湖南“水资源 • 水安全”信息化规划及建设实践

袁 轲，康 琛

（湖南省水利信息技术中心，湖南 长沙 410007）

0 引言

随着水利业务和信息技术的不断发展，通过湖南省水利信息化“十三五”[1]时期的规划建设，湖南省水利信息化建设呈现出的信息化短板也愈为明显，水资源、水安全等领域信息基础设施薄弱，新技术在水利行业的应用程度不高，水资源管理、洪涝风险分析、水旱灾害防御等业务管理及决策能力信息化支撑能力不强。

为实现水利部“水利工程补短板、水利行业强监管”的总要求，完成湖南省水利信息化发展“十三五”规划建设目标，着力解决“十三五”发展中的“信息孤岛、设施分散、业务割据”等问题[2]，湖南省水利厅在水利数据中心、水利云平台、一张图建设方面，以网络整合、标准治理、统筹管理、整合共享为重点，着力开展“湖南水利一图一库一平台”水利信息化规划和建设。

在“十三五”建设收官之年，湖南省水利厅对水利信息化建设和管理模式进行梳理，以“网络安全、态势感知、全面互联、整合共享、智能应用”为重点，开展湖南“水资源 • 水安全”信息化“十四五”规划，利用新信息技术手段，推动数字水利向智慧水利转变，为智慧城市提供数据共享和决策支持，提升水利行业监管能力[3]。

1 总体规划

随着新兴信息技术的迅速发展和深入应用，全国水利信息化建设进入全方位、多层次的新阶段，已成为水利现代化的基础支撑和重要标志，水利管理信息化建设逐步由数字化、智能化迈步走向智慧化，各级水利部门积极开展泛在互联、服务整合和智慧应用，开展惠民服务，实现以水利数字化推动水利建设现代化[4]。

湖南省水利厅根据智慧水利总体方案和水利业务需求分析， 以 “3 年见实效、水平明显提升”为目标，以网络安全、透彻感知、全面互联、整合共享、智能应用为重点，结合湖南省水利信息化发展实际情况，初步拟定“水资源 • 水安全”信息化 3 a 总体规划思路。建设内容主要分为数据中心、智能办公系统（行政和业务办公）和基础设施建设三大部分，具体建设规划如图 1 所示。

2 建设思路

为深入贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代水利工作方针，对照“水利工程补短板、水利行业强监管”的水利改革发展总基调和《湖南省“十三五”水利发展规划》要求，湖南省水利厅以“前端一体化、数据资产化、服务价值化、管控可视化、展示现代化”为建设抓手，同步夯实信息化建设保障体系，采用“大平台 + 微应用”的设计思路，实现“一图一库一平台”的目的。为完善湖南省水利一张图深化应用、数据中心标准库整合、云平台集成建设，适应新时期水利事业和信息技术发展，持续开展以下建设：1）完善数据中心建设。继续推进资源整合，深化图层应用开发，制定技术标准和数据规范，提供数据接口共享服务。2）智能办公系统建设。拓展行政办公系统功能，完善内外网的行政审批，实现水利云平台统一门户登录和水利移动应用的集约化建设。3）基础平台优化提升。构建高效安全的基础平台，为水利一张图提供基础数据服务能力。

图 1 湖南“水资源 • 水安全”信息化建设规划

2.1 数据中心建设

数据中心建设主要包括以下内容：

1）组织制定技术标准和数据规范。坚持标准先行的建设理念，遵循“一国标，二部标，三省标，四自建”的四部曲原则，开展数据、应用服务标准体系，综合监管指标体系，以及相关的服务接口等标准规范建设。作为数据治理的基础，目前已经编制了全省通用的《水利对象分类及编码总则》《水利对象基础数据库表结构与标识符》《数据资源共享管理办法》《数据更新管理办法》《水利数据交换规范》等标准规范。参照标准规范，建立统一的数据库表、数据目录，实现数据资源的整合、存取。

2）建立统一的水利信息数据库。以“数据家族及血缘”为建设思想，构建水利数据知识图谱，实现一族数据的统一关系组织及挂接，实现数据的链条可追溯。最终实现数据资源在大数据分析和决策框架中的统一集中存取，按责权分工管理和有序共享。通过数据清洗、治理、梳理出数据资源名录，建立核心与业务数据库及数据交汇平台。统一数据库管理平台主要包括数据资源目录管理子系统、大数据服务共享、数据运行监测与评价等。

3）建立水利应用服务一张图。依托湖南省自然资源厅为水利一张图提供丰富、详实的空间数据资源，利用 GIS、数据库等技术，构建各类标准化专题地图服务，目前基本实现水利核心业务所需地理信息资源的集中展示、管理、统一服务和共享应用。实现了水利普查、水资源保护、水资源区、水利行业单位等 36 个水利对象空间数据图层及 7 个影像数据图层的整合，同时还对接了水利部的 18 个图层，并向水利部提供部分湖南省图层，促进湖南省水利空间数据资源的共享和应用。

4）提供数据接口共享服务。以天地图 • 湖南为底图打造水利一张图，整合现有水利时空数据，形成标准统一、服务共享的图层资源内容及应用服务体系。同时搭建水利数据中心，制定数据标准和资源目录，形成“一数一源、一源多用、共建共享”的数据资源管理体系。通过建立部门间数据共享机制，一次性获取，定期批量更新，汇集到标准数据库，形成共享数据库，通过数据共享服务接口实现数据发布管理。

5）典型图层应用开发。a. 利用卫星遥感影像数据开展托口水库及上游清水江、渠水，下游沅江部分区段共 27.60 km2河道水域河长制遥感监测，提取监测范围内水域采砂码头、河道养殖、岸线破坏等信息，为河长制工作的开展提供客观准确的数据。b. 利用遥感影像数据对洞庭湖区域开展湖长制遥感监测，监测区域为整个洞庭湖，监测面积为4 367.27 km2，调查洞庭湖区域范围内工矿企业、排污口、养殖场、采砂码头、矮围、水面漂浮物、围湖养殖等信息，找出重点监测区域，为湖长制的实施提供基础数据支持。c. 完成水利（河长制）遥感监测服务平台的开发，集成影像与监测成果展示、管理、核查等多功能模块，形成发现—治理—监督的管理闭环，为主管领导科学决策、各级部门业务应用、属地综合管理提供平台支撑。

2.2 智能办公系统建设

2.2.1 行政办公

主要进行以下建设：实现湖南省水利厅系统的统一门户登录；将办公系统逐步延伸至市、县水利行政主管部门，以及水利工程管理单位；实现内外网的行政审批服务；建立水利云 App，整合目前常用的移动应用 App。水利云 App 主要包括信息资讯、综合应用、业务系统、协同办公等模块，实现“平台 + 生态”良性发展，提供更加多元和便捷的水利信息服务。

2.2.2 业务办公

业务办公由相关业务部门按水利厅的信息化系统建设标准规范组织建设，包括各项业务应用，主要分为水资源和水安全两大类。

2.2.2.1 水资源

主要包括以下业务内容：

1）水资源管理。严格区域用水总量和效率管控，强化水资源统一调度、监管和保护。主要从以下 5 点入手：a. 在湖南省水利一张图上，对全省取用水工程分布及基础信息进行分层展示；b. 统计全省 6 万多用水户取水量，掌握各地区和行业及用水单位的实际用水量信息；c. 完善计划用水管理，实现计划用水在线申报审批、实用水量自动预警、断面流量预警等功能；d. 加强水量分配管理，掌握各流域、行政区水量分配情况；e. 完善最严格水资源管理制度考核的资料上报数字化，减轻人工核查工作量。

2）河（湖）管理。应用大数据等技术手段，对河湖进行精细化管理，主要开展以下 2 项工作：a. 整合接入视频、卫星遥感、无人机等监测数据，加强对河湖岸线及生态圈的动态监测，提升水域岸线等河湖管理与保护的应用；b. 构建河道采砂监管应用，增强河道采砂监督管理。

3）灌区管理。主要开展以下 5 项工作：a. 建设灌区综合数据库，在湖南省水利一张图上，提取实时影像、土地利用现状等数据，获取灌区灌溉面积等基础信息；b. 建立大中型灌区来水预报、需水分析、用水调配模型，实现大中型灌区的精准配水和水资源的动态平衡；c. 对设施设备进行智能运维管理，实现设施设备数据的自动巡查，智能分析系统运行障碍；d. 建设公众信息平台，并提供公众反馈的平台，让公众及时获知配水情况，及时反馈用水需求；e. 优化泵站智能管理，做到无人值班，少人值守，基于一张图基础信息，对内涝区、承泄区水位进行监测预警，实现灌溉、排涝的精准调度管理。

2.2.2.2 水安全

主要包括以下业务内容：

1）水旱灾害防御。主要工作如下：a. 搭建省级旱情监测预警综合平台，实现湖南省旱情的综合监测评估，定期或应急发布全省旱情监测一张图；b. 建立四水流域洪水预报调度系统，实现四水流域的水情预报调度一体化，为会商调度提供可视化成果对比。

2）农村安全饮水管理。主要工作是完善湖南省农村饮水安全信息管理系统，从以下 4 点入手：a. 按规范标准完善基础数据，在一张图上展示基础信息；b. 加强全省农村和贫困人口的饮水安全管理；c. 对饮水安全“回头看”进行普查（核查）统计，并列出问题整改清单，做好饮水工程管理；d. 实现手机移动端（绑定水利云 App）同步管理。

3）农村水电站管理。在省厅水利云平台增加农村水电信息管理平台，业务内容主要包括：农村水电站基本情况展示，生态流量监控，安全生产在线监管。

4）水库管理。建立湖南省水库信息管理系统，覆盖全省市县乡及所有类型的水库。主要包括三大功能：a. 实现水库的信息查询及统计分析；b. 以水库为对象，展示、管理与水库防洪抗旱有关的信息；c. 在部分水库工程开展三维矢量建模试点。

5）水利监督。利用中央的水利督查工作平台，基于一张图，建立湖南省水利督查工作平台，实现“互联网 + 监管”，主要实现以下功能：督查计划管理，督查任务实时派送，现场督查数字化填报，督查人员可视化监管，问题动态化管理，自动生成督查工作报告。

6）水土保持。建立全省水土保持监督管理信息平台（“天地一体化”监管系统），应用遥感分析等技术进行水土流失危害程度的评估。主要实现：湖南省水土保持智库建设，区域动态监测评估，水土流失治理项目评估，生产建设项目监测评估，监测站（点）数据评估与管理。

2.3 基础设施建设

基础设施建设由水利信息技术中心组织实施，包括以下 5 个方面的建设：1）完善基础平台建设，扩充省级云平台的计算、存储、网络等资源；2）完善网络安全等级保护，定期进行信息系统等保测评、漏洞整改；3）完成双网双平台建设，为各项业务在内外网的安全切换提供网络支持；4）建设国产化适配工程，包括机房核心设备、软件国产化适配和国产密码应用工作；5）进行水利云平台建设，主要内容为整合已建系统，完善一张图空间基础数据服务。

3 保障体系

在现有的信息化机制和体制条件下，水利信息化规划和建设在一定程度上难以全面落实。为强化对水利发展的信息化支撑能力，提高水行政管理效率和惠民水平，组织机构的调整，管理制度的落地，建设经费的落实，技术手段的支撑能力，都需要从全局出发，坚持以“安全、高效”的总原则，强化“节约水资源，保护水安全”的刚性约束理念，以科技创新为动力，优化业务需求整合，避免重复建设，还需要以下几点措施统筹推进水利信息化建设有序落地实施，保障“水资源 • 水安全”信息化建设的可持续发展[5]：

1）强化组织领导。坚持统一领导，统筹规划。设立水安全信息化规划小组，强化顶层设计，科学部署。明确各部门职责和任务，全水利厅基于同一个平台和数据标准开展信息化建设。

2）健全管理制度。健全信息化建设、运行、管理、考核等标准制度；制定数据建设标准规范和共享机制；制定信息系统项目管理办法和实施细则；完善运维保障体系，将建设内容纳入部门绩效考核。

3）保障经费落实。统筹管理全水利厅信息化建设，各处室负责项目的具体实施，由信息部门汇总需求，进行可研立项、前置审查、财评申请等，确保有序推动信息化建设。

4）引入社会服务。积极探索政府购买服务方式，建立水利信息化建设和运行的新机制、模式，降低建设与运行成本，加强对购买服务的监督、管控和评估，确保购买服务规范有序、精准高效。

4 结语

通过水利“十三五”信息化建设，已初步构成集成、开放、标准统一的水利业务平台，基本完成《湖南省水利信息化发展“十三五”规划》建设要求，符合湖南省水利信息化建设趋势，社会效益显著，经济效益良好，为水利信息化“十四五”规划建设奠定了基础，有利于探索新时期水利信息化新模式，驱动水治理体系和能力现代化。但是图层深化应用服务能力较低，应用系统决策支撑能力存在单向支撑，未形成整合合力，以待“十四五”期间进一步优化和完善。