市構建全域河湖濕地生態(tài)數(shù)字一張圖，進行自然資源、流域監(jiān)管、生物多樣性、環(huán)境保護、生態(tài)巡護等綜合監(jiān)管，提升水生態(tài)的智慧化管理、全域生態(tài)評價、決策數(shù)據(jù)支撐。各縣市區(qū)實現(xiàn)河湖健康一屏掌控、公眾反饋一鍵收集、一河多長聯(lián)合護水，不斷規(guī)范沿河沿湖綠色生態(tài)廊道建設，優(yōu)化廊道周邊的生態(tài)、生活、生產(chǎn)空間格局，因地制宜建設親水生態(tài)岸線，推進沿河沿湖綠色生態(tài)廊道建設。

6.在開門治理中納諫助力

堅持開門治水，著力打造社會各界問水、護水、管水、建言獻策數(shù)智通道，引導鼓勵社會各界廣泛參與。全市選聘民間（義務）河湖長1056 名，建立志愿服務隊、義務護河湖隊30個，隊員969人。將以往的手工填報、人工統(tǒng)計轉(zhuǎn)變?yōu)榱炕己?、動態(tài)統(tǒng)計，不斷加強對河湖長制的考核評估，提高考核的公平與效率。各級河湖長通過手機就能開啟巡查路線，自動上傳軌跡、巡查信息。各界護水人群登錄“全民護水”平臺可通過問題上報、巡河護水、建議點評、經(jīng)驗分享等方式參與治水。6300 多處河湖長制電子公示牌和健康碼動態(tài)展播河道信息、污染情況、河湖長職責、治理目標、監(jiān)督電話、通知公告和預警信息等內(nèi)容。全市河湖巡查全閉環(huán)、全鏈條、全覆蓋，實現(xiàn)24小時“云監(jiān)管”。

7.在創(chuàng)新探索中常態(tài)長效

建成市河湖數(shù)據(jù)融合平臺，定時更新信息，系統(tǒng)分析比對，繪成電子地圖，實時展示態(tài)勢?！昂娱L制+鄉(xiāng)村振興”模式被評為“全國基層治水十大經(jīng)驗”，即對河灘進行整理規(guī)劃，引導群眾種植油菜花等觀賞性經(jīng)濟作物，既美化了河道、加強了管理，又帶動了群眾增收致富。數(shù)字河湖實時掌握各監(jiān)控點位半徑1.5～5 km范圍內(nèi)情況，具備實時預覽及錄像回放、抓拍、變倍等功能，將傳統(tǒng)人力巡查轉(zhuǎn)變?yōu)?4 小時實時監(jiān)測預警，形成“天上看、地上查、河上巡、網(wǎng)上管”立體化監(jiān)管格局。

在山東率先創(chuàng)立“河長+警長+網(wǎng)格員”模式，將公安干警與社區(qū)網(wǎng)格員吸納到日常巡河工作中，實現(xiàn)了河湖管理制度化、專項整治網(wǎng)格化、水質(zhì)保護法制化、綜合治水一體化。河湖聯(lián)通、消滯活水，雨污分流、清源潔水，污染治理、正本治水的“三水共治”經(jīng)驗被《山東政務信息》以專報形式在山東省推廣?！叭L”（河長、警長、網(wǎng)格長）聯(lián)動、“三員”（巡河員、保潔員、網(wǎng)格員）保證、“三理”（清理、治理、管理）相融的“三個三”機制確保河湖問題不反彈。

二、思考與建議

面對河湖治理新要求、生態(tài)修復新目標和數(shù)字孿生流域新標準，需要遵循分工明確、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同的思路，構建泛在可及、實時傳遞、動態(tài)跟蹤、智慧便捷、業(yè)務融合、高效協(xié)同的數(shù)字河湖新體系，在更廣范圍、更寬領域、更深層次、更高水平上支撐河道綜合整治與修復、流域水資源節(jié)約與生態(tài)用水配置、水源涵養(yǎng)與生態(tài)建設、水環(huán)境治理與保護，全面提升河湖智慧管護的支撐力、保障力和服務力。

1.三方面夯實基礎

①數(shù)據(jù)和運用。建立統(tǒng)一標準，打破“數(shù)據(jù)壁壘”，實現(xiàn)全市河湖全域、全流程、全周期數(shù)據(jù)一“云”匯聚。開展數(shù)據(jù)治理，實現(xiàn)河湖全要素和治理全過程的數(shù)字化映射、智能化模擬，提升預報、預警、預演、預案、工程調(diào)度和輔助決策的能力。

②風險和安全。統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一密碼服務、統(tǒng)一使用權限，用“底線思維”筑牢安全防護體系，實現(xiàn)智能預警、主動防御、高效處置，確保網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)的完整性、保密性和可用性。

③發(fā)展和人才。人才是數(shù)字河湖推進的核心和動力，決定數(shù)字河湖發(fā)展速度和質(zhì)量。以能力建設為核心，以高層次和復合型人才引進、選拔、培養(yǎng)為重點，培育一批既懂河湖業(yè)務又熟悉數(shù)字技術的工匠和人才。

2.四架構迭代升級

①感知。構建覆蓋所有河湖包含水質(zhì)、水量、水位、水面、水文、水生態(tài)、水源地、水功能區(qū)、水域岸線、水土保持、雨情、工情、墑情、災情、氣象、地下水以及社會經(jīng)濟信息在內(nèi)的空天地網(wǎng)一體化實時感知體系，為推動河湖“一圖治理”提供基礎、準確、可靠的數(shù)據(jù)源。

②網(wǎng)絡。采用SA 或NSA 架構和5G/2.4g/5.8G 多模信號適應數(shù)字河湖業(yè)務動態(tài)變化，破解資源孤島、業(yè)務孤島、數(shù)據(jù)孤島、監(jiān)管孤島，完善“天、空、地、人”立體化監(jiān)管，打通數(shù)據(jù)傳輸“大動脈”。

③中樞。全數(shù)據(jù)集中、全業(yè)務智能、全社會協(xié)同，集數(shù)據(jù)、仿真、服務、調(diào)度、控制和指揮于一體，整合各類基礎計算、存儲、網(wǎng)絡、機房環(huán)境等資源，建成河湖云、數(shù)據(jù)資源池、信息資源平臺、應用支撐平臺和智慧使能平臺。

④服務。電子化整合、統(tǒng)一化管理、可視化展現(xiàn)，實現(xiàn)計算、存儲、網(wǎng)絡等資源的彈性分配。構筑基于標準的應用使能和應用支撐，推動各類業(yè)務的智慧化運行、精細化管理。

3.五模型把握前沿

①河湖三維場景模型。構建基于精準地形和水位的河湖數(shù)字底板，為每條河流、每座湖（庫）實時“數(shù)字畫像、精準賦圖”，為河湖天上看、云端管、地上查、智慧治奠實基礎。

②水量平衡調(diào)度模型。采用“數(shù)字孿生”技術建立一個與現(xiàn)實河湖水情相對應的數(shù)字模擬體，利用河湖蓄量平衡原理建立“同步控制自適應平衡”調(diào)度控制模型。

③洪水實時演進模型。防控不留死角、預警不留盲區(qū)、響應適度合理，建立洪水四維動態(tài)演進和實時淹沒范圍動態(tài)仿真模型，精細化實現(xiàn)歷史洪水、頻率洪水、設定洪水和實時洪水的預報、預警、預演、預案功能。

④災害應急搶險模型。與公安系統(tǒng)“天網(wǎng)工程”有機整合，匯集河湖水情和工程險情預警監(jiān)測平臺前端實時水位、實時流速、實時信息，全面覆蓋、突出重點、合理配置，構建雨水情、河湖工程實時監(jiān)測預報預警模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)事前、事中、事后全鏈條、全領域監(jiān)管。

⑤業(yè)務協(xié)同管理模型。構筑建設、運維、數(shù)據(jù)資源在內(nèi)多方協(xié)同管理評估體系，優(yōu)化項目建設內(nèi)容和建設進度安排，統(tǒng)籌推進河湖各業(yè)務應用系統(tǒng)集約建設、互聯(lián)互通、協(xié)同聯(lián)動。

4.六重點強化應用

①數(shù)據(jù)開放法治化。及時回應公民、法人和其他組織需求，水量、水位、水質(zhì)、流量、泥沙等河湖數(shù)據(jù)，除法律、法規(guī)和國家規(guī)定不予開放的以外，應在政府認可的公共平臺依法開放。

②水域管護圖表化。利用水域保護規(guī)劃修編最新成果，開發(fā)水域保護及河湖工程查詢、管理系統(tǒng)，將河湖水域范圍與“天地圖”進行數(shù)字化匹配。

③輸水運行全息化。面向河湖輸水調(diào)水業(yè)務全要素構建數(shù)據(jù)底板，在數(shù)字空間對河湖實體和建設、運行、管理活動等進行全息智慧化模擬，搭建涵蓋輸水調(diào)水業(yè)務全鏈條、可成長體系。

④監(jiān)測預警精準化。采用松耦合的分層架構和多源資料融合的短時臨近預報預警技術，將專業(yè)監(jiān)測設備與物聯(lián)網(wǎng)和通信技術集成，構建河湖監(jiān)測、分析、預報、預警和應急服務于一體的信息化、智能化和可視化平臺。

⑤系統(tǒng)建管市場化。納入新基建專項，探索建立“財政、工程、社會”共同參與的多元化、多渠道投入機制，分層、分類、分級加快推動設施、設備、體系建設。

⑥河湖長考評多維化。將各類河湖相關事件標簽化流轉(zhuǎn)處理，對水資源及水域岸線開發(fā)利用、污染物排放、水質(zhì)監(jiān)測、河湖長履職全過程留痕監(jiān)管，巡河湖軌跡、預警信息、問題處理一云處理、一屏總覽、一鍵上傳，督導各級河湖長主動擔當實干。

三、結(jié) 語

數(shù)字化是河湖現(xiàn)代化保護治理的新底座、新動能、新引擎。在數(shù)字河湖的賦能加持下，德州市河湖管理從建機立制、責任到人、搭建“四梁八柱”的1.0 版本，到重拳治亂、清存量遏增量、改善河湖面貌的2.0版本，目前已進入全面強化、標本兼治、打造幸福河湖的3.0 版本，河湖一張圖總覽全域、河湖長履職協(xié)同閉環(huán)、考核評價客觀公平、系統(tǒng)治理全面高效、公眾參與廣泛踴躍，初步實現(xiàn)了從“有能有為”向“有實有效”轉(zhuǎn)變，資源管控明顯加強，生態(tài)環(huán)境持續(xù)復蘇。下一步德州市數(shù)字河湖建設將進一步深挖潛能、擴展功能、提升效能，規(guī)劃在2022 年打造山東省第一個整建制農(nóng)村供水管理服務到戶地級市；2023 年將全市所有河湖全部打造為美麗幸福河湖；2030 年全面完成流域、區(qū)域骨干河道堤防治理，重要河湖水功能區(qū)水質(zhì)達標率提高到93.3%，城市集中式飲用水水質(zhì)優(yōu)于Ⅲ類比例達到100%。