流域“河长制”践行水资源信息化管理的系统建设模式

周元龙 王琦 崔雄辉 陈囯银 党荣



流域“河长制”践行水资源信息化管理的系统建设模式

周元龙 王琦 崔雄辉 陈囯银 党荣

甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州 730000

结合我国流域水资源面临的复杂情势，全面推进河长制的工作建设，通过水利设备、“3S”遥感技术、互联网平台、数据库管理平台、应用系统等方式，为流域水资源大数据的信息化提供服务渠道与集成技术，依托通信与计算机网络系统进行搭建，流域与区域分级负责管理，相互之间信息共享、数据交换，紧密联系，优化多重水资源的业务管理流程，发挥实时监测、预防、应用和保护作用。

遥感技术；流域；信息；系统；“河长制”

引言

无锡市自2007年下半年起在全国首创“河长制”。在当时太湖治理背景之下，无锡市提出建立和实施“河长制”的目的是改善河道水质，恢复河道水生态，最终全面提升河道功能，促进太湖治理，“河长制”的内容涵盖着有利于恢复河道水生态，提升河道功能的各个方面[1]。

2018年1月1日开始实施新修订的《中华人民共和国水污染防治法》将河长制正式入法[2]。我国河湖管理制度的创新进入了新阶段。目前，各个地区的“河长制”制度正处于全面建设阶段。为此，本文在“河长制”制度建设管理层面，运用了现代科学技术理论方法，在互联网、大数据时代，将系统化、信息化的流域区域水资源管理方式深入推进。

1 遥感技术在信息的采集与传输中的应用

1.1 流域水管理中遥感技术的应用领域

遥感技术在流域“河长制”的信息化管理中能够应用于多个领域，在水文的监测、观测、影像处理、实时预报、空间和时间分布分析等方面具有重要作用。在预测和模拟工程中，利用不同分辨率的卫星影像图，将影像图和地面测量的数据相结合可以对空间降雨量进行估计[3]。然后将这个估计值输入所建立的模型中，就实现了监测信息的输入。大的方面在上中下游流域规划管理；小的方面在区域规划实施监测管理。

1.2 面向对象的信息采集与传输系统结构

1.2.1 面向的对象与工具

基于计算机系统所具备的数据库和知识库、遥感和地理数据分析之间的关系，以流域水资源为主观对象，水资源管理的中心为决策者和执行者，互联网信息传输、遥感监测成像、专业领域研究为辅助，在现状的基础上提高信息采集、传输、处理的自动化水平，扩大信息采集的范围，保证信息采集的精确性和传输的时效性。

1.2.2 系统的结构

系统的建设结构是信息采集与传输的平台，主要是在面向对象的基础上设立相应的组织框架，建立专业的、明确的、精准的传输与处理渠道，主要由监测点、遥感平台、监控中心以及它们之间的连接设备与方式构成，信息采集与传输的系统结构如图1所示。

（1）监测点

监测点的主要功能有如下几个方面。

①对所管辖河段的定期断面流量与降雨量的监测，实时预报汛期与旱期的水情。

②可收集水源并交由专业机构检测水质，含沙量与生化指标。

③监控相关工业企业在入河排污口的水功能区域的水排放问题，并完成数据的报送。

（2）遥感平台

遥感平台是信息的采集工具与传输中转站，主要借助卫星系统对人为所不能直接到达的流域区域以及大面积水域情况进行实时跟踪反馈。通过气象卫星影像图和光波辐射的热处理图，能够及时将区域的水质大面积直观表象变化和水情在时间空间的分布范围信息反馈到监控中心，方便执行者及时做出判断。

（3）监控中心

监控中心是系统的上级终端。在大数据的时代背景下，云计算中心的服务方便了信息在平台之间的迅速传输、储存、分享等，因为不同流域、不同区域，在时间和空间跨度上有极大的不确定性[4]。信息的采集站点也分布于国内广大区域。因此在各部分统一的监控平台中心，整合数据资源，共享数据信息，处理与分析数据，上传与下达指令，方便决策者与执行者及时掌握实时状况，并做出决策[5]。

图1 面向对象的信息采集与传输系统结构

2 水资源信息的服务系统

2.1 水资源的信息服务与系统构建

水资源信息的服务系统是基于互联网云端服务器、监控中心与监控中心的数据储存库所建立的信息服务、分析与处理的系统，实现各类水资源信息的汇总和综合展示、统计、对比分析等[6]。它是将通过在各个平台、渠道获取的水文、水资源状况信息上传到信息库以后，由专门的人员或技术加以分析处理，然后将结果信息与动态情况及时地反映在系统的界面，方便外界的监督使用与信息查询等方面的工作，实现真正意义上的信息共享。

2.2 系统的结构组成

水资源信息服务的系统划分见图2。

图2 水资源信息服务的系统划分

2.3 信息服务系统的功能

2.3.1 水资源服务

水资源服务项目功能见表1。

表1 水资源服务项目功能

2.3.2 水环境服务

水环境服务项目功能见表2。

表2 水环境服务项目功能

3 系统的管理与运行

3.1 组织机构的建设

水行政主管机构可以在现有水资源管理组织体系的基础上，依托现有业务单位或部门对现有水资源管理系统进行运行管理[7]。各级水行政主管机构负责本流域的水资源利用、规划、节约、保护等工作，下设不同区域段的河长，根据统一的安排，由出任的河长负责管辖区域的流域水资源的全盘工作，并向上级做出信息报告与整治方案。水资源主管部门协调河长办公室处理系统运行中出现的问题，同时也提供技术上、人才上与资源上的帮助。在体系中，水资源信息的采集的运行工作依托水文相关部门负责；网络系统安全以及信息传输等运行依托水行政管理部门的信息管理与防汛抗旱中心负责[8]。

3.2 管理制度的运行

水资源管理在各个方面的运行涉及面非常广，体系复杂。要建立可行的管理制度，就要综合以下几个方面的因素。（1）明确职责和关系，建立“河长制”的负责体系对流域水资源进行管理维护，要在社会各界的监督下明确职责与各个业务及部门之间的关系，从而完成管理目标。（2）建立考核制度，提高管理体系的运行水平，保证不管是在技术上，还是在人事上的稳定发展。（3）按照法律法规的要求明确规章制度，尤其是在国家以及地方流域等各方面的水事法律关系调整上以及以“河长制”为中心的内部管理上必须建立长期稳定的规章制度，以保证水管理层面的秩序有效运行。

图3 “河长制”管理的组织结构

表3 管理系统结构的功能

3.3 组织管理系统的结构与功能

3.3.1 组织管理系统的结构框架

“河长制”管理的组织结构见图3。

3.3.2 组织管理系统的结构各级功能

管理系统结构的功能见表3。

4 落实水资源管理的系统建设构造在“河长制”之下的管理应用

我国水资源总体量大，种类多；但因水资源分布不均，人口基数大，导致我国人均持水量少，近年来又因环境污染，城市化发展，本就稀缺的水资源显得更为珍贵。所以国家对水资源的保护的重视程度逐年增加，并于2017年将“河长制”加入《中华人民共和国水污染防治法》。“河长制”中的“河长”负责辖区内河流的水环境治理和水质改善，其实质是领导督办制、环保问责制衍生出来的水环境管理制度，作为所负责河道的第一负责人，对水生态环境、水环境质量持续改善和断面水质达标负领导责任，负责牵头组织河道综合治理，抓工作推进和协调，落实长效管理的措施，是一项严密的行政管理机制和严格的行政责任追究制度[9]。

践行水资源管理的建设系统，是辅助“河长制”有效进行的理论方法和技术措施，以创新发展理念、管理手段和服务模式为目标，打造以河长负责制为主体、技术手段与运行体系为工具的信息化管理系统，这是将科学方法投入到实践运用中我们不断探索的主题。基于“河长制”管理要求，在未来“河长制”的发展中值得继续研究推广。

[1]艾小榆，梁海涛. 中小河流“河长制”长效管理模式探讨[J]. 广东水利水电，2016（5）：1-2.

[2]金春久，王宪恩，田竹君. 松花江流域现代水资源保护管理的理念、水质模型系统与实践[M]. 北京：中国水利水电出版社，2012：53-58.

[3]汪党献，王浩，倪红珍，等. 水资源与环境经济协调发展模型及其应用研究[M]. 北京：中国水利水电出版社，2011：138-149.

[4]周珑. “河长制”管理工作的实践与探索[J]. 科技视野，2015（29）：1-2.

[5]周建国. 公共视域中的水治理[M]. 南京：南京大学出版社，2012：35-43.

[6]张立中. 水资源管理[M]. 北京：中央广播电视大学出版社，2006：150-163.

[7]林洪孝. 水资源管理理论与实践[M]. 北京：中国水利水电出版社，2003：239-246.

[8]蒋云钟，万毅，张淑玲. 水资源管理系统建设导论[M]. 北京：中国水利水电出版社，2011：70-71，150-151.

System Construction Mode of Implementing Water Resources Information Management in the Basin of River Chief System

Zhou Yuanlong Wang Qi Cui Xionghui Chen Guoyin Dang Rong

College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Gansu Agricultural University, Gansu Lanzhou 730000

Combining the complex situation faced by water resources in the River Chief System, comprehensively promoting the construction of the river system, and using the water conservancy equipment, 3S remote sensing technology, internet platform, database management platform and application system to provide service channels and integration technologies for the informatization of the Basin of River Chief System. Relying on communication and computer network systems to build, watershed and regional grading to manage, mutual information sharing and data exchange, close contact, so as to optimize multi-water business management processes, and plays a role of real-time monitoring, prevention, application and protection.

remote sensing technology; watershed; information; system; “The River Chief System”

TV213.4；TP391

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