數(shù)字水文支撐數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)及管理模式探討

吳 遜，郭建強(qiáng)

（1.天津市水文水資源管理中心，天津 300061；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071001）

數(shù)字水文是智慧水利建設(shè)框架的重要組成部分，對(duì)流域防洪減災(zāi)工作及水資源綜合管理工作提供了重要的決策依據(jù)及數(shù)字底座支持。數(shù)字水文的發(fā)展也對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用實(shí)踐、數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)提供了切實(shí)有效的數(shù)字化應(yīng)用支撐。數(shù)字鄉(xiāng)村既是鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略方向，也是建設(shè)數(shù)字中國(guó)的重要內(nèi)容。為了更好地支持?jǐn)?shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，保障鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字中國(guó)的偉大建設(shè)目標(biāo)，數(shù)字水文需要不斷適應(yīng)新需求，拓展新業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)變自身的管理模式，提升管理水平和數(shù)字服務(wù)能力。

1 數(shù)字水文的發(fā)展背景

信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程，一般分為信息化和數(shù)字化2 個(gè)階段。信息化階段通過(guò)引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將業(yè)務(wù)流程數(shù)字化，使用軟硬件系統(tǒng)完成部分業(yè)務(wù)處理工作，最終實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。數(shù)字化階段在信息系統(tǒng)發(fā)展到一定程度后，通過(guò)引入人工智能，對(duì)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的自我增值和業(yè)務(wù)流程的自我更新。相對(duì)于并不改變業(yè)務(wù)流程，只是被動(dòng)完成業(yè)務(wù)流程的信息化來(lái)說(shuō)，數(shù)字化將對(duì)業(yè)務(wù)流程及相關(guān)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析和預(yù)警，提出決策并指導(dǎo)行動(dòng)。換言之，信息化僅影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由人來(lái)做最終決策，而數(shù)字化將影響所有參與業(yè)務(wù)的人和系統(tǒng)，由系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)人的行動(dòng)。

自20 世紀(jì)80 年代開始，在中央部委、各省的整體規(guī)劃下，水文信息化工作有計(jì)劃、有步驟地開展相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)：從最初的水文數(shù)據(jù)信息化工作，逐步建立基礎(chǔ)的防汛骨干網(wǎng)絡(luò)、水情信息化系統(tǒng)及基于地理信息系統(tǒng)的水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)，對(duì)水文情報(bào)預(yù)報(bào)的核心業(yè)務(wù)進(jìn)行信息化改造。依靠防汛網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)?；A(chǔ)布設(shè)，以水情業(yè)務(wù)為核心的分布式情報(bào)交換系統(tǒng)進(jìn)入了水文信息化的關(guān)鍵發(fā)展階段——分布式系統(tǒng)建設(shè)階段。在這一階段水文信息化改造的主要目標(biāo)是從無(wú)到有建立一整套業(yè)務(wù)系統(tǒng)，覆蓋防汛、水文數(shù)據(jù)處理、水文情報(bào)預(yù)報(bào)等核心業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)中央與地方之間的水文信息交換、共享和發(fā)布。

2 數(shù)字水文的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著信息化技術(shù)手段和系統(tǒng)架構(gòu)的不斷發(fā)展，在流域防洪體系和水資源綜合管理調(diào)配的頂層需求和大數(shù)據(jù)、人工智能分析等技術(shù)的加持下，水文業(yè)務(wù)系統(tǒng)在現(xiàn)有分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)獲取密度、提高數(shù)據(jù)解析能力、增強(qiáng)計(jì)算能力和人工智能驅(qū)動(dòng)能力，不斷提升終端感知能力、預(yù)測(cè)能力和聯(lián)動(dòng)能力。數(shù)字水文主要有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 邊緣計(jì)算與遙測(cè)自感知

邊緣計(jì)算概念是在云計(jì)算基礎(chǔ)上提出的，更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理的及時(shí)性和安全性。一般水文遙測(cè)設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩诉M(jìn)行解析處理，接收端根據(jù)分析結(jié)果對(duì)設(shè)備下達(dá)新的控制指令或?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至上一級(jí)參與計(jì)算[1]。遙測(cè)設(shè)備只能以預(yù)定的頻率采集指定數(shù)據(jù)，很難對(duì)洪峰進(jìn)行及時(shí)捕捉。將邊緣計(jì)算能力賦予水文遙測(cè)設(shè)備后，邊緣端可以自動(dòng)計(jì)算水位流量變化劇烈程度，形成初步判斷，及時(shí)下發(fā)數(shù)據(jù)采集指令，迅速調(diào)整數(shù)據(jù)采集策略，從而有效獲得第一手水文觀測(cè)資料。同時(shí)，邊緣計(jì)算結(jié)果可以對(duì)上下游站點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同控制，預(yù)先調(diào)整下游站點(diǎn)采集配置，“嚴(yán)陣以待”洪峰的到來(lái)。邊緣計(jì)算可以避免海量采集數(shù)據(jù)“淹沒”接收端數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，提升遙測(cè)終端感知能力，對(duì)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保有效采集數(shù)據(jù)。

2.2 5G與多端、多業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)

伴隨5G的普及發(fā)展，更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬使得更多數(shù)據(jù)資源和采集終端的接入成為可能。傳統(tǒng)水文信息化系統(tǒng)僅依靠自身信息采集、計(jì)算能力無(wú)法獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)成果，這就需要與其他信息采集設(shè)備和數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在終端邊緣計(jì)算和人工智能計(jì)算的基礎(chǔ)上，綜合多方面信息，獲得更為全面、準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。例如，引入視頻采集終端、氣象采集終端等，通過(guò)實(shí)時(shí)分析多端采集數(shù)據(jù)，及時(shí)獲得多元化的現(xiàn)場(chǎng)信息，為水文情報(bào)預(yù)報(bào)提供多層次分析依據(jù)[2]。

2.3 人工智能計(jì)算與流域水文預(yù)測(cè)

隨著海量原始水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不斷匯入，水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作越來(lái)越需要大數(shù)據(jù)分析和人工智能計(jì)算技術(shù)的輔助來(lái)準(zhǔn)確迅速地完成流域水文預(yù)測(cè)。通過(guò)建立遙感影像和激光點(diǎn)云的分類與變化圖斑檢測(cè)算法，研發(fā)小流域參數(shù)區(qū)域化方法，可以顯著提高人工智能預(yù)測(cè)成果的準(zhǔn)確性[3]。

2.4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與人機(jī)交互

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)是在獲得海量水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)及時(shí)將數(shù)據(jù)組織、整合、提煉出有效信息，并通過(guò)訓(xùn)練、擬合等手段將信息轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化決策成果。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)不僅僅可以提供更為準(zhǔn)確的水文預(yù)報(bào)成果，提高防汛抗旱響應(yīng)效率，更可以為水資源綜合管理提供相關(guān)決策依據(jù)。

3 數(shù)字水文支撐數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的新需求

相比于水文業(yè)務(wù)工作內(nèi)容，鄉(xiāng)村及“三農(nóng)”業(yè)務(wù)涵蓋的內(nèi)容更寬更廣。為適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，需要在應(yīng)用框架、感知聯(lián)動(dòng)、綜合演算三方面提升自身服務(wù)水平，確保數(shù)字水文對(duì)數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展工作起到足夠的支撐作用。

3.1 建立綜合應(yīng)用服務(wù)框架

隨著服務(wù)目標(biāo)的變化，數(shù)字水文需要在現(xiàn)有服務(wù)框架基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充完善，充分利用已建成系統(tǒng)框架，結(jié)合新目標(biāo)進(jìn)行部分提升改造，規(guī)劃打造一套適合數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃的綜合應(yīng)用服務(wù)框架，其中將振興鄉(xiāng)村建設(shè)作為水文業(yè)務(wù)除了水資源調(diào)配管理、流域防洪目標(biāo)之外的第3個(gè)主要服務(wù)目標(biāo)。

這一框架要具有模塊化、去中心化、高兼容的特性。其中，模塊化是指在應(yīng)用層面框架內(nèi)的應(yīng)用服務(wù)是模塊化的，同時(shí)框架自身也是模塊化的，可以對(duì)外提供服務(wù)；去中心化是指將原先“端—中心—端”的數(shù)據(jù)交互模式轉(zhuǎn)換為“端—端”的交互模式，提升系統(tǒng)容錯(cuò)性、抗攻擊性，降低單一節(jié)點(diǎn)決策錯(cuò)誤的影響范圍，增加系統(tǒng)決策相互驗(yàn)證，提高系統(tǒng)決策準(zhǔn)確性；高兼容性是指在統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，盡可能多地容納更多終端、應(yīng)用、系統(tǒng)，使數(shù)字水文應(yīng)用服務(wù)框架具備更強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

3.2 部署可聯(lián)動(dòng)低耦合感知模塊

感知模塊是搭建數(shù)字水文框架的基礎(chǔ)，應(yīng)具備低耦合、可聯(lián)動(dòng)、低成本的特點(diǎn)。其中，低耦合是指單一模塊只具備單一感知功能，對(duì)多種感知目標(biāo)的需求應(yīng)以多感知端相聯(lián)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)；可聯(lián)動(dòng)是指可以在去中心化系統(tǒng)架構(gòu)下，感知端根據(jù)決策方案調(diào)用上下游及周邊感知端的數(shù)據(jù)，控制調(diào)整感知行為策略；低成本是指感知端應(yīng)具備物理強(qiáng)固性以滿足在惡劣條件下正常運(yùn)行的要求，同時(shí)兼顧較低的建設(shè)成本，以實(shí)現(xiàn)大范圍、高密度的部署需求。

3.3 整合算力強(qiáng)化演算能力

對(duì)現(xiàn)有硬件資源進(jìn)行深度整合，將計(jì)算資源統(tǒng)籌部署為統(tǒng)一的、可容災(zāi)的、可按需分配的云計(jì)算資源，用云算力分布承載需要大量計(jì)算資源的流域防洪預(yù)報(bào)演算、水資源調(diào)度綜合推演以及數(shù)字鄉(xiāng)村綜合服務(wù)。將云算力和邊緣算力進(jìn)行有效聯(lián)動(dòng)，將現(xiàn)有的單決策中心模式演進(jìn)為多決策評(píng)估、智能決策篩選的智能決策模式，從而提高最終決策的可靠性。

4 數(shù)字水文對(duì)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的支撐作用

隨著水文數(shù)字化的不斷發(fā)展，水文業(yè)務(wù)形成了一整套較為完整的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系，在為流域防洪及水資源調(diào)配提供業(yè)務(wù)支撐的基礎(chǔ)上，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后，可以為農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)在應(yīng)急管理、智慧管理以及綠色鄉(xiāng)村建設(shè)等方面提供支撐。

4.1 助力農(nóng)村智慧應(yīng)急管理

4.1.1 支撐農(nóng)村防汛應(yīng)急體系建設(shè)

數(shù)字水文依靠多年來(lái)建立的較為成熟的水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系，對(duì)數(shù)字鄉(xiāng)村提供防汛應(yīng)急體系建設(shè)支撐，從水文監(jiān)測(cè)、水文預(yù)報(bào)及預(yù)警等方面對(duì)農(nóng)村生產(chǎn)生活地區(qū)進(jìn)行覆蓋，將流域防洪體系擴(kuò)展到農(nóng)村防洪，將四級(jí)防洪應(yīng)急響應(yīng)體系結(jié)合農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀編制定制化響應(yīng)預(yù)案，進(jìn)一步豐富防洪體系建設(shè)的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵。

4.1.2 支撐農(nóng)村防汛響應(yīng)能力建設(shè)

依據(jù)歷史洪水資料、近年來(lái)上游下墊面變化現(xiàn)狀，結(jié)合典型洪水預(yù)報(bào)演算結(jié)果，建立農(nóng)村防洪風(fēng)險(xiǎn)隱患點(diǎn)清單。針對(duì)清單進(jìn)行防汛應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案編制，逐步實(shí)現(xiàn)從“一鄉(xiāng)一預(yù)案”到“一點(diǎn)一預(yù)案”，做到精準(zhǔn)定位、提前布局、重點(diǎn)防控。

4.1.3 開展農(nóng)村預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)

根據(jù)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)情況，調(diào)用數(shù)字耕地及住房模型，將水文預(yù)報(bào)與農(nóng)村生產(chǎn)生活現(xiàn)狀相結(jié)合，為防洪調(diào)度提供決策評(píng)估篩選預(yù)案：在面對(duì)較小洪水時(shí)，及時(shí)調(diào)度河道排水，避免洪水滲透堤壩，影響農(nóng)作物安全；在面對(duì)較大洪水時(shí)，推演洪水對(duì)耕地、房屋的淹沒影響范圍，聯(lián)合多部門的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，推算洪水淹沒損失及受災(zāi)人口數(shù)量，為應(yīng)急部門調(diào)動(dòng)搶險(xiǎn)和保障物資、確保災(zāi)民安置工作有序開展提供決策支持。

4.2 支持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)智慧管理

4.2.1 綜合預(yù)測(cè)灌溉需求

基于數(shù)字水文中水文墑情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果，結(jié)合氣象中長(zhǎng)期降水、氣溫預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)氣溫、蒸發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)各地塊農(nóng)作物對(duì)灌溉水量的不同需求及灌溉損耗情況，預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期農(nóng)田灌溉用水需求[4]，為水資源緊缺地區(qū)提前調(diào)配灌溉水源提供決策依據(jù)。同時(shí)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)厮辞闆r，結(jié)合土壤成分資料及農(nóng)作物用水需求，提出農(nóng)作物輪種建議，確保水資源及土壤資源能夠得到充分利用。

4.2.2 靈活調(diào)配保護(hù)地下水源

隨著地下水綜合治理工作的不斷推進(jìn)，城鎮(zhèn)地下水資源的開采已有初步治理成果，而對(duì)于部分地表水資源稀缺的鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)耕種地區(qū)往往會(huì)采用地下水資源作為農(nóng)作物灌溉補(bǔ)充水源。雖然南水北調(diào)工程有效緩解了北方地區(qū)水資源稀缺的現(xiàn)狀，但難以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水問題。這需要進(jìn)一步推進(jìn)引調(diào)水工作向農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展，同時(shí)利用數(shù)字水文地下水監(jiān)測(cè)體系加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水對(duì)地下水源開采的監(jiān)測(cè)，堅(jiān)持“黃線預(yù)警、紅線控制”的原則，對(duì)水源替換工作提出方向與建議，有效開發(fā)和保護(hù)地下水資源。

4.2.3 智慧灌溉提高用水效率

在農(nóng)業(yè)用水需求和灌溉水源綜合治理工作成果基礎(chǔ)上，數(shù)字水文結(jié)合流域上游來(lái)水情況，綜合分析區(qū)域支流蓄水能力，可以提出將地表水源進(jìn)行合理分配的策略建議，確保有限水源按需分配給下游地區(qū)，確保各區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉用水得到充分滿足，避免出現(xiàn)上游截留水量過(guò)多無(wú)法充分利用而下游缺水無(wú)水可用的情況。同時(shí)，結(jié)合中小水庫(kù)蓄水能力將洪水壓力進(jìn)行合理分?jǐn)?，在防洪減災(zāi)和水資源合理利用之間推算出兩者兼顧的最優(yōu)決策，提升水資源的綜合利用效率。

4.3 助力智慧綠色鄉(xiāng)村建設(shè)

4.3.1 助力水源地、濕地生態(tài)保護(hù)

數(shù)字水文聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部門、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)地表水水源地、地下水水源地及濕地水文監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控水位流量變化，動(dòng)態(tài)分析濕地水域面積與儲(chǔ)水量等數(shù)據(jù)，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立濕地、水源地水生態(tài)預(yù)警機(jī)制。根據(jù)濕地禽類生活習(xí)性及環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)禽類遷徙路徑和時(shí)間，為濕地生態(tài)恢復(fù)和健康發(fā)展提供量化分析依據(jù)。

4.3.2 提升作物施肥效率

基于對(duì)農(nóng)田灌溉基礎(chǔ)資料的了解，在灌區(qū)下游河道設(shè)置點(diǎn)位對(duì)水質(zhì)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷、單位國(guó)土面積和單位地表徑流污染負(fù)荷與水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，通過(guò)數(shù)字水文綜合分析平臺(tái)對(duì)水質(zhì)污染物進(jìn)行標(biāo)定和反向溯源，推算上游作物施肥效率，檢測(cè)是否有超量施肥情況，向綠色鄉(xiāng)村監(jiān)控平臺(tái)推送消息，從而避免因過(guò)量施肥導(dǎo)致水體受到污染。

4.3.3 監(jiān)控黑臭水體運(yùn)動(dòng)

數(shù)字水文與大地遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)現(xiàn)有鄉(xiāng)村黑臭水體進(jìn)行精準(zhǔn)勾畫，建立黑臭水體基礎(chǔ)庫(kù)。利用數(shù)字水文預(yù)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合黑臭水體污染源與人口密度的正相關(guān)性以及水體面積與污染程度之間的負(fù)相關(guān)性，推演河道水流對(duì)黑臭水體的影響如擴(kuò)散范圍、對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的疊加影響等，為鄉(xiāng)村黑臭水體有效控制提供預(yù)測(cè)信息。

5 數(shù)字水文管理模式的轉(zhuǎn)變

在數(shù)字鄉(xiāng)村應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上，數(shù)字水文要進(jìn)一步調(diào)整管理思路，轉(zhuǎn)變管理模式，尤其在管理能力、管理效率和安全運(yùn)行保障等方面需要加強(qiáng)。

5.1 轉(zhuǎn)變服務(wù)目標(biāo)，帶動(dòng)服務(wù)能力提升

隨著服務(wù)對(duì)象和服務(wù)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，要進(jìn)一步拓展數(shù)字水文服務(wù)鄉(xiāng)村的業(yè)務(wù)能力和優(yōu)勢(shì)。

（1）提升數(shù)據(jù)解釋能力。對(duì)于數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，水文數(shù)據(jù)需要演化出更豐富的解釋含義，來(lái)和鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活實(shí)際情況相結(jié)合。例如，對(duì)水位的解釋需要在洪水警戒水位、保障水位等預(yù)警值的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展出河堤淹沒警戒水位、河堤滲透風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、田間地塊淹沒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)等更貼近作物耕種和農(nóng)村生活的參考數(shù)值。

（2）提升信息發(fā)布能力。以往水文業(yè)務(wù)信息主要對(duì)內(nèi)部發(fā)布，很少向公眾發(fā)布。在服務(wù)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)時(shí)，數(shù)字水文需要向公眾發(fā)布更多的數(shù)據(jù)信息、分析成果等內(nèi)容。數(shù)字水文需要建立一套簡(jiǎn)明易懂的預(yù)警提示語(yǔ)言和公眾信息發(fā)布流程，用公眾能夠接受的語(yǔ)言和表述方式發(fā)布信息。

（3）提升系統(tǒng)迭代能力。數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)將是一個(gè)長(zhǎng)期且持續(xù)的過(guò)程。為此，需要對(duì)數(shù)字水文系統(tǒng)框架進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)化，對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)功能進(jìn)行重構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)模塊進(jìn)行低耦合細(xì)分，增強(qiáng)大數(shù)據(jù)及人工智能分析能力，不斷提高自身系統(tǒng)的可迭代、可擴(kuò)展及智能性，使其滿足數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)需求。

5.2 監(jiān)管數(shù)據(jù)生命周期，筑牢安全防線

數(shù)據(jù)安全是信息系統(tǒng)安全之基，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要建立數(shù)據(jù)資源的全生命周期的安全保護(hù)。針對(duì)采集、存儲(chǔ)、訪問、使用、銷毀等全生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)的不同特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的安全可信防護(hù)措施：通過(guò)數(shù)據(jù)治理來(lái)確保數(shù)據(jù)處于有效、合法的狀態(tài)；通過(guò)建設(shè)數(shù)據(jù)安全治理等相關(guān)組織，制定數(shù)據(jù)安全相關(guān)制度規(guī)范，構(gòu)建數(shù)據(jù)安全技術(shù)體系，建設(shè)數(shù)據(jù)安全人才隊(duì)伍梯隊(duì)等多方面措施完善全生命周期的數(shù)據(jù)安全治理體系，充分保護(hù)關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)合理合法安全使用[5]。數(shù)據(jù)安全保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)工作與數(shù)字水文系統(tǒng)框架及功能不斷迭代更新一樣，同樣需要不斷升級(jí)和完善。這需要在管理制度、保護(hù)能力、管理審計(jì)等方面進(jìn)行不斷完善。

（1）要建立統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)安全保護(hù)管理制度和管理框架。在能夠容納現(xiàn)有信息系統(tǒng)架構(gòu)的同時(shí)，做到向后兼容，使數(shù)據(jù)安全管理具備不斷自我升級(jí)完善的能力。

（2）要開展數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。例如，在數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分發(fā)環(huán)節(jié)要采用國(guó)產(chǎn)商用密碼安全設(shè)備對(duì)其進(jìn)行保護(hù)；通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)安全網(wǎng)關(guān)，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)安全訪問系統(tǒng)。

（3）要開展動(dòng)態(tài)、嚴(yán)格的數(shù)據(jù)使用管理及審計(jì)工作。例如，對(duì)重要數(shù)據(jù)的分級(jí)分類進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別和保護(hù)；提升數(shù)據(jù)細(xì)粒度的訪問控制，對(duì)用戶訪問過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化審計(jì)管理；對(duì)異常數(shù)據(jù)訪問量進(jìn)行預(yù)警和攔截等。

5.3 開展部門聯(lián)動(dòng)，共同挖掘數(shù)字經(jīng)濟(jì)效益

無(wú)論是數(shù)字鄉(xiāng)村還是數(shù)字城市，其根本驅(qū)動(dòng)源都是數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)監(jiān)測(cè)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)推動(dòng)行為決策，從而最終產(chǎn)生社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，應(yīng)盡可能地挖掘數(shù)據(jù)的效益，從而為數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)提升經(jīng)濟(jì)效益、發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)能力的全面提升。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要各個(gè)部門的數(shù)字系統(tǒng)不斷地相互聯(lián)合、數(shù)據(jù)共享甚至是相互交融。

（1）要在相關(guān)業(yè)務(wù)部門之間形成積極有效的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。例如，數(shù)字水文在智慧水利的框架內(nèi)，與數(shù)字氣象、數(shù)字生態(tài)環(huán)境治理、智慧自然資源等智慧管理系統(tǒng)共同為數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)提供海量數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)分析成果，并不斷提升與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活結(jié)合度，以滿足數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展需要。

（2）要不斷開發(fā)數(shù)字鄉(xiāng)村應(yīng)用場(chǎng)景，提升數(shù)字應(yīng)用效果，擴(kuò)大應(yīng)用覆蓋面。數(shù)據(jù)是系統(tǒng)不斷成長(zhǎng)完善的源泉，唯有不斷地使用才能源源不斷產(chǎn)生數(shù)據(jù)，促使數(shù)字鄉(xiāng)村的成長(zhǎng)。例如，推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，開展數(shù)字孿生設(shè)施園藝、設(shè)施養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖建設(shè)。在經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)、感知驅(qū)動(dòng)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)智能驅(qū)動(dòng)，將農(nóng)業(yè)耕作流程數(shù)字化，提高智能化管理水平，提升生產(chǎn)效率。

（3）要將城市信息化建設(shè)成果反哺數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)。將數(shù)字化發(fā)展成果投入農(nóng)村生產(chǎn)生活，迅速縮短長(zhǎng)期以來(lái)城市和農(nóng)村的二元發(fā)展結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的差異。數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展又將產(chǎn)生新的數(shù)字化社會(huì)治理方案，為城鄉(xiāng)一體化發(fā)展路線提供發(fā)展思路，從而為建立數(shù)字中國(guó)奠定基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字水文是水文業(yè)務(wù)工作信息化的核心成果，是智慧水利建設(shè)框架的重要組成部分。基于數(shù)字鄉(xiāng)村對(duì)數(shù)字水文發(fā)展提出的新要求，對(duì)數(shù)字水文在應(yīng)急管理、智慧管理及綠色鄉(xiāng)村建設(shè)等方面對(duì)數(shù)字鄉(xiāng)村的支撐作用進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)數(shù)字水文管理模式進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)變和調(diào)整，進(jìn)一步提升數(shù)字水文建設(shè)效果，充分發(fā)揮其對(duì)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的支撐作用，從而實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興整體規(guī)劃目標(biāo)。